3.1.4.1亮度输出
前照灯的亮度要求为:近光9001m,远光1000 Imo
估算为整体亮度2 000 Im,约为40只1W的LED在25℃时的总光源输出。这类LED当环境温度升至50℃时,效率会降至80%。为提高功率,需要更多数量的LED,这不仅会引起成本增加,也会使LED的故障率增加。
3.1.4.2散热问题
传统光源产生的热量虽然远远高于LED,但不会因高温而降低其光输出,但LED光输出却会因LED的结温升高而下降。因此,散热问题在LED前照灯设计中非常重要。为防止LED过热而烧毁,需要加装散热片。由于前照灯需用很多个LED,加设散热片后体积会过于庞大,难以集成到灯具中。
LED的工作温度必须保持在50℃以下。对于LED散热问题的解决方案为:在一个灯具中使用数目较多的LED发光元件,让单元件的发热量较小,再把它们布置在较大的空间内使其易于散热。
LED灯具的散热方式除了采用大空间的被动散热方式外,还可以采用主动散热方式,即在灯具中增加风扇和通风管道,对于一些高档车型,通常会采取主动散热和被动散热相结合的方式进行设计,以达到更好的散热效果,提高LED灯具的使用寿命。
3.1.4.3光学设计
利用LED作为光源设计灯具,需要将传统的柱光源变为面光源。为得到需要的流明输出,LED需要较大的封装面积,致使光学设计难度增大。在目前的一些概念车上,都以模块化设计取代现有的单一灯室设计,利用多组光源达到传统灯具的照明水平,从而减小了光学设计难度,并增加了车体造型设计感。
LED汽车灯具的配光设计应充分利用各单个LED光源的光通量,提高整个LED汽车灯光的利用率。
综述以上4种前照灯灯具,LED灯具由于成本较高,目前仅在高档轿车上采用,商用车还没有考虑;投影式灯具和多反射面灯具在轿车和商用车上较为常见;配光镜式灯具已逐渐淘汰。
3.2法规要求
汽车前照灯在设计时要考虑到法规要求,相关法规为:GB 4785汽车和挂车外部照明和信号装置的安装规定,GB 4599汽车用灯丝灯泡前照灯,GB7258机动车运行安全技术条件,GB/T 10485道路机动车辆-外部照明和光信号装置-环境耐久性。
3.3前照灯调节装置
在前照灯装车后,应对灯具的照明方向进行调整。在灯具设计中,要求灯光在水平方向和垂直方向有2°~4°的调整量。调节机构应连接可靠,在汽车行驶中不得引起松动,以免引起车辆在行驶过程中的灯光跳动和灯光方向的改变。灯光调节应方便,在灯光调节中不能造成反光镜的变形,以免造成灯具光分布的改变。
国标要求新车型的灯光调节装置必须采用电动控制,因此驾驶室内需设计可调节的控制开关,通常设计的灯光调节装置结合了电动调节和手动调节两种方式。
3.4线束组件设计
根据要求布置线束,导线应满足QC/T730《道路车辆用薄壁绝缘低压电线》要求,所用的插接器应与线束端相匹配,插接器应具有良好的防水密封功能。
3.5附加装置
附加装置一般设计在灯壳上,如用于固定外接线束的支架、线束的固定槽等。
4结束语
汽车前组合灯设计对汽车整体造型有着关键主导作用。随着汽车市场的繁荣和汽车新技术的发展,前组合灯的设计应用也将会逐步发展和提高,对于汽车灯具设计师来说,需要挑战的难度也将越来越大,未来的前组合灯设计将是一个无比开阔的艺术舞台。