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不仅仅是漂亮!全面解读LED大灯技术

文章出处:未知责任编辑:admin人气: 发表时间:2016-08-30 14:02
都说眼睛是心灵的窗户,对于汽车而言,有一对漂亮的大灯,就像拥有一双漂亮的眸子一样摄人心扉。LED大灯的出现就像是给车头灯配上了“美瞳”,把“眼睛”的魅力指数直接拉高了一个段位,其功能也日新月异。我想,是时候好好来了解一下LED大灯了。
                                                                  

LED是Light Emitting Diode的简称,它有个很通俗的中文名字——发光二极管,它们如今常常以灯箱、招牌及各种电器的指示灯和背光灯的角色出现,也往往是汽车尾灯、高位刹车灯日间行车灯的重要组成。

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● LED大灯好在哪儿?

  既然讲LED大灯,必须先说说现在它为什么这么火,我们都知道,目前汽车上主流的大灯无非两大类:卤素大灯和HID氙气大灯(高强度气体放电灯),逐渐兴起的LED大灯相比这两类主流大灯有什么优势呢?

对于汽车而言,LED大灯(不仅限于前大灯)有如下好处:

1、节能、成本低:LED大灯的发光效率高,是荧光灯的近两倍。如果用我们日常的节能灯来打比方,节能灯比白炽灯节能4/5,而LED大灯比节能灯还节能1/4。在汽车上,同样的日间行车灯LED大灯元件的能耗仅为卤素灯的1/20。LED大灯元件的成本也逐年大幅降低,并且目前成本和价格仍然在以每年20%以上的幅度下降。

2、寿命超长:目前用在汽车上的LED大灯元件基本都能达到50000小时的水平,而知名的汽车led大灯灯光供应商已经能够提供寿命达100000小时的LED大灯元件,换算一下,相当于11年…….在考虑到灯光的使用频率,基本上在整车的设计寿命里,LED大灯元件都不需要更换。相比之下,氙灯的寿命仅为3000小时左右……

3、耐用性好:LED大灯元件结构简单,抗冲击性、抗震性非常好,不易破碎,能够很好地适应各种环境。

 

4、LED大灯元件体积小,紧凑便于布置和造型设计:这是LED大灯的一个巨大优势,这一优势充分迎合了汽车厂商在设计上的进化需求,打破过去灯光系统对造型创新的束缚,让我们拥有更具创意的汽车产品。

奥迪奥迪RS奥迪RS 62013款 RS 6 4.0T Avant 奔驰奔驰(进口)奔驰E级(进口)2013款 E400

LED让大灯的形状和线条变得更加丰富,夜晚的识别度也更高』

5、响应速度快:LED大灯的点亮仅需微秒级别,用在尾灯和转向灯上能够迅速点亮达到更好的警示效果,用在前大灯上,相比氙灯和卤素大灯拥有更高的响应速度,对于行车安全性有更好的保障。

宝马宝马(进口)宝马7系2013款 740Li xDrive

6、亮度衰减低:LED大灯亮度高,光线亮度衰减远低于卤素灯,适合用作照明及刹车灯、转向灯等警示灯光。

 

7、低压直流电即可驱动,负载小,干扰弱,对使用环境要求低,适应性好。不像氙灯那样还需要升压装置(高压包)。

● LED前大灯为什么来的这样迟?

  掐指一数,电灯的问世已超过150年(明显我不是从爱迪生算起),LED怎么看都是个新鲜玩意儿。实际上,LED的起源也能往回追溯到100多年前的1907年。那一年,从事无线电行业的Henry Joseph Round在碳化硅晶体上施加一定电压后,在阴极上观察到暗淡的黄色光芒,这应该算是发光二极管的鼻祖了。

  具有实际意义的LED一直到50多年前才被发明,因此20世纪60年代这个时间节点被很多人当做是LED真正的起点。随着技术的不断发展,LED的颜色也从最早的红光慢慢扩展开来,橙色、黄色、绿色……早期的LED主要用于各种仪表的光源、各种设备的指示灯,而后随着颜色的增加开始应用于交通信号灯、大型的显示屏和汽车信号灯等。

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之前的LED是无法发出大灯照明所需要的“白光”的,因为在可见光光谱当中并没有“白光”,它并非单色光,而是多种单色光合成的复合光。人眼看到的白光,需要蓝色光+黄色光两种波长光线的混合或是蓝色光+绿色光+红色光三种波长光线的混合(这就是彩电的三基色)。由于这两种方法都需要蓝色光,因此蓝光LED就变成了开发白光LED的重要技术节点。

 

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  直到上个世纪末,随着超高亮度蓝光LED开发成功,白光LED的开发才真正取得了阶段性进展,白光LED的色温接近日光,照明效果更自然,更接近人眼在白天看到的色彩,LED正式投身照明领域也是从这个时候开始的。

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  LED合成白光的方法就是我们前面所提及的两种方式,目前比较普遍的就是使用蓝色LED芯片+黄磷荧光粉或黄磷滤色镜的方式来制成白光LED,现在大量运用于日间行车灯以及用作前大灯的白光LED,使用的都是同样的原理。白光LED的出现同样可以载入液晶显示器的发展史册,它为提高液晶显示器的色彩表现、推动液晶显示器普及做出了巨大贡献。

  大家一定注意到了,很多车其实在很早的时候就用上了LED的车尾灯,但是LED前大灯却是近年才流行起来的玩意儿。其中一个原因就是上面提到的LED无法产生白光的问题;还有一个就是LED的亮度和成本问题,LED自正式商业化以来亮度已提高了近百倍,而价格则下降了数百倍(目前仍然在以每年30~40%的速度下降),成本的降低和亮度的提高使得LED终于具备了投身汽车前大灯的条件;第三点原因就是北美、欧洲等汽车发达国家之前的关于车辆灯光中关于LED前大灯的使用并没有相关的标准,自2005年之后SAE和ECE才陆续颁布了相关的标准。

● LED大灯开路者:两个“第一名”

  LED大灯在汽车的进化史上应当算得上是一座里程碑,而里程碑上镌刻的名字无疑应该属于首次应用LED大灯的“第一名”。第一辆正式装配LED大灯的车型当属2007年亮相的雷克萨斯的LS600h/LS600hL车型了,其大灯是首款应用于量产车型的LED前大灯,也是LED大灯的首个商业化产品。这款车灯来自日本的车辆照明系统供应商KOITO(小糸),不过,这套大灯并不是100%的LED大灯,只是近光灯和辅助照明使用了白光LED,也正因此才有了另一个“第一名”的席位。

雷克萨斯雷克萨斯雷克萨斯LS2007款 600h

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雷克萨斯雷克萨斯雷克萨斯LS2007款 600h

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  另一个“第一名”的席位,属于奥迪R8,2008年末推出的搭载5.2升V10发动机奥迪R8,同时搭载了世界上第一款商业化的全LED前大灯。它的远近光、转向、日间行车灯灯前大灯的照明功能全部使用LED元件,这款大灯于2007年问世,晚于小糸的产品,由Magneti Marelli(玛涅蒂玛瑞利)旗下的Automotive Lighting公司设计开发。

奥迪奥迪(进口)奥迪R82010款 5.2 FSI quattro

『上面实拍图为国内2010款R8 5.2 FSI quattro,也配备了全LED大灯

奥迪奥迪(进口)奥迪R82010款 5.2 FSI quattro

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奥迪奥迪(进口)奥迪R82010款 5.2 FSI quattro

  在小糸KOITO和Automotive Lighting之后,海拉HELLA、法雷奥Valeo也很快加入LED前大灯的阵营,说起来,海拉HELLA其实也应当出现在LED里程碑上,就在V10版奥迪R8发布的同一年, 海拉为美版的2008款凯雷德白金版(ESCALADE PLATINUM)提供了全LED大灯,他们开发完成这款大灯的时间也是在2007年,如果按照车型推出市场的时间来看,2008年夏季发布的凯雷德白金版可要比V10版本的奥迪R8更早呢。还有,当时惊艳登场的第四代奥迪A8的全LED大灯也是海拉HELLA的杰作。

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● LED大灯结构解读

  LED大灯的结构基本上与目前传统的大灯结构一致,通过反射或透镜结构聚光,不同的是LED大灯往往是多个LED元件构成,需要有一个控制模块对整个系统进行控制。

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  同时,LED元件对温度变化比较敏感,如果结温(LED的PN结温度,PN结即LED的发光源)较高,那么LED的发光性能将会降低,因此LED大灯对散热的要求较高,需要良好的散热设计保证LED元件的温度稳定。也正是因为这样,我们才会看到在LED大灯的背后,那些LED元件的后面都安装着散热片甚至风扇,这是目前普通的卤素大灯和氙灯所没有的。

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● 主流LED大灯盘点解读

◆ 奥迪LED大灯代言品牌

 

奥迪奥迪(进口)奥迪A82012款 A8L 6.3 FSI W12 quattro

  如果说到LED大灯,大多数人一定会想到奥迪这个品牌,对于奥迪而言,LED前大灯已经成了他们设计招牌的一部分,上至R8和A8,下至A3,奥迪旗下使用LED大灯的车型阵营是目前最庞大的。一说起奥迪,简直就和提起了LED大灯代言人一样。

  奥迪的A8、A6车型上的几款全LED大灯多采用的是像前面凯雷德那样的多透镜结构,相信这和他们来自同一家供应商--海拉HELLA不无关系,LED元件也动辄以数十颗计算。不过,他们的远光灯无一例外都使用了反射式结构。

奥迪奥迪(进口)奥迪A82013款 A8L 55 TFSI quattro尊贵型 奥迪一汽-大众奥迪奥迪A6L2012款 50 TFSI quattro 豪华型

『左:奥迪A8 右:奥迪A6L 他们的近光灯都由多个独立LED透镜单元组成』

汽车之家 一汽奥迪 奥迪A6L 2012款 基本型

  对于这种多个LED单元组成的灯架,要像氙灯的2维透镜灯头那样上下左右旋转几乎不可能,于是工程师们把这种灯组的近光灯架做成可上下俯仰的设计,使用步进电机控制,而转弯时的照明则依靠独立设计的转向辅助灯来实现。

汽车之家 一汽奥迪 奥迪A6L 2012款 基本型

  相比之下,Automotive Lighting公司为A7提供的全LED大灯就显得清爽很多,远近光的功能都被集成在了最外侧的灯光模块上,灯架同样由步进电机驱动,能够自动调整车辆灯光高低。

奥迪奥迪(进口)奥迪A72012款 3.0TFSI quattro舒适型

奥迪奥迪(进口)奥迪A72011款 Sportback基本型 奥迪奥迪(进口)奥迪A72011款 Sportback基本型

『左:奥迪A7基本照明 近光灯 右:奥迪A7远光灯开启』

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  最让人欣慰的是,奥迪已经把全LED下放到了A3这一级别的车型上,虽然大灯看起来远没有它的兄长们那般复杂,但是在实用性和功能方面都毫不逊色。

奥迪奥迪(进口)奥迪A32014款 Sedan 奥迪奥迪(进口)奥迪A32014款 Sportback g-tron

奥迪A3也配备了LED大灯

◆ 宝马篇:无新鲜感的统一LED大灯

宝马宝马(进口)宝马6系2012款 640i Gran Coupe

『配备全LED大灯宝马6系Gran Coupe

  宝马LED大灯比起奥迪来,少了许多花样,X6M、6系以及改款7系等车型上配备的全LED大灯就是反射型LED大灯的典型,他们的LED元件被布置在大灯反光碗的顶部,从正常的角度很难看到光源,只有你处于一个仰视大灯的角度时,才能看到灯碗内“天花板”上的LED元件。

宝马宝马M宝马X6 M2013款 X6 M 宝马宝马(进口)宝马7系2013款 740Li 混合动力版

『左图为宝马X6 M,右图为新款7系,均为LED大灯

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宝马宝马M宝马X6 M2013款 X6 M 宝马宝马M宝马X6 M2010款 X6 M

『配备LED大灯氙气大灯的X6 M,外观上单凭透镜
和灯碗中央的“横杠”就能将两种大灯区别开来』

  宝马对于自己的全LED大灯透露的信息并不多,而且他们似乎也没打算在LED上做出更复杂的变化。也许相比之下他们更乐意说说自己即将量产的激光大灯技术。什么是激光大灯?我们在今后的文章中会为您解读。

宝马宝马(进口)宝马i82011款 Concept

『对于宝马粉丝而言,i8上即将搭载的激光大灯更值得期待』

◆ 奔驰:曾经惊艳过,还将惊艳吗?

  奔驰在灯光方面似乎不如奥迪那般活跃,但是实力还是有的,CLS的车灯就是奔驰LED大灯的一次成功试探。

奔驰奔驰(进口)奔驰CLS级2012款 CLS550

  Automotive Lighting公司为奔驰CLS开发的LED大灯应该算是透镜型大灯的一个标杆,它的近光灯采用了一个能够上下或左右转动的透镜灯头,使LED大灯也能够和目前的自适应氙气大灯一样,轻松实现弯道照明、高度自动调节等等功能,这是我见过的LED大灯中最灵活的一款了。

奔驰奔驰(进口)奔驰CLS级2012款 CLS550

 

奔驰奔驰(进口)奔驰CLS级2012款 CLS550

奔驰曾经用概念车CSC证明自己玩儿起大灯来绰绰有余,但是量产的奔驰A级却没在大灯上留下多少精髓。

奔驰奔驰(进口)奔驰CSC级2012款 Concept

『CSC概念车的大灯着实惊艳了一把』

 

奔驰奔驰(进口)奔驰CSC级2012款 Concept 奔驰奔驰(进口)奔驰CLA级2013款 CLA250

『左:奔驰CSC概念车   右:量产奔驰CLA级

 

 在CLA级之后亮相的新E级的大灯设计也招来了不少争议,经典的“四眼”设计只剩LED行车灯勾勒出的轮廓。但是从视觉效果上来看,全LED大灯的设计还是值得肯定的。接下来奔驰的新S级、新C级等众多新车都将陆续亮相,E级大灯的设计不禁让人对新车型有了更多联想和期待。

奔驰奔驰(进口)奔驰E级(进口)2013款 E350 奔驰奔驰(进口)奔驰E级(进口)2013款 E350

◆ 讴歌:后进者

  回头来看亚洲,在雷克萨斯之后,似乎在全LED大灯方面少有跟进者,一直在技术方面特立独行的本田开始在这方面崭露头角。本田旗下的讴歌RLX便是本田钻研LED大灯的成果展示。


讴歌讴歌讴歌RLX2013款 基本型

讴歌讴歌讴歌RLX2013款 基本型

讴歌讴歌讴歌RLX2013款 基本型

 

◆ 其他品牌:即将百花齐放?

 越来越多的品牌将加入全LED大灯的阵营中,即将上市的新一代蒙迪欧便是众多新加盟车型中的一员,它将使用法雷奥Valeo提供的LED大灯,不仅造型精练,能耗也仅仅在26瓦的水平,能耗水平仅相当于普通大灯的一半。

福特福特(进口)蒙迪欧-致胜(海外)2013款 基本型

福特福特(进口)蒙迪欧-致胜(海外)2013款 基本型

在设计方面一直走精进路线的起亚也已经表明了态度:我们看到全新的K9上,已经配上了一双硕大的LED大灯,相信现代也会很快在量产车上跟进。

起亚起亚(进口)起亚K92013款 基本型

起亚新推出的K9也装备了LED大灯

小结:

 

  LED大灯的时代似乎刚刚要打开,之前仅属于高端车型的配置已经开始出现在价格更低的车型上,比如将上市的蒙迪欧、新奥迪A3高尔夫7等等。我相信随着LED成本的进一步下降,主流的紧凑车型甚至小型车都将被卷入LED大灯的潮流中。当然,全LED大灯不会是车灯的终点,LED大灯迎来全民普及的那个时候,高端品牌一定会拿出新的花样。其实,已经在蠢蠢欲动的“激光大灯”、“OLED”车灯就是很明显的信号,不是吗?

 


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