车头大灯的LED技术革命,爱矩阵更爱极光!

2014-04-09 18:37:13来源: 车云网

    2008年,奥迪为R8跑车配置了全LED大灯,尚属业界首例。它们不仅比卤素和氙气大灯更亮一些,而且能效更高。不过,这项技术现在已经不是什么新鲜玩意儿了,如今B级轿车也能赶上LED的时髦了。

矩阵LED照明技术

    但奥迪的工程师似乎并没有停下创新的脚步,他们在A8豪华型轿车上引进了矩阵LED大灯照明技术,配合海拉1双光透镜使用。矩阵LED与传统照明方式不同的地方在于,它把远光分成了五个反光面,每一个反光面都包含了五个由软件操控的LED光源,因此摆脱了对机械光束偏转器的依赖。

    在夜间行车时,矩阵LED头灯会全程使用远光灯照明,一旦系统光源传感器侦测到前方有车辆驶来,便会自动调整或关闭灯组内的数个LED单体,让前方车辆不会受到强光的干扰。

    Uwe Päseler是奥迪负责照明和能见度的研发工程师,他告诉笔者,“矩阵LED技术能够帮助我们对光源分布进行更好地控制,以达到不错的照明效果”。他还指出矩阵LED产生的光源很接近奥迪对好光源的定义,因为“如果可以肆无忌惮地一直开着灯,到处都有光亮,那这绝对就是好光源”。

    因为连接了可侦测到前方300米范围内亮度变化的前置摄像头,当前方车辆到达距本车200米处的位置时,部分单个LED光源立即关闭。而在前方车辆快速通过之后,LED光源正常恢复工作的时间由驾驶员自行控制。比如Sport和Comfort模式分别对应的感应距离为900米和400米。

    此外,矩阵LED的光源光谱质量和标准LED头灯一样,色温为5500K,相比之下,氙气照明系统却只有3000K。而矩阵LED之所以效能更高是因为在不需要的情况下单个LED可自行关闭,非常节能。不过和普通的卤素、氙气或者LED照明光束角类似,都保持在+/-25°。但中间区域的LED偏差只有2°,边缘部分最高偏离角度为8°。

    尽管夜间行车,道路照明直接关系行车安全,但矩阵LED技术也同样保护到了路旁行人和大型动物的安危。和传统照明采集风挡处摄像头数据的方式相比,A8的远红外夜视摄像头通过安置在格处可检测到前方物体热量的Autoliv直接为车灯的控制系统提供精确地数据信息。当侦测到前方有行人或者动物时,灯组内特定的数颗LED单体便会自动对准物体快速闪烁3次(头部以下)以示提醒。

踏入矩阵的世界

矩阵LED照明技术可操控单个二极管发光,搭配海拉1级双光透镜,A8大灯更显智能化

    那么如何防止车灯组起雾呢?Päseler和他的同事们采用的依然是标准LED大灯的工艺,即将主动和被动通风充分结合起来。

    Päseler给笔者解释说,“当汽车静止不动的时候,车灯内的风扇开始运转,将灯组内的热空气排出,给镜片迅速除雾。而在汽车行驶途中,新鲜空气被直接灌入,同样起到除热除雾的效果,保证了车灯的正常运行。”

    Päseler也提到要在头灯中封装这25颗LED光源并且将所有功能进行整合,是他曾遇到的最有挑战性的技术难题。而要开拓某些地区市场,相关法律法规也是令人十分头疼的症结。

    “目前,在北美是无法使用这项车灯技术的。”他说道。“这些地区的法律规定车头大灯只能采用单一光源,而我们有25个独立的LED”。尽管如此,他仍坚信,矩阵LED车灯设计将很快得到北美地区的官方认可,而奥迪公司也已经在同相关部门展开讨论和谈判。

    Päseler认为这项设计对行车安全非常有帮助,他相信等官员们看到矩阵LED技术给安全驾驶带来的巨大保障时,一定会同意这项技术在北美市场的投放。

    不过,小伙伴们你们造吗?奥迪的工程师们已经在创新的道路上越来越没节操啦!在矩阵LED照明技术趋于成熟之后,他们又开始准备打激光二极管的主意了。但其实这种激光大灯的技术已经被宝马抢先,而宝马表示将在今年量产的i8插电式混动跑车上使用这项制造工艺。不过奥迪手里还有一个必杀技,那就是OLED(有机发光二极管)照明技术,比起前两者,这家伙可是好处大大滴有。

    这种材料在初始状态下只是一种在绝对平坦的平面上(例如高度抛光的显示屏玻璃)延展得很薄的糊状物,其涂层厚度仅仅不到0.01毫米。通电后,糊状物的分子发出光子,OLED平面因此被点亮。通过调整电量输入的分布,照明效果既可以是均匀的,也可产生明暗效果,甚至是动态效果。但是要深度开发比较困难,因为不像家里的电灯泡,它可是必须要在极端的条件下持续工作的。比如说外部气温已经零下25℃了,它还得能继续工作。”

    Päseler在接受采访时这样说道,

    目前,虽然激光技术正处于研发周期的起步阶段,但它令我们非常痴迷。而作为一名光学工程师,我知道光源越小,朝固定方向投射越容易,而这也恰恰是激光二极管最有价值的地方之一。当汽车高速行驶时,我们甚至都可以让基础光束变得更密更强些。虽然它仅仅是矩阵LED前灯中的另一个光源模块。但鉴于正常的远光只有250米的范围,这样的激光照明却能够达到500米!

    现在奥迪和欧司朗正开展合作,而激光二极管的照明技术会首先出现在7月参加勒芒耐力赛的R18上,但奥迪表示也会进一步开发用于乘用车的产品。在赛车上进行试验对设计来说非常有意思,因为产品寿命损耗的结果非常直观,而且如果在赛车上没问题的话,那么其他系列的量产车型就更没有问题了。

    话虽如此,但其实两者还是有区别的。R18使用了被动冷却系统,而且汽车因为是连续驾驶,所以有足够的空气流动来冷却。而在乘用车里,它和LED模块连在一起,需要风扇帮助散热。

    但笔者认为激光目前不太可能被当做单独的光源使用,因为它们的亮度实在是太弱了,而且不如LED高效,恐怕至少还得10年这项技术才能够得到完善。不过就和所有的半导体一样,激光光源的比例是可以调整的,但还是需要进一步降低成本,实现量产对其发展成熟是比较有利的。

激光大灯

小结

    也许大家会问:这项技术需要多久才会得到普及?车云菌也不敢保证10年内所有的汽车都会用上激光照明的技术,甚至技术成熟可能还得20年。不过这项技术在其他地方的应用可以帮助它更快的实现量产化。目前奥迪正考虑在驾驶室内广泛使用激光技术,因为把光束转变为导光管非常容易。也许在明年的CES展上,各位小伙伴们就能看到使用这种技术的汽车啦。

关键字:矩阵  更爱  极光

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/0409/article_8939.html
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