LED光源特点及其在汽车车灯上的应用前景

苑金葛

摘 要：我国的汽车业随着社会经济等方面的进步有了长足的发展，越来越多的技术被用于汽车照明灯具的设计中来，其中LED技术的发展和应用在很大程度上导致了汽车灯具逐渐朝着现代化的方向发展和改进。本文重点讨论了LED光源在汽车灯具中的应用价值，以及LED光源在汽车灯具中的应用优势和前景。

关键词：LED光源;汽车车灯;应用前景

0 引言

汽车车灯设计随着社会和生产技术的进步不断多样化发展，现代车灯的设计不仅满足了人们对其功能性、美观性、实用性和装饰性的需求，而且还符合了经久耐用的要求和绿色环保的理念。由于先进的照明技术越来越多的应用于汽车灯具中导致了其市场需求发生了指数级成倍的增长。LED光源具有的小体积高可靠性以及能耗低环保性符合了汽车灯具的未来发展趋势，其已经逐渐成为汽车照明系统独一无二的选择。LED技术在当代被称为第四代绿色能源技术且其广泛应用具有重要的现实意义。

1 LED光源概述及特点

1.1 LED光源概述

LED光源属于半导体器件的一种电致发光光源，其可以直接将电能转化为光伏能。LED技术的主要原理是在半导体P-N结的两端施加正向电压，这时半导体P区内的电子和半导体N区内的电子就会产生循环流动，实际上就是自由电子和自由空穴发生了负荷反应并产生了能量。这些能被的一部分因散热损耗且另一部分因变成了光子而产生了光源。LED灯与普通的灯丝灯泡的区别在于其不需要热能只需要由电能直接转换成光来发射光源，LED冷光源就是因此而得名的。

1.2 LED光源特点

LED光源可以直接将电能转化为光伏能源来提高照明效率。LED的光效率随着LED材料结构的发展不断提高，且在相同的光强下以LED作为光源其消耗的能量比普通光源要小很多。据试验研究显示LED灯与传统白炽灯相比可以节省百分之八十的能源，LED灯与节能灯相比节省的能源也超过了百分之三十，而在汽车日间灯的应用中其能源功耗仅只是正常卤素大灯的百分之二十。

LED光源的使用寿命于普通灯相比时间要长很多。作为半导体固态芯片的LED其结构非常简单且具有高水准的抗冲击能力，因此LED灯在使用实际过程中很少出现问题。LED单管光源的寿命可达20000小时以上，与普通白炽灯的1000小时寿命相比这是一个明显的优势。此外LED光源的特点还有响应时间短以及体积小等普通光源不具备的特点。

2 LED光源和汽车灯具的发展

1885年德国工程师卡尔·本茨（Carl Benz）发明了汽车，汽车的最初形态是用不稳定的三个轮子制造而成的，且这种汽车最初是基于0.9马力的二冲程式汽油发动机制造的，但是当时还不具备制造车灯的条件。随着汽车工业的发展，汽车灯才得以被开发并应用于汽车原型中。最初的汽车灯使用的是耗电量巨大且光源不足的白炽灯，这种车灯因受外部因素影响过大导致其经常损坏。汽车灯具的种类随着车辆对灯具需求的增加逐渐多样化，这才使汽车上出现了倒车灯、转向灯和前照灯等各种不同的灯具。目前汽车灯具已经成为汽车安全运行的重要组成部分，其在保护了车内人员的生命安全等方面起到了不可替代的作用。汽车灯具光源的整体发展由第一代的乙炔灯发展为以气体放电灯为代表的第二、三代汽车光源，现在进入了第四代以LED为主的光源时代。

3 LED光源在汽车灯具中的发展前景

3.1 市场潜力大

LED光源目前广泛应用于车内照明和车内外信号系统，因其自身具备节能环保和使用寿命长等优势使其在很大程度上替代了其他光源。据不完全统计LED灯市场需求已经从2014年的18.1亿美元快速增长到2019年的37.4亿美元，年平均增长率接近百分之二十的同时其市场综合渗透率也高达百分之二十五。这一点可以从以下事实中得到证明：当前高位刹车灯在汽车中的应用已经非常普遍且其当前的市场渗透率为百分之九十，汽车的尾部LED灯近年来也在迅速增长。

根据有关数据显示我国汽车LED头灯市场占有率已经由2013年的不足百分之一提高到了2019年的百分之二十，我国汽车市场现有LED汽车头灯超百万套，根据预测汽车头灯存有量数据将在明年将达成两倍多的增长。

3.2 智能化应用前景

远近程自动调光技术。汽车夜间行驶的光源远近在一定程度上影响司机的安全，汽车车灯在未来将走向智能以避免此类原因引起安全事故发生。例如汽车车灯对反向来车对象进行智能识别，根据距离进行智能光亮度调节使车辆的安全性最大化。实际使用本身具有方向性的LED光源时，通过将其与导航系统和光源传感器等技術的结合可以很容易地实现夜间车辆灯光的远程识别和自动调节。具体应用为，夜间行车矩阵式LED灯一般为远程灯光照射，当该传感器系统检测到对向有车辆是来的时候驱动控制器对汽车的灯光照射距离进行合理调整，这样就可以使对象车辆人员避免受到炫目光照射的同时减少了事故发生的可能。

智能尾灯技术。智能汽车尾灯技术的运用也反映了LED光源智能应用前景。智能尾灯技术主要是调整尾灯和转向灯的光强度组合。LED光源因体积较小的特点可以在安装设计过程中进行更好分布，从而使其能够巧妙结合搭配汽车ECU系统的同时更好的应对车辆行驶中各种复杂局面。

4 结语

第四代绿色LED光源具有节能、寿命长、体积小以及响应时间短等等优点，LED光源在汽车灯具方面具有广阔的市场空间。目前传统的白炽灯和荧光灯等光源在很大程度上被LED光源所取代，同时LED光源也已成为车辆内外设施照明以及车辆指示信号灯的首选。在未来，包括LED光源的各种类型的汽车照明技术将与各种传感装置一起协调工作，在智能化汽车灯具系统成型的同时进一步提高汽车实际使用过程中的安全性。

参考文献：

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