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汽车灯具行业发展历程

2011-11-11  保持前行

汽车灯具行业发展历程

热度 2已有 682 次阅读2010-9-13 16:55 |个人分类:科学科普|系统分类:资料存档|

(一)国际汽车灯具行业发展历程

车灯的演变

1885年德国卡尔.本茨制造出世界上第一辆原型汽车——机动三轮车,把马车使用的灯具转移到汽车上来。随着汽车的发展,车灯也在同步发展。按照光源分类,车灯的演变大体上经过以下几个阶段:

油灯、蜡烛

最初前照灯和尾灯使用的光源是煤油灯或蜡烛,配上一个抛物面反射镜。但其发光强度太低,不足以照亮前方路面的要求。

乙炔灯

1905年乙炔灯开始在车灯中使用。虽然当时已经出现了白炽灯,但由于它的抗振性能不好,发光强度远低于乙炔灯火焰的发光强度;另一个原因是当时汽车上没有发电机和蓄电池;这一时期乙炔灯是汽车灯的主要光源,一直延续到1912年。

电光源车灯

1913年以后,使用白炽灯泡的车灯才在汽车全面使用。这得力于1913年发明的充惰性气体的白炽灯泡和1912年发明的电启动发动机和相应的电气系统,1925年电启动发动机和相应的电气系统成为汽车的必装件后,汽车灯具的光源也就全部换成白炽灯,其光效率为15lm/W~18lm/W,在国际上该光源一直使用到20世纪50年代,在中国则使用至1990年。

卤素灯

它是一种电光源灯,是白炽灯的改进型,1960年被开发出来。由于其发光效率可以达到22lm/W~25lm/W,比白炽灯高近一倍,同时使用寿命大幅提高,很快在前照灯中广泛使用,前照灯系统的性能也得到显著改善。目前,使用的卤素灯泡主要有H1、H3、H4、H7、HB3、HB4等,其中H1、H4和H7主要在前照灯中使用,H1、H3主要在前雾灯中使用,HB3、HB4是美国标准的前照灯灯泡。正在开发中的卤素灯泡还有H8、H9、 H11和H13等,它们的特点是灯丝直径和灯丝长度均缩短,发光效率提高,热辐射较少,有利于提高卤素前照灯的亮度和减少灯具尺寸。

气体放电灯

气体放电灯简称HID,利用高压电击穿灯泡中的惰性气体发光。目前有D1S、D1R、D2S和D2R四种型号,其功率为35W,光通量为2800~3200lm,发光效率为80~91lm/W;工作电压85V,启动电压30kV,使用寿命可以达到3000小时。其灯光颜色接近日光;近车点照度低减少司机炫目效应,特别是在地面潮湿条件下;照度高,利于及时识别障碍,照明范围大,亮区更亮;光输出稳定、节能(35W,85kV);缺点是工作电压高,需要电压提升系统。首次在批量生产中使用HID灯泡的前照灯是奔驰E级车的自由曲面反射镜前照灯,随后应用于透镜组形式的前照灯上是宝马5系列车,现在也应用到戴姆勒—克莱斯勒、宝马、奥迪、大众、丰田、本田、通用、福特等车厂所生产的车型。

固体光源

在固体光源中,以LED为代表,以前LED只在信号灯中使用,但随着技术的发展,LED也将在前照灯中应用。使用白色LED可以提高整车设计的自由度,减少前照灯的厚度,特别适用于紧凑型轿车和侧面照明系统(转弯时,照明系统可根据方向盘的方向转动)。目前,制约LED在前照灯中使用的因素有:a)白色LED的形状、电压等的标准尚未确定。b)白色LED的发光效率较低,只有20lm/W~30lm/W;相反,发热量极高,必须采取散热措施。C)能够提供高功率白色LED的厂商只有少数几家,没有大批量生产。不过,LED前照灯的体积较薄和具有独特的多点照明功能,这将使之成为紧凑型轿车前照灯的一个发展趋势,目前日产、本田、丰田等日本汽车厂商及戴姆勒—克莱斯勒公司设计的一些紧凑型轿车概念车也装备了LED前照灯。

(二)中国车灯行业发展历程概况

我国汽车照明行业是近十年随着汽车工业的迅速发展而发展起来的一个新兴行业,近几年保持了快速的增长态势,而车灯制造企业也伴随着与国外企业合资合作以及自身研发和生产能力的提升获得了快速发展。国内第一只LED汽车灯具是1999年由上海汽车电子工程中心与上海小糸车灯发展有限公司联合开发并通过上海大众汽车公司认证的桑塔纳轿车高位制动车灯。此后,LED车灯发展很慢,近几年汽车行业的快速发展又拉动了我国LED车灯发展。

为了实现轿车零部件国产化,国内企业采用技术合作、合资等形式,从日本、德国、法国引进了灯具设计、制造和检测技术。一些企业通过产学研结合进行研发,具有了自主开发能力。
目前我国车灯行业的整体研究能力还比不上国外发达国家,仍存在较大的差距,具体表现在:
技术方面:我国虽已基本掌握灯具的设计制造技术,但自主创新能力差,对高端灯具的研发尚有较大差距,对国外先进标准的跟踪消化、检测技术有待提高。

产品开发方面:人财物投入不足,核心技术研发水平不高,缺少领军人物,开发周期长,电子模拟等技术介入不深,光导、AFS和LED等技术尚未系统研究应用。

管理和质量方面:核心企7 业已建立较为规范的管理体系,运用较为先进的管理技术,并已取得成效。但是仍有部分企业对管理则是流于形式,对产品质量控制不力。

装备和工艺方面:我国目前装备及工艺水平参差不齐。合独资企业主要装备及工艺从国外引进,具有明显的技术优势,与中高端产品配套,但是规模不大。而国内的大部分企业,生产中低端产品,自动化程度低,工艺装备落后,难以与国际先进水平相比。高端产品的模具制造技术、成型技术、表面处理技术等诸多方面仍有差距。

材料和成本方面:一些关键零件的国产材料达不到国外先进水平。目前为国内中高端车配套的材料仍从德国日本等国进口,使之成本加大;同时,国内中高端产品劳动生产率偏低。

企业规模方面:规模不大,集中度较低,与国外跨国集团难以抗衡。

汽车灯具发展状况

汽车灯具从最原始的蜡烛灯,发展到普遍使用的白炽灯、卤钨灯及近年出现的HID灯、LED灯,先后历经了一百多年的发展历程,相关技术日趋成熟。特别是从1992年德国海拉发明的全球第一盏HID氙气前照大灯到现在,已经有十多年的时间了。国际车灯企业的HID氙气前照大灯的研发生产技术已经相当成熟,海拉、小糸制作所、伟世通、法雷奥等车灯企业都已经能够批量生产,现在研发重点之一是AFS(智能可变配光车灯控制系统)前照大灯、HID(高强度氙气放电)前照大灯。通用凯迪拉克、宝马、奔驰全系列、福特RSMondeo、丰田雷克萨斯、现代雅尊AZERA等国际车型都选择配置HID氙气前照大灯。

目前国际汽车灯具企业在LED车灯研究方面的另一热点是白色LED前照大灯以及LED前照大灯与AFS结合,其中高效、大功率、高可靠性的LED元件研究、车灯与特殊的散热技术和光学设计是关键。由于受到白光LED发光效率的影响,目前LED前照大灯的发光强度还没法跟HID前照大灯相比,但随着高亮度白光LED研发技术的提高,前照灯的发光强度将会得到进一步提升。

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