设计全球最节能的LED前照灯(下)
LED的“低亮度”拖了后腿
  “令人记忆深刻的是最初实用化的车门玻璃边灯。这种灯是在后窗下端安装LED,向上照射,目的是在夜间或暗处上下车时提高视认性。但令人苦恼的是,LED的光在穿过玻璃时会被吸收,几乎照不到上端。这需要与日产汽车及玻璃厂商合作开发特殊的玻璃”。
  尽管当时也开始考虑将LED应用于前照灯,但此时LED的“低亮度”的弱点拖了后腿。
  “我们从2004年开始开发LED前照灯,不过在车展上展出的第一件试制品时却使用了20个LED。虽然找到了产品开发的感觉,但如果不提高亮度的话,要想产品化仍困难重重”。
  2005年,市光工业、日产汽车以及美国LED制造商飞利浦流明三家企业共同成立了LED前照灯开发项目组。目标是开发出全球最省电的产品。为此,需要把LED的个数减至最少。要达到普及目标,就要在不牺牲配光性能的情况下降低价格。
  “提高亮度只能委托LED厂商。通过努力,提高光提取效率及散热性的开发取得了进展。我们的任务是使其达到亮度方面的要求,此外还为如何散热采取了技术对策”。
  关于LED前照灯,丰田的“雷克萨斯LS600h”首先采用了投影透镜式产品。鉴于成本问题,当时是只配备在了高级车上。


图4:光之卵的实验
使用HID(High Intensity Discharge)的高亮度光源,利用光纤进行分配,设想作为多处照明的光源使用。


图5:LEAF的LED前照灯截面构造
首先用一枚反射镜使配置于散热片的LED的光纤发生反射,再用第2枚反射镜进行配光。

  另一方面,在采用LED前照灯方面落后于其他企业的日产希望能够拥有不同于先行产品的特性。所以决定采用两个LED,以此在电动汽车LEAF上实现LED所带来的节能价值。另外,决定采用的不是之前占主流的投影透镜式,而是使用反射镜的配光方式,同时还改换了外观。
  通过采用反射镜方式,可以实现更加精细的配光。另外,由于从表面看不到LED,因此还可引起消费者对“使用的是什么灯”产生好奇心。不过,这也加大了技术难度。
  “虽说只使用两个LED,但仍设置了用来释放热量的散热片。散热片是由铝合金材质制成的压铸件,为了尽量减小尺寸及重量,进行了热模拟并改进了形状。亮灯电路使用DC-DC转换器进行高精度控制,将输出电流误差减小到了±5%以下,从而实现了耗电量只有23W的前照灯,节能性达到全球最高水平,而亮度却在500lm以上,色温为5500K”。
用聚碳酸酯成型

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