LED技術在汽車照明系統中的應用分析

摘 要：汽車照明系統是汽車行駛過程中不可缺少的重要組成部分，為了進一步提升汽車的駕駛安全，設計者將LED技術應用到汽車燈具設計之中。本文根據以往的工作經驗，對LED汽車燈具的優勢進行總結，并從LED技術在前照燈系統中的應用、LED技術在尾部信號燈中的應用、LED技術在車內照明燈中的應用及直射式和透過式燈光的應用四個方面，論述了LED技術在汽車照明系統中的具體應用形式。

關鍵詞：LED技術；汽車照明系統；尾部信號燈

中圖分類號：TM923.3 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）06-0051-02

Abstract：The automobile lighting system is an indispensable part of the automobile driving process. In order to further improve the safety of automobile driving，LED technology is applied to the design of automobile lamps by the designers. Based on the previous work experience，the advantages of LED automotive lamps are summarized，and the application of LED technology in the headlamp system，the application of LED technology in the tail signal lamp，the application of LED technology in the light of the inside of the car，the application of the direct and the transmission light are discussed，The specific application form of the LED technology is discussed in the automobile lighting system.

Keywords：LED technology；automotive lighting system；rear signal lamp

0 引 言

LED技術屬于節能環保技術范疇。隨著研究技術的不斷創新，LED燈的設計成本逐漸降低，甚至完成了向民用領域的不斷滲透。為了進一步降低汽車的節能減排效果，全世界各大公司紛紛將LED技術應用到汽車照明系統之中，并取得了很好的應用效果。就目前LED技術在汽車照明系統中的發展形式來看，在未來汽車照明系統設計過程中，LED技術依然是主要的應用對象。

1 LED汽車燈具的優勢

1.1 節能環保

在發光效能上，由于學者們在LED材料結構學方面進行了大量研究，促使LED燈的發光效率得到了顯著提升。以前照燈的應用為例，從2009年開始，我國的白光LED照明設備的發光效能已經達到了70lm/W。在這種轉變之下，LED燈光的絕大部分能量實現了轉化，并以光照形式展示出來，熱量損失程度也越來越小，能量利用率漸漸提升。據相關數據統計，在LED技術的作用下，汽車照明系統的mpg指標得到了顯著提升，相同燃油下汽車形式英里數也提升了0.25英里。在歐洲地區，白天必須開燈行駛，mpg指標提升數量更是達到了0.5。從這項數據中也可以看出，LED燈對車輛燃油性能進行了全面提升，對車輛整體的節能降耗工作提供了很好的促進作用。

1.2 前照燈光的光色辨別

從現有情況來看，各個路標段設計以被動輝光的反射形式為主，但在光譜設計過程中，則主要以LED日光為主，并對波長和相對強度進行了全面規定。如此一來，交通指示牌中的光源反射性要遠遠大于其他光源，從而提醒駕駛員對指示牌上的信息進行辨別，避免交通違章現象的出現，維護道路行車安全。尤其是在夜間行車過程中，由于光的強烈反射，可以讓相關信息更加清晰地展示出來。

1.3 前照燈防眩

站在LED燈設計角度來說，為了增強LED燈的使用效果，設計人員將其光源色溫保持在5500K～6000K之間。因此，在白色LED燈光使用過程中，與其他光源相比更接近于自然光線。在這種光源的作用下，駕駛人員不會因為光線敏感問題而產生過度疲勞，提升駕駛過程的舒適感。相關研究結果表明，在高強度燈光的作用下，很容易產生強烈的短波現象，對人眼造成巨大壓力，眩目感極強。為了避免這種現象的出現，人們在HID燈具設計過程中融入了許多光學知識，將光譜中最藍部分轉移到射點光斑處，從而將刺激光源分散到駕駛員不會重點關注的地方，避免對人們的視覺產生不利影響。但在道路使用過程中，會涉及到迎面車輛行駛，此時很容易導致區域藍光對迎面駕駛員產生眩目影響。因此，在眩目預防過程中，相關燈具的波段光設計應保持在450nm以下，從而提升道路行駛安全。如果將LED技術應用到汽車前照燈設計過程中，便會對駕駛員的視覺進行有效保護，避免交通事故的發生[1]。

2 LED技術在汽車照明系統中的具體應用形式

2.1 LED技術在前照燈系統中的應用

在汽車前照燈系統設計過程中，配光方式以光形疊加方式為主，這也對前照燈的配光設計情況產生了極大的影響。總的來說，由于LED前照燈光以半球形發射為主，為了對汽車的光通量進行滿足，需要對多個光源進行設計。站在應用角度來說，LED前照燈系統容納了多個光源，為了對其軸向進行確定，各個系統的坐落位置必須得到明確。另外，由于前照燈系統與發動機艙相接近，很容易對照明系統散熱問題產生影響。為此，相關工作人員應該在原有散熱部件基礎上加裝風扇，為LED燈的散熱創造有利條件。在具體應用時，LED燈設計人員還需要對車輛上的電器件性能進行充分考慮，從而提升控制模塊的工作協調能力，為LED燈的正常運轉創造有利條件。除了上述應用之外，LED前照燈還要滿足日間行車的使用需求，只要汽車發動，日間行車便會開啟，但白天LED燈的光度較低，可以降低燃油消耗。通常情況下，白天LED前照燈的使用功率能夠保持在9瓦左右。

2.2 LED技術在尾部信號燈中的應用

LED信號燈的設計主要由放射鏡和配光鏡兩方面組成，由于LED燈所發出的光線具有很強的特點，其中還涉及到反射鏡和配光鏡的折射，也正是由于這種作用，LED燈的光形可以實現相互疊加，最終形成完整的光型分布。為了對使用條件進行全面滿足，在LED燈設計過程中，人們需要對汽車的造型情況進行全面了解，并對LED燈的設計數量進行確定。然后，根據燈型對焊接工藝進行選擇，最終實現驅動線路的完整設計。在后續燈具部件安裝過程中，設計者還應該對相關燈具部件的設計結構進行合理明確，從而確保整個設計方案具備較高的可行性。在所有工作全部做好之后，設計人員便可以對尾部信號燈的結構和工藝進行驗證，并在此過程中對3D和2D數據進行發布。也正是由于這些信息的存在，汽車尾部信號燈還會傳遞出更多信息，為整個交通的平穩運行創造有利條件。

2.3 LED技術在車內照明燈中的應用

相比之下，車內照明電源設計十分簡單，而且空間體積較小，具備較高的反應速度，這也使得車內照明具備較高的適用能力。整體而言，LED燈在色溫、顯色指數等方面具備較強優勢，這也為車內的短時間使用提供了便利條件，其中常見的應用包括儀表照明、門燈和閱讀燈等。為了提升車內照明的有效性，LED等除了將自身特色發揮出來之外，還會對車門的關閉狀態進行有效提示，如果車門沒有完全關閉，則車內頂燈會一直處于明亮狀態。在后備箱門開啟的過程中，LED指示燈也會自動亮起，這也為使用者對車輛狀態的了解提供了方便。另外，LED燈在車內照明系統中的應用優勢還體現在駕駛員身上。例如，在夜間行駛過程中，駕駛員需對儀表等信息進行隨時查看，由于LED燈的應用，可以緩解燈光對駕駛員的視覺產生干擾，從而避免眩目情況的出現[2]。

2.4 直射式和透過式燈光的應用

從整體汽車照明系統的結構來看，LED燈主體應用方向為前照明系統、尾部信號燈和車內照明燈。但站在燈光應用形式角度來說，則主要包括直射式、反射式和透過式三種。在直射式LED燈光使用上，設計人員將LED安裝在反射面的中央部位，并朝著正前或正后方向照射，該種設計方式屬于對LED光源本體的直接應用。在直射光源設計過程中，其中涉及到的設計難度較小，但由于亮度過于集中，很容易對駕駛員的視覺產生影響，不利于汽車的駕駛安全。在反射式燈光形式設計中，主要是將LED燈安置到發射面一側，確保駕駛員從正面無法感受到光的存在。因此，在反射式燈光使用過程中，并不會讓駕駛員產生眩目問題，但這種設計方案在實施過程中對設計精確度要求極高，從而進一步增加了設計難度。而在透過式LED燈光應用上，主要對其他介質進行利用，并將其穿透。該種應用形式在配光上暗度較大，但外觀十分絢麗，深受廣大消費者的喜愛。

3 結 論

綜上所述，汽車照明系統是汽車重要組成部分之一，不僅能夠起到良好的應用效果，還能對汽車整體進行裝飾。另外，站在應用角度來說，汽車照明系統性能的好與壞，對汽車使用安全十分重要。LED技術作為一種新型技術應用于汽車照明系統，對傳統白熾燈存在的不足進行了彌補，但由于LED燈自身也存在很多缺點，需要在設計上進行不斷創新，從而更好地滿足人們對汽車的使用需求。

參考文獻：

[1] 緱從軍，馮永傳.LED照明燈具調光調色技術現狀及發展趨勢分析 [J].中國照明電器，2018（2）：29-33.

[2] 張克群，牛悾悾，夏偉偉.高被引專利質量的影響因素分析——以LED產業為例 [J].情報雜志，2018（2）：81-87.

作者簡介：肖遠（1981.09-），男，漢族，湖北仙桃人，主任科員，碩士。從事專利實質審查和復審工作。