LED汽車燈具工藝設(shè)計(jì)與應(yīng)用

莫溪

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

現(xiàn)如今，我國汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，人們對于汽車行駛安全越發(fā)重視。在汽車的行駛過程中離不開燈具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。汽車燈具作為汽車安全的重要部件，由于我國LED燈具具有省電、亮度高、節(jié)能等多種優(yōu)勢，人們將LED燈具運(yùn)用于汽車燈具當(dāng)中。因此，在未來汽車燈具工藝設(shè)計(jì)和應(yīng)用上需要將LED技術(shù)進(jìn)一步討論，對其LED汽車燈具的設(shè)計(jì)除了保證汽車擁有足夠的照明，還需要符合當(dāng)代汽車總體的美感。LED車燈技術(shù)將成為未來汽車照明的發(fā)展方向，因此受到汽車企業(yè)的高度重視。目前LED燈具廣泛運(yùn)用于汽車的外部及內(nèi)部車燈中，推動了我國汽車燈具的發(fā)展和創(chuàng)新。

2 LED燈具工藝設(shè)計(jì)概述

2.1 LED燈具的特點(diǎn)

LED燈具主要將若干LED 發(fā)光管成為汽車燈具的發(fā)光元件，代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的鹵素?zé)襞?，進(jìn)而達(dá)到專業(yè)的配光要求以及汽車的配光標(biāo)準(zhǔn)。LED燈具的使用壽命較長，同時發(fā)光較為穩(wěn)定，相對于普通白幟燈的性能較高。在一定程度上達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，安全性和可靠性較優(yōu)，符合我國國家發(fā)展的需要。目前LED燈具與普通白幟燈的性能對比如表1：

表1 LED燈具和普通白熾燈的性能對比

從以上圖表，可以看出LED燈具在多個性能上都優(yōu)于傳統(tǒng)的白熾燈，因此LED燈具推行在汽車中具有可行性。

2.2 LED燈具的結(jié)構(gòu)及其外觀

目前，我國汽車行業(yè)對LED汽車燈具的外觀有一系列的要求，例如：透光面及其電路板塊需要設(shè)計(jì)人員利用專用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行外觀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。LED汽車燈具結(jié)構(gòu)需要保證緊湊，具有極高的穩(wěn)定性。根據(jù)最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行LED汽車燈具的設(shè)計(jì)。在各種三維實(shí)驗(yàn)中檢查各零件是否符合裝配形式，保證LED汽車燈具功能的完整性，符合各項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)?？偟膩碚f，LED汽車燈具的結(jié)構(gòu)及其外觀需要符合時代和國家發(fā)展的需求和達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 配光設(shè)計(jì)

針對LED汽車燈具的配光設(shè)計(jì)時需要保證各個LED光源的光亮充足，不斷提升整個LED汽車燈光的使用效率。首先對LED的光源進(jìn)行三維陣列設(shè)計(jì)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對配光建立數(shù)學(xué)模型后需要驗(yàn)證。其次，針對配光鏡面紋及其反光鏡曲面設(shè)計(jì)，保證光的均勻分布達(dá)到最優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)。然后是對其光電元件的選用及模塊的設(shè)計(jì)，依靠LED燈具應(yīng)具有超高穩(wěn)定性、壽命長的要求來選擇高性能的LED光源，結(jié)合恒流電源高散熱性的設(shè)計(jì)，始終控制燈具溫度在50攝氏度以下。以此保證光效能。最后，針對燈體燈鏡使用優(yōu)質(zhì)的PC材料滿足各種惡劣環(huán)境，保持燈具的各個性能不變。

2.4 工藝設(shè)計(jì)

首先是針對線路板總成焊接，線路板需要使用耐高溫環(huán)氧玻璃纖維板。然后將發(fā)光二極管、整流二極管、導(dǎo)線、電阻等各個元件按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)焊接在線路板上。其次是針對燈鏡的注塑環(huán)節(jié)，對其燈鏡內(nèi)的表面使用小曲面條紋設(shè)計(jì)，保證配光性能良好和外觀的整潔大方。相對于普通燈具來說，LED汽車燈具的燈具注塑成型要求更高，杜絕出現(xiàn)燈具變形、黏膜導(dǎo)致配光性能低下。其次是針對超聲波焊接，所謂超聲波焊接式LED燈管以及電阻等各個元器件的安裝。尤其是對于LED燈管有較大的影響，因此我們需要嚴(yán)格控制好超聲波機(jī)的發(fā)波頻率以及發(fā)波時間，嚴(yán)格控制模具的材質(zhì)尺寸和形狀。最后，針對特殊要求下的生產(chǎn)狀態(tài)，例如防塵防潮以及防靜電等多種特殊環(huán)境下，需要的實(shí)施技術(shù)路線如圖1：

3 LED汽車燈具的優(yōu)勢

首先是節(jié)能且沒有污染，由于LED汽車燈具的發(fā)光是電至光的，它可以將電能直接轉(zhuǎn)化為光能，其過程的能量損失較少。同時LED汽車燈具屬于綠色環(huán)保的光源，他不含鉛、汞等污染元素，對環(huán)境不會造成惡劣影響。因此LED汽車燈具具有高性能、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢，同時可以進(jìn)行廢物回收可再次利用。其次，杜絕前照燈出現(xiàn)炫目的現(xiàn)象。由于LED汽車燈具的照明較為溫和，幾乎和白天的自然光較為接近，因此不會使駕駛員出現(xiàn)眩目的情況，對其駕駛員的行駛具有一定的安全保障。最后，LED燈具具有高辨別的燈光色。由于LED汽車燈具的光譜接近與太陽光，因此它的光被物體反射的有效性比其他光源更容易識別。這樣一來，駕駛者更容易發(fā)現(xiàn)其他汽車提高了行車的安全，甚至是在晚上行車也可以更好的看清楚交通警示牌，降低安全事故的發(fā)生幾率。

4 LED燈具在汽車中的應(yīng)用分析

LED燈具在汽車中得到了廣泛的應(yīng)用，提供了較為優(yōu)質(zhì)的照明服務(wù)，滿足了各種各樣的照明需求。以下對其車內(nèi)照明系統(tǒng)、汽車前照燈系統(tǒng)以及汽車尾部信號燈的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

4.1 LED燈具在汽車內(nèi)部的照明

首先是針對LED汽車燈具在車內(nèi)的使用，汽車內(nèi)部的儀表照明燈、門燈、閱讀燈、頂燈以及踏步燈都可以使用LED燈具。由于LED燈具在車內(nèi)的占用空間較小，反應(yīng)速度較快，同時能夠調(diào)節(jié)色溫和顯色亮度，進(jìn)而LED燈具在其車內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。與此同時，LED燈具還可以對其車內(nèi)進(jìn)行監(jiān)視狀態(tài)。如果車門未關(guān)情況下，車燈會持續(xù)閃亮，以此來提醒駕駛?cè)藛T關(guān)閉車門，保證駕駛的安全。

4.2 LED燈具在汽車前照燈的應(yīng)用

其次是LED燈具在汽車前照燈中的應(yīng)用主要是利用光型疊加的配光方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此需要設(shè)計(jì)多個光源來滿足汽車光通量的需求。進(jìn)而使近光光通量達(dá)到1200lm左右，同時注重前照燈系統(tǒng)的構(gòu)成部分的位置，保證LED光澤和行駛方向的精確性。除此之外，LED燈具的電氣建議用需要時刻檢查內(nèi)部模塊的協(xié)調(diào)性能以及電池是否正常，所有的要求達(dá)標(biāo)才能保證LED燈具在汽車前照燈系統(tǒng)有效運(yùn)行。

圖1 特殊環(huán)境下的實(shí)施技術(shù)路線

4.3 LED燈具應(yīng)用在汽車尾部信號燈

最后是LED燈具用于汽車尾部信號燈中。根據(jù)汽車的造型及使用功能選擇合理對應(yīng)的LED燈具和焊裝方式。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝驗(yàn)證之后需要保證LED光線在光屏上疊加，并經(jīng)由反射鏡和配光鏡折射來滿足一定區(qū)域的光型分布，最終達(dá)到汽車尾部信號燈的標(biāo)準(zhǔn)及要求。

5 結(jié)束語

綜上所述，LED燈具具有良好的性能，它的使用壽命較長，同普通的白熾燈來說，性能較優(yōu)。因此LED燈具廣泛應(yīng)用于汽車登記當(dāng)中，符合當(dāng)今社會節(jié)能環(huán)保的時代發(fā)展要求，進(jìn)而促進(jìn)我國節(jié)能減排的發(fā)展形勢。以上分析了LED汽車燈具工藝設(shè)計(jì)的要點(diǎn)以及LED燈具在汽車中的應(yīng)用。從目前的應(yīng)用情況來說，LED汽車燈具的使用成本較高、壽命較長、性能較好，能夠有效提醒駕駛員的安全因素，預(yù)防交通事故的發(fā)生。但是LED技術(shù)還存在一定的不足，需要不斷創(chuàng)新研究，不僅是LED汽車燈具成為汽車重要的功能，在一定程度上也要保證汽車的行駛安全，滿足多種消費(fèi)者的不同使用需求。