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摘要:近几年是随着汽车行业的迅速发展和人们对行车安全的重视,人们对汽车灯具的要求也越来越高。LED灯具有亮度高、易省电等优势,其技术发展也越来也受到汽车行业的青睐。在近几年汽车的设计构造中,LED技术被广泛运用其中,除了保证汽车足够的照明,还可以为汽车加强汽车总体的现代感。事实上,LED车灯技术所起到的作用并不仅仅是装饰,它将是未来汽车照明的发展方向。
关键词:led;汽车灯具;造型
1、LED技术应用于汽车灯具
目前世界上无论国内国外均以传统钨丝灯、卤素灯的常规要求作为标准,并没有独立的LED车灯灯具的生产标准。所以目前LED车灯制造企业生产的车灯总成,其设计生产依据仍多是国标、SAE等标准。为使得LED车灯光源的配光、外形符合传统标准,LED光源必须设计成三维阵列,通过调整LED发光方向来达到配光目的,对汽车灯具设计而言是一种新技术。
由于LED光源的单色性,不需加滤色片便可以直接选用不同波长的LED元件,设计成具有不同功能的转向灯、制动灯或者倒车灯等。不加滤色片也使光的透过率增加,从而提高了光的利用率。另外,用于LED车灯的LED元件为满足传统配光标准的要求,角度的选用十分重要。正确的发光角度意味着,可以使用最少数量的LED元件,从而达到经济实用的目的。散热设计是LED灯具设计工作中至关重要的部份,散热是否良好决定了灯具的使用寿命是否能达到设定值。
2、LED灯具的优点
作为一种新兴绿色照明光源,半导体照明正逐渐走进人们生活的各个领域。交通运输照明成为LED作为照明光源的重要应用市场。目前,LED已应用到汽车内部和外部,尤其是在汽车内部照明,彩色LED的应用已经非常成熟。与普通照明灯具相比,LED灯具具有以下几个优点。
2.1节能无污染
LED即发光二极管,其内部主要为一个PN结。当PN结内的电子与空穴复合时,电子由高能级跃迁到低能级,电子将多余的能量以光子的形式释放出来,产生电致发光现象。由于电致发光是直接将电能转化为光能,因此能量转换损失较少。而且LED灯具不含铅、汞等污染元素,对环境没有任何污染。此外,LED灯具光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,废弃物可回收。它还属于冷光源,可以安全触摸和使用。
2.2 灯光色辨别度高
由于LED的光谱接近于日光,所以它的光被物体反射的有效性要比其他光源更容易识别,便于其他驾驶者更容易发现,提高了行车的安全。即使是晚上,也可以避免因看不清交通标志而发生事故。
2.3 防止前照灯的眩目
LED的照明较为温和,与白天的自然光接近,不会使驾驶员因为刺眼而不舒服。有驾驶经验的人都知道,夜间会车时,对面来车灯光亮度较强时,会造己方驾驶者视觉暂时失明而产生危险。因此LED前照灯在设计时,会将大灯光谱中最蓝的部分进行推移,从而避免因为强光导致对面驾驶者眩目。
2.4 其他优势
LED前照灯点亮无延迟,响应时间更快(传统灯泡则有0.3 s的延迟);具有更强的抗震性能;发光纯度高,无需灯罩滤光,光波长误差在10 nm以内;发光热量很小,对灯具材料的耐热性要求不是很高。另外,LED前照灯光束集中,更易于控制,且不需要用反射器聚光,有利于减小灯具的深度;耗电量低,达到传统灯泡同等的发光亮度时,耗电量仅为传统灯泡的6%;具有超长寿命,无灯丝结构,不发热,正常使用在6年以上。
3、LED在汽车照明系统上的应用
3.1 LED在前照灯上的应用
将LED应用于汽车前照灯系统中的最直接优势,就是大大缩小前灯系统所需要的空间。目前,由于LED单颗亮度不够,亮度衰减比较严重,其价格也相对比较贵,所以LED现在主要应用于汽车的行车灯、制动灯、位置灯、前后转向灯、雾灯、倒车灯、高位制动灯以及室内灯和侧转向灯,暂时还没有完全在汽车的前照灯系统上普及应用。LED前照灯往往由于LED阵列的排布而容易形成明显的品牌特征,这种极富科技感的前照灯设计,能将车辆的个性化设计和品牌特征完全展现出来,并提高品牌的识别性。
3.2 LED示宽灯造型
示宽灯是提示车辆宽度的灯具,用于傍晚和夜间行驶时,让别的车辆看见,是欧洲国家强制装备的灯具。随着LED技术的普及,LED示宽灯的造型已经成为一款车型的一个重要特征。奔驰CLS的前照灯系统采用了总共71颗LED,近光灯16个,远光灯8个,转向灯13个,示宽灯22个,弯道辅助灯2个,其他用途10个。这款全LED大灯的色温在5 400 K左右,点亮效果接近普通日光,具有良好的光照性,照明效果也十分自然,同时能耗比普通氙灯低,使用寿命甚至能够达到终身免更换。其22个LED组成的示宽灯,呈c形排列,具有极强的科技感和品牌识别性。这款车型推出以后,带动了LED在示宽灯上面的发展,使LED示宽灯的造型成为汽车型又一个重要特征。
3.3 日间行车灯
日间行车灯是指使车辆在白天行驶时更容易被识别的灯具,装在车身前部。日问行车灯不是照明灯,其作用是为了提醒别的车辆注意,属于信号灯的范畴。欧盟规定所有新车必须安装日间行车灯,此举也正是大众公司在LED汽车灯具上大做文章的主要依据。近年来,大众公司实施“灯光战略”,将LED车灯普及,旗下大部分车型在大灯中都装备了LED日间行车灯。尤其是奥迪,LED日行灯甚至成为了这一时期奥迪的品牌标识。奥迪的照明系统高级设计师解读了不同的LED日间行车灯设计所要强调的不同车辆性格:A系车型(比如A4和A5)上的LED日间行车灯,看起来就非常坚决、优雅和动感;在Q5和Q7上的灯组设计,则表现出宽厚和充满力量;而R8的LED日间行车灯,就像是全速奔跑中的公牛的角,充满生机和自豪。
3.4 雾灯
雾灯安装在汽车前部和尾部,也是LED被应用较多的位置。在雾天、下雪、暴雨或尘埃弥漫等情况下,雾灯被用来改善车前道路的照明情况。LED前雾灯一般采用光色为橙黄色的光源,后雾灯采用光色为红色的光源,以警示尾随车辆保持安全间距。传统雾灯造型多为圆形、环形和横向带状形,设计含量不高。奥迪早在2003年底特律车展首次发布的PikesPeak Quattro概念车,就采用了条状LED雾灯,这也是世界上首次在雾灯上使用高性能的LED技术。在这款概念车上,LED雾灯的造型设计成狭长的线条,整个雾灯与前保险杠融为一体,设计极具前瞻性。由于LED雾灯集合了亮度和美观,也成为现代汽车设计的典型特点,因此越来越多的LED雾灯出现在车辆中。
3.5 LED在尾灯上的应用
LED在尾灯设计中中同样扮演着十分重要的角色。首先LED的应用能减少尾灯系统所需要的空间,从而丰富尾灯形状的可变性。其次,其特有的光照效能也塑造出现代汽车尾灯明显的特征。LED凭借其其高质量的发光纯度,为日常行车提供良好的安全保证;LED独特的塑造性同样也为汽车尾灯的造型带来了质的变化。LED灯具往往由于LED阵列排布的特点,容易形成线状排布,使得尾灯排布舒展而协调,正好满足设计师的需求。如大众辉腾的LED尾灯设计,就是在车身设计中融入时下流行的流线型设计元素,从而使较传统车灯能更好地与现代设计相匹配,同时展现车辆的个性化设计和品牌特征。
结语:LED灯具具有良好的性能,它的使用寿命较长,同普通的白炽灯来说,性能较优。因此LED灯具广泛应用于汽车灯具当中,符合当今社会节能环保的时代发展要求,进而促进我国节能减排的发展形势。
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