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摘要：随着汽车灯具的不断创新和消费市场需求的不断增加，汽车灯具制造商不断对汽车灯具制造方案进行改革创新，LED技术在汽车灯具中的应用就是汽车灯具制造业内的重大创新。
关键词：LED技术；汽车灯具；
引言
近几年是随着汽车行业的迅速发展和人们对行车安全的重视，人们对汽车灯具的要求也越来越高。LED灯具有亮度高、易省电等优势，其技术发展也越来也受到汽车行业的青睐。在近几年汽车的设计构造中，LED技术被广泛运用其中，除了保证汽车足够的照明，还可以为汽车加强汽车总体的现代感。事实上，LED车灯技术所起到的作用并不仅仅是装饰，它将是未来汽车照明的发展方向。LED技术在汽车灯具方面的应用也引领时尚潮流的发展。
1LED光源的发光原理
LED是一种半导体器件，其发出的光波长λ与发光区域的半导体材料禁带的宽度Eg的关系可表示为：λ≈1.2359/Eg（Eg单位为eV，λ单位为μm）。由此公式可以推算出LED中半导体材料的Eg在3.26到1.63eV之间。目前已开发出的有红色、黄色、绿色和蓝色等单色光。白光LED工作原理与单色光LED工作原理有所不同，主要有三种：第一种，由单芯片的LED构成，通过组合荧光粉和单色LED发出白光；第二种，由双芯片的LED构成，一般为蓝色LED加上黄色LED或黄绿色LED构成；第三种，由多芯片LED构成，指通过RGB方法合成白光，但此时LED总体光效较低。就目前发展情况来看，第一种由蓝色LED与黄色荧光粉组成的单芯片白光LED的发展较为成熟。
2LED灯具的优点
2.1节能无污染
LED即发光二极管，其内部主要为一个PN结。当PN结内的电子与空穴复合时，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量以光子的形式释放出来，产生电致发光现象。由于电致发光是直接将电能转化为光能，因此能量转换损失较少。而且LED灯具不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染。此外，LED灯具光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，废弃物可回收。它还属于冷光源，可以安全触摸和使用。
2.2灯光色辨别度高
由于LED的光谱接近于日光，所以它的光被物体反射的有效性要比其他光源更容易识别，便于其他驾驶者更容易发现，提高了行车的安全。即使是晚上，也可以避免因看不清交通标志而发生事故。
2.3防止前照灯的眩目
LED的照明较为温和，与白天的自然光接近，不会使驾驶员因为刺眼而不舒服。有驾驶经验的人都知道，夜间会车时，对面来车灯光亮度较强时，会造己方驾驶者视觉暂时失明而产生危险。因此LED前照灯在设计时，会将大灯光谱中最蓝的部分进行推移，从而避免因为强光导致对面驾驶者眩目。3.4其他优势LED前照灯点亮无延迟，响应时间更快（传统灯泡则有0.3s的延迟）；具有更强的抗震性能；发光纯度高，无需灯罩滤光，光波长误差在10nm以内；发光热量很小，对灯具材料的耐热性要求不是很高。另外，LED前照灯光束集中，更易于控制，且不需要用反射器聚光，有利于减小灯具的深度；耗电量低，达到传统灯泡同等的发光亮度时，耗电量仅为传统灯泡的6％；具有超长寿命，无灯丝结构，不发热，正常使用在6年以上。
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3LED在汽车照明系统上的应用
3.1LED在前照灯上的应用
将LED应用于汽车前照灯系统中的最直接优势，就是大大缩小前灯系统所需要的空间。目前，由于LED单颗亮度不够，亮度衰减比较严重，其价格也相对比较贵，所以LED现在主要应用于汽车的行车灯、制动灯、位置灯、前后转向灯、雾灯、倒车灯、高位制动灯以及室内灯和侧转向灯，暂时还没有完全在汽车的前照灯系统上普及应用。LED前照灯往往由于LED阵列的排布而容易形成明显的品牌特征，这种极富科技感的前照灯设计，能将车辆的个性化设计和品牌特征完全展现出来，并提高品牌的识别性。
3.2LED示宽灯造型
示宽灯是提示车辆宽度的灯具，用于傍晚和夜间行驶时，让别的车辆看见，是欧洲国家强制装备的灯具。随着LED技术的普及，LED示宽灯的造型已经成为一款车型的一个重要特征。奔驰CLS的前照灯系统采用了总共71颗LED，近光灯16个，远光灯8个，转向灯13个，示宽灯22个，弯道辅助灯2个，其他用途10个。这款全LED大灯的色温在5400K左右，点亮效果接近普通日光，具有良好的光照性，照明效果也十分自然，同时能耗比普通氙灯低，使用寿命甚至能够达到终身免更换。其22个LED组成的示宽灯，呈c形排列，具有极强的科技感和品牌识别性。这款车型推出以后，带动了LED在示宽灯上面的发展，使LED示宽灯的造型成为汽车型又一个重要特征。
3.3日间行车灯
日间行车灯是指使车辆在白天行驶时更容易被识别的灯具，装在车身前部。日问行车灯不是照明灯，其作用是为了提醒别的车辆注意，属于信号灯的范畴。欧盟规定所有新车必须安装日间行车灯，此举也正是大众公司在LED汽车灯具上大做文章的主要依据。近年来，大众公司实施“灯光战略”，将LED车灯普及，旗下大部分车型在大灯中都装备了LED日间行车灯。尤其是奥迪，LED日行灯甚至成为了这一时期奥迪的品牌标识。奥迪的照明系统高级设计师解读了不同的LED日间行车灯设计所要强调的不同车辆性格：A系车型（比如A4和A5）上的LED日间行车灯，看起来就非常坚决、优雅和动感；在Q5和Q7上的灯组设计，则表现出宽厚和充满力量；而R8的LED日间行车灯，就像是全速奔跑中的公牛的角，充满生机和自豪。
3.4在雾灯上的应用
雾灯安装在汽车前部和尾部，也是LED被应用较多的位置。在雾天、下雪、暴雨或尘埃弥漫等情况下，雾灯被用来改善车前道路的照明情况。LED前雾灯一般采用光色为橙黄色的光源，后雾灯采用光色为红色的光源，以警示尾随车辆保持安全间距。传统雾灯造型多为圆形、环形和横向带状形，设计含量不高。奥迪早在2003年底特律车展首次发布的Pikes Peak Quattro概念车，就采用了条状LED雾灯，这也是世界上首次在雾灯上使用高性能的LED技术。在这款概念车上，LED雾灯的造型设计成狭长的线条，整个雾灯与前保险杠融为一体，设计极具前瞻性。由于LED雾灯集合了亮度和美观，也成为现代汽车设计的典型特点，因此越来越多的LED雾灯出现在车辆中。
3.5在尾灯上的应用
LED在尾灯设计中中同样扮演着十分重要的角色。首先LED的应用能减少尾灯系统所需要的空间，从而丰富尾灯形状的可变性。其次，其特有的光照效能也塑造出现代汽车尾灯明显的特征。LED凭借其其高质量的发光纯度，为日常行车提供良好的安全保证；LED独特的塑造性同样也为汽车尾灯的造型带来了质的变化。LED灯具往往由于LED阵列排布的特点，容易形成线状排布，使得尾灯排布舒展而协调，正好满足设计师的需求。如大众辉腾的LED尾灯设计，就是在车身设计中融入时下流行的流线型设计元素，从而使较传统车灯能更好地与现代设计相匹配，同时展现车辆的个性化设计和品牌特征。
结束语
汽车灯具作为汽车中最重要的外饰功能性零件，不仅对汽车的外部装饰起着重要作用，其性能的好坏对汽车的安全问题也产生着重要的影响。LED作为一种新兴光源，克服了传统白炽灯能耗大、光线强、使用寿命短、反应速度慢等缺点，基本满足了当代汽车灯具的性能需求。但是LED汽车灯具也存在散热性差、价格成本高等不足，这就需要相关制造商在原有LED技术的基础上不断进行创新设计，使其更好地满足汽车市场需求，更好地为广大消费者排忧解难。
参考文献：
[1]杨熙.LED技术在汽车灯具中的应用[J].科技资讯，2014，12（16）：106.
[2]凌铭，张建文，黄中荣.汽车灯具的发展趋势[J].照明工程学报，2013，24（4）：106-112.
论文作者:胡锦锋
论文发表刊物:《建筑细部》2018年1月下
论文发表时间:2018/8/16
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