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車頭大燈的LED技術革命 愛矩陣更愛激光

星之球科技 來源:車雲(yun) 網2014-09-24 我要評論(0 )   

2008年,奧迪為(wei) R8跑車配置了全LED大燈,尚屬業(ye) 界首例。它們(men) 不僅(jin) 比鹵素和氙氣大燈更亮一些,而且能效更高。不過,這項技術現在已經不是什麽(me) 新鮮玩意兒(er) 了,如今B級轎車也...

        2008年,奧迪為(wei) R8跑車配置了全LED大燈,尚屬業(ye) 界首例。它們(men) 不僅(jin) 比鹵素和氙氣大燈更亮一些,而且能效更高。不過,這項技術現在已經不是什麽(me) 新鮮玩意兒(er) 了,如今B級轎車也能趕上LED的時髦了。 

矩陣LED照明技術

 矩陣LED照明技術 

    但奧迪的工程師似乎並沒有停下創新的腳步,他們(men) 在A8豪華型轎車上引進了矩陣LED大燈照明技術,配合海拉1雙光透鏡使用。矩陣LED與(yu) 傳(chuan) 統照明方式不同的地方在於(yu) ,它把遠光分成了五個(ge) 反光麵,每一個(ge) 反光麵都包含了五個(ge) 由軟件操控的LED光源,因此擺脫了對機械光束偏轉器的依賴。

     在夜間行車時,矩陣LED頭燈會(hui) 全程使用遠光燈照明,一旦係統光源傳(chuan) 感器偵(zhen) 測到前方有車輛駛來,便會(hui) 自動調整或關(guan) 閉燈組內(nei) 的數個(ge) LED單體(ti) ,讓前方車輛不會(hui) 受到強光的幹擾。 

    UwePäseler是奧迪負責照明和能見度的研發工程師,他告訴筆者,“矩陣LED技術能夠幫助我們(men) 對光源分布進行更好地控製,以達到不錯的照明效果”。他還指出矩陣LED產(chan) 生的光源很接近奧迪對好光源的定義(yi) ,因為(wei) “如果可以肆無忌憚地一直開著燈,到處都有光亮,那這絕對就是好光源”。 

車頭大燈的LED技術革命 愛矩陣更愛激光

    因為(wei) 連接了可偵(zhen) 測到前方300米範圍內(nei) 亮度變化的前置攝像頭,當前方車輛到達距本車200米處的位置時,部分單個(ge) LED光源立即關(guan) 閉。而在前方車輛快速通過之後,LED光源正常恢複工作的時間由駕駛員自行控製。比如Sport和Comfort模式分別對應的感應距離為(wei) 900米和400米。

     此外,矩陣LED的光源光譜質量和標準LED頭燈一樣,色溫為(wei) 5500K,相比之下,氙氣照明係統卻隻有3000K。而矩陣LED之所以效能更高是因為(wei) 在不需要的情況下單個(ge) LED可自行關(guan) 閉,非常節能。不過和普通的鹵素、氙氣或者LED照明光束角類似,都保持在+/-25°。但中間區域的LED偏差隻有2°,邊緣部分最高偏離角度為(wei) 8°。

     盡管夜間行車,道路照明直接關(guan) 係行車安全,但矩陣LED技術也同樣保護到了路旁行人和大型動物的安危。和傳(chuan) 統照明采集風擋處攝像頭數據的方式相比,A8的遠紅外夜視攝像頭通過安置在格柵處可檢測到前方物體(ti) 熱量的Autoliv直接為(wei) 車燈的控製係統提供精確地數據信息。當偵(zhen) 測到前方有行人或者動物時,燈組內(nei) 特定的數顆LED單體(ti) 便會(hui) 自動對準物體(ti) 快速閃爍3次(頭部以下)以示提醒。

 矩陣LED照明技術可操控單個(ge) 二極管發光,搭配海拉1級雙光透鏡,A8大燈更顯智能化

 矩陣LED照明技術可操控單個(ge) 二極管發光,搭配海拉1級雙光透鏡,A8大燈更顯智能化 

    那麽(me) 如何防止車燈組起霧呢?Päseler和他的同事們(men) 采用的依然是標準LED大燈的工藝,即將主動和被動通風充分結合起來。 

    Päseler給筆者解釋說,“當汽車靜止不動的時候,車燈內(nei) 的風扇開始運轉,將燈組內(nei) 的熱空氣排出,給鏡片迅速除霧。而在汽車行駛途中,新鮮空氣被直接灌入,同樣起到除熱除霧的效果,保證了車燈的正常運行。” 

    Päseler也提到要在頭燈中封裝這25顆LED光源並且將所有功能進行整合,是他曾遇到的最有挑戰性的技術難題。而要開拓某些地區市場,相關(guan) 法律法規也是令人十分頭疼的症結。 

    “目前,在北美是無法使用這項車燈技術的。”他說道。“這些地區的法律規定車頭大燈隻能采用單一光源,而我們(men) 有25個(ge) 獨立的LED”。盡管如此,他仍堅信,矩陣LED車燈設計將很快得到北美地區的官方認可,而奧迪公司也已經在同相關(guan) 部門展開討論和談判。 

    Päseler認為(wei) 這項設計對行車安全非常有幫助,他相信等官員們(men) 看到矩陣LED技術給安全駕駛帶來的巨大保障時,一定會(hui) 同意這項技術在北美市場的投放。

     不過,小夥(huo) 伴們(men) 你們(men) 造嗎?奧迪的工程師們(men) 已經在創新的道路上越來越沒節操啦!在矩陣LED照明技術趨於(yu) 成熟之後,他們(men) 又開始準備打激光二極管的主意了。但其實這種激光大燈的技術已經被寶馬搶先,而寶馬表示將在今年量產(chan) 的i8插電式混動跑車上使用這項製造工藝。不過奧迪手裏還有一個(ge) 必殺技,那就是OLED(有機發光二極管)照明技術,比起前兩(liang) 者,這家夥(huo) 可是好處大大滴有。 

    這種材料在初始狀態下隻是一種在絕對平坦的平麵上(例如高度拋光的顯示屏玻璃)延展得很薄的糊狀物,其塗層厚度僅(jin) 僅(jin) 不到0.01毫米。通電後,糊狀物的分子發出光子,OLED平麵因此被點亮。通過調整電量輸入的分布,照明效果既可以是均勻的,也可產(chan) 生明暗效果,甚至是動態效果。但是要深度開發比較困難,因為(wei) 不像家裏的電燈泡,它可是必須要在極端的條件下持續工作的。比如說外部氣溫已經零下25℃了,它還得能繼續工作。” 

    Päseler在接受采訪時這樣說道:“目前,雖然激光技術正處於(yu) 研發周期的起步階段,但它令我們(men) 非常癡迷。而作為(wei) 一名光學工程師,我知道光源越小,朝固定方向投射越容易,而這也恰恰是激光二極管最有價(jia) 值的地方之一。當汽車高速行駛時,我們(men) 甚至都可以讓基礎光束變得更密更強些。雖然它僅(jin) 僅(jin) 是矩陣LED前燈中的另一個(ge) 光源模塊。但鑒於(yu) 正常的遠光隻有250米的範圍,這樣的激光照明卻能夠達到500米!” 

    現在奧迪和歐司朗正開展合作,而激光二極管的照明技術會(hui) 首先出現在7月參加勒芒耐力賽的R18上,但奧迪表示也會(hui) 進一步開發用於(yu) 乘用車的產(chan) 品。在賽車上進行試驗對設計來說非常有意思,因為(wei) 產(chan) 品壽命損耗的結果非常直觀,而且如果在賽車上沒問題的話,那麽(me) 其他係列的量產(chan) 車型就更沒有問題了。

     話雖如此,但其實兩(liang) 者還是有區別的。R18使用了被動冷卻係統,而且汽車因為(wei) 是連續駕駛,所以有足夠的空氣流動來冷卻。而在乘用車裏,它和LED模塊連在一起,需要風扇幫助散熱。

     但筆者認為(wei) 激光目前不太可能被當做單獨的光源使用,因為(wei) 它們(men) 的亮度實在是太弱了,而且不如LED高效,恐怕至少還得10年這項技術才能夠得到完善。不過就和所有的半導體(ti) 一樣,激光光源的比例是可以調整的,但還是需要進一步降低成本,實現量產(chan) 對其發展成熟是比較有利的。 激光大燈 

       也許大家會(hui) 問:這項技術需要多久才會(hui) 得到普及?車雲(yun) 菌也不敢保證10年內(nei) 所有的汽車都會(hui) 用上激光照明的技術,甚至技術成熟可能還得20年。不過這項技術在其他地方的應用可以幫助它更快的實現量產(chan) 化。目前奧迪正考慮在駕駛室內(nei) 廣泛使用激光技術,因為(wei) 把光束轉變為(wei) 導光管非常容易。也許在明年的CES展上,各位小夥(huo) 伴們(men) 就能看到使用這種技術的汽車啦。

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