目前汽車照明構(gòu)件的發(fā)展非?？?，尤其是后組合燈的發(fā)展。本文就組合燈的發(fā)展、基本理論及設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。提出了TRACEPRO 軟件優(yōu)化設(shè)計的方法，并分析了LED 燈散熱的技術(shù)措施，對于汽車尾燈的設(shè)計有一定的參考價值。
近年來隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車的設(shè)計、制造技術(shù)也在日益提高，汽車的功能也在逐漸豐富，汽車已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠?。但是，駕駛車輛在夜晚或光線不足的情況下發(fā)生的交通事故的可能性非常大，可以占到總交通事故的27%左右，且大部分時候會出現(xiàn)人身危害。所以要在夜間行駛就必須有良好的照明設(shè)施。
汽車燈具的發(fā)展。
汽車燈具是從十九世紀(jì)80 年代開始的，全世界第一盞汽車照明燈具是老爺車懸掛式汽燈，在1912 年發(fā)展出現(xiàn)了第一款電氣照明燈。早期汽車照燈是白熾燈，燈光比較暗，在車輛日益增多、車速不斷提高的形勢下，白熾燈已不能滿足日常的照明需要，所以汽車照明燈又發(fā)展為亮度更高的鹵鎢照燈、高強度氣體放電照燈、制動燈、轉(zhuǎn)向燈、后霧燈等一系列燈種，為避免夜晚行車的追尾或轉(zhuǎn)彎時的相撞起了關(guān)鍵性作用。隨著生產(chǎn)力水平的提高燈具技術(shù)也在逐漸發(fā)展，其中包括發(fā)光二極管技術(shù)（Light Emitting Diode,簡稱LED） 在汽車燈具特別是在汽車照燈上的應(yīng)用。近幾年的汽車設(shè)計中，LED 車燈的使用越來越多，造型也越來越美觀大方，且各種燈具的組合使用更加引領(lǐng)當(dāng)今汽車燈具發(fā)展的潮流和方向。
汽車后組合燈具的基本理論。
汽車在駕駛的過程中，后組合燈能明顯的表征汽車的行駛、?？考稗D(zhuǎn)向狀態(tài)，使各種車輛駕駛員作出比較可靠的調(diào)整，安全駕駛?，F(xiàn)今汽車后燈具普遍采用將各種功能的信號燈安裝在同一燈體里面的組合式燈具形式，美觀大方，且便于汽車駕駛員辨識?，F(xiàn)今一般的后組合燈具包括制動燈、后霧燈、轉(zhuǎn)向燈、倒車燈、后位燈等，這幾種燈各有其作用，具體如下：
制動燈：一般的制動燈（剎車燈）是裝在車尾兩邊，當(dāng)駕車人踩下制動踏板時，制動燈即亮起，并發(fā)出紅色光，提醒后面的車輛注意，不要追尾。當(dāng)駕車人松開制動踏板時制動燈即熄滅。
后霧燈：車用后霧燈是指在霧、雪、雨或塵埃彌漫等能見度較低的環(huán)境中，為使車輛后方其他道路交通參與者易于發(fā)現(xiàn)而安裝在車輛尾部，發(fā)光強度比尾燈更大。
轉(zhuǎn)向燈：轉(zhuǎn)向燈是在機動車輛轉(zhuǎn)向時開啟以提示前后左右車輛及行人注意的重要指示燈。
倒車燈：照明車輛后方道路和警告其他使用道路者，車輛正在或者即將倒車的燈，顏色為白色。
后位燈：俗稱小燈，主要是用以表示汽車的存在及大體的寬度，便于其他車輛在會車和超車時作出判斷。
汽車后燈具的設(shè)計技術(shù)。
LED 汽車后組合燈具的設(shè)計包括熱學(xué)、機械、光學(xué)、電路四方面的設(shè)計計算，且這四方面密不可分，設(shè)計技術(shù)人員必須綜合權(quán)衡，結(jié)合先進(jìn)汽車設(shè)計的流線型的美學(xué)要求，才能設(shè)計出一種實用性強，耐久性好，且美觀大方的的汽車后組合LED 燈具。
汽車的后組合燈具設(shè)計首先應(yīng)該確定LED 燈具的數(shù)量，對于泛光照明系統(tǒng)一般采用的是V-H 系統(tǒng)進(jìn)行分析；對于一般的估算信號燈總的最小光通量，球帶系數(shù)法應(yīng)用的比較多，即分塊計算累加的方法。最重要的是光學(xué)設(shè)計，目前光學(xué)設(shè)計主要是采用配光試驗。摒棄傳統(tǒng)的經(jīng)驗式設(shè)計，現(xiàn)今一般采用光學(xué)設(shè)計軟件對汽車LED 后組合燈具進(jìn)行計算機輔助仿真，使用電腦直觀的對燈具進(jìn)行光學(xué)試驗，成果比較直觀準(zhǔn)確，且調(diào)整方便，減少不必要的人力物力浪費，提高研發(fā)效率，優(yōu)化研究思路。
圖1 光學(xué)分析流程圖
本文采用在TRACEPRO 進(jìn)行光學(xué)分析的基本步驟如下：
光學(xué)模型的建立有2 種方法： 一種是依據(jù)LED 幾何結(jié)構(gòu)建立模型；另外一種是根據(jù)材料表面的特性建立光學(xué)模型。根據(jù)材料表面特性建立光學(xué)模型所得結(jié)果與實測值差異在5%以內(nèi)，更加接近實測值，且建模容易，數(shù)據(jù)可靠，模型簡單，有推廣價值。
散熱設(shè)計是LED 燈具設(shè)計工作中至關(guān)重要的部分，散熱是否良好決定了燈具的使用壽命是否能達(dá)到設(shè)定值。電能在轉(zhuǎn)化為光能的時候存在能量損失，有一部本轉(zhuǎn)化為了熱能，這樣的熱量嚴(yán)重影響光通量、主波長、電路故障甚至LED 燈具的失效等所以應(yīng)該注意進(jìn)行散熱措施的改善。我們可以從以下方面進(jìn)行考慮：改善支架材料的導(dǎo)熱性，增加與空氣的接觸面；進(jìn)行線路板的優(yōu)化設(shè)計，注意線路陰極散熱及限流電阻的位置；注意各種組合燈具之間的位置，擴大熱傳導(dǎo)效率；選擇合適的反射鏡、配光鏡、燈殼材料，提高燈體的整體耐熱性。
結(jié)語
LED 汽車后組合燈具的設(shè)計包括熱學(xué)、機械、光學(xué)、電路四方面的設(shè)計，其中最重要的是光學(xué)設(shè)計，目前采用計算機仿真的方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，主要的有兩種方法：一種是依據(jù)LED 幾何結(jié)構(gòu)建立模型；另外一種是根據(jù)材料表面的特性建立光學(xué)模型，第二種結(jié)果可靠有推廣價值。
散熱是組合式LED 燈設(shè)計比較難解決的問題，其是否能較好的處理，是LED 等設(shè)計成敗的關(guān)鍵，如何提高散熱效率尚需進(jìn)一步研究。
