LED技术在汽车灯具中的应用及发展趋势分析
文章来源：阿拉丁照明网
过去，汽车照明行业主流照明灯具大部分是氙气灯和卤素灯，近几年随着固态照明的发展，LED逐渐进入了人们的视线，而LED作为新型照明光源具备的优良性能，使得它在汽车照明行业很快大放异彩。
LED最初应用于汽车内部照明，后来逐渐扩大到了前照大灯及组合尾灯等更广泛的应用。由于LED尺寸较小，便于自由组合以及二次光学设计，所以可以利用LED形成不同的形状和线条组合，有助于展示汽车独一无二的风格，也可以增加汽车外观造型设计的美观性。
1、节能环保
LED灯具现在已经在各种照明环境中得到了广泛应用，并且随着技术的更新换代，光效也在逐步提高，在实际应用中展示出了越来越大的优势。
LED本质是发光二极管，发光原理是电致发光，当外加正向电压时，电子与空穴复合释放能量，一部分能量以光子形式释放，于是产生光束。由于LED发光是将电能转换为光能，所以在发光过程中不会产生污染，除了光源不含汞、铅等污染性元素之外，也不会产生过量的热能。所以相比于传统光源，LED是冷光源，具有节能环保，安全性更高的优点。
2、响应时间短
根据实际数据来看，LED与普通灯具相比，其响应时间要快200~300ms，LED的响应时间可以达到ns级。所以当LED应用到转向信号灯与高位制动灯时，能够满足车辆行驶过程中应急反应需求，可以有效减少汽车事故的发生。
3、体积小
LED尺寸一般都比较小，将其作为汽车灯具占用的位置比较少，为汽车有限的空间规划提供更多有利条件，可以更好的满足消费者驾驶需求。并且，LED灯寿命更长，启动速度快，使得汽车出现事故的可能性降低。相比普通灯具，LED 灯抗震性更高，一般在汽车寿命内无需对灯泡进行更换，减少了后期维修投入，具有更高经济性优势。
4、光色辨别
现在路标基本上为被动辉光反射方式，而LED灯发出的光可以被物体（道路交通指示标牌）有效反射，与其他光源相比具有更大优势。司机可以在距离较远的位置便可发现标牌信息，提前采取措施，提高行车安全性。并且，因为前照灯光色辨别效率高，即便是在夜间行驶，也可以获得与白天相同的反射效果，及时发现并确定交通标志信息，提高行车安全性。
1、LED 技术应用于前照灯系统
图1 LED前照灯
配光技术：LED 前照灯主要采用光形叠加的配光方式，这也对前照灯的配光技术提出了挑战。一般来说，LED前照灯发出的光线只会向半个球的方向发射，所以，一套LED系统需要多个光源才能满足汽车的光通量。LED前照灯系统中包含了大量光源，为了保证LED光轴的方向性，前照灯系统的各个组成部分的相对位置必须要精确。
散热：由于前照灯系统接近发动机舱，考虑散热问题也是汽车前照灯设计中的重要工作。
一般来说要采用散热部件和内置风扇，保证LED散热效果。
功率消耗：LED在前照灯中最为典型的应用就是作为日间行车灯来使用，只要汽车发动机在运转，日间行车灯就开启，其能够提供低光输出，并且在此过程中消耗一定的燃油，但是消耗水平极低，通常情况下仅仅消耗9瓦左右的功率。
前照灯防眩：白色LED光源色温在5500K~6000K，白色LED光源与氙气光源（4000K）相比更接近于自然光（4800K~6000K），具有更高舒适性，在避免驾驶人员光疲劳问题上具有更大优势。
2、LED 技术应用于尾部信号灯
图2 LED尾灯
LED 信号灯主要由放射镜和配光镜两部分组成。ED 发出的光线经过反射镜的反射和配光镜的折射，在相应区域形成光型，当各个LED 形成的光型在光屏上叠加之后，就形成了完整的光型分布。相比于LED 灯在汽车前照灯方面的应用，在作尾灯设计时，对灯具亮度有着更低要求，能够达到指示和警示目的即可。
现在LED技术在汽车尾部信号灯中的应用更为广泛，包括位置灯、后制动灯、高位制动灯等。将LED技术应用到汽车灯具设计中，一般只需要针对车灯功能、车辆造型等进行分析即可，而对于照明效果、配光等要求较低，在设计上难度也就更小。
3、LED 技术应用于车内照明灯
LED照明灯电源设计简单，体积小，不占空间，响应速度快，这使得其在车内照明中具有良好的适用性。由于LED在色温，显色指数，亮度等方面都具有很大优势，所以很适合在车内短时间使用，常见的有仪表照明灯、踏步灯、门灯、行李箱灯、阅读灯、顶灯等。
此外也可以用LED来进行车辆状态的表征，比如车门关闭情况就可以通过LED灯来反映。车内照明系统应用LED灯还有一个显著的优点就是能够减少对驾驶员的视线干扰，从而有效减少驾驶员炫目的现象。
图3 LED车内照明灯
4、LED技术应用于氛围灯
氛围灯作为一种新型灯种，在汽车中的使用日渐增多，逐渐成为车灯行业的新宠。车内氛围灯，是柔性高亮度散光光导纤维LED 氛围灯的简称。它属于内部装饰类的照明灯具，通常是R（红色）、G（绿色）、B（蓝色）三原色，主要是用于满足车内装饰的要求，使车厢在夜晚时更加绚丽，烘托车内氛围，增强感官刺激，提升整车档次。它具备点亮后发光柔和均匀，并可以通过不同光源颜色组合，在车内营造一个温馨舒适的氛围，给驾驶者全新的驾驶体验。
LED用于氛围灯主要得益于其低功耗、长寿命和响应速度快的特点，而且便于利用智能控制技术实现光色组合变化。
图4 车内氛围灯实装效果图
未来，汽车车灯的发展将随着技术创新，呈现出新的变化。
新一代LED：目前，LED研发厂商正在利用新型半导体技术开发新一代LED，力图降低LED成本，提高效益，制造出更加高质量的LED用于车灯照明。
OLED：此外，技术创新也带来了OLED这一新事物的出现，OLED的出现为汽车照明系统提供了新的灯具设计方案，由于OLED具有照明均匀，不易产生眩光和阴影的优点，因此非常适合作信号灯，尾灯和车内照明灯。
OLED有着以下两大优势：
（1）具有自发光的特性，不需要任何光源系统的支持，而且厚度只有1.4毫米。未来的尾灯甚至可以做到像贴纸一样粘贴在车尾，无需占用后备箱的空间，在体积上与普通LED产品相比拥有更大的优势；
（2）与LED的点光源相比，OLED 拥有面光源和漫反射的特点，光质均匀，可实现无级调光，不会投射任何阴影。照明效果既可以是均匀的，也可产生明暗效果，甚至是动态效果。 这两个特性，使OLED非常适合用来制作车内环景式产品和汽车尾灯。
然而，OLED照明技术也有它的缺点，目前由于其使用寿命短暂，材料只能承80摄氏度的温度，价格高，故目前未能在车灯市场上广泛应用。
激光大灯：除了OLED之外，激光大灯也将是未来车灯发展趋势之一。相对LED大灯，激光大灯技术上有着更多的优势：
（1）发光面积以及能耗的减小，冷却系统相对简单。
（2）其更小的尺寸、更亮的照明以及更低的发热等优点，便允许设计师重新设计车体，可以将更大的空间留给空气动力学的布局，以及适当的对前悬和发动机位置进行调整，以达到优化空间的用意。
（3）激光灯的照明度是LED 灯的1000倍，同时体积比LED灯减小100倍。激光大灯在照射距离方面能照射到前方600 米的范围，而采用LED 远光灯的车型则只能照射到300 米。
因此，采用激光大灯可以开阔驾驶员的视野，有助于更早做出危险判断，同时，面向对方向会车，灯光的可控范围也会更大，避免炫目带来的潜在风险。
虽然激光技术相对LED大灯有着无与伦比的优势，但是由于价格高昂，仍然未在市场上广泛应用，目前只应用于高端车型。
汽车灯具作为汽车中重要的功能性零件，不仅对汽车的外部装饰起着重要作用，其性能的好坏对汽车的安全问题也产生着重要的影响。因此，对于光源的选择至关重要。随着LED，OLED以及激光技术的发展，未来汽车照明市场必将会呈现新的气象。
COB封装技术会取代传统SMD，成为LED显示屏的最佳封装技术？
LED产生的热量究竟有多大？又该如何选择IC驱动？
涨姿势！一图“开扒”LED封装胶
想过双85试验的看过来 | LED模块温度湿度加速寿命试验研究
【视频】三个孩瞬间丧命！LED景观照明应注意哪些问题？！
本期的分享到此结束，我们下期再见！