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汽車制造

寶馬激光前燈:劃過黑暗

星之球科技 來源:程序員雜志2013-11-29 我要評論(0 )   

2014款寶馬I8插電式混合動力跑車將成為藍光前燈的首秀:這是這一技術首次在歐洲汽車市場正式使用。 自從1879年愛迪生發(fā)明了白熾燈開始,人類的照明歷史就發(fā)生了質(zhì)的改變...

 2014款寶馬I8插電式混合動力跑車將成為“藍光”前燈的首秀:這是這一技術首次在歐洲汽車市場正式使用。

自從1879年愛迪生發(fā)明了白熾燈開始,人類的照明歷史就發(fā)生了質(zhì)的改變,在汽車領域也是如此。隨著晶體管照明技術的日漸沒落,1991年BMW在其7系列 轎車中使用的氙氣前燈,一直被認為是當時照明度最好的汽車前燈技術:氙氣前燈發(fā)光強度保持在2800~3500流明,熱度可達到4000開爾文。但相比于LED照明技術,氙氣照明依然表現(xiàn)出光強弱、黃光成分高、效率低的劣勢。第一款LED前燈的問世大約在六年前,當時雷克薩斯公司將這一技術使用在其LS 600h L款轎車上。但很快,激光技術將沿襲歷史重任,登上汽車前燈的歷史舞臺。

“人們可能不容易直接判斷出光源質(zhì)量的好壞,但通過對比卻可以強烈感受出光源的差異。”寶馬公司“藍光”技術項目負責人Stefan Weber介紹說。“藍光”前燈的發(fā)光原理是由一個亮度達到普通發(fā)光二極管1000倍但能耗僅有三分之二、且體積只有LED十分之一的藍光二極管發(fā)出激光。激光的一部分通過熒光體,將激光的波長轉(zhuǎn)換成黃色光的頻譜,混合后可以得到聚焦性極強的白色光束用于照明。寶馬公司的工程師們正在試圖將“藍光”前燈研制成能量更集中、更接近太陽光一樣的光源,使其達到5500~6000開爾文的熱能傳輸值,這可以有助于駕駛員在夜間有更清晰的視線,并有助于減輕視覺 疲勞。

“LED前燈的時代即將結束。”中村修二說。作為藍色激光技術和藍光LED技術的發(fā)明人,中村深知這將使得整個世界擁有一種穩(wěn)定而強大的照明技術。相比于普通LED照明,激光可以更高效準確地將光能傳送到更遠的地方,這個道理十分容易理解:激光的主動發(fā)光面積只有10平方微米,是LED發(fā)光面積的十萬分之一。極高的電流強度使得這一小塊發(fā)光體產(chǎn)生出比LED更耀眼的光芒。而LED光源散射度大,很難將光能集中。此外,較長的光源持續(xù)性也是激光光源的一大優(yōu)勢:“藍光”前燈3萬小時的壽命遠超出車子本身的使用壽命。激光相比于LED照明的另一大優(yōu)勢在于能量轉(zhuǎn)換效率。誠然,LED相 比于激光可以更有效地將電能轉(zhuǎn)化為光能,但如果考慮到整個能量系統(tǒng)的效率結論就大相徑庭了:激光光源可以使光的傳輸損耗相比于LED光源小很多。此外,激光前燈還可以省電:比如,一對老式的惰氣前燈需要120瓦,最好的LED前燈大約耗電40瓦,而“藍光”前燈可以將電能使用控制在30瓦以內(nèi)。

“我們相信激光技術將為人類照明歷史翻開新的篇章,”中村說,“它將被廣泛使用于家庭、企業(yè)照明,還會被用在各種顯示器上。”LED技術為數(shù)字顯示器帶來了輝煌,現(xiàn)在研發(fā)商們已經(jīng)讓“藍光”技術走上舞臺。如同當年半導體照明一樣,隨著研發(fā)技術的提升,“藍光”的成本也會迅速降低。

當然,目前的 “藍光”前燈技術仍然不是十全十美。寶馬公司的工程師們?nèi)匀幻媾R要精簡“藍光”前燈系統(tǒng)以保證真實路況下的產(chǎn)品耐久性。系統(tǒng)散熱是另外一個挑戰(zhàn),用電動風 扇或其他導體材料輔助的空氣流動散熱仍然是最直接的解決辦法。目前寶馬公司已經(jīng)開始在加州死谷和其他極端條件的地區(qū)進行進一步測試。

工程師們設想,未來的汽車照明系統(tǒng)將實現(xiàn)對自然環(huán)境的自動識別,至少數(shù)以百計的照明系統(tǒng)將快速的切換以完成這一目標。毫無疑問,激光照明技術的應用將與這一發(fā)展趨勢相吻合。

 

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