LED汽車內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)應(yīng)用探究

萬杰，黃會明

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LED汽車內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)應(yīng)用探究

萬杰，黃會明

（浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310053）

LED汽車內(nèi)飾氛圍燈作為功能性照明的補充，能擴大車內(nèi)空間感官，提升內(nèi)飾檔次，提高汽車駕乘舒適感及樂趣，從最初在高端車型上應(yīng)用，現(xiàn)正逐漸成為汽車市場的新寵。該新技術(shù)以簡單的LED光源，輔以其它各類物料和相關(guān)智能控制元器件加以實現(xiàn)，以應(yīng)用較為成熟的德系三大品牌奧迪、奔馳、寶馬的典型車型為例，對LED汽車內(nèi)飾氛圍燈的色彩選取、光源位置及形式等主要影響汽車內(nèi)飾氛圍的因素進行分析，為該技術(shù)在提升汽車內(nèi)飾氛圍效果上的科學(xué)應(yīng)用提供參考。

LED汽車內(nèi)飾氛圍燈；內(nèi)飾檔次；駕乘舒適感；光源位置及形式

引言

近年來，隨著LED發(fā)光技術(shù)的進一步提高和成熟，LED燈光以其高效、節(jié)能、壽命長、環(huán)保等技術(shù)特點，被制成各式各樣的照明產(chǎn)品，廣泛地應(yīng)用在各類品牌車型的汽車燈具上。車燈不僅作為外觀件成為汽車造型及整體外觀的一部分，也從基本的內(nèi)外部照明功能延展至舒適及個性化領(lǐng)域[1]。自德國大眾于1997年把酷藍(coolblue)照明技術(shù)應(yīng)用在其第四代Golf的儀表板上以來，車內(nèi)照明對于樹立品牌來說，越發(fā)顯得重要，各種新的照明方案的推出，帶來了車內(nèi)環(huán)境的變革，尤其是夜間行車時車內(nèi)的照明，從最初在高端車上應(yīng)用，正逐漸成為許多新車的青睞。例如部分高端概念車，如陸虎LRX、道奇Zeo則走在更前沿，引領(lǐng)未來量產(chǎn)車在內(nèi)飾照明上的變革，當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)換成變速器工作模式，從“eco”模式轉(zhuǎn)換到運動或日常安靜駕駛模式時，LRX的車內(nèi)照明系統(tǒng)會相應(yīng)把照明燈的顏色從綠色變換到紅色或藍色[2]。

此外，德系奔馳、寶馬、奧迪，美系通用，日系日產(chǎn)、斯巴魯、鈴木、三菱等各品牌汽車廠商也都紛紛結(jié)合自身品牌特性及消費者需求，為其車型搭配個性化的LED汽車內(nèi)飾氛圍燈，提升內(nèi)飾的吸引力，改善車內(nèi)照明，凸顯各自風(fēng)格的汽車內(nèi)飾氛圍，如圖1所示。

圖1 部分品牌車型LED汽車內(nèi)飾氛圍燈的應(yīng)用

1 LED汽車內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)簡介

LED汽車內(nèi)飾氛圍燈，是柔性高亮度散光光導(dǎo)纖維LED氛圍燈的簡稱。它屬于內(nèi)部裝飾條的照明燈具，通常是R（紅色）、G（綠色）、B（藍色）三色原理，主要用于滿足汽車內(nèi)飾的要求，使車廂在不同顏色氛圍烘托下，給人以溫暖、放松、舒適的等不同的感覺，增強感官刺激，改善汽車駕駛體驗，提升整車內(nèi)飾效果及檔次；同時其主要光源為LED，并輔以其它各類物料和相關(guān)智能控制元器件加以實現(xiàn)。

1.1 LED的發(fā)光原理

LED即發(fā)光二極管（light emitting diode），其核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為p-n結(jié)，如圖2所示。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。

圖2 p-n結(jié)原理示意圖

圖3 LED燈的基本結(jié)構(gòu)

PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好，如圖3所示。

1.2 LED汽車內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)的工程實現(xiàn)

LED汽車內(nèi)飾氛圍燈的顏色可有許多種，在具體工程實現(xiàn)時，可通過加裝一個控制器調(diào)節(jié)三基色LED的顏色，也即可通過輸入電流或電壓等信號控制三基色LED的RGB顏色比來實現(xiàn)不同顏色輸出，從而使其能在柔性光纖的傳導(dǎo)中顯示七色光效果，如圖4所示。

圖4 LED汽車氛圍燈技術(shù)的工程實現(xiàn)

LED汽車內(nèi)飾氛圍燈根據(jù)實際需要被制成各種各樣的產(chǎn)品，滿足各類汽車主機廠商及汽車消費者的需要，例如LED彩虹管、LED柔性燈條等。此外，主機廠也會對技術(shù)進行相應(yīng)改造，例如將LED汽車內(nèi)飾氛圍燈與空調(diào)技術(shù)加以整合創(chuàng)新應(yīng)用，使燈光色隨室外溫度變化實現(xiàn)在不同光色間變化。具體如下：

（1）LED彩虹管：每條燈管由多個彩色像點（RGB）組成，每個像素點可獨立產(chǎn)生256級顏色的變化，如圖5所示。

圖5 LED彩虹管

（2）LED柔性燈條：柔性燈纖主要由LED光源、纖芯（特殊丙烯酸樹脂）、包層（氟碳樹脂）組成，可提升汽車燈光效果，美化車內(nèi)或車外裝飾，成為購車的一大亮點，如圖6所示。

圖6 LED柔性燈條

圖7 LED溫控變色

（3）LED內(nèi)飾氛圍燈溫控變色：將環(huán)境溫度與車內(nèi)燈光聯(lián)系在一起，燈光色彩隨溫度變化而變化。通過輸入溫度變化信號控制三基色LED的RGB顏色比來實現(xiàn)不同顏色輸出。可通過加裝一個控制器，從自動空調(diào)控制器截取的溫度傳感器信號輸出到LED汽車內(nèi)飾氛圍燈控制器，使燈光色隨室外溫度變化實現(xiàn)在不同光色間變化，如圖7所示。

2 LED汽車內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)應(yīng)用分析

LED汽車內(nèi)飾氛圍燈是一種主要起到裝飾作用、烘托氛圍的照明燈，按照亮的效果分為單色氛圍燈和律動氛圍燈，前者主要側(cè)重于靜態(tài)體驗，后者側(cè)重于動態(tài)體驗，但從影響車內(nèi)氛圍效果的主要因素來講，主要涉及LED汽車內(nèi)飾氛圍燈光源的顏色、位置及形狀等因素，下面將結(jié)合該技術(shù)應(yīng)用較為成熟的德系三大品牌奧迪、奔馳、寶馬的典型車型進行具體分析，強化科學(xué)應(yīng)用。

2.1 奧迪A8車型

新款奧迪A8車型屬于高級豪華轎車，其內(nèi)飾氛圍燈的具體效果分析如圖8所示，以偏暖色為主，該車型匹配了兩種色調(diào)，1）紅色、白色混合模式：前者暖色紅色給人以溫暖柔和的感覺，后者中間色白色給以優(yōu)雅的體驗，突顯奧迪舒適、優(yōu)雅的特點，偏運動風(fēng)格；2）橙、黃色模式：暖色模式，給人以溫暖柔和的感覺，彰顯奧迪高端、奢華感。

其主要光源點位置及形狀如下：①車頂門控?zé)魠^(qū)，燈帶形式；②車門內(nèi)飾板扶手區(qū)，燈帶形式；③車門內(nèi)飾板儲物區(qū)，點狀形式；④中控臺邊飾區(qū)，燈帶形式；⑤前排腳踏區(qū)，點狀形式。

圖8 奧迪A8車型內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)應(yīng)用分析

2.2 奔馳S級、E級車型

奔馳S級車型屬于高級豪華轎車，其內(nèi)飾氛圍燈的具體效果分析如圖9所示，該車型匹配了7種主流色彩的內(nèi)飾氛圍燈，例如優(yōu)雅的白色、熱情的紅色、浪漫的粉色、神秘的紫色、明媚的橙色、清澈的藍色等，不拘一格，體現(xiàn)其高端、炫麗、奢華特點。

其主要光源點位置及形狀如下：①儀表盤臺區(qū)，燈帶形式；②車門內(nèi)飾板扶手區(qū)，燈帶形式；③車門內(nèi)飾板儲物區(qū)，點狀形式；④前、后排腳踏區(qū)，點狀形式；⑤中控臺邊飾區(qū)，燈帶形式；⑥后排座椅上方邊飾區(qū)，燈帶形式。

奔馳E級車型屬于高級轎車，繼承了奔馳S級車型氛圍燈設(shè)計的特點，相比奔馳S級僅有7種類別，它提供了64種不同顏色的氛圍燈供車主選擇，如圖10所示，可體驗別樣的燈光環(huán)境。具體如：1）當(dāng)參加婚慶或喜慶時，可選擇粉色，回味屬于自己的浪漫時刻；2）當(dāng)攜家人遠行時，可選擇綠色，與車窗外的自然美景融為一體，像置身于桃源之中。

圖9 奔馳S級車型內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)應(yīng)用分析

其主要光源點位置及形狀如下：①儀表盤臺區(qū)，燈帶形式；②車門內(nèi)飾板扶手區(qū)，燈帶形式；③車門內(nèi)飾板儲物區(qū)，點狀形式；④前、后排腳踏區(qū)，點狀形式；⑤中控臺邊飾區(qū)，燈帶形式。

圖10 奔馳E級車型內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)應(yīng)用分析

2.3 寶馬5系、7系車型

寶馬5系車型屬于高級轎車，該車型原配氛圍燈采用偏暖紅色調(diào)，體現(xiàn)豪華及舒適感，但目前寶馬新5系車型改裝的內(nèi)飾氛圍燈如圖11所示，調(diào)整了色調(diào)，匹配有有活力橙和冰晶藍兩種顏色，前者為暖色系氛圍，具有活力和貴族感，而后者為冷色系氛圍，主要營造高科技、冷艷感。

其主要光源點位置及形狀如下：①儀表盤臺區(qū)，燈帶形式；②車門內(nèi)飾板扶手區(qū)，燈帶形式；③車門內(nèi)飾板儲物區(qū)，點狀形式；④前排腳踏區(qū)，點狀形式。

圖11 寶馬5系車型內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)應(yīng)用分析

寶馬7系屬于高級豪華轎車，它相比寶馬5系，更加注重汽車內(nèi)飾氛圍燈的演繹，色彩和位置上都有所增添，該車型主要匹配了紅、白、粉紅、紫、黃、藍等6種主流色彩的內(nèi)飾氛圍燈，彰顯其高端、科技、奢華特點，如圖12所示。

圖12 寶馬7系車型內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)應(yīng)用分析

其主要光源點位置及形狀如下：①儀表盤臺區(qū)，燈帶形式；②車門內(nèi)飾板扶手區(qū)，燈帶形式；③車門內(nèi)飾板儲物區(qū)，點狀形式；④前排腳踏區(qū)，點狀形式；⑤前排座椅靠背區(qū)（后排腳踏區(qū)），燈帶形式；⑥天窗區(qū)域，燈帶形式。

2.4 小結(jié)

綜上所述，首先，隨著LED汽車內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)的成熟，可選擇的顏色更加的豐富，能給消費者提供個性化的選擇，而內(nèi)飾氛圍燈的色彩搭配直接影響汽車內(nèi)飾的氛圍和駕乘體驗，消費者可以根據(jù)春夏秋冬氣候差異，以及自身的心境、所處的場合合理選擇色彩，創(chuàng)造屬于自己的內(nèi)飾環(huán)境，具體體驗如下表1所述。

表1 LED汽車氛圍燈的顏色與氛圍體驗

表2 LED汽車氛圍燈光源常用的位置及形式

其次，汽車內(nèi)飾氛圍燈的光源位置、亮度和形狀涉及整車安裝空間、配置成本及光照效果等，主要光源點位置選取上以貼近駕駛員與乘客的感官接觸區(qū)或操控區(qū)為主，即注重整體效果，又考慮實用性，其中點狀形式的光源效果相比燈帶形式的氛圍燈低一些，但其成本低、比較結(jié)合實用，且能彰顯效果。目前汽車內(nèi)飾氛圍燈常用位置及光源形式如表2所示。

依據(jù)表2所描述，一般以前后車門內(nèi)飾板儲物區(qū)域、前排腳踏區(qū)上方區(qū)域、后排腳踏區(qū)上方近前排座椅下方區(qū)域這三處應(yīng)用點狀光源為主，其他區(qū)域一般采用燈帶形式。

3 結(jié)論

LED汽車內(nèi)飾氛圍燈作為功能性照明的補充，能擴大車內(nèi)空間感官，提高駕乘舒適感及樂趣，提升內(nèi)飾檔次，營造品牌特性，汽車內(nèi)飾氛圍燈的使用始于中高端車型，現(xiàn)已得到越來越廣泛的應(yīng)用，正逐漸成為汽車市場的新寵[5]。該技術(shù)作為一種詮釋個性的新興技術(shù)，倍受年輕消費者的青睞，尤其在汽車后市場的改裝方面，越來越多的年輕消費者根據(jù)自己的喜好，進行有選擇的改裝。同樣對于汽車制造商來講，對該項新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，還可通過LED汽車內(nèi)飾氛圍燈技術(shù)與整車智能化平臺進行有效整合，重組整車各ECU模塊資源來實現(xiàn)LED汽車內(nèi)飾氛圍燈的律動，例如LED溫控變色，拓展環(huán)境感知。這類技術(shù)創(chuàng)新將會更加體現(xiàn)汽車的科技感，提升產(chǎn)品的技術(shù)附加值，使未來的汽車在新技術(shù)推廣應(yīng)用上更加獨具特色，展現(xiàn)別樣的個性化。

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Research on the Application of LED Car Interior Ambient Lighting Technology

Wan Jie, Huang Huiming

( Zhejiang Institute of Mechanical & Electrical Engineering, Zhejiang Hangzhou 310053 )

Abstract: As a supplement to functional lighting, LED car interior ambience lights can expand the space of the car, upgrade the interior, improve the comfort and fun of car driving, and are gradually becoming the new pet of the automotive market. The new technology is implemented with a simple LED light source, supplemented by other types of materials and related intelligent control components,based on the typical models of Audi, Mercedes, and BMW, which are more mature German brands,This paper analyzes the factors that influence the interior atmosphere of LED car, such as color selection, light source location and form, and provides reference for the scientific application of the technology in improving the interior atmosphere effect.

Keyword: LED car interior ambience light; Interior grade; Driving Comfort; Location and form of light source

CLC NO.: U463.99

Document Code: A

Article ID: 1671-7988(2018)21-158-04

中圖分類號：U463.99

文獻標識：A

文章編號：1671-7988(2018)21-158-04

作者簡介：萬杰，1982年9月，性別，男，碩士研究生，講師，汽車技術(shù)服務(wù)與營銷。黃會明，性別，男，碩士研究生，副教授，浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

基金項目：浙江省教育廳科研資助項目（Y201635470）；浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研與應(yīng)用技術(shù)課題（A-0271-14-101）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.054