LED技術在汽車燈具中的應用

楊熙

摘 要：隨著我國汽車行業的發展，汽車也開始普遍人們的生活，隨之也帶動汽車燈具的快速發展與需求量的擴大，眾所周知，汽車燈具也是決定了汽車行駛中的安全的關鍵。隨著LED照明燈具的逐步發展，LED燈具照明開始替代普通照明，2009年，LED開始在發達國家進入主照明普及。由于LED燈體現出其光效高（能耗小），壽命長的特點，開始被人們所接受，也開始被用于汽車燈具中，尤其是照明燈、轉向燈等的應用。本文主要從汽車燈具的發展、LED技術的優點以及LED技術在汽車燈具中的應用方面進行探討。

關鍵詞：LED技術 汽車燈具 應用

中圖分類號：U463 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0106-01

近幾年是隨著汽車行業的迅速發展和人們對行車安全的重視，由于LED燈具有亮度高、易省電等優勢，人們對汽車燈具的要求也越來越高，LED技術的發展也越來也受到汽車行業的青睞。在近幾年汽車的設計構造中，LED技術也被運用其中，除了保證汽車足夠的照明還可以為汽車加強汽車總體的現代感，事實上，LED車燈技術所起到的作用并不僅僅是裝飾，它將是未來汽車照明的發展方向。LED技術在汽車燈具方面的應用也引領時尚潮流的發展。

1 汽車燈具的要求及發展

1885年德國工程師卡爾.本茨在曼海姆制成了的一輛汽車，該車為三輪，采用一臺兩沖程單缸0.9馬力的汽油機，具備現代汽車的基本特點。隨之汽車燈具也開始研發，在最開始時期，汽車燈具主要是由白熾燈構成，由于白熾燈亮度弱費電等特點。隨著燈具的要求和種類越來越繁多，例如前照燈、轉向燈、倒車燈、高位剎車燈、近光燈、遠光燈等，LED燈的出現開始引起汽車設計師的重視。我們都知道，汽車的安全行駛是很重要的關鍵，然而汽車燈具在其中起到了關鍵的作用，有關調查數據說明，發生車禍的幾率較大的時間大部分是在晚上或是光線不強的時候。引起了國家有關部門對燈具的重視，所以要提高汽車的安全行駛首先就要提高汽車燈具的技術含量。作為汽車安全保障最重要的汽車燈具也相當重要，LED的研發與應用，更好的避免了汽車在夜間或是光線暗的情況下出現不必要的安全問題。

2 LED技術應用于汽車燈具

LED車燈的標準與設計目前世界上無論國內國外均以傳統鎢絲燈，鹵素燈的常規要求作為標準，并沒有獨立的LED車燈燈具的生產標準。所以目前LED車燈制造企業生產的車燈總成設計生產依據仍多是國標、SAE等標準，為使得LED車燈光源的配光、外形符合傳統標準，LED光源必須設計成三維陣列，通過調整LED發光方向來達到配光目的，對汽車燈具設計而言是一種新技術。由于LED光源的單色性，不需加濾色片便可以直接選用不同波長的LED元件設計具有不同功能的轉向燈，制動燈，倒車燈等。不加濾色片也更使光的透過率增加（使用透明聚碳酸脂或有機玻璃的濾光罩透光率達92%～95%），從而提高了光的利用率。另外，用于LED車燈的LED元件為滿足傳統配光標準的要求，角度的選用十分重要，正確的發光角度意味著可以使用正確數量的LED元件以達到經濟實用的目的。由于LED側向散光少，燈具的反射杯作用比用傳統燈泡更不明顯，故LED光源陣列的分布要分散，與傳統燈泡恰恰相反，分散的目的也更能符合視覺習慣。散熱設計是LED燈具設計工作中至關重要的部份，散熱是否良好決定了燈具的使用壽命是否能達到設定值。

3 LED燈具的優點

作為一種新興綠色照明光源，半導體照明正逐漸走進人們生活的各個領域。交通運輸照明成為LED作為照明光源的重要應用市場。目前，LED已應用到汽車內部和外部，尤其是在汽車內部照明，彩色LED的應用已經非常成熟。與普通照明燈具相比LED燈具具有以下幾個優點。

3.1 節能無污染

LED即發光二極管，其內部主要為一個PN結。當PN結內的電子與空穴復合時，電子由高能級躍遷到低能級，電子將多余的能量以光子的形式釋放出來，產生電致發光現象。

因為LED發光是電至光的，是直接將電能轉化為光能的，能量轉換損失較少。又由于LED燈具屬于綠色環保光源，不含鉛、汞等污染元素，對環境沒有任何污染，高節能、環保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染，不含汞元素。冷光源，可以安全觸摸和使用。

3.2 燈光色辨別度高

由于LED的光譜幾乎接近于日光，所以它的光被物體反射的有效性要比其他光源更容易識別，以便其他其他駕駛者更容易的發現，以及提高了行車的安全，即使是晚上也可以避免看不清交通標志而發生事故。

3.3 防止前照燈的炫目

LED的照明較為溫和，與白天的自然光幾乎接近，不會使得駕駛員因為刺眼而感覺眼睛不舒服。由于在燈光亮度較強時，燈光對人的眼睛造成眩暈，所以再設計LED時，司機經常注意到的地方，將光譜中最藍的部分進行推移，盡量避免因為強光導致的炫目，致使眼睛不舒服。

3.4 其他優勢

點亮無延遲，響應時間更快，傳統玻殼燈泡則有0.3 s的延遲，防止追尾，更強的抗震性能，發光純度高，無需燈罩濾光，光波長誤差在10 nm以內，發光熱量很小，對燈具材料的耐熱性要求不是很高。另外，光束集中，更易于控制，且不需要用反射器聚光，有利于減小燈具的深度，耗電量低，達到傳統燈泡同等的發光亮度時，耗電量僅為傳統燈泡的6%，省電節油，超長壽命，無燈絲結構不發熱，正常使用在6年以上，車輛控制電路不易氧化。

4 LED汽車燈具的瓶頸

4.1 散熱性差

每個事物都有兩面性，然而LED的散熱功能就是技術難題之一，如果散熱解決不好就會出現光衰。單個LED晶粒因為遇到高溫，其發光效率就會降低甚至損壞。由于LED的傳熱主要通過較小的芯片進行傳導，所以集中主要的熱量在小芯片上，所以LED晶粒容易損壞。

4.2 價格高

LED的成本較高阻止在我國市場的普及，又由于芯片的制作研發難度大、要求苛刻，還有對溫度和濕度的要求，導致成本較高，售價相對較高。例如某中高檔轎車，白熾燈組合后燈120元/套，而LED組合后燈則需要210元/套，幾乎高出一半的價格。

5 結語

目前，我國的LED燈具也開始被普及的采用，價格也實現了相對于接受的穩定水平，整個LED汽車燈具已經在向著個性化和藝術化的方向發展。汽車外部應用也在不斷發展，制動燈、尾燈還有轉向燈、倒車燈、高位制動燈等都已經應用LED，其中制動燈、尾燈還有高位剎車燈應用規模較大。而作為車輛前照燈照明，由于需要大功率的LED，受到技術以及LED性價比的制約，特別是在光學、電子控制、熱管理領域也還有一定難度，普及還需要三到五年時間，業界也僅在一些豪華高端車型上開始應用。除了目前應用較普遍的尾燈、高位剎車燈等，將來轉向燈、倒車燈也會大規模應用LED。

參考文獻

[1] 譚功偉.發光二極管（LED）在汽車燈具上的應用[J].光源與照明，2009（2）.

[2] 凌銘，張建文，黃中榮，等.汽車燈具的發展趨勢[J].照明工程學報，2013，24（4）.endprint