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汽車製造

寶馬激光前燈:劃過黑暗

星之球科技 來源:程序員雜誌2013-11-29 我要評論(0 )   

2014款寶馬I8插電式混合動力跑車將成為(wei) 藍光前燈的首秀:這是這一技術首次在歐洲汽車市場正式使用。 自從(cong) 1879年愛迪生發明了白熾燈開始,人類的照明曆史就發生了質的改變...

 2014款寶馬I8插電式混合動力跑車將成為(wei) “藍光”前燈的首秀:這是這一技術首次在歐洲汽車市場正式使用。

自從(cong) 1879年愛迪生發明了白熾燈開始,人類的照明曆史就發生了質的改變,在汽車領域也是如此。隨著晶體(ti) 管照明技術的日漸沒落,1991年BMW在其7係列 轎車中使用的氙氣前燈,一直被認為(wei) 是當時照明度最好的汽車前燈技術:氙氣前燈發光強度保持在2800~3500流明,熱度可達到4000開爾文。但相比於(yu) LED照明技術,氙氣照明依然表現出光強弱、黃光成分高、效率低的劣勢。第一款LED前燈的問世大約在六年前,當時雷克薩斯公司將這一技術使用在其LS 600h L款轎車上。但很快,激光技術將沿襲曆史重任,登上汽車前燈的曆史舞台。

“人們(men) 可能不容易直接判斷出光源質量的好壞,但通過對比卻可以強烈感受出光源的差異。”寶馬公司“藍光”技術項目負責人Stefan Weber介紹說。“藍光”前燈的發光原理是由一個(ge) 亮度達到普通發光二極管1000倍但能耗僅(jin) 有三分之二、且體(ti) 積隻有LED十分之一的藍光二極管發出激光。激光的一部分通過熒光體(ti) ,將激光的波長轉換成黃色光的頻譜,混合後可以得到聚焦性極強的白色光束用於(yu) 照明。寶馬公司的工程師們(men) 正在試圖將“藍光”前燈研製成能量更集中、更接近太陽光一樣的光源,使其達到5500~6000開爾文的熱能傳(chuan) 輸值,這可以有助於(yu) 駕駛員在夜間有更清晰的視線,並有助於(yu) 減輕視覺 疲勞。

“LED前燈的時代即將結束。”中村修二說。作為(wei) 藍色激光技術和藍光LED技術的發明人,中村深知這將使得整個(ge) 世界擁有一種穩定而強大的照明技術。相比於(yu) 普通LED照明,激光可以更高效準確地將光能傳(chuan) 送到更遠的地方,這個(ge) 道理十分容易理解:激光的主動發光麵積隻有10平方微米,是LED發光麵積的十萬(wan) 分之一。極高的電流強度使得這一小塊發光體(ti) 產(chan) 生出比LED更耀眼的光芒。而LED光源散射度大,很難將光能集中。此外,較長的光源持續性也是激光光源的一大優(you) 勢:“藍光”前燈3萬(wan) 小時的壽命遠超出車子本身的使用壽命。激光相比於(yu) LED照明的另一大優(you) 勢在於(yu) 能量轉換效率。誠然,LED相 比於(yu) 激光可以更有效地將電能轉化為(wei) 光能,但如果考慮到整個(ge) 能量係統的效率結論就大相徑庭了:激光光源可以使光的傳(chuan) 輸損耗相比於(yu) LED光源小很多。此外,激光前燈還可以省電:比如,一對老式的惰氣前燈需要120瓦,最好的LED前燈大約耗電40瓦,而“藍光”前燈可以將電能使用控製在30瓦以內(nei) 。

“我們(men) 相信激光技術將為(wei) 人類照明曆史翻開新的篇章,”中村說,“它將被廣泛使用於(yu) 家庭、企業(ye) 照明,還會(hui) 被用在各種顯示器上。”LED技術為(wei) 數字顯示器帶來了輝煌,現在研發商們(men) 已經讓“藍光”技術走上舞台。如同當年半導體(ti) 照明一樣,隨著研發技術的提升,“藍光”的成本也會(hui) 迅速降低。

當然,目前的 “藍光”前燈技術仍然不是十全十美。寶馬公司的工程師們(men) 仍然麵臨(lin) 要精簡“藍光”前燈係統以保證真實路況下的產(chan) 品耐久性。係統散熱是另外一個(ge) 挑戰,用電動風 扇或其他導體(ti) 材料輔助的空氣流動散熱仍然是最直接的解決(jue) 辦法。目前寶馬公司已經開始在加州死穀和其他極端條件的地區進行進一步測試。

工程師們(men) 設想,未來的汽車照明係統將實現對自然環境的自動識別,至少數以百計的照明係統將快速的切換以完成這一目標。毫無疑問,激光照明技術的應用將與(yu) 這一發展趨勢相吻合。

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