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LED技术在汽车灯具中的应用

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姚棉升、黄佳陆、吴明浩、

曾哲祺、傅康利;1、摘要;2020/1/11;2、LED的发光原理;这种新一代固态冷光源于20世纪60年代问世，并在仪表、电信等信号指示上获得初步应用，形成了LED早期的应用市场，但由于其光强度、光衰减等性能指标问题还无法在汽车灯具中获得广泛应用。80年代后期伴随高亮度发光二级管技术的出现，LED在车外照明信号的应用成为可能。典型标志性事件为:1988年Nissan在280Z汽车上首次使用STANLEY生产的72只AlGaAs红色高亮度LED作为汽车高位制动灯。从此，LED正式进入汽车照明市场。

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进入二十一世纪，LED技术突飞猛进，并逐渐取代白炽灯、真空荧光等传统光源被广泛组合应用到汽车仪表背光照明、操作开关、顶灯、阅读灯、门锁灯等车内照明上。另外，LED可靠性强、使用寿命长、色纯度高、响应速度快、体积小便于设计等优点得以突显，在汽车外部照明方面也得到越来越普遍的应用。特别是最近几年，LED车灯被广泛应用于转向信号灯、制动灯、位置灯、倒车灯、雾灯、牌照灯等灯具上，已经成为汽车潮流的新宠。

;目前，80%以上的欧系和日系汽车安装了LED高位制动灯。市场上几大汽车领导厂商也不断推出以LED为光源的新型汽车，像日系的Toyota、Mitsubishi、Honda、Nissan等厂商推出的Teana、Crown、Reiz，美系通用汽车旗下的Cadillac、Buick，以及德系车厂的Mercedes-Benz、BMW、AUDI等都已采用LED尾灯，并逐渐形成了LED汽车灯具的产业化。

;2004年，AudiA86.0L豪华车第一次使用Lumileds的6个白色LuxeonLED作为日间行车灯（右）。2007年，日本丰田汽车推出了Lexus顶级混合动力车“LS600h”和“LS600hL”，成为全球首次配备使用全白光NichiaLED前照灯的量产车（左）。

;3、LED汽车灯具的优势

;2前照灯光色辨别

目前路标几乎都采用被动辉光的反射方式，而现在已经研发出来光谱接近于日光的LED，这使得它发出的光被物体(如道路交通的指示标牌等)反射的有效性要高于其他光源，从而让司机能在较远的距离尽早发现，提高行车安全，也有助于司机在夜间像白天那样方便地发现并看清交通标???。

;3前照灯防眩

白色LED光源色温在5500K～6000K，因此白色LED光源比氙气光源(4000K)更接近自然光(4800K～6000K)。这样的光线使得驾驶者不会因光线而感到疲劳，而是感到十分舒适。

;2020/1/11;4响应时间短

此外LED的响应时间短，比普通灯泡响应时间一般要快200～300ms(见图4)。应用于高位制动灯或转向信号灯上，这点时间在高速公路上可以为司机赢得6.7m的制动距离(按车速120km/h计算)，可以减少很多事故的发生。

;5其他优点

LED光源比起其他传统光源，使用寿命明显要长，维护少，抗震性能强，总发热量少，不含Hg等元素，对环境污染小;另外，LED体积小，一个灯具可同时使用几个LED模块，使灯具的光学设计更为自由化，这种优势在概念车上的应用尤为突出。

而且LED技术兼容数字化，可整合进数字网络，促进照明的电子控制。

;4、LED汽车灯具的发展前景

;奥迪R8采用的即是由Lumileds和Osram公司提供OSTARHeadlampLED。其LED头灯具有全面的功能性，包括近光、远光、日间行驶灯、前转向信号灯及前位灯均为LED(见图8)。每个头灯组使用54个LED光源，能耗低是其一大特色:近光照明仅耗50瓦，日间行驶照明仅耗6瓦;这种LED新光源使得汽车灯具的风格设计和造型布置具有空前的灵活性，且LED光输出功率密度在技术上已能够与HID灯具匹敌。因此一旦能降低成本并在技术上实现量产，它极有希望把现存的其他照明技术淘汰出局而独霸车灯市场。

;2）法规支持

LED在前照灯中的信号灯功能使用已经在ECE或SAE法规国获得批准。不仅如此，针对汽车灯具照明，欧洲、美国和日本等发达国家希望从立法上规定，照明角度设计的调整，能改善汽车转弯时所造成的照明死角或路面反射不足的问题，以达到最佳照明效益，并降低交通事故发生率。这就是AFS系统(主动式前照灯照明系统)。2009年7月，我国也开始提出AFS照明系统的标准制定征求意见稿，估计近两年内即可出台。

;3）LED与AFS系统

LED前照灯与AFS系统的结合，具有传统光源无法比拟的一些优点。