LED在汽車(chē)上的應(yīng)用課件

1、LED技術(shù)在汽車(chē)燈具中的應(yīng)用成員：姚棉升 、黃佳陸、吳明浩、曾哲祺、傅康利1、摘要作為汽車(chē)行駛必不可少的安全部件，汽車(chē)燈具在汽車(chē)主動(dòng)安全方面的作用至關(guān)重要。80 年代后期伴隨高亮度發(fā)光二級(jí)管技術(shù)的出現(xiàn)，LED 在汽車(chē)外部照明的應(yīng)用成為可能。LED 可靠性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、色純度高、響應(yīng)速度快、體積小便于設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，使其在車(chē)外照明方面得到越來(lái)越普遍的應(yīng)用。進(jìn)入二十一世紀(jì)，LED 車(chē)燈已經(jīng)成為汽車(chē)潮流的新寵，被廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)向燈、制動(dòng)燈等信號(hào)燈具上，并應(yīng)用于前照燈，實(shí)現(xiàn)了與AFS 系統(tǒng)的結(jié)合。2、LED的發(fā)光原理LED 是一種場(chǎng)致發(fā)光光源，它是將電直接轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件。LED 發(fā)光原理是在p-n

2、 結(jié)兩端上加正向電壓，則p 區(qū)中空穴會(huì)流向n 區(qū); n 區(qū)的電子會(huì)流向p 區(qū)。隨著電子空穴對(duì)的復(fù)合放出能量，其中一部分能量轉(zhuǎn)化為熱，另一部分能量轉(zhuǎn)化為光。進(jìn)入二十一世紀(jì)，LED 技術(shù)突飛猛進(jìn)，并逐漸取代白熾燈、真空熒光等傳統(tǒng)光源被廣泛組合應(yīng)用到汽車(chē)儀表背光照明、操作開(kāi)關(guān)、頂燈、閱讀燈、門(mén)鎖燈等車(chē)內(nèi)照明上。另外，LED 可靠性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、色純度高、響應(yīng)速度快、體積小便于設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)得以突顯，在汽車(chē)外部照明方面也得到越來(lái)越普遍的應(yīng)用。特別是最近幾年，LED 車(chē)燈被廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、制動(dòng)燈、位置燈、倒車(chē)燈、霧燈、牌照燈等燈具上，已經(jīng)成為汽車(chē)潮流的新寵。目前，80% 以上的歐系和日系汽車(chē)安裝了L

3、ED 高位制動(dòng)燈。市場(chǎng)上幾大汽車(chē)領(lǐng)導(dǎo)廠商也不斷推出以LED 為光源的新型汽車(chē)， 像日系的Toyota、Mitsubishi、Honda、Nissan 等廠商推出的Teana、Crown、Reiz，美系通用汽車(chē)旗下的Cadillac、Buick，以及德系車(chē)廠的Mercedes-Benz、BMW、AUDI 等都已采用LED 尾燈，并逐漸形成了LED 汽車(chē)燈具的產(chǎn)業(yè)化。3、LED 汽車(chē)燈具的優(yōu)勢(shì)1 節(jié)能環(huán)保發(fā)光效能上， 隨著近年LED 材料結(jié)構(gòu)學(xué)的進(jìn)展，LED 的發(fā)光效率也飛速提高。而且LED 燈具將絕大部分的能量轉(zhuǎn)化為光能，作為熱量損失掉的僅是一小部分。據(jù)估計(jì)， 用LED 取代鹵素?zé)裟芴嵘?chē)的m

4、pg 指標(biāo)( 每加侖燃油的行駛英里數(shù)) 約0. 25?？梢?jiàn)，LED 燈具對(duì)整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的改善將會(huì)有很大的貢獻(xiàn)。 2 前照燈光色辨別目前路標(biāo)幾乎都采用被動(dòng)輝光的反射方式，而現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)出來(lái)光譜接近于日光的LED ，這使得它發(fā)出的光被物體( 如道路交通的指示標(biāo)牌等) 反射的有效性要高于其他光源，從而讓司機(jī)能在較遠(yuǎn)的距離盡早發(fā)現(xiàn)，提高行車(chē)安全，也有助于司機(jī)在夜間像白天那樣方便地發(fā)現(xiàn)并看清交通標(biāo)志。3 前照燈防眩白色LED 光源色溫在5500K 6000K， 因此白色LED 光源比氙氣光源( 4000K) 更接近自然光(4800K 6000K)。這樣的光線使得駕駛者不會(huì)因光線而感到疲勞，而是感到十分

5、舒適。5 其他優(yōu)點(diǎn) LED 光源比起其他傳統(tǒng)光源，使用壽命明顯要長(zhǎng)，維護(hù)少， 抗震性能強(qiáng)， 總發(fā)熱量少， 不含Hg等元素，對(duì)環(huán)境污染小; 另外，LED 體積小，一個(gè)燈具可同時(shí)使用幾個(gè)LED 模塊，使燈具的光學(xué)設(shè)計(jì)更為自由化，這種優(yōu)勢(shì)在概念車(chē)上的應(yīng)用尤為突出。而且LED 技術(shù)兼容數(shù)字化，可整合進(jìn)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)照明的電子控制。4、LED 汽車(chē)燈具的發(fā)展前景1 ）亮度輸出 近年來(lái)，高亮度LED 技術(shù)發(fā)展迅猛。截至2008年，歐司朗光電半導(dǎo)體公司推出新款OSTARHeadlamp LED，OSTAR Headlamp LED 產(chǎn)生的光通量，依照串聯(lián)的芯片數(shù)量而定， 介于700mA 時(shí)的125 lm (

6、 單芯片) 與1A 時(shí)的1000 lm ( 五芯片) 之間，可達(dá)到前照燈需要的亮度要求。高精度的工程設(shè)計(jì)、內(nèi)置光閘功能、最佳的芯片安裝和封裝設(shè)計(jì)，讓OSTAR Headlamp LED 具有全新的亮度數(shù)據(jù)和精確的燈光明暗截止線，適用于所有前照燈設(shè)計(jì)這種LED 新光源使得汽車(chē)燈具的風(fēng)格設(shè)計(jì)和造型布置具有空前的靈活性，且LED 光輸出功率密度在技術(shù)上已能夠與HID 燈具匹敵。因此一旦能降低成本并在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，它極有希望把現(xiàn)存的其他照明技術(shù)淘汰出局而獨(dú)霸車(chē)燈市場(chǎng)。2） 法規(guī)支持 LED 在前照燈中的信號(hào)燈功能使用已經(jīng)在ECE或SAE 法規(guī)國(guó)獲得批準(zhǔn)。不僅如此，針對(duì)汽車(chē)燈具照明，歐洲、美國(guó)和日本等

7、發(fā)達(dá)國(guó)家希望從立法上規(guī)定，照明角度設(shè)計(jì)的調(diào)整，能改善汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)所造成的照明死角或路面反射不足的問(wèn)題，以達(dá)到最佳照明效益，并降低交通事故發(fā)生率。這就是AFS系統(tǒng)( 主動(dòng)式前照燈照明系統(tǒng))。2009 年7 月，我國(guó)也開(kāi)始提出AFS 照明系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)制定征求意見(jiàn)稿，估計(jì)近兩年內(nèi)即可出臺(tái)。3 ）LED 與AFS 系統(tǒng)LED 前照燈與AFS 系統(tǒng)的結(jié)合，具有傳統(tǒng)光源無(wú)法比擬的一些優(yōu)點(diǎn)。LED 前照燈能利用光點(diǎn)陣列來(lái)組合出前照燈的主動(dòng)式照明功能，實(shí)現(xiàn)光照射方向隨轉(zhuǎn)向角度而變化的主動(dòng)安保功能，而無(wú)需采用任何運(yùn)動(dòng)部件。這種主動(dòng)式前照燈照明系統(tǒng)，有可能需要采用比以往所用過(guò)的數(shù)量更多的光管來(lái)構(gòu)成點(diǎn)陣。照明系統(tǒng)的這種變化也符合并體現(xiàn)了當(dāng)代汽車(chē)的機(jī)械裝置功能逐漸被全電裝系統(tǒng)所取代的大趨勢(shì)。 同一組LED 陣列既可以作為前照燈的光源，也可同時(shí)用于轉(zhuǎn)向燈，只是在發(fā)揮不同照明功能時(shí)采用各自的光學(xué)鏡罩。作為一般的轉(zhuǎn)向燈，只須在車(chē)身兩側(cè)布置LED 陣列，再加上簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)功能即可。而要發(fā)揮智能前照燈的主動(dòng)安保作用，讓前照光束隨車(chē)輛的轉(zhuǎn)向軌跡總是同步地照亮車(chē)前的道路，則需要布置較多的光源點(diǎn)陣并采取更復(fù)雜的光點(diǎn)電控，按照轉(zhuǎn)向輸入來(lái)控制光點(diǎn)陣列的明暗組合及其反光鏡，從而同步地改變前照燈光束的射向，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛轉(zhuǎn)彎過(guò)程中的盲點(diǎn)照明。4 ）市場(chǎng)總值隨著LED 技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，車(chē)廠愿意導(dǎo)入的意愿也逐漸提升， 根據(jù)美