载货车的LED照明灯



载货车的LED照明灯

在能源部“超级载货车”项目支持下，开发了低能耗、高输出的LED（发光二极管）先进照明灯。通过节约燃油和减少CO2排放来降低载货车的能量消耗是这个项目的目标。为减少能源消耗，设计制造并测试了改进的LED照明灯。LED是一个2π源，与传统白炽灯、卤素灯和高强度放电（HID）光源的4π源所使用的光学器件不同。为使LED光源具有较长的使用寿命，需要采用热管理系统。本文对测试数据进行分析，研究了用于散去LED热量和保持适宜温度的方法。

为保证LED照明灯的功效、寿命、色温和鲁棒性，试验车选择白色LED光源。对于低光束，选定一个M×N模即1×4阵列。由于需要多个模具实现光输出，而金属模具的阵列已经对准，因此不再需要排列多源图像以形成所需的虚幻光学瞄准器（VOA）。

LED照明系统的能量输出是白炽灯的1/3。LED约以20%的效率将电能转换成光能。转换效率比白炽灯高3%～4%，由LED系统产生的热量约为白炽灯的1/4。然而，LED系统寿命在二极管温度400K（125℃）～425K（150℃）情况下能够被延长。LED的热管理系统材料已由白炽灯的高热材料变换成将LED封装的热量快速传导到灯外的导热材料。

现有的前照灯系统被密封在一个大的塑料外壳内，但不适用于LED系统，需要提供从LED灯到外部热路径的方法。将热传递到灯外部比较复杂，不仅需要反射器/LED形成正确的波束图案，而且需要提供传热路径。

分析和测试热传递的方法。第1种方法是以0号接地铜线作为导管，铜线一端连接LED尾部的铜棒，另一端连接散热片；第2种方法是使用一个球窝接头；第3种方法是使用两个并行磁盘波弹簧，将热量从一个内部磁盘转移到外部磁盘。

Al Bolander et al. SAE 2013-01-0753.

编译：杨昆