LED光源特點及其在汽車車燈上的應用前景

苑金葛

摘 要：我國的汽車業隨著社會經濟等方面的進步有了長足的發展，越來越多的技術被用于汽車照明燈具的設計中來，其中LED技術的發展和應用在很大程度上導致了汽車燈具逐漸朝著現代化的方向發展和改進。本文重點討論了LED光源在汽車燈具中的應用價值，以及LED光源在汽車燈具中的應用優勢和前景。

關鍵詞：LED光源;汽車車燈;應用前景

0 引言

汽車車燈設計隨著社會和生產技術的進步不斷多樣化發展，現代車燈的設計不僅滿足了人們對其功能性、美觀性、實用性和裝飾性的需求，而且還符合了經久耐用的要求和綠色環保的理念。由于先進的照明技術越來越多的應用于汽車燈具中導致了其市場需求發生了指數級成倍的增長。LED光源具有的小體積高可靠性以及能耗低環保性符合了汽車燈具的未來發展趨勢，其已經逐漸成為汽車照明系統獨一無二的選擇。LED技術在當代被稱為第四代綠色能源技術且其廣泛應用具有重要的現實意義。

1 LED光源概述及特點

1.1 LED光源概述

LED光源屬于半導體器件的一種電致發光光源，其可以直接將電能轉化為光伏能。LED技術的主要原理是在半導體P-N結的兩端施加正向電壓，這時半導體P區內的電子和半導體N區內的電子就會產生循環流動，實際上就是自由電子和自由空穴發生了負荷反應并產生了能量。這些能被的一部分因散熱損耗且另一部分因變成了光子而產生了光源。LED燈與普通的燈絲燈泡的區別在于其不需要熱能只需要由電能直接轉換成光來發射光源，LED冷光源就是因此而得名的。

1.2 LED光源特點

LED光源可以直接將電能轉化為光伏能源來提高照明效率。LED的光效率隨著LED材料結構的發展不斷提高，且在相同的光強下以LED作為光源其消耗的能量比普通光源要小很多。據試驗研究顯示LED燈與傳統白熾燈相比可以節省百分之八十的能源，LED燈與節能燈相比節省的能源也超過了百分之三十，而在汽車日間燈的應用中其能源功耗僅只是正常鹵素大燈的百分之二十。

LED光源的使用壽命于普通燈相比時間要長很多。作為半導體固態芯片的LED其結構非常簡單且具有高水準的抗沖擊能力，因此LED燈在使用實際過程中很少出現問題。LED單管光源的壽命可達20000小時以上，與普通白熾燈的1000小時壽命相比這是一個明顯的優勢。此外LED光源的特點還有響應時間短以及體積小等普通光源不具備的特點。

2 LED光源和汽車燈具的發展

1885年德國工程師卡爾·本茨（Carl Benz）發明了汽車，汽車的最初形態是用不穩定的三個輪子制造而成的，且這種汽車最初是基于0.9馬力的二沖程式汽油發動機制造的，但是當時還不具備制造車燈的條件。隨著汽車工業的發展，汽車燈才得以被開發并應用于汽車原型中。最初的汽車燈使用的是耗電量巨大且光源不足的白熾燈，這種車燈因受外部因素影響過大導致其經常損壞。汽車燈具的種類隨著車輛對燈具需求的增加逐漸多樣化，這才使汽車上出現了倒車燈、轉向燈和前照燈等各種不同的燈具。目前汽車燈具已經成為汽車安全運行的重要組成部分，其在保護了車內人員的生命安全等方面起到了不可替代的作用。汽車燈具光源的整體發展由第一代的乙炔燈發展為以氣體放電燈為代表的第二、三代汽車光源，現在進入了第四代以LED為主的光源時代。

3 LED光源在汽車燈具中的發展前景

3.1 市場潛力大

LED光源目前廣泛應用于車內照明和車內外信號系統，因其自身具備節能環保和使用壽命長等優勢使其在很大程度上替代了其他光源。據不完全統計LED燈市場需求已經從2014年的18.1億美元快速增長到2019年的37.4億美元，年平均增長率接近百分之二十的同時其市場綜合滲透率也高達百分之二十五。這一點可以從以下事實中得到證明：當前高位剎車燈在汽車中的應用已經非常普遍且其當前的市場滲透率為百分之九十，汽車的尾部LED燈近年來也在迅速增長。

根據有關數據顯示我國汽車LED頭燈市場占有率已經由2013年的不足百分之一提高到了2019年的百分之二十，我國汽車市場現有LED汽車頭燈超百萬套，根據預測汽車頭燈存有量數據將在明年將達成兩倍多的增長。

3.2 智能化應用前景

遠近程自動調光技術。汽車夜間行駛的光源遠近在一定程度上影響司機的安全，汽車車燈在未來將走向智能以避免此類原因引起安全事故發生。例如汽車車燈對反向來車對象進行智能識別，根據距離進行智能光亮度調節使車輛的安全性最大化。實際使用本身具有方向性的LED光源時，通過將其與導航系統和光源傳感器等技術的結合可以很容易地實現夜間車輛燈光的遠程識別和自動調節。具體應用為，夜間行車矩陣式LED燈一般為遠程燈光照射，當該傳感器系統檢測到對向有車輛是來的時候驅動控制器對汽車的燈光照射距離進行合理調整，這樣就可以使對象車輛人員避免受到炫目光照射的同時減少了事故發生的可能。

智能尾燈技術。智能汽車尾燈技術的運用也反映了LED光源智能應用前景。智能尾燈技術主要是調整尾燈和轉向燈的光強度組合。LED光源因體積較小的特點可以在安裝設計過程中進行更好分布，從而使其能夠巧妙結合搭配汽車ECU系統的同時更好的應對車輛行駛中各種復雜局面。

4 結語

第四代綠色LED光源具有節能、壽命長、體積小以及響應時間短等等優點，LED光源在汽車燈具方面具有廣闊的市場空間。目前傳統的白熾燈和熒光燈等光源在很大程度上被LED光源所取代，同時LED光源也已成為車輛內外設施照明以及車輛指示信號燈的首選。在未來，包括LED光源的各種類型的汽車照明技術將與各種傳感裝置一起協調工作，在智能化汽車燈具系統成型的同時進一步提高汽車實際使用過程中的安全性。

參考文獻：

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