LED汽車燈具工藝設計與應用

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

現如今，我國汽車行業迅猛發展，人們對于汽車行駛安全越發重視。在汽車的行駛過程中離不開燈具的設計和應用。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、節能等多種優勢，人們將LED燈具運用于汽車燈具當中。因此，在未來汽車燈具工藝設計和應用上需要將LED技術進一步討論，對其LED汽車燈具的設計除了保證汽車擁有足夠的照明，還需要符合當代汽車總體的美感。LED車燈技術將成為未來汽車照明的發展方向，因此受到汽車企業的高度重視。目前LED燈具廣泛運用于汽車的外部及內部車燈中，推動了我國汽車燈具的發展和創新。

2 LED燈具工藝設計概述

2.1 LED燈具的特點

LED燈具主要將若干LED 發光管成為汽車燈具的發光元件，代替傳統使用的鹵素燈泡，進而達到專業的配光要求以及汽車的配光標準。LED燈具的使用壽命較長，同時發光較為穩定，相對于普通白幟燈的性能較高。在一定程度上達到節能環保的效果，安全性和可靠性較優，符合我國國家發展的需要。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于傳統的白熾燈，因此LED燈具推行在汽車中具有可行性。

2.2 LED燈具的結構及其外觀

目前，我國汽車行業對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計人員利用專用設計軟件進行外觀結構的設計。LED汽車燈具結構需要保證緊湊，具有極高的穩定性。根據最優的設計方案進行LED汽車燈具的設計。在各種三維實驗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，符合各項國家標準。總的來說，LED汽車燈具的結構及其外觀需要符合時代和國家發展的需求和達到相應的標準。

2.3 配光設計

針對LED汽車燈具的配光設計時需要保證各個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的光源進行三維陣列設計，按照相關標準對配光建立數學模型后需要驗證。其次，針對配光鏡面紋及其反光鏡曲面設計，保證光的均勻分布達到最優質的設計。然后是對其光電元件的選用及模塊的設計，依靠LED燈具應具有超高穩定性、壽命長的要求來選擇高性能的LED光源，結合恒流電源高散熱性的設計，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質的PC材料滿足各種惡劣環境，保持燈具的各個性能不變。

2.4 工藝設計

首先是針對線路板總成焊接，線路板需要使用耐高溫環氧玻璃纖維板。然后將發光二極管、整流二極管、導線、電阻等各個元件按照相應的設計標準焊接在線路板上。其次是針對燈鏡的注塑環節，對其燈鏡內的表面使用小曲面條紋設計，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，杜絕出現燈具變形、黏膜導致配光性能低下。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，因此我們需要嚴格控制好超聲波機的發波頻率以及發波時間，嚴格控制模具的材質尺寸和形狀。最后，針對特殊要求下的生產狀態，例如防塵防潮以及防靜電等多種特殊環境下，需要的實施技術路線如圖1：

3 LED汽車燈具的優勢

首先是節能且沒有污染，由于LED汽車燈具的發光是電至光的，它可以將電能直接轉化為光能，其過程的能量損失較少。同時LED汽車燈具屬于綠色環保的光源，他不含鉛、汞等污染元素，對環境不會造成惡劣影響。因此LED汽車燈具具有高性能、節能、環保的優勢，同時可以進行廢物回收可再次利用。其次，杜絕前照燈出現炫目的現象。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，駕駛者更容易發現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，降低安全事故的發生幾率。

4 LED燈具在汽車中的應用分析

LED燈具在汽車中得到了廣泛的應用，提供了較為優質的照明服務，滿足了各種各樣的照明需求。以下對其車內照明系統、汽車前照燈系統以及汽車尾部信號燈的應用進行了重點分析。

4.1 LED燈具在汽車內部的照明

首先是針對LED汽車燈具在車內的使用，汽車內部的儀表照明燈、門燈、閱讀燈、頂燈以及踏步燈都可以使用LED燈具。由于LED燈具在車內的占用空間較小，反應速度較快，同時能夠調節色溫和顯色亮度，進而LED燈具在其車內得到了廣泛應用。與此同時，LED燈具還可以對其車內進行監視狀態。如果車門未關情況下，車燈會持續閃亮，以此來提醒駕駛人員關閉車門，保證駕駛的安全。

4.2 LED燈具在汽車前照燈的應用

其次是LED燈具在汽車前照燈中的應用主要是利用光型疊加的配光方式進行設計的，因此需要設計多個光源來滿足汽車光通量的需求。進而使近光光通量達到1200lm左右，同時注重前照燈系統的構成部分的位置，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部模塊的協調性能以及電池是否正常，所有的要求達標才能保證LED燈具在汽車前照燈系統有效運行。

圖1 特殊環境下的實施技術路線

4.3 LED燈具應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。根據汽車的造型及使用功能選擇合理對應的LED燈具和焊裝方式。在進行結構設計和工藝驗證之后需要保證LED光線在光屏上疊加，并經由反射鏡和配光鏡折射來滿足一定區域的光型分布，最終達到汽車尾部信號燈的標準及要求。

5 結束語

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。因此LED燈具廣泛應用于汽車登記當中，符合當今社會節能環保的時代發展要求，進而促進我國節能減排的發展形勢。以上分析了LED汽車燈具工藝設計的要點以及LED燈具在汽車中的應用。從目前的應用情況來說，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，預防交通事故的發生。但是LED技術還存在一定的不足，需要不斷創新研究，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，滿足多種消費者的不同使用需求。