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不仅仅是漂亮!全面解读LED大灯技术
作者:admin    发布于:2023-07-16 13:18    文字:【】【】【

  都说眼睛是心灵的窗户。对于汽车来说,有一对漂亮的大灯,就像有一双漂亮的眼睛一样。LED大灯的出现就像是在大灯上附加了“化妆品隐形眼镜”,直接将“眼睛”的魅力指数提升了一个等级,功能也是日新月异。我觉得是时候好好看看LED大灯了。

  它是发光二极管的缩写,它有一个非常流行的中文名字发光二极管。如今,它们经常作为灯箱、招牌和各种电器的指示灯和背光灯出现,也是汽车尾灯、高位刹车灯和日间行车灯的重要组成部分。

  既然说LED,那就先说说为什么现在这么热。众所周知,汽车上的大灯主要不超过两种:卤素大灯和HID氙气大灯。新兴的LED大灯与这两种主流大灯相比有什么优势?

  1.节能低成本:LED发光效率高,几乎是荧光灯的两倍。如果以我们日常使用的节能灯为类比,节能灯比白炽灯节能4/5,而LED比节能灯节能1/4。在汽车上,同样的日间行车灯,LED组件的能耗只有卤素灯的1/20。LED元器件的成本也在逐年大幅降低,成本和价格仍在以每年20%以上的速度下降。

  2.使用寿命长:目前汽车使用的LED组件基本可以达到5万小时的水平,而知名的汽车照明供应商已经能够提供10万小时使用寿命的LED组件,相当于11年。相比之下,氙灯的寿命只有3000小时左右。

  3.耐用性好:LED组件结构简单,抗冲击、抗冲击性能优异,不易破碎,能很好地适应各种环境。

  4.LED组件小巧紧凑,便于布局和造型设计:这是LED的巨大优势,充分迎合了汽车厂商在设计上的进化要求,打破了过去照明系统对造型创新的束缚,让我们拥有更具创意的汽车产品。

  5.响应速度快:LED照明只需要微秒级,可用于尾灯和转向灯快速点亮,达到更好的警示效果。与氙气灯和卤素大灯相比,LED照明的响应速度更快,对行车安全的保障更好。

  6.亮度衰减低:LED亮度高,光亮度衰减远低于卤素灯。适用于照明、刹车灯、转向灯等警示灯。

  7.可采用低压直流驱动,负载小,干扰弱,对使用环境要求低,适应性好。与氙灯不同,需要一个升压装置。

  光数一数,电灯已经存在了150多年,LED在各个方面都是新奇的。其实LED的起源可以追溯到100多年前的1907年。那一年,从事无线电行业的亨利约瑟夫轮在碳化硅晶体上施加一定的电压后,在阴极上观察到一种暗淡的黄光,应该算是发光二极管的鼻祖。

  实用LED直到50多年前才被发明出来,所以60年代的这个时间节点被很多人认为是LED真正的起点。随着技术的不断发展,led的颜色也在从最早的红光、橙色、黄色、绿色慢慢扩展。早期的led主要用于各种仪器的光源和各种设备的指示灯,后来随着颜色的增加,开始应用于红绿灯、大显示屏和车灯等。

  以前LED不能发出大灯照明所需的“白光”,因为可见光谱中没有“白光”,它不是单色光,而是由各种单色光组成的复合光。人眼看到的白光需要两种波长的蓝光+黄光或者三种波长的蓝光+绿光+红光的混合。由于两种方法都需要蓝光,蓝色LED成为发展白光LED的重要技术节点。

  直到上世纪)末,随着超高亮度蓝色LED的成功研制,白色LED的发展才分阶段取得了真正的进展。白色LED色温接近太阳光,照明效果更自然,更接近人眼白天看到的颜色。也是从这个时候开始,LED正式加入照明领域。

  从LED合成白光的方法就是前面提到的两种方法。目前普遍采用蓝色LED芯片+黄色荧光粉或黄色荧光粉滤光片制作白光LED。现在,它广泛应用于日间行车灯和用作前照灯的白光发光二极管,它们都使用相同的原理。白色LED的出现也可以载入液晶显示器的发展史,为提高液晶显示器的色彩性能,促进液晶显示器的普及做出了巨大的贡献。

  你一定注意到了,很多车其实在很小的时候就使用了LED尾灯,但是LED大灯只是近几年才流行起来。其中一个原因就是上面提到的LED不能产生白光。另一个问题是LED的亮度和成本。LED正式商业化以来,亮度提升了近100倍,而价格下降了数百倍。成本的降低和亮度的提高使得LED终于具备了加入汽车大灯的条件。第三个原因是北美、欧洲等发达国家之前没有关于LED大灯在汽车照明中使用的相关标准,2021年后SAE、ECE相继发布相关标准。

  LED大灯应该算是汽车发展史上的一个里程碑,刻在里程碑上的名字无疑应该属于LED大灯首次应用的“1号”。第一款正式配备LED大灯的车型是2021年亮相的雷克萨斯LS)600h/LS600hL车型。其大灯是量产车型中使用的第一款LED大灯,也是LED大灯的第一款商用产品。这款大灯来自日本汽车照明系统供应商KOITO。不过这款大灯并不是100% LED大灯,只是近光和辅助照明使用的是白色LED,这也是为什么还有另一个“第一名”座椅的原因。

  另一款“第一名”座椅属于奥迪R8),2021年底上市,搭载5.2升V10发动机,全球首款商用全LED大灯。其远近灯、转向灯、日间行车灯的照明功能均采用LED组件。这款大灯于2021年问世,是比小樽更晚的产品,由Magneti Marelli的子公司Automotive Lighting设计开发。

  继KOITO和汽车照明之后,HELLA HELLA和法雷奥也很快加入了LED大灯的阵营。说到这里,海拉海拉其实应该出现在LED的里程碑上,就在奥迪R8 V10版本发布的同一年。海拉为美国版的凯雷德白金2008提供了全发光二极管大灯。他们在2021年开发了这种大灯。根据该车的上市时间来看,2021年夏天发布的凯雷德铂金版可以早于奥迪R8的V10版本。此外,当时首次亮相的第四代奥迪A8)的全发光二极管大灯也是海拉海拉的杰作。

  LED大灯的结构与目前传统大灯基本相同,通过反射或透镜结构聚光。不同的是LED大灯往往由多个LED元件组成,需要一个控制模块来控制整个系统。

  同时,LED元件对温度变化敏感。如果结温较高,LED的发光性能会降低,因此LED大灯对散热的要求较高,需要良好的散热设计来保证LED元件的温度稳定性。正因为如此,我们可以看到在LED大灯的背后,那些LED组件的背后都有散热器甚至风扇,这是目前普通卤素大灯和氙气灯所没有的。

  说到LED大灯,大多数人肯定会想到奥迪品牌。对于奥迪来说,LED大灯已经成为其设计标志的一部分。从R8和A8到A3,目前奥迪使用LED大灯的车型阵营最大。说起奥迪,就跟提到LED大灯的代言人一样。

  奥迪A8和A6车型上的几款全LED大灯,大部分都采用了和之前的凯雷德一样的多镜头结构。我相信这与他们来自同一个供应商海拉海拉不无关系,LED组件往往是按几十个来计数的。然而,无一例外,他们的远光灯都使用反射结构。

  “左:奥迪A8右:奥迪A6L)它们的近光灯由几个独立的LED镜头单元组成”

  由多个LED单元组成的灯座几乎不可能像氙灯的二维透镜灯座那样上下左右旋转,于是工程师们设计了这种灯组的近光灯座上下俯仰,由步进电机控制,转弯时的照明依靠独立设计的转向辅助灯。

  相比之下,汽车照明公司为A7提供的全LED大灯要清新得多。远近光灯的功能集成在最外层的照明模块中,灯座也由步进电机驱动,可以自动调节车辆的光照水平。

  最可喜的是,奥迪已经把所有led都降到了A3级车。虽然大灯看起来远没有它们的兄弟复杂,但它们的实用性和功能性丝毫不逊色。

  与奥迪相比,宝马的LED大灯色彩要逊色很多。X6M、6系和改进型7系车型上的全LED大灯是典型的反射式LED大灯。它们的LED组件布置在大灯反光碗的顶部,所以很难从正常角度看到光源。只有抬头看大灯,才能看到灯碗中“天花板”上的LED组件。

  “配备LED大灯和氙气大灯的X6 M仅通过透镜和灯碗中央的“横条”就能与两个大灯区分开来”

  宝马没有透露太多关于其全LED大灯的信息,他们似乎也没有计划在LED上做出更复杂的改变。也许相比之下,他们更愿意谈论他们将大规模生产的激光大灯技术。什么是激光大灯?我们将在以后的文章中为您解读。

  奔驰在灯光方面似乎不如奥迪活跃,但实力还在。CLS大灯是奔驰对LED大灯的一次成功测试。

  汽车照明为奔驰CL)S开发的LED大灯,应该算是透镜大灯的标杆。它的近光灯采用了可上下或左右旋转的透镜灯座,使LED大灯可以像目前的自适应氙气大灯一样,轻松实现转角照明、自动调节高度等功能。这是我见过的最灵活的LED大灯。

  奔驰用概念车CSC证明玩大灯绰绰有余,但量产的奔驰A级却没有在大灯上留下多少精髓。

  下面的视频展示了CSC概念车的大灯“行云流水”转向灯,以及百花齐放的大灯设计,堪称“前所未有”的新格局。

  CLA之后亮相的全新E级大灯设计也引来不少争议。经典的“四眼”设计只有LED行车灯勾勒出的轮廓。不过从视觉上来看,全LED大灯的设计还是值得肯定的。接下来,奔驰全新S级、全新C级等众多新车将陆续亮相。E级大灯的设计不禁让人对新车型有了更多的联想和期待。

  回看亚洲,继雷克萨斯之后,全LED大灯似乎追随者不多,一直在技术上特立独行的本田也开始在这方面崭露头角。本田的讴歌RLX是本田对LED大灯研究的成果展示。

  越来越多的品牌将加入全LED大灯的阵营。即将上市的新一代蒙迪欧是众多新加入的车型之一。它将采用法雷奥法雷奥提供的LED大灯,不仅造型简洁,而且能耗仅为26瓦,仅为普通大灯的一半。

  在设计上一直走进步路线的起亚也表明了态度:我们看到全新的K9已经配备了一对巨大的LED大灯,相信现代很快就会跟进量产车。

  LED大灯的时代似乎即将开启。此前,只有高端车型才开始出现在低价车型上,如蒙迪欧、全新奥迪A3、高尔夫7等。相信随着LED成本的进一步下降,主流紧凑型车甚至小型车都会涉足LED大灯的趋势。当然,所有的LED大灯都不会是车灯的终点。当LED大灯全民普及后,高端品牌肯定会想出新花样。事实上,已经在移动的“激光大灯”和“有机发光二极管”灯是明显的信号,不是吗?

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