设计全球最节能的LED前照灯
2011-05-10 11:48:24 来源:技术在线 点击:1295
摘要: 新型LED前照灯全球首次采用了以反射板(反射镜)配光的方式。设计独创,从外观上看不出光源位于何处,而且虽在亮灯时发出白光,但灭灯时看上去却是蓝色的。
新型LED前照灯全球首次采用了以反射板(反射镜)配光的方式。设计独创,从外观上看不出光源位于何处,而且虽在亮灯时发出白光,但灭灯时看上去却是蓝色的。
外观为蓝色,却发出白色的光。日本市光工业研制的这种LED前照灯被日产汽车“LEAF”(中国名:聆风)所采用,作为后起厂商,市光工业在开发过程中追求了不同于其他公司产品的性能。
2010年12月,日产汽车上市了量产型电动汽车“LEAF”。该车采用了全球功耗最小的LED(发光二极管)前照灯。而之前已经实用化的LED前照灯至少需要三个LED。此次将LED数量减至两个,耗电量只有23W,成功降至以往卤素前照灯的约1/3、LED前照灯的约2/3。
除了节能之外,该灯的设计也很有特点。此前的LED前照灯都采用以投影透镜配光的方式,而且具有非常相似的外观。
而新型LED前照灯全球首次采用了以反射板(反射镜)配光的方式。设计独创,从外观上看不出光源位于何处,而且虽在亮灯时发出白光,但灭灯时看上去却是蓝色的。
蚊香事件
开发这款前照灯的是市光工业,由研究开发部P2P3项目一组项目经理村桥克广负责。
村桥在回顾当时的情况时说,“终于实现了梦想。尽管市光工业在LED前照灯方面起步较晚,但新技术的实用化让技术人员充满成就感”。
村桥进入市光工业的直接原因是受到了大学时代一位学长的邀请。但根本还在于他本来就喜欢汽车及摩托车。从大学的理工学院机械工程系一毕业,他就进入了市光工业工作。“这是因为原本就很喜欢制作东西,对车灯也很感兴趣,曾经自己调高过摩托车前照灯的亮度”。
1988年进入公司后,村桥先是在制造后组合灯的工厂实习。“当时觉得无论是工人还是设备,市光工业的规模都很大”。后来又被分配到计算机辅助工程(CAE)部门。在该部门进行模具设计,还在车间参与了产品制造。第二年,也就是1989年被调到研发部门工作。上任伊始就接到了一项任务。
“这项工作是查明车厢灯的污垢是如何产生的。因安装在车厢顶棚的车厢灯会沾上灰尘或烟油等,为寻找出这方面的对策,首先要查明原因”。
“因为我比较喜欢制作东西,就自己制作了车内模型,点燃10根蚊香,分析烟雾的流动情况及烟尘污垢的附着情况。当时太专注了,结果整个研发楼都是蚊香的气味,为这事没少挨同事及学长的奚落。这个小插曲至今仍令人难忘”。
村桥根据蚊香实验的结果,向汽车厂商报告了车厢灯产生污垢的原因,同时,除了烟雾的流动路径之外,还考虑到了静电对烟油的影响,提出了通过更换材料来减少静电的方案。
从此,村桥便一直从事有关车内照明的研发。他还研究开发了使用新光源的照明,并负责开发了使用氖灯(Neon Discharge Lamp)的后组合灯及高位刹车灯(High Mount Stop Lamp)等。不过,这些产品最后并未能商品化。
参加“光之卵”项目
“就像荧光灯逐步被LED取代一样,氖灯也被时代所淘汰。另外,因需要设置高电压电路并采取噪声对策等,氖灯会导致成本增加,这也是氖灯商品化的障碍之一”。
之后村桥参与了名为“光之卵(Light Egg)”的大型研发项目。开发的系统是在HID(High Intensity Discharge,高亮度放电)周围安装反射镜,利用光纤进行光分配,然后将其作为汽车各部分的光源使用。这一划时代的构想是只使用一个光源,将其用于前照灯、后组合灯及室内灯等多种照明。
“这也花费了很大的成本。原因是光纤并未像预期的那样低成本化。而且,还需要使用遮光板以及可按用途获得不同颜色的滤光片,这同样是开发该系统的瓶颈。另外,因为只有一个光源,还存在如何在发生意外时进行安全保护的问题。尽管我们也实际制作出系统并实施了行车实验,但最终未能达到实用化水平”。
但是,通过参与一系列研发工作,村桥获得了接触前照灯的契机。村桥是在上世纪90年代后半期经手这些项目的,而这一时期LED的技术取得了划时代的进步。日亚化学工业于1993年开发出了蓝色LED。随后绿色LED也被开发出来,加上已经实用化的红色LED,RGB三原色LED产品凑齐。1996年采用蓝色LED技术的白色LED也实现了产品化。

前照灯单元
蓝色部分为使用LED的近光灯。作为LED前照灯首次采用了反射镜方式。特点是采用了从外部看不到光源的构造。下端的远光灯为普通的卤素灯。
“当初进公司时,业界普遍认为蓝色LED无法实现,因此它的诞生令人震惊。同时我也觉得‘照明将会因此而改变’”。
LED寿命长、节能、发热量小,而且可靠性高。
“但最初亮度很低……而且成本很高”。
最初一个白色LED的价格是白炽灯泡的10倍,要提高亮度,需要使用多个LED,要实现相同的亮度,需要花费的成本是白炽灯泡的500~1000倍。
红色LED已在高位刹车灯等产品上实用化,而白色LED在汽车领域的实用化进程是从不需要很高亮度的车内灯开始推进的。市光工业的LED车内灯先是应用于日产汽车的“公爵(Cedric)”及“光荣(GLORY)”的车门玻璃边灯(1998年),之后又被推广到丰田“埃尔法(Alphard)”的间接照明(2002年),以及日产“骐达(TIIDA)”的地图灯(2004年)等。
本文为哔哥哔特资讯原创文章,未经允许和授权,不得转载,否则将严格追究法律责任;
随着技术成本的下降,LED前照灯的主流方案以及自适应照明带来的额外复杂性成为汽车前照灯市场的两个主要趋势。两者对光发射器和作为其重要合作伙伴的驱动器IC的体积和性能都有影响。
近年来,凭借光效增高、能耗低、可靠性高、寿命长、尺寸小及环保等众多优势,LED在汽车内部及外部照明中的应用日渐增多,已经从最初不那么紧要的汽车照明应用,如座舱内照明、停车灯及仪表板背光,跨越到了前照灯及组合尾灯等更宽广应用。特别是由于尺寸小,LED能够配合丰富的形状和线条变化...
欧司朗光电半导体推出的这款LED 产品属于著名的Oslon 黑色系列,它采用最先进的芯片和封装技术,并搭载有陶瓷转换器,是高性能的汽车照明光源。
汽车照明前景巨大,公司未来发展点之一:我国汽车产业规模大,对汽车照明市场需求明显。目前我国的汽车年产能已超过德国,产量位居世界第三。公司白光LED的先进研发技术将助力开发汽车LED市场。汽车LED前照灯作为高端汽车照明应用,目前全球渗透率不足1%,未来发展前景巨大。
LED的前照灯指采用白色LED的汽车前照灯。丰田在2007年5月17日发布的最高级混合动力车“雷克萨斯LS600h”上全球首次配备了白色发光二极管(LED)前照灯。寿命长达1万小时,点亮所需时间不超过0.1秒。功耗比HID灯的普及产品要低,与HID灯高端产品相当,今后如进一步改进,功耗预计会更低。
日前,宁波比格斯通光电科技有限公司在京发布其最新产品LED前大灯,堪称“全球最简洁的LED前大灯”。该LED前大灯先后在位于天津、长春、襄阳的国家汽车产品检测中心对研发的产品按照新国标进行了检测,均一次性通过了国家相关标准,是大陆第一家也是目前唯一一家同时通过多家国家级权威检测机构检验的汽车用LED前照灯及光源,从而为产品商业化奠定了良好的基础。

第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“哔哥哔特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得哔哥哔特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!
发表评论