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LED 照亮新的汽车设计

发布日期:2024-11-13

汽车设计中最明显的进步之一可以在一英里之外看到:LED 照明现在在每个制造商的车辆中得到广泛使用。发光二极管 (LED) 和有机 LED (OLED) 在 2000 年代主要在奢侈品牌中推出,已经取得了如此深刻的进步,以至于它们卓越的性能、更长的使用寿命、效率、经济性和设计灵活性使其成为大多数汽车照明应用的不二之选,从前灯和尾灯到内部环境照明、指示灯和控制。


LED 照明为车辆带来了更大的视野和能见度,并使汽车制造商能够通过引人注目的前灯和尾灯布置以及用户友好的内部照明来区分他们的产品。此外,LED 照明可以通过先进的电子控制单元 (ECU) 和车辆网络架构与其他电子系统集成。这种集成增强了照明功能、安全性和能源效率。然而,随着电气化、自动化、车内连接性的增加以及车辆与外部实体和基础设施之间的连接性,汽车制造商和零部件供应商面临着未来设计的挑战,而照明与其他汽车技术一样发生着变化。


此外,标准因地区而异,一些国家采用特定的 LED 照明技术或整系统车辆技术,例如电气化,而另一些国家则退缩。汽车照明和安全法规和标准因地区而异。在欧洲,欧洲经济委员会 (ECE) 负责监管汽车照明,而在美国,美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 负责监督这些法规。调整 LED 照明系统以满足这些不同的全球要求对制造商来说可能是一项挑战。


例如,在美国,蓝色或似乎故意致盲的前照灯很常见,而在其他地区,自适应远光灯 (ADB) 是一种越来越普遍的照明技术,可以满足所有道路使用者的需求。ADB(也称为矩阵 LED)前照灯使用数百万个 LED 像素以特意模式投射光线,这些模式可以实时调整以创造更安全的驾驶条件,例如将强光从迎面而来的驾驶员身上转移开,以专门关注前方车道。其他新的 LED 照明技术,包括激光 LED 照明,才刚刚开始被高端制造商使用,但可能会变得更加普遍。更小、更轻、用途更广、功能更强大的互连器件是将各种类型的 LED 照明集成到各个级别的新汽车设计中的关键。


“我们正在密切关注诸如 ADB 等新技术和 ECU 集成等趋势,”I-PEX 产品经理 Liz Yamada 说。“我们预计这些趋势将推动组件数量的增加和对较小尺寸组件的需求。因此,I-PEX正专注于窄间距/多针连接器的进一步开发。

I-PEX开发了ISH和IARPB产品线,专门用于满足汽车应用中的LED照明需求,一级汽车制造商已将ISH用于前照灯和汽车信息娱乐应用,而IARPB则用于汽车前灯、后灯和转向灯。“这两款产品还可用于摄像头控制模块和汽车电池管理系统 (BMS) 等应用。除了汽车用途外,它们还可以用于全地形车、卡车和工厂自动化设备,“Yamada 说。该公司正在开发 ISH18,这是 ISH 连接器的水平混合版本。



坚固耐用,适合道路行驶


用于汽车 LED 照明技术的互连必须解决汽车系统独特的恶劣条件,同时预测新技术。“汽车照明是一种'半关键'汽车组件,这意味着连接器必须通过严格的汽车测试要求,”Hirose 的 Garth Miller 说。“汽车照明客户重视 PCB 空间、可制造性和组件成本。Hirose 通过提供各种节省空间的方向的更小连接器来简化制造流程,从而帮助实现这些目标。正确的连接器可以更快地组装,并且有更多的错误空间。更好的可制造性意味着更低的制造开销。



与军事和航空航天技术一样,尺寸、重量和功率是汽车电子设备的首要考虑因素。连接器必须重量轻,以减轻车辆的整体重量。它们还必须坚固耐用,以应对季节性温度波动和汽车发动机或电池管理系统产生的内部热量。(虽然 LED 比传统的卤素灯或白炽灯泡凉爽得多,但仍然会产生热量,这使得热管理在有照明的区域成为一个问题。汽车照明系统必须在持续振动和偶尔的冲击中保持信号完整性。例如,ISH 具有嵌入式弹簧端子,可承受高振动并增强长期电气连接。对于 IARPB 系列,外壳上的定位凸台有助于承受高达 10G 的高振动环境。


系统与复杂电子设备和控制系统的兼容性是另一个问题。LED 需要特定的电压和电流控制,通常需要脉宽调制 (PWM) 或其他驱动电路来调节电源并防止闪烁。这增加了车辆电气系统的复杂性,并且需要复杂的电子控制单元 (ECU)。LED,尤其是用于前照灯和自适应照明系统的 LED,必须与车辆的 ECU、传感器和控制网络(例如 CAN 总线)以及车辆摄像头、传感器和驾驶员辅助系统完全集成。这种集成需要在设计过程中进行精确的校准和兼容性检查。管理车辆架构中的 EMI 也至关重要。



多功能连接


“汽车行业目前将大量注意力集中在自动驾驶和安全系统上,但随着车辆照明向 LED 的转变,一场类似的革命已经发生,这对当今的车辆设计具有决定性影响,”隆堡的 Kai Rotthaus 说。“多极直接连接器也是开发节省空间的设计的解决方案。”


Lumberg 的 RAST 2.5 是数十亿个汽车设计中使用的经典连接器,现已再次缩小尺寸,以服务于 LED 照明系统以及车辆中的其他精密电子设备。与 RAST 2.5 相比,RAST 1.5 节省了 43% 的空间,并且设计用于高达 1 A 的电流。以前的 RAST 2.5 连接器中有很大一部分使用的电流低于 1 A,现在可以用 RAST 1.5 替换,以节省 PCB 空间。提供独特的 RAST 编码以及全自动电缆组件选项。由于减少了导体横截面积,重量减轻了 40%。他的多功能连接器非常适合高性能 LED 大灯。


随着新照明技术的出现,LED 照明仍在不断发展,并扩展了汽车设计和集成的可能性。通过智能控制系统、电源管理以及与安全和舒适系统的集成,车辆中的 LED 照明已成为车辆连接的延伸,并在车辆安全、能源效率和用户体验方面发挥着关键作用。