LED新技术及其在汽车照明中的应用

LED新技术及其在汽车照明中的应用

【摘要】完善的汽车照明系统、准确及时的信号指示灯具可以有效的预防和减少交通事故发生的机率，给驾驶者提供安全保证，而层出不穷的新型照明光源和不断发

展的新技术也为汽车外造型提供了更多的设计灵感和设计空间，特别是LED光源的出

现，使得汽车灯具不仅成为汽车安全必备的总成，也成为了汽车造型的点睛之笔，汽

车前照灯甚至被看成是汽车的形象和灵魂。本文介绍了LED作为汽车照明光源的应用

现状，并结合成熟案例提供了其在设计中的应用方法和注意事项，相信本文必定能为

灯具设计师、灯具造型师提供设计和造型重要参考。

【关键词】汽车照明 LED 直射式反射式透镜式光导智能照明

New Applications with LED in Automotive Lighting

Abstract: Perfect auto lighting system and exact single lamp can avoid and reduce traffic accident, providing driver and passenger safety assurance, besides new lighting source and technology emerging in endlessly giving auto styling more design inspiration. This article attempts firstly to provide the state of LED application in automotive lighting, secondly, with some cases using LED, the designers of lighting styling and engineer of lighting can learn how to apply LED.

Key words: Auto Lighting, LED, Direct Emission Reflector system Lens system Light guide, Intelligent Lighting

1.LED作为汽车照明光源应用现状

照明技术的革新总是先从开发新型光源开始，从最初的钨灯到改进的卤素灯，再到氙气大灯，至到第四代光源LED（Light Emitting Diode），照明性能借助源的发展不断提高，从目前的分析来看，LED大有取代传统光源的趋势，技术成熟后，LED将取代以氙灯为代表的气体放电灯，以下是LED与传统照明光源的参数比较。

光源光通量发光效率（Lm/W）色温

白炽灯～50 ～8 ～2700

卤素～1100 ～25 ～3200

HID ～3200 ～120 ～4000

LED ～1100 ～100 ～6500

表1 LED与传统照明光源的参数对比

LED(Light-Emitting-Diode) 即发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它不是通过热能使物体升温而发光，是由电能直接转换为光，因而称之为冷光。

图1 各类车用LED

作为一种新型的光源技术，LED的特点非常明显：

➢LED的能量转化效率非常高。

白炽灯为5％，卤钨灯27％，而高亮

度LED达到55％。根据美国能源部早

在2004年所做的统计资料显示，白

炽灯到现在基本上稳定在15流明/瓦

(lm/w)以下，而HID，达到了127Lm/W，

这两种光源的发光效率，从1980年

至今，都趋于稳定。而1980年LED

发光效率不超过10Lm/W，到后来的

75Lm/W，至今已达到100Lm/W（比HID

低），但是，LED发光效率几乎呈指

数增加，我们有理由相信未来LED发

光效率必定超过HID光源。

➢LED灯的能耗只是白炽灯10％，表1列示了汽车信号灯与白炽灯能耗的比较。

LED灯具能够大量节约汽车能源。

功能

功率/W 节电效果

（%）

LED光源白炽灯

制动灯2．5*2 21*2=42 88

转向灯3*2=6 21*2=42 85

位置灯1*2=2 5*2=10 80

高位刹车

灯

1.5 21 92

后雾灯 3 21 85

示廓灯 1 10 90

表2 汽车信号灯用LED与白炽灯的能耗比较

➢与灯泡和气体放电灯HID相比，LED灯的使用寿命最长，装上LED灯后，没有其他意外事故，无需更换。

图2 各种照明灯发光效率的进展

➢LED灯响应时间极短，大约只有250微秒，比其他的灯要快得多，能改善和提高汽车安全性。

➢LED灯寿命极长，弃置废物非常少，可大大降低二次污染。

➢LED体积小、重量轻。利用这一特点可设计又薄、又轻、又紧凑的各种式样的灯具，给汽车造型设计提供空间。

LED的优点非常明显，目前已经成为饰背光，饰环境光，迎宾灯，外部信号灯的主要光源，但在2008年之前，LED应用于前大灯还存在一些问题，如散热问题，生产过程中的偏差问题，亮度不足、电流分布不均，高亮度白光LED成本比较高。5年以来，随着应用水平的提高，LED 的应用围已经覆盖了全车灯具，也包括前照灯，见下图。LED应用于前照灯更能提高整车设计的自由度，减少前照灯的厚度，且具有独特的多点照明功能，而冷却元件从可见的部位移到光源的后面，意味着所需的安装深度也将更小，LED的应用提高了灯具的智能化水平。灯具智能化的需求也为LED的广泛应用提供了更大的舞台。

图3 LED在外部灯具中的应用

前照灯-远光/近

日见

前转向灯

行车灯

侧标志灯侧转向灯

后组合灯

刹车灯/转向灯/

后雾灯/位置灯

高位刹车灯

1.LED在汽车灯具中的应用方法

无论LED应用于前照灯，组合尾灯，还是饰灯具，简单来说它的应用类型可以分成三类，直射式，反射式，透过式。了解了这些类型，工程师就可以进行LED灯具基本的排布设计。

2.1直射式

能够从正前方或正后方可以直接看到LED 光源本体的设计方式为直射式。这种排布方法