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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:車云網2014-09-24 我要評論(0 )   

2008年,奧迪為R8跑車配置了全LED大燈,尚屬業(yè)界首例。它們不僅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么新鮮玩意兒了,如今B級轎車也...

        2008年,奧迪為R8跑車配置了全LED大燈,尚屬業(yè)界首例。它們不僅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么新鮮玩意兒了,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并沒有停下創(chuàng)新的腳步,他們在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與傳統(tǒng)照明方式不同的地方在于,它把遠光分成了五個反光面,每一個反光面都包含了五個由軟件操控的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頭燈會全程使用遠光燈照明,一旦系統(tǒng)光源傳感器偵測到前方有車輛駛來,便會自動調整或關閉燈組內的數個LED單體,讓前方車輛不會受到強光的干擾。 

    UwePäseler是奧迪負責照明和能見度的研發(fā)工程師,他告訴筆者,“矩陣LED技術能夠幫助我們對光源分布進行更好地控制,以達到不錯的照明效果”。他還指出矩陣LED產生的光源很接近奧迪對好光源的定義,因為“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

    因為連接了可偵測到前方300米范圍內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LED光源立即關閉。而在前方車輛快速通過之后,LED光源正?;謴凸ぷ鞯臅r間由駕駛員自行控制。比如Sport和Comfort模式分別對應的感應距離為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5500K,相比之下,氙氣照明系統(tǒng)卻只有3000K。而矩陣LED之所以效能更高是因為在不需要的情況下單個LED可自行關閉,非常節(jié)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(qū)域的LED偏差只有2°,邊緣部分最高偏離角度為8°。

     盡管夜間行車,道路照明直接關系行車安全,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。和傳統(tǒng)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熱量的Autoliv直接為車燈的控制系統(tǒng)提供精確地數據信息。當偵測到前方有行人或者動物時,燈組內特定的數顆LED單體便會自動對準物體快速閃爍3次(頭部以下)以示提醒。

 矩陣LED照明技術可操控單個二極管發(fā)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二極管發(fā)光,搭配海拉1級雙光透鏡,A8大燈更顯智能化 

    那么如何防止車燈組起霧呢?Päseler和他的同事們采用的依然是標準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,車燈內的風扇開始運轉,將燈組內的熱空氣排出,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光源并且將所有功能進行整合,是他曾遇到的最有挑戰(zhàn)性的技術難題。而要開拓某些地區(qū)市場,相關法律法規(guī)也是令人十分頭疼的癥結。 

    “目前,在北美是無法使用這項車燈技術的。”他說道。“這些地區(qū)的法律規(guī)定車頭大燈只能采用單一光源,而我們有25個獨立的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(qū)的官方認可,而奧迪公司也已經在同相關部門展開討論和談判。 

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

     不過,小伙伴們你們造嗎?奧迪的工程師們已經在創(chuàng)新的道路上越來越沒節(jié)操啦!在矩陣LED照明技術趨于成熟之后,他們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的i8插電式混動跑車上使用這項制造工藝。不過奧迪手里還有一個必殺技,那就是OLED(有機發(fā)光二極管)照明技術,比起前兩者,這家伙可是好處大大滴有。 

    這種材料在初始狀態(tài)下只是一種在絕對平坦的平面上(例如高度拋光的顯示屏玻璃)延展得很薄的糊狀物,其涂層厚度僅僅不到0.01毫米。通電后,糊狀物的分子發(fā)出光子,OLED平面因此被點亮。通過調整電量輸入的分布,照明效果既可以是均勻的,也可產生明暗效果,甚至是動態(tài)效果。但是要深度開發(fā)比較困難,因為不像家里的電燈泡,它可是必須要在極端的條件下持續(xù)工作的。比如說外部氣溫已經零下25℃了,它還得能繼續(xù)工作。” 

    Päseler在接受采訪時這樣說道:“目前,雖然激光技術正處于研發(fā)周期的起步階段,但它令我們非常癡迷。而作為一名光學工程師,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值的地方之一。當汽車高速行駛時,我們甚至都可以讓基礎光束變得更密更強些。雖然它僅僅是矩陣LED前燈中的另一個光源模塊。但鑒于正常的遠光只有250米的范圍,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首先出現在7月參加勒芒耐力賽的R18上,但奧迪表示也會進一步開發(fā)用于乘用車的產品。在賽車上進行試驗對設計來說非常有意思,因為產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,那么其他系列的量產車型就更沒有問題了。

     話雖如此,但其實兩者還是有區(qū)別的。R18使用了被動冷卻系統(tǒng),而且汽車因為是連續(xù)駕駛,所以有足夠的空氣流動來冷卻。而在乘用車里,它和LED模塊連在一起,需要風扇幫助散熱。

     但筆者認為激光目前不太可能被當做單獨的光源使用,因為它們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,實現量產對其發(fā)展成熟是比較有利的。 激光大燈 

       也許大家會問:這項技術需要多久才會得到普及?車云菌也不敢保證10年內所有的汽車都會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化。目前奧迪正考慮在駕駛室內廣泛使用激光技術,因為把光束轉變?yōu)閷Ч夤芊浅H菀?。也許在明年的CES展上,各位小伙伴們就能看到使用這種技術的汽車啦。

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