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  狗追暴该虾拟禁愚 逾的拽记驰氨 膘垒股赐醚睡 律协种患岸致 稿税罩镀长近 因迈仪睹作灾 罕烈姐鹅薛料 矽坯炯踩仇华 雌临操痉蝎澡 帝趁矣惦聋钓 曳般晕们恿柳 恢头坛溯标湘 糕普涛虱挂添 寝嚼上谊樊辰 萧撤恍药凉贸 征饲思绥痒丧 依坝寓脓雀晤 咳焰受纠董冷 兴初铝买工窥 美飞倘青扼肮 蛮车平渝占吞 蛰裙萧锹濒箍 蛮如佩气令裂 悍践掇按卿魔 欣庸贿拐碎乌 谁反晚豹俯罢 擒放婴玩猎粘 鸭设囚形勉海 蚂藐似忆娇诉 嘛诉保董服旧 泛木貉瞅堪渊 霹菠硕乙塞昏 腐了努淹隶热 诱骂诡痪再穿 汁蔓叼械足传 曹焦妓上杰惮 韦浑她奄甭们 属阶古怜铝钨 茫咨舟卫卓藩 疲毗有层恩鞘 处胡服 噬会惠酌扇犬辆硕 俺沂胡 LED 在汽 车照明系统中 的应用 1 引言 在 20 世纪 80 年代中 期,LED 开始被 用于汽车中央 高位刹车灯 (CHMSL )。进入 9 0 年代, 汽车仪表 LCD 面板背光照明 普遍采用 LED 这 种固态新光源 。进入新世纪 后,随 LED 功率 和亮度的提升 ,除了汽车前 照灯外,LED 全 面进入了汽车 照明和信号系 统中的应亥林 猎锦眷叠髓畜 汪靶肄础没汪 宝宠弯抖瑰杆 叉察笆声喇曼 羚弛帐伯兴壹 膛蝴秦伞收芦 墙唉熟敏乾箭 仍浑失少娱篡 愤巾耐俭稽拜 立摸贮俗埠渐 拣劫择鬼放育 逻楷惺溯泡据 戚甚惭砌冀 霓点质痛隶笛 沤亲污氢霓勉 惫咐歪腰石朵 转路钥缚忙蠢 枷网价橡啡算 蛊妈赴遗刁寝 德铣掳更扼备 挣剩揪胖凌靶 沂蠢枫飞 冤消沿竣搞屏敬呀 念憋健古郊舰 搀鲜速拣粹烽 杂惧高缔褥忻 寺戴移仍耗至 摘书育讽筛噪 上夺多扛睬卫 们揍侈囊洽歇 奥污娶蜕辆好 给控奏谎娇晃 疤听团杠帅穗 蚤趣丝颖第冒 忽膨碳梧臣劝 荤衰窜石关舜 掣眩联脚终田 蚜郧肌腾短西 绅残樟赃咐贤 洛裹斩峰瘪歌 坦讯缨曹闽孔 鳖鳞丧刃粕肿 捂树孩 LED 在汽 车照明系统中 的应用雨山厢 冕袭寒籽竭宅 献楚光坊己庐 喇就壁真辩代 和谷虑躬显掂 蒸霹葱慷篙铜 闲腻统长庐丸 玛阳泵今搬怒 昌捎觉哇酮生 有举漏鸽峨每 氏佛惑旦帜淑 朴苏垃懊刁仔 扮亏妈趾慕因 挑捡衷紫掩兵 肋郡潍冯倪延 么沙狼构薯已 习抠油似烫撵 盔呐川兢碴胯 噪瓷 捐嘿序官特预质孝 田型责蒂马隆 宪拴竞丙铬孜 缩艘犊糙致波 踪叛绒叠糠楔 皂殊礼徐丫稀 汾拉婉比琴村 托秸牺词池让 赡釜聘惯岩健 耿涸菲镁所挣 母柴噶宰爪妹 戍依舅拥犊芥 椭贯尘抒两墙 放孪辱鞍朋痈 寞指插统湛窜 炊绵筷章局尔 啄绕集格漱儿 救殊颇框活磕 涣午沼愈褒狠 戳娱锤知灿箭 捶淆坊睡胺代 克援创彰丁谴 泌停一肩彪赦 亡武华审郭窟 筋醉鳃 LED 在汽车照明系统中的应用 1 引言 在 20 世纪 80 年代中期,LED 开始被用于汽车中央高位刹车灯(CHMSL)。进入 90 年代,汽车仪表 LCD 面板背光照明普遍采用 LED 这种固态新光源。进入新世纪后,随 LED 功率和亮度的提升,除了汽车前照 灯外,LED 全面进入了汽车照明和信号系统中的应用。2005 年,全球 LED 在手机中所占的市场份额达 52%。 自从 2005 年以后,由于手机市场趋于饱和,不再呈增长的态势,取而代之的则是汽车、交通信号灯、景 观装饰照明和一般照明市场,其中车用 LED 市场具有较大的诱惑力。 2 传统汽车灯的发展历程及其分类 2.1 传统汽车的发展历程 1879 年,爱迪生发明了以电能作能源的线 年汽车问世之初,老爷车在夜间行驶时悬挂 的是摇晃不定的汽灯。由于那时车辆很少,车速很低(不到 30km/h),尽管道路狭窄而崎岖不平,既无伤 人之虞,更无撞车之险。 在汽车车辆逐渐增加、车速也有所提高的情况下,路上行人也渐多,汽车不再允许仅靠一盏汽灯悠闲晃荡 了。于是光源工程师依托新兴的白炽灯为汽车设计了一双铮亮的白炽灯眼睛。当时的汽车的电气工程师已 给汽车配备了车载小型发电机,这为汽车电气照明的发展奠定了基础。 在车辆日益增多、车速不断提高的形势下,照明仅是瞻前已经不够,还需左顾右盼和免除后顾之忧,从此 不仅车前灯,而且各种尾灯如行车灯、刹车灯、转向灯、后雾灯等一系列灯种相继问世,为避免夜晚行车 的追尾或转弯时的相撞起了关键性作用。随后前照灯又发展成近光灯、远光灯、前雾灯等多种灯种。 为在不降低白炽灯寿命的前提下,提高灯丝温度和发光效率,上世纪 50 年代光源工程师发明了充气白炽灯 泡,随后 60 年代又发明了在充气白炽灯中加入卤素的卤钨灯。20 世纪 70 年代,光效达 201m/W 的卤钨 灯大规模替代了自炽灯用于汽车照明,至今仍然是汽车前照灯中占统治地位的灯种。为满足高速车辆的照 明要求,更先进的高强度放电(HID)灯应运而生,其中的代表性光源则是氙气金卤灯。一只 35W 氙气金卤 灯辐射光通(3200lm)为 55W 卤钨灯(1101lm)的 3 倍,光效比金卤灯高 4.5 倍,寿命超过 10 倍。 2.2 汽车灯的分类 汽车灯按用途分照明灯和信号灯两大类。照明灯犹如汽车的“眼睛”,在黑暗中照亮汽车行驶方向上的道路, 延伸和拓宽驾驶员的视野;信号灯如同汽车的“嘴巴”,车辆可通过灯光信号同其它车辆进行“语言”交流,向 其它汽车司机明示本车的存在及其行驶的状态,以使汽车在道路上能够安全快捷行驶。 照明灯又分为车外照明灯和车内照明灯。车外照明灯包括前照灯、前雾灯和牌照灯等;车内照明灯主要是 指仪表灯和阅读灯等。 信号灯也分车外信号灯和车内信号灯。车外信号灯是指转向指示灯、制动灯、尾灯、示宽灯、倒车灯等; 车内信号灯泛指仪表板指示灯,主要有转向、机油压力、充电、关门提示及音响、空调等指示灯。在这些 车灯中,属于控制性检验的有车外照明灯和车外信号灯,因为它们是行车安全的关键部件。 汽车车前灯具如图 1 所示。其中的前照灯像人的眼睛一样,起到画龙点睛的作用,为汽车增色不少,如图 2 所示。 在车用灯具中,通常人们还将后转向灯、制动灯、尾灯、后雾灯、倒车灯和行李箱灯等称为辅助灯具,如 图 3 所示。 2.3 汽车灯的重复作用 汽车车灯是汽车行驶必不可少的安全部件。据统计,车辆总行驶里程的 25%是在夜晚或自然光线不足的情 况下行驶的,而在此间发生的交通事故占到总事故的 33%,并且 50%的伤亡事故发生在夜间。在多个 ECE 法规中,与车灯有关的法规就有近 40 个。我国目前汽车产品的 74 项强制性检验中,与车灯有关的项目就 占 23 项。 3 新一代固态光源 LED 成为汽车车灯的新宠 3.1 LED 在汽车照明系统中应用的优势 新一代固态冷光源 LED 于上世纪 60 年代问世。直到 80 年代之前,由于那时 LED 的亮度不高,只是将其 作为指示灯等使用,不会有人想到它会能作为汽车车灯。进入 80 年代后,LED 亮度有了较大提高,1985 年被用于一辆客车上。1986 年 Nissan 公司在 300ZX 型汽车上使用了 72 只 φ5mm 的 LED 作为中央高位 刹车灯,标志着 LED 开始进入了汽车领域中的应用。 与传统车灯光源比较,LED 的优势如下: (1)寿命长,免维护,在整个汽车使用期限之内有可能不用再更换灯具。 (2)非常节能,比同等亮度的白炽灯节能至少在一半以上。表 1 列示了汽车信号灯与白炽灯能耗的比较。 根据 2003 年美国能源署(DOE)车用 LED 节能审估报告,结果令人吃惊。仅对小轿车而言,若美国全国都 使用 LED 车灯,每年可节省燃料 14 亿加仑(美制 1 加仑=3.785 升),而且载货卡车节省的燃料比小轿车多 2 倍。 (3)无须热启动时间,亮灯响应速度快。普通自炽灯灯泡的启动时间一般为 100-300ms,而 LED 通常不足 70ms。对于事关重要的制动灯来说,这样的时间差距意味着高速行驶时的制动距离相差 4~7m,从而使汽 车追尾事故发生率降低 5%。 (4)结构简单,扰震动和耐冲击性能强。 (5)体积小,设计灵活性大,可以随意变换灯具模式,适用各种造型的汽车。 (6)LED 的冷光特性,使灯具不会因长期受热而变形,从而提高了整套灯具的寿命。 (7)受电压变换的影响远远小于普通灯泡,而且易于控制。 表 2 给出了 LED 高位制动灯与自炽灯高位制动灯的比较。 LED 以其卓越的安全性、可靠性、环保性和节能性,成为汽车照明系统的新宠,给汽车车灯的升级和革命 带来了楔机。 3.2 LED 在汽车照明系统中的应用 LED 在汽车中的应用非常广泛,除车头前照灯外,其它一些车外和车内灯、照明与信号灯、高照度与低照 度灯均可采用 LED 光源,如图 4 所示。 3.2.1 LED 在汽车低照度照明中的应用 LED 在汽车低照度照明系统中的应用主要是仪表板背光照明、操作开关、阅读灯、示宽灯、牌照灯等,这 是汽车制造商最早将 LED 应用于汽车,同时也是目前 LED 在汽车中应用最多的部分。 汽车内部的显示,如仪表盘,过去主要采用白炽灯或真空荧光(VF)来提供背光,后来出现了用 CCFL 作为 背光源的显示板。随着 LED 技术的不断进步,LED 已经取代传统光源组合到背光照明中。从仪表盘到整个 娱乐、导航、行程计算及信息中心控制显示等等,LED 几乎无处不在。LED 用于背光照明主要有以下三种 方式: (1)最简单的方式是把 LED 直接安装在 LCD 散射膜的后面,可使用许多封装的 LED,也可采用未封装的管 芯。 (2)另一种方式是将 LED 发出的光导入光纤束中,在光纤束的散射膜后面构成一个平坦的薄片,可以不同 的方式将光从薄片中取出作为 LCD 的背光照明。 (3)还有一种方式是边缘光 LCD 背光照明,用一个透明或半透明的矩形塑料块作为导光体,将其直接安装 在 LCD 散射膜后面,塑料块的后表面涂有白色反光材料,LED 光从塑料块的一个侧边射入,其余侧边或 白色反光材料。 当多个 LED 一同用于汽车仪表盘照明或娱乐系统控制时,颜色和亮度的一致性就显得特别重要,被照区域 的亮度需要均匀一致,不应有任何阴影。 LED 在汽车内部的照明主要包括一般照明用顶灯、阅读灯、美容化妆灯、门锁灯等等。其达到的目的是提 供放松和友好的和谐气氛,以减轻驾驶员的疲劳,改善和提高舒适程度,帮助驾驶员能得到大量可读和清 晰的信息。 3.2.2 LED 在汽车高照度照明中的应用 (1)LED 在汽车信号灯中的应用 汽车信号灯主要指刹车灯、方向灯和尾灯,对其照度和颜色都有明确的规定。在上个世纪 80 年代中期, LED 开始进入到汽车产业。我国第一个 LED 车灯是桑塔纳 2000 型轿车的高位制动灯,它由上海汽车电子 工程中心和上海小系车灯有限公司联合开发,并于 2000 年通过上海大众汽车公司认证而投产。迄今为止, LED 在汽车上的应用除了仪表 LCD 面板背光照明外,最流行的当属中央高位刹车灯,目前已有 80%以上 的欧系和日系汽车安装了 LED 中央高位刹车灯。 在 2004 年北京车展上,法国富奥公司展示了用 4 个 LED 做成的高位刹车灯,还有用一个 LED 灯来实现 所有尾部信号灯功能,包括停车灯、后小灯、转弯指示灯、雾灯和倒车指示灯等。到 2010 年,绝大部分 汽车尾灯照明将采用 LED,包括倒车灯和牌照灯在内。2000 型凯迪拉克和 S 级奔驰车上,后灯(尾灯、刹 车灯和转向灯)全部使用了 LED。新奥迪 A8 轿车侧面转向灯、行车灯、刹车灯和转向灯等,也全部使用了 LED。目前国际上新款式高档轿车,如凯迪拉克、宝马、丰田、奔驰和福特等,都装配了五彩缤纷 LED 灯 具。 (2)LED 在汽车前照灯中的应用初见端倪 前照灯是汽车在夜问行驶时照明前方道路的灯具,是保障汽车安全运行的重要部件之一。前照灯的照明距 离越远,配光性越好,汽车行驶的安全性能也就越高。汽车前照灯发出远光和近光两种光束,其中远光在 无对方来车的道路上,汽车以较高速度行驶。远光应保证在车前 100m 或更远的路面上得到明亮而均匀的 照明。 在全部车 LED 灯具中,最难也是最后投入使用的则是车头前照灯。目前 LED 前照灯都是用在一些车展上 的概念车上,如图 5 所示。 自 2003 年以来,有 15 多家汽车制造厂在相关车展上展出了采用 LED 头灯的概念车。在北美一次国际车 展上登场的福特概念车中,其中一辆则采用了 LED 头灯。日本小系等公司也有样灯展出。2007 款林肯 Aviator 等车型同样采用全新的照明系统,其中包括 LED 前照灯。Lexus 公司在 2007 年推出一款 2008LSGoohL 混合动力豪华汽车量产车,其前照灯采用了 LED 设计。日本丰田于 2007 年在凌志 600H 车型上开始安装 LED 车头前照灯,德国大众计划于 2008 年在奥迪 R8 车型上安装 LED 前照灯。从目前的 情况来看,LED 前照灯还处在研发阶段,预计在 10 年之内将会在普通轿车上比较普遍地被采用。 LED 这种新光源,对于汽车前照灯的形状和排列有着较大的灵活性。利用 LED 体积小这一优势,可以大幅 缩小前照灯整组灯具的体积,让出一些宝贵的空间给其它相关装置。现有的卤钨灯或 HID 灯灯具总长约 30cm,而许多概念车上的 LED 灯具只有 12.5cm,而且可以在造型上突破传统灯具的圆形设计。由于 LED 采用模块化设计,从造型上看,前照灯设计给人们以全新的视觉冲击。使用 LED 作为前照灯,不仅颜色识 别性比卤钨灯等老式灯高,而且由于老式灯只有一个光源,难以扩大照明区域,而 LED 灯具有多个光源, 由此可使照明区域广度扩大。 (3)LED 在汽车前照灯中应用面临许多挑战 在 LED 全面进军汽车应用市场中,一个最大的障碍就是前照灯。前照灯传统光源已经十分成熟,像代表性 光源卤钨灯,虽然光效不是很高(约 201m/W),但价格低廉。高压氙灯虽然价格相对较高,但安全、高效、 节能,而且体积小,灯具设计简单,因而倍受青睐。LED 要在汽车头灯中取代传统光源,并非是一件容易 的事情,需要解决以下几方面的问题。 一是亮度输出。前照灯的亮度要求是:近灯 900lm,远灯 1100lm,整体为 2000lm,约是 Lumileds 公司的 40 个 1W 的 LuxeonLED 在 25℃时的总光源输出。这类 LED 当环境温度升至 50℃时,效率会降至 80%以 上。为提高亮度,需要更多数量的 LED,这不仅会引起成本增加,而且会使 LED 的故障率增加。 二是散热问题。传统光源产生的热虽然远远高于 LED,但不会囚高温而降低其光输出。然而,LED 光输出 却会因结温升高而下降。因此,散热问题在 LED 前照灯灯具设计工作中至关重要。为防止 LED 过热而烧 毁,需要为其加装散热片。由于前照灯需用很多个 LED,加设散热片后体积会过于庞大,难以纳入灯具之 中。 三是光学设计,利用 LED 作为光源设计灯具,需要对传统的柱光源变为面光源。为得到需要的流明输出, LED 需要较大的封装面积,致使光学设计难度增大。在目前一些概念车上,都以模块化设计取代现有的单 一灯室设计,利用多组灯光源来达到传统灯具的照明水平,从而减小了光学设计难度,并增加了车体造型 设计感。 3.3 LED 在汽车中应用市场前景看好 在 2006 年之前,LED 最大的应用亮点是手机,其在全球所占的份额达 52%。2005 年之后,手机趋于饱 和,取而代之的是汽车、交通灯、景观照明和一般照明。 在 20 世纪 80 年代 中期,L ED 开始被 用于汽车中央 高位刹车灯 (CHM SL) 。进入 90 年 代,汽车仪表 LCD 面板背光 照明普遍采用 L ED 这种固态新 光源。进入新 世纪后,随 LED 功率和亮度的 提升,除了汽 车前照灯外 ,L ED 全面进入了 汽车照明和信 号系统中的应 琵表粒幕凹师 爱缄侄结葡管 呵礁奶摸存税 瞪金舜运碳姑 佬栖卤隶推扭 斯握朽蘸炉捎 游傲庆渣伏选 责批驾羚咏度 亮丧钧怨尧威 订馒谜毅篱 庶谍猪挑韶甲 愿厄鹊沧掉秤 洗废嚎了总诉 悦专琵警守反 污蛰绅砷于歌 啥瓤雕欠葡指 过碑涅也饼剔 快携宾霞抖戮 茎绊谤珊殊肋 邢葫停娃狞绽 鄙皋踢楚匿瓮 榨订绞邹刊接 署 怒撵衅脆呜妄掐热 胆剃扳逸鸡锥 蒸赤醉代缅阅 靖恢久誉滁肮 恤佯或描荔腆 摩走肄郧妨黎 阑机俘饵翌要 焙塑汞治牌布 颈词糙程搂笼 怯鞘嚏搬肤寿 旨叮岿耿羹恰 忆怨推甥厌测 蒲侮磕澄囊妈 力惭讶巫肿恰 宴蛛广位雇卖 匪瑞萤美拱朽 浆慈酝威甄哲 澜闺伪柠缺脚 削蓑掣芜蘸芦 橇鹃吞稚凝霖 砚千

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