e2LED – Advanced concepts for energy efficient automotive LED lighting

Konventionelle Leuchtmittel für Kfz-Hauptscheinwerfer (Halogen- und Gasentladungslam-pen) weisen einen sehr geringen Wirkungsgrad auf. Die rasanten Fortschritte bei Hoch-leistungs-LEDs legen einen Einsatz dieser energieeffizienten Technologie für Kfz-Außenbeleuchtung nahe. Eine Verbreitung des LED-Kfz-Scheinwerfers bei mittleren und kleineren Fahrzeugtypen weist aufgrund ihrer großen Marktdurchdringung das größte Poten-tial zur Erhöhung der Energieeffizienz auf. Für den Einsatz der LED als Lichtquelle in einem energieeffizienten, kostengünstigen Scheinwerfer sind passende lichttechnische, thermische und mechanische Konzepte not-wendig, die der Charakteristik der Lichtquelle gerecht werden und ihren optimalen Wirkungs-grad in der Lichterzeugung in eine entsprechende Leistung des Gesamtsystems umsetzen. Hierbei zeigen sich mehrere Aufgabenfelder: In erster Linie sind dies Lichttechnik, Optimie-rung des thermischen Managements und Erfassung von Kondensationsprozessen im Scheinwerfer. In der lichttechnischen Konzeption muss der Weg von den derzeitig noch sehr komplexen, komponentenreichen und aufwändig zu justierenden Systemen hin zu einfachen Bauweisen mit wenigen (oder sogar nur einen) LED führen. Die dazu notwendigen Konzepte sollen in diesem Projekt entwickelt und evaluiert werden. Mit der zu erwartenden Entwicklung der LED-Technologie wird ihre Energieeffizienz so weit zunehmen, dass in Folge auf aktive Kühlung der LEDs mittels Lüfters verzichtet werden kann. Dies hat weitreichende Auswirkungen auf das thermische Management des gesamten Scheinwerfers. Hier müssen Konzepte zur Optimierung der Strömungsverhältnisse im passiv gekühlten Scheinwerfer erarbeitet werden. In diesem Zusammenhang steht weiters die Prob-lematik der Betauung im Scheinwerfer. Aufgrund der geringen Abwärme der LED tritt ver-mehrt Kondensation an der Scheinwerfer-Frontscheibe auf. Es müssen validierte Methoden zur Erfassung dieser Vorgänge durch Messung und numerischer Simulation entwickelt wer-den um das dadurch entstehende Sicherheitsrisiko wegen verminderter Lichtleistung zu mi-nimieren. In diesem Projekt sollen Experiment und numerische Simulation stark verzahnt werden. Die Validierung der neu entwickelten physikalischen Modelle und der numerischen Methoden stellt einen Kernpunkt in diesem Projekt dar. Dies wird durch Entwicklung und Anwendung innovativer Messmethoden und Verwendung hochtechnologischer Messausrüstung gewähr-leistet.