[01450036]高效集成大功率LED汽车前照灯关键技术创新与推广应用

该项目属于半导体照明工程高效集成大功率LED光源关键技术和汽车照明应用技术领域。大功率LED作为新能源汽车车灯光源，与传统的卤钨灯、HID灯相比，在节能、环保、设计自由度等方面具有明显的优势。在国外，凌志及奥迪已推出了LED前照灯，但由于功耗相对较大、成本高、散热问题未能完全解决，国内因技术瓶颈尚未应用。课题组从2006年开始分别就大功率LED光源的封装和高效集成、汽车照明配光、电路控制、散热等关键技术进行研究，并取得了重大突破，取得了拥有自主知识产权的创新性研究成果，主要技术内容包括： 提出了非对称和对称式结构的理论无损光效的LED光全反射的准直系统。非对称式准直系统把大功率LED光源所发出的所有光束分为两路进行收集；对称式准直系统把大功率LED光源所发出的光束分为四路进行收集；两者的共同目的就是高效集成大功率LED光源的光束向指定的方向出射，实现光束的高效利用； 提出了适合汽车照明的LED光源，分别就2×2和1×4芯片分布的COB封装的光源结构进行了实验研究，完成了远近光分离以及组合一体式的远近光前照灯产品；独创的2×2和1×4芯片分布的COB封装的光源结构组合成远近光分离式前照灯，使得远光仅仅功耗只有6 W就可以达到照明标准要求；近光只有12 W就可以达到照明标准要求；独家设计了全反射结构的近光光学系统结构与折反射结构的远光组合的前照灯系统的配光设计；采用反射器、棱镜与非球面透镜组合式投射式远近光光学设计配光结构；全反射远近光组合的一体式前照灯系统结构，成功解决了大功率LED汽车前照灯配光设计难题，具有光能利用率高，关键点照度高，近光截止线清晰，光学系统结构小的特点； 优化的控制电路设计，提高电路抗电磁干扰、防静电以及抵御尖峰电流的能力，为LED晶片正常工作提供稳定的输入特性，通过特殊的电路设计和元器件的选择，提高电源的转换效率达95%以上，最大限度的减少元器件的无功损耗；首家设计了PWM开关电路、MOSFET输出电路及其伺服电路，为LED稳定工作提供了恒定电流； 研究蒸发冷却散热和热管散热系统，建立散热系统的分析和验证的数据模型，进一步降低光源基板温度，使灯具效率进一步提高，光衰小。独创的蒸发冷却和热管技术，有效控制大功率LED光源在正常使用条件下的温升，攻克了LED前照灯的散热难题。以高性能和低成本为目标,开发相应的生产线流程和制造工艺，包括蒸发表面处理、密封焊接等。该项目已经授权11项发明，22项实用新型。产品经江苏省车用灯具产品监督检验中心、国家轿车质量检验中心检测符合国家标准，经苏州金龙、韩国大宇、郑州宇通等应用，得到认可。项目总投资8200万元，申请成果转化资金800万元，地方匹配300万元。该项目的成功实施有利于提升中国汽车LED照明产业在国内外市场上的竞争力，对汽车照明产品的升级换代、促进新能源汽车产业的发展、推动节能减排具有重要意义。