邵翔 许晶晶
长城汽车股份有限公司 河北 保定 071000
摘要： 综述了汽车灯具的进展和未来发展趋势。围绕LED 产品的技术及市场特性，比较了各类级别汽车灯具产品的发展趋势； 从安全要求、环保要求、节能趋势及新技术应用方面，分析了ECE 法规近期的修订内容、制定方向； 从汽车灯具的发展状况，分析了各个时期汽车灯具技术发展的特点。
关键词：汽车灯具；发展趋势
1 引言
近十年来，汽车工业的飞速发展，对汽车照明提出了越来越高的要求，特别是随着新光源的应用、新技术的使用及光学设计水平的提高，促使汽车灯具有了快速的发展。伴随着汽车灯具的发展，汽车灯具的新产品、新技术不断涌现，车灯设计日新月异，标准与法规不断更新，新车灯的标准与法规不断出现，总体上，汽车灯具技术呈加速发展态势。从全封闭前照灯发展到光纤导光系统，从卤素灯泡到LED 光源模块，从标准外形到个性化的造型，汽车照明发生了巨大的变化。
2 发展趋势
汽车灯具的发展主要表现在产品、标准及技术三个方面。
2. 1 产品发展趋势
目前，汽车灯具产品市场上白炽灯、卤素灯、高压气体放电灯（ HID） 、发光二极管（ LED） 车灯并存，但应用侧重点各不相同。节能环保的“绿色车辆”，主要是低能耗、空间紧凑的电动汽车或混合动力汽车，用一个LED 模组在近光灯和远光灯之间切换，达到低能耗的效果，此类车在照明技术的发展上主要以LED 的应用为主，2018 年后LED 光源的应用将成为“绿色车辆”的主流。低成本车
辆，主要包括微型车、商用车，则更注重成本的优势，在汽车照明技术方面目前还是沿用之前的卤素和白炽灯照明技术，依旧沿用卤素灯泡和白炽灯泡为主的灯具，2018 年后也将以卤素灯为主。LED 技术是最先进的汽车照明，高亮度白色LED 将在未来几年内具有极大的竞争力。但从汽车照明光源的发展来看，LED的发展远未达到快速发展的水平。
汽车灯具对LED 元件的参数性能要求很高： （1） 要具备高效、大功率和高可靠性（ －40℃～125℃） ； （ 2） 对电学、光学参数的稳定性以及一致性的要求高，如： 同一批元件的阈值其电压不一致性必须小于0. 1V，单色性要好，色差也须在小于5纳米的范围内； （3） LED 元件在13. 6V 经2000 小时（直流下工作） 点亮试验后，其发光强度的衰减度要小于20%。这些要求限值了LED 在车灯上的应用。2004 年业界曾预测，LED 车灯会很快井喷入市，而把HID 淘汰出局，但目前的态势并非如此。2010 年LED 车灯仅占车灯市场的12%，其余大部都为卤素灯所占用。这是因为就算是LED 的成本能够按照摩尔定律的预见速率持续下降，它要低到能与HID 匹敌的同等价位也尚需多年； 而LED 家族的成本若要降到能与卤素灯不相上下，则至少需10 年左右。虽然一直期望LED 技术能发展得比现实要快一点，但目前仍然有技术性难题需要攻克，特别是散热及光衰两大关键问题仍未
有突破。就单个光源而言，LED 的光照强度仍显不足，多颗LED 构成的模组增大了空间，不利于设计。尽管业界预测2015 ～ 2016 年LED 的技术会有突破，但除去成本压力和技术关键外，掌握关键技术及专利的大公司对LED 车灯研而不推，尽力使其在卤素灯泡和HID 上的利润最大化，这也是LED 推广的受阻的因素之一。
2. 2 标准发展趋势
近几年，随着新技术的应用，新车灯的使用，汽车灯具的法规修订越来越频繁，新车灯的新法规颁布越来越快，检测方法越来越先进，ECE 法规的修订及制定呈如下发展态势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆安装规定（ ECE R48） 主要向以下三个方向发展：
1） 汽车灯具的安全要求
如前照灯、前雾灯、AFS 调整装置的规定，后雾灯安装高度的增加，反光标识安装位置及转向灯、位置灯的几何可见度的安装要求，这些修订大大提高了行车安全性。
2） 新功能的增加
自适应远光ADB 安装及探测距离的规定、前位灯后位灯昼行灯（ DRL） 操控面板指示器的安装规定是新功能的使用，这些新功能提高了行车的舒适性、便捷性和可操作性；车新用途的车灯使用方面发展乘用车踏步灯和慢行灯 ，摩托车角灯的使用，增添了车灯的新品种，拓宽了车灯新用途。
2. 3 技术发展趋势
汽车灯具的技术一直随着光源技术、光学设计技术、电子电器技术、材料技术的发展而发展，其核心技术部分为光学系统。传统的车灯光源使用灯丝灯泡及卤素灯泡，光学系统由反射镜、灯泡、配光镜组成，注重反射镜、配光镜的材料及制造技术。目前的车灯技术，以HID 及LED 光源使用为重点，进行电子、电动及电控技术的集成，用光学分析软件进行光导管、自由曲面及菲涅尔透镜设计，在使用LED 的基础上，向特殊发光形状、个性化和艺术化的方向发展，强调光学系统的设计，重点研究方向是全LED 灯及LED 车灯与AFS 的组合。
在现有车灯成熟技术的基础上，未来的车灯技术，将向电致发光学、激光光学新光源的使用，衍射光学、光纤光学及电子控制新技术的应用方向发展，代表性的技术主要表现在以下几个方面：
主动红外夜视辅助驾驶系统、抬头显示系统
夜间由于光照不足、视野小，尤其是会车时的远光灯会使驾驶员产生眩目，形成盲区，缩小了驾驶员的可视距离，影响了夜间的行车安全。采用红外夜视系统，使驾驶员在低可见度或黑暗中清楚观察到车辆前方的信息，也可以看见汽车前照灯照射不到的区域、强光阴影中的行人、车辆，并对可能出现的危险情况发出报警。
（1）智能尾灯
对应着AFS 自适应前照灯，在一个比较大的范围内调整后位灯、制动灯和转向灯的发光强度。例如： 在晴朗的夜晚亮度降低，在白天有雾的情况下亮度增加，根据车速、路况等自动调节尾灯亮度，在必要的情况下，左右转向灯的亮度
还能分别自动调整。智能尾灯是唯一的可以减小尾碰可能性的系统，使用该系统可减少驾驶者的失误，提高安全性。
（2）衍射光学车灯
将激光通过光纤，经反射器件照射到衍射器件上，形成所需要的光性，这种设计，是将光照射到一个平面衍射器件上，这大大缩小了体积，且光强减小较小，可用一个中央光源，经光纤分束后，为多个灯提供光源，减少光源的使用数量（ 。缺点是，衍射效应必须使用激光，其应用前景依赖于激光的发展，机构复杂，制造精密。
（3） 低电子光束车灯
AFS 中实现弯道照明、仰俯调节需电机控制光源转动，这不仅带来了电缆布置及模块振动，还增加了电磁兼容（ EMC） 问题。低电子光束车灯根据转弯、仰俯的角度调整LED 光强，由少量LED 分布在不同区域构成一个动态的弯曲、仰俯光线，汽车转到某个角度的同时使灯具发光。这种技术的关
键在于为实现减低亮度光形如何被划分为许多个小区域，每0. 1 度的转角对应LED 亮度的变化对光学工程师来说都是一个挑战［9］。该技术可减少电缆及电机的使用，节省空间，降低振动和传导及辐射骚扰。
4 结论
未来汽车灯具发展的依托和动力是技术的进步，技术进步最关键的是要有技术创新，对汽车灯具而言，最关键的技术创新就是光源的创新，可以说汽车灯具的发展史就是一部光源的发展史，光源的革新引导着前照灯的变革。
参考文献：
[1]李玉玲． 汽车照明的未来： HID 还是LED? ［J］． 技术与市场，2010，29： 42 ～ 44．
[2]黄佐贤． 现代汽车灯具［M］． 北京： 长虹公司出版社，2003： 78 ～ 84．
[3]汽车灯具行业“十二五”专项发展规划［R］． 中国汽车工业协会车用灯具委员会，2011．
[4]林燕丹． 基于主动红外夜视技术的夜间辅助驾驶系统［J］． 中国照明电器，2011，12： 23 ～ 25．
论文作者:邵翔,许晶晶
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/29
标签：车灯论文; 灯具论文; 汽车论文; 技术论文; 光源论文; 光学论文; 灯泡论文; 《防护工程》2018年第13期论文;