汽車車燈技術(shù)與造型發(fā)展淺析

楊利君，趙宇

汽車車燈技術(shù)與造型發(fā)展淺析

楊利君，趙宇

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

隨著自動(dòng)化駕駛和個(gè)性化趨勢(shì)的發(fā)展，汽車照明系統(tǒng)正在經(jīng)歷著重要變革。主要體現(xiàn)在兩方面：一是從最開(kāi)始的單純照明已經(jīng)發(fā)展到現(xiàn)在用于裝飾、品牌特性植入、展現(xiàn)技術(shù)實(shí)力和設(shè)計(jì)功力的重要載體。二是隨著自動(dòng)駕駛的發(fā)展，汽車照明系統(tǒng)也日益智能化。文章介紹了不同種類的車燈光源類型和技術(shù)，分析其對(duì)車燈造型的影響，指出未來(lái)車燈造型發(fā)展的方向。

車燈；智能化；個(gè)性化

1 引言

在中國(guó)，汽車市場(chǎng)正在上演著一輪又一輪的革新和蛻變，汽車照明，這個(gè)曾經(jīng)為我們探路的配置，也在悄然發(fā)生著質(zhì)的改變，因?yàn)椋讶徊辉僦皇莻€(gè)燈了。如今，各家車企都在玩燈，隨著LED、OLED、激光大燈的不斷演進(jìn)，車燈的性能越來(lái)越強(qiáng)，體積越來(lái)越小，也因此被賦予了更多的造型可能。

2 車燈類型

從最基本的鹵素、高級(jí)的氙氣大燈到新生力量LED、充滿未來(lái)感的激光大燈，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，四種不同的大燈形式如何選擇也取決于車型的定位，下面我們就分別來(lái)看一看：

2.1 鹵素大燈

鹵素大燈始于20世紀(jì)70年代，這也是目前最常見(jiàn)的大燈光源類型，鹵素?zé)羝鋵?shí)就是生活中使用的白熾燈的升級(jí)版，加入鹵族元素的應(yīng)用，能使得白熾燈的亮度提高1.5倍，同時(shí)使用壽命提高2-3倍，由燈泡+反射碗組成，并且反射碗所需體積較大導(dǎo)致造型可塑性差，但是由于鹵素?zé)舻膬r(jià)位便宜，對(duì)于一些價(jià)位較低的經(jīng)濟(jì)性車型來(lái)說(shuō)還是非常適用的。

2.2 氙氣燈

氙氣燈打破了愛(ài)迪生發(fā)明的鎢絲發(fā)光原理，在石英燈管內(nèi)填充高壓惰性氣體—氙氣，取代傳統(tǒng)的燈絲，并通過(guò)高壓電流刺激氙氣發(fā)光。氙燈相比鹵素?zé)舳裕珳馗撸壳爸髁鞯碾療羯珳卦?200K-6000K，光色更趨近于正午太陽(yáng)般的白光，由燈泡+反射碗/透鏡組成。相比鹵素?zé)簦瘹鉄舻膬?yōu)點(diǎn)是高亮度、長(zhǎng)壽命，但是成本相對(duì)高一些。

2.3 LED

LED最初應(yīng)用于汽車內(nèi)部照明，后來(lái)逐漸擴(kuò)大到了前照燈及組合尾燈等更廣泛的應(yīng)用。LED在前照燈中最為典型的應(yīng)用就是日間行車燈，由于LED尺寸較小，便于自由組合以及二次光學(xué)設(shè)計(jì)，所以可以利用LED形成不同的形狀和線條組合，造型空間大、科技感強(qiáng)。除此之外，相比于傳統(tǒng)光源，LED在性能方面也更加優(yōu)異：第一：壽命更長(zhǎng)，啟動(dòng)速度更快，LED的響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到ns級(jí)，所以當(dāng)LED應(yīng)用到轉(zhuǎn)向信號(hào)燈與高位制動(dòng)燈時(shí)，能夠滿足車輛行駛過(guò)程中應(yīng)急反應(yīng)需求，有效減少汽車事故的發(fā)生。第二：LED前照燈可以防眩：白色LED光源色溫在5500K~6000K，與氙氣光源（4000K）相比更接近于自然光（4800K~6000K），具有更高舒適性，在避免駕駛?cè)藛T光疲勞問(wèn)題上具有更大優(yōu)勢(shì)。第三，節(jié)能環(huán)保，LED是冷光源，是將電能轉(zhuǎn)換為光能，所以在發(fā)光過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生污染，也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的熱能。

2.4 OLED

OLED的出現(xiàn)為汽車照明系統(tǒng)提供了新的設(shè)計(jì)方案， OLED是可塑性極強(qiáng)的物質(zhì)，造型豐富，目前已在諸多概念車上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。OLED有著以下兩大優(yōu)勢(shì)：第一，具有自發(fā)光的特性，不需要任何光源系統(tǒng)的支持，而且厚度只有1.4毫米。未來(lái)的尾燈甚至可以做到像貼紙一樣粘貼在車尾，無(wú)需占用后備箱的空間，在體積上與普通LED產(chǎn)品相比擁有更大的優(yōu)勢(shì)；第二，與LED的點(diǎn)光源相比，OLED 擁有面光源和漫反射的特點(diǎn)，光質(zhì)均勻，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)光，不會(huì)投射任何陰影。照明效果既可以是均勻的，也可產(chǎn)生明暗效果，甚至是動(dòng)態(tài)效果。這兩個(gè)特性，使OLED非常適合用來(lái)制作車內(nèi)氛圍燈和尾燈。它的缺點(diǎn)是使用壽命短，材料只能承80攝氏度的溫度，價(jià)格高，故目前未能在車燈市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用。OLED目前還達(dá)不到LED同等亮度，一般只用于尾燈、信號(hào)燈、車內(nèi)照明。

2.5 激光大燈

除了OLED之外，激光大燈也將是未來(lái)車燈發(fā)展趨勢(shì)之一。相對(duì)LED大燈，激光大燈技術(shù)上有著更多的優(yōu)勢(shì)：其更小的尺寸、更亮的照明以及更低的發(fā)熱等優(yōu)點(diǎn)，便允許設(shè)計(jì)師重新設(shè)計(jì)車體，可以將更大的空間留給空氣動(dòng)力學(xué)的布局，以及適當(dāng)?shù)膶?duì)前懸和發(fā)動(dòng)機(jī)位置進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到優(yōu)化空間的用意。激光燈的照明度是LED 燈的1000倍，同時(shí)體積比LED燈減小100倍。激光燈源擁有近乎LED遠(yuǎn)光燈兩倍的照射距離，最遠(yuǎn)照射距離可達(dá)700米，由于激光本身是直的，在將其分散時(shí)可以做到精細(xì)可控，沒(méi)有多余的溢光。因此，采用激光大燈可以開(kāi)闊駕駛員的視野，有助于更早做出危險(xiǎn)判斷，同時(shí)，面向?qū)Ψ较驎?huì)車，燈光的可控范圍也會(huì)更大，避免炫目帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。它的缺點(diǎn)是光束的發(fā)散性較差、光束照射的范圍較窄，通常采用LED燈源與激光燈源混合使用的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，所以目前不適合用作汽車的近光燈。

3 新技術(shù)

3.1 ADB技術(shù)

ADB技術(shù)又稱自適應(yīng)燈光，通過(guò)功能強(qiáng)大的ECU算法將道路數(shù)據(jù)計(jì)算，可以始終開(kāi)啟遠(yuǎn)光，以提供最大照明。ADB是汽車照明領(lǐng)域最大的創(chuàng)新，當(dāng)車載攝像頭感應(yīng)到迎面駕駛來(lái)的車輛或行人時(shí)，ADB可自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光，使車燈內(nèi)的單個(gè)LED變暗或?qū)⒐馐蛳潞蜋M向移動(dòng)。目前配備ADB的汽車占全球汽車市場(chǎng)1%的份額，預(yù)計(jì)到2025年，將上升至15%。

3.2 DMD技術(shù)

DMD技術(shù)又稱數(shù)字微鏡器件，是一種提高分辨率的高端ADB，它可點(diǎn)亮和關(guān)閉其上的一百萬(wàn)個(gè)像素，可以識(shí)別路上障礙物的輪廓，甚至可以閱讀路標(biāo)，可以作為ADB技術(shù)的升級(jí)，目前還沒(méi)有量產(chǎn)車型應(yīng)用，但在2018北京車展上WEY-X已經(jīng)引入了DMD的概念。

3.3 μAFS技術(shù)

μAFS技術(shù)又稱激光掃描技術(shù)，是ADB技術(shù)的創(chuàng)新，將于2021年應(yīng)用于汽車前燈，可以將ADB帶入新層面，新的LED芯片包含1,024個(gè)可單獨(dú)控制的像素，向著智能可控高分辨率LED邁進(jìn)了一大步。

3.4 LCD

指的并不是一種發(fā)光源，其背后真正發(fā)光的仍然是LED，不過(guò)LCD大燈中LED光源的數(shù)量非常多。矩陣LED大燈可以實(shí)現(xiàn)在一定橫向區(qū)域內(nèi)的暗光照明，但LCD技術(shù)，理論上可以實(shí)現(xiàn)有效像素內(nèi)的任意造型的遮蔽和照明，并且跟隨反應(yīng)速度也十分可觀。

3.5 數(shù)字大燈技術(shù)

奔馳研發(fā)的最新的DIGITAL LIGHT與車上傳感器、計(jì)算機(jī)、以及風(fēng)擋玻璃上的立體攝像頭配合，實(shí)現(xiàn)光束的精細(xì)化控制，動(dòng)態(tài)組合成上億種不同的幾何圖形排列。DIGITAL LIGHT大燈已經(jīng)擁有了投影儀的功能，可以實(shí)時(shí)在路面上投射出類似于箭頭之類的標(biāo)志，與旁車進(jìn)行燈語(yǔ)交流，并且還可以在路面上投射出斑馬線，保障行人能夠安全過(guò)馬路，還可以通過(guò)投射危險(xiǎn)警示等標(biāo)志提醒駕駛員，以此來(lái)保證行車安全。這種DIGITAL LIGHT已經(jīng)在邁巴赫S級(jí)轎車上量產(chǎn)搭載。

4 車燈造型設(shè)計(jì)趨勢(shì)

4.1 符號(hào)化

前燈及尾燈已經(jīng)成為品牌DNA的重要手段，伴隨OLED技術(shù)的出現(xiàn)，這一圖形化的設(shè)計(jì)將以更加新穎的帥氣的形式出現(xiàn)，是提升品牌辨識(shí)度的有效手法。各大主機(jī)廠挖空心思在尾燈的圖形上做文章，這些符號(hào)化的圖形除了智能化需求更大程度是提高品牌的辨識(shí)度，新的科技讓符號(hào)化設(shè)計(jì)更加的天馬行空，也更加的生動(dòng)。

4.2 參數(shù)化

其實(shí)參數(shù)化的概念從很早之前就已經(jīng)提出了，隨著技術(shù)的進(jìn)步，參數(shù)化的運(yùn)用已經(jīng)不是什么新鮮的設(shè)計(jì)手法，伴隨OLED技術(shù)的出現(xiàn)，這一圖形化的設(shè)計(jì)將以更加新穎的帥氣的形式出現(xiàn)，是提升科技感的有效手法。

4.3 貫穿式

隨著OLED元件的發(fā)展，汽車的燈帶可以越來(lái)越細(xì)，造型越來(lái)越豐富，燈帶的運(yùn)用如各大主機(jī)廠的統(tǒng)一規(guī)范，形成極富代表性的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，橫向細(xì)長(zhǎng)的燈帶除了提升科技感還是汽車設(shè)計(jì)“顯寬”的利器。

4.4 交互式

越來(lái)越多的新車喜歡將燈光融入到前臉的整體造型中，這時(shí)車燈與格柵部分的界限變得模糊。這也使得汽車從外觀上也具備了與交互的功能。

5 總結(jié)

汽車車燈的設(shè)計(jì)能夠彰顯汽車的價(jià)值，一款好的車燈設(shè)計(jì)能夠提高汽車的價(jià)值和氣質(zhì)，汽車車燈從原始的白熾燈發(fā)展到新興的HID LED燈，車燈的發(fā)展趨勢(shì)也會(huì)向多元化方向發(fā)展，新材料和光源也會(huì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，不斷拓展燈具造型的進(jìn)步空間，增強(qiáng)性能，為汽車的性能和外觀都提供高品質(zhì)。激光大燈、OLED這兩種新技術(shù)，使得車燈的體積變得更小，在車內(nèi)有限的空間下燈型的可塑性加大；而新材料和新的發(fā)光技術(shù)的誕生，前所未有的提高了車燈設(shè)計(jì)的自由度，讓車燈由一個(gè)強(qiáng)功能部件成為了一件極具吸引力的“藝術(shù)品”。而矩陣LED大燈、LCD大燈以及ADB/DMD/μAFS等技術(shù)，得以讓大燈變得更加智能，提升夜間行車的安全性；

[1] 成波.淺談汽車照明現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).[J]時(shí)代汽車,2017.2.

[2] 宋光養(yǎng).LED技術(shù)在汽車燈具中的運(yùn)用分析.[J]數(shù)字通信世界, 2017.7.

[3] 魏麗.LED技術(shù)在汽車燈具中的應(yīng)用.[J]南方農(nóng)機(jī),2017.

Analysis of the development of automotive lamp technology and styling

Yang Lijun, Zhao Yu

( Anhui jianghuai Automobile Co. Ltd, technical centre, Anhui Hefei 230601 )

With the development of automatic driving and personalized trend , the automobile lighting system is undergoing important changes. mainly reflected in two aspects: the first, lighting has developed into an important carrier for decoration, brand identity implantation and demonstration of technical and design capability; the second, with the development of automatic driving, the lighting systems are becoming increasingly intelligent. This text introduces different kinds of lamp and technologies, and analysis of its impact on styling design, pointed out the future development direction of the lamp styling.

Lamp; Intelligence; Personalized

U463.6

A

1671-7988(2019)24-226-03

U463.6

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1671-7988(2019)24-226-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.24.076

楊利君，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。