ＬＥＤ打造綠色照明光源

LED成為21世紀的“汽車綠色照明光源”

LED（又稱為半導體發光二極管）是一種利用電子發光原理制成的半導體器件，它可直接將電能轉化為可變光，具有發光效率高、壽命長、耗電少、體積小等特點，被稱為21世紀的“汽車綠色照明光源”。

LED的生產可分為上、中、下游。近幾年，國外LED技術和產業發展迅速，日本、美國和歐洲的一些企業，在上游發光材料上，也就是芯片的制造以及中游的切割、分級等領域已形成高度技術壟斷。我國獨立開發的大功率LED光源技術，使下游的封裝環節達到了世界領先水平，對 LED 光源大范圍應用與推廣將產生重要意義。

目前，節能環保的綠色產品已經成為汽車工業發展的主流方向，汽車光源也不例外。從制造工藝上講，生產LED光源所使用的材料不含重金屬，與其他光源相比發光效率可以提高20%以上。LED作為汽車照明光源不僅兼具環保性，更重要的是保證安全可靠性。LED的壽命很長，平均無故障工作時間為10萬小時，大大超過白熾燈壽命要達到3000小時的規定。LED屬于實心封裝的固體光源，其抗振動性也是其他光源無法比擬的。LED由半導體發光，點亮的時間僅在納秒級。在真人實車試驗中，同一個人在時速80公里的情況下開始剎車，LED燈會比白熾燈反應速度快，提前4-5米點亮。這種突出的快速反應能力應用在尾燈中，可以極大地提高駕駛者的安全。

車用LED光源可分為車內LED車燈與車外LED車燈兩大類。車內LED主要用于數位儀表板總成的指示燈背光顯示等，對LED的角度、色差、亮度、電壓、電流等光學、電學性能的一致性和可靠性要求更高。車外LED車燈主要用于剎車燈、前轉向燈、后轉向燈、側轉向燈、后霧燈與倒車燈等。從安全角度考慮，目前LED應用在尾燈上比較多，而前照燈則比較少。

歐洲分析機構預測，2012年LED燈的市場占有率將會有大幅提升。但專家強調，是否大范圍推廣主要還取決于LED光源自身技術問題的解決。一是光通量有待進一步提高。采用LED作為照明光源，必須具有更高的發光效率。二是LED發出的光與自然光仍有一定差距。 LED 發出的光屬于不連續的光譜，發出的白光是由黃色光和藍色光“勾兌”而成，因此其顯色性不高。這也是制約LED應用于前照燈的主要原因之一。三是過高的成本影響了LED光源的普及。目前，裝配LED燈還只局限在像銳志、皇冠、凱迪拉克、速騰、榮威等中高檔轎車上。由于對晶元技術的不斷改進，制造成本目前正在急劇下降，近三年LED的價格已下降了50%，正朝著高效率、低成本的方向發展，這為LED向汽車照明領域的全面推廣提供了有利條件。不過，也有業內人士認為，當LED的成本下降到90％，才是其真正普及的時候。

新的照明方式和新光源的應用成為發展的熱點

汽車照明的發展長久以來一直圍繞法規、安全、環保和造型美觀的要求進行。隨著技術的進步，滿足法規要求對燈具制造商來說已不是難事，因此各廠家將越來越多的注意力放在安全和環保方面，即如何提高主動安全性及更多采用節能環保或可回收材料。同時，與其他行業一樣，電子學、隨動系統、各類傳感器在汽車照明領域里的應用也越來越廣。因此，新的照明方式和新光源的應用成為發展的熱點。

車內環境以及操作的方便與否是影響駕駛員心理和駕車狀態的重要因素，因此近年來也出現了多種形式的車內照明及照明控制。如通過LED與光導組合實現手套箱、雜物箱、腳踏位置等處的照明，這些照明考慮了人眼的明暗視覺及顏色適應性以最大限度地降低對駕駛員的影響，同時兼顧內飾的整體造型。智能非接觸照明開關的應用也不斷增多，該開關可感應人手的動作差異以實現不同的照明效果，而對物品的動作則沒有反應。目前用于車內照明或指示的LED、光導、非接觸開關等正在向標準化、模塊化、人性化的方向發展。

傳統的汽車前燈通過光源、反射鏡(透鏡)提供兩種照明方式，即遠光和近光。AFS則是可調制的光學系統、電子控制、隨動系統和電子地圖(GPS)等的集成，它提供了如城市道路、鄉間公路、高速公路、彎路、惡劣天氣等不同交通環境條件下的不同照明方式，從而極大地提高了夜間行車安全性和舒適性。歐洲已經制定了針對AFS的法規。目前，國內的很多車型使用氣體放電燈作為前照燈的光源，如奧迪、大眾、本田、豐田、雪鐵龍等都有使用。與鹵素燈泡相比，氣體放電燈功耗低(35W)、亮度高(是鹵素燈泡的3倍)、壽命長(與整車壽命相當)。缺點是成本高，除需配有點火、變壓裝置外，按ECE法規還需配有燈具清洗裝置、車身姿態傳感器系統以及燈具自動調節系統。

天氣、道路狀況千變萬化，目前普遍使用的單一燈光照度已經滿足不了安全性的要求，因此與前照燈一樣，尾燈也在向智能化的方向發展。如德國海拉公司研制的一款尾燈，其制動指示效果會根據制動加速度、日照等條件自行調節，即制動加速度大、日照強時制動燈的亮度就高，從而更好地提醒其他駕駛者。

汽車制動、轉向燈等功能已經大規模使用LED作為光源。LED同樣具有占用空間小、重量輕、造型靈活、功耗低、壽命長、反應時間快等特點，更重要的是其本身的發展速度也非常迅速。

新的照明方式、新光源、新的加工生產技術以及新材料的使用會使汽車照明燈具給人耳目一新的感覺，當然也會使我們的行車更加安全。但同時值得關注的是，隨著總線、各類控制器件在汽車上的應用日益廣泛，通過與汽車總線、控制器的通信、協議進行工作的照明燈具也逐漸增多，這些勢必會對一些燈具制造商和燈具售后市場產生重大影響。

LED光源車燈帶給汽車新的魅力

現在的汽車車燈既有漂亮的組合燈，又有個性很強的大眼睛燈。它們已經擺脫多年以來的呆板形象，變得越來越好看了。各車型的前大燈多為組合式設計，將遠光、近光、轉向燈和霧燈等全部設計在一個大燈罩內，這其中又分成幾種不同的流派。一類是有懷舊色彩的多盞小圓燈的組合，如奧迪A6、大眾高爾夫、蒙迪歐、賽馬和中華等。另一類是方形燈與圓形燈的組合，如帕薩特B5、寶來、紅旗世紀星等。還有一類是全部由不規則的異形燈組合而成的前大燈，如馬自達323、日產陽光等。和傳統的長方形組合燈相比，“復古”的獨立圓形前大燈設計，顯得更有靈氣。POLO和奇瑞QQ的前大燈給人留下了很深刻的印象。

尾燈已不是裝飾性零件，它也參與了車身的造型，并成為了車身造型的延長部分。尾燈的變化不僅增加了汽車后半部分的色彩，更重要的是使車尾部變得活潑而富有動感。

汽車燈具隨著汽車工業的發展、科學技術的進步、新光源的出現以及人們的審美觀等而不斷改進，結構越來越復雜、工藝越來越考究、功能越來越完善。現代汽車燈具已經成為一件具有高科技內涵的精美工藝品，是汽車的一雙美麗的“大眼睛”。汽車燈具的演變主要經歷了四個階段，而第四代LED汽車光源的出現，給汽車帶來了新的魅力。

LED光源車燈的開發應用與商機

LED汽車燈具的基本結構由五部分組成，即LED陣列、反光鏡、配光鏡、散熱器和驅動電路。直接與光學有關的車燈零件主要有光源、反光鏡和配光鏡三部分，統稱燈光組。車燈的光學設計就是車燈的燈光組設計。燈光組的設計要考慮兩個原則：一是符合整車廠對車燈總體結構和造型的設想；二是達到國家規定的規范和標準要求。LED光源應根據不同燈具對光通量的要求，選用不同功率的LED組成LED陣列。反光鏡是為了提高光源的出光率和達到配光性能要求而專門設計的鏡子，其作用是將光源發出到反射鏡上的光通量按一定分布照射出來。配光鏡的作用是通過本身的花紋將反光鏡反射出的光偏移或散射到需要的位置，以達到配光的要求。

長期以來，汽車燈具以白熾燈光源為參照物來設計燈光，并形成相應的軟件。燈光的規范和標準也以此來制訂。LED光源有其自身的特點，LED汽車燈具的設計與制造不能簡單套用常規的方法，必須對其設計和制造方法做修改，同時制定出與其相適應的規范和標準。

從價格上看，盡管LED燈與白熾燈相比還是較貴的，但從整個系統來看，二者的價格并沒有明顯的差別。隨著超高亮度AlGaAsLED和AlGaInPLED實用化的發展，最近幾年，LED的價格一直在不斷下降，今后降低的幅度還會更大。

LED汽車燈具的發展直接與LED光源的發展相關聯。半導體電致發光現象早在1907年就發現，由于光很弱，批量生產困難而進展緩慢。1968年美國孟山都公司推出光強超過20mcd的GaAsp與GaAs結構的紅色LED，以此為突破點，大大加快了LED的發展。接著相繼研制出光強達1000mcd的紅、黃、綠色的LED，在儀表、電信的信號指示上獲得了初步的應用，形成了LED早期的應用市場。但由于其光強度、光衰減等性能指標問題還無法在汽車燈具中廣泛應用。直到1990年美國惠普公司、日本東芝公司推出光強超過1000mcd的InGaAlP與GaAs結構的紅、黃色高亮度的LED和1993年日本日亞公司發明InGaN與Al2O3蘭、綠色高亮度的LED時，從技術上和批量生產上為汽車燈具光源LED化鋪平了道路。1985年LED汽車信號燈首次出現在客車上，1986年尼桑300ZX型汽車上使用LED高位制動燈標志著LED汽車燈具時代正式開始。國際著名汽車品牌如寶馬、凱迪拉克、別克、大眾、福特、奔馳、豐田、三菱、馬自達和斯柯達等先后推出LED汽車燈具。

對于國內LED生產企業來說，伴隨著“國家半導體照明工程”的啟動，將迎來一個重大的市場發展機遇。2000年，上海大眾桑塔納2000首先使用LED高位制動燈。我國LED汽車燈具每年以70%-80%的速度在增長，2006年的產值超過億元。目前，國際上LED汽車前照燈還處于研發過程，但已有概念燈具推出。而且除LED前照燈外，其他均已商品化，并已進入車燈的智能化控制時期。我國汽車燈具LED化、智能化水平與國際水平相差五年。未來LED將隨著質量的提高和價格的下降，在汽車中獲得更廣泛的應用。

隨著我國汽車工業的大發展，汽車電子應用不斷擴大，從今年預計的850萬輛汽車產量來看，國內汽車電子市場規模至少在900-1000億元人民幣。從全球數據來看，汽車電子市場前景看好。據預測，未來幾年，汽車電子半導體市場將以7.7%的年復合增長率穩定增長，這個增長率高于全球汽車市場增長率的兩倍。到2010年，預計會有約216億美元的汽車電子半導體產品在汽車中使用。隨著國內汽車工業不斷發展，汽車電子、電控、電動產品占整車比重越來越高，我國未來的汽車電子市場將受到全球業界關注。這也是跨國汽車電子巨頭幾年來不斷在國內尋找合作伙伴，并將研發中心向我國轉移的原因。目前我國汽車電子產品在所有汽車產品成本中所占的平均比重已經超過了10%，但與世界平均水平的25%還有很大差距，這也預示著中國汽車電子市場的發展空間巨大。