苑金葛

摘 要：我國的汽車業(yè)隨著社會經(jīng)濟(jì)等方面的進(jìn)步有了長足的發(fā)展，越來越多的技術(shù)被用于汽車照明燈具的設(shè)計中來，其中LED技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用在很大程度上導(dǎo)致了汽車燈具逐漸朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展和改進(jìn)。本文重點(diǎn)討論了LED光源在汽車燈具中的應(yīng)用價值，以及LED光源在汽車燈具中的應(yīng)用優(yōu)勢和前景。

關(guān)鍵詞：LED光源;汽車車燈;應(yīng)用前景

0 引言

汽車車燈設(shè)計隨著社會和生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步不斷多樣化發(fā)展，現(xiàn)代車燈的設(shè)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(jīng)久耐用的要求和綠色環(huán)保的理念。由于先進(jìn)的照明技術(shù)越來越多的應(yīng)用于汽車燈具中導(dǎo)致了其市場需求發(fā)生了指數(shù)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(huán)保性符合了汽車燈具的未來發(fā)展趨勢，其已經(jīng)逐漸成為汽車照明系統(tǒng)獨(dú)一無二的選擇。LED技術(shù)在當(dāng)代被稱為第四代綠色能源技術(shù)且其廣泛應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。

1 LED光源概述及特點(diǎn)

1.1 LED光源概述

LED光源屬于半導(dǎo)體器件的一種電致發(fā)光光源，其可以直接將電能轉(zhuǎn)化為光伏能。LED技術(shù)的主要原理是在半導(dǎo)體P-N結(jié)的兩端施加正向電壓，這時半導(dǎo)體P區(qū)內(nèi)的電子和半導(dǎo)體N區(qū)內(nèi)的電子就會產(chǎn)生循環(huán)流動，實際上就是自由電子和自由空穴發(fā)生了負(fù)荷反應(yīng)并產(chǎn)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(chǎn)生了光源。LED燈與普通的燈絲燈泡的區(qū)別在于其不需要熱能只需要由電能直接轉(zhuǎn)換成光來發(fā)射光源，LED冷光源就是因此而得名的。

1.2 LED光源特點(diǎn)

LED光源可以直接將電能轉(zhuǎn)化為光伏能源來提高照明效率。LED的光效率隨著LED材料結(jié)構(gòu)的發(fā)展不斷提高，且在相同的光強(qiáng)下以LED作為光源其消耗的能量比普通光源要小很多。據(jù)試驗研究顯示LED燈與傳統(tǒng)白熾燈相比可以節(jié)省百分之八十的能源，LED燈與節(jié)能燈相比節(jié)省的能源也超過了百分之三十，而在汽車日間燈的應(yīng)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(dǎo)體固態(tài)芯片的LED其結(jié)構(gòu)非常簡單且具有高水準(zhǔn)的抗沖擊能力，因此LED燈在使用實際過程中很少出現(xiàn)問題。LED單管光源的壽命可達(dá)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(yōu)勢。此外LED光源的特點(diǎn)還有響應(yīng)時間短以及體積小等普通光源不具備的特點(diǎn)。

2 LED光源和汽車燈具的發(fā)展

1885年德國工程師卡爾·本茨（Carl Benz）發(fā)明了汽車，汽車的最初形態(tài)是用不穩(wěn)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(fā)動機(jī)制造的，但是當(dāng)時還不具備制造車燈的條件。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車燈才得以被開發(fā)并應(yīng)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(dǎo)致其經(jīng)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(xiàn)了倒車燈、轉(zhuǎn)向燈和前照燈等各種不同的燈具。目前汽車燈具已經(jīng)成為汽車安全運(yùn)行的重要組成部分，其在保護(hù)了車內(nèi)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(fā)展由第一代的乙炔燈發(fā)展為以氣體放電燈為代表的第二、三代汽車光源，現(xiàn)在進(jìn)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(fā)展前景

3.1 市場潛力大

LED光源目前廣泛應(yīng)用于車內(nèi)照明和車內(nèi)外信號系統(tǒng)，因其自身具備節(jié)能環(huán)保和使用壽命長等優(yōu)勢使其在很大程度上替代了其他光源。據(jù)不完全統(tǒng)計LED燈市場需求已經(jīng)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(dá)百分之二十五。這一點(diǎn)可以從以下事實中得到證明：當(dāng)前高位剎車燈在汽車中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍且其當(dāng)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(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示我國汽車LED頭燈市場占有率已經(jīng)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(xiàn)有LED汽車頭燈超百萬套，根據(jù)預(yù)測汽車頭燈存有量數(shù)據(jù)將在明年將達(dá)成兩倍多的增長。

3.2 智能化應(yīng)用前景

遠(yuǎn)近程自動調(diào)光技術(shù)。汽車夜間行駛的光源遠(yuǎn)近在一定程度上影響司機(jī)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(fā)生。例如汽車車燈對反向來車對象進(jìn)行智能識別，根據(jù)距離進(jìn)行智能光亮度調(diào)節(jié)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(dǎo)航系統(tǒng)和光源傳感器等技術(shù)的結(jié)合可以很容易地實現(xiàn)夜間車輛燈光的遠(yuǎn)程識別和自動調(diào)節(jié)。具體應(yīng)用為，夜間行車矩陣式LED燈一般為遠(yuǎn)程燈光照射，當(dāng)該傳感器系統(tǒng)檢測到對向有車輛是來的時候驅(qū)動控制器對汽車的燈光照射距離進(jìn)行合理調(diào)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(fā)生的可能。

智能尾燈技術(shù)。智能汽車尾燈技術(shù)的運(yùn)用也反映了LED光源智能應(yīng)用前景。智能尾燈技術(shù)主要是調(diào)整尾燈和轉(zhuǎn)向燈的光強(qiáng)度組合。LED光源因體積較小的特點(diǎn)可以在安裝設(shè)計過程中進(jìn)行更好分布，從而使其能夠巧妙結(jié)合搭配汽車ECU系統(tǒng)的同時更好的應(yīng)對車輛行駛中各種復(fù)雜局面。

4 結(jié)語

第四代綠色LED光源具有節(jié)能、壽命長、體積小以及響應(yīng)時間短等等優(yōu)點(diǎn)，LED光源在汽車燈具方面具有廣闊的市場空間。目前傳統(tǒng)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(nèi)外設(shè)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(shù)將與各種傳感裝置一起協(xié)調(diào)工作，在智能化汽車燈具系統(tǒng)成型的同時進(jìn)一步提高汽車實際使用過程中的安全性。

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