《技術課堂》論汽車燈光技術: LED大燈,激光大燈?

《技術課堂》論汽車燈光技術: LED大燈,激光大燈?

《澳洲汽車雜誌》小閻

我們買車的時候,最容易忽略掉的配置可能就是大燈,因為我們去車行選車的時候,通常都是白天。而大燈的體驗效果,只能是在晚上。特別是一些人買車之後,在對向來車時看見別人家的車燈非常亮,而自己的車燈連路都照不清楚時,往往才意識到車燈的重要性。目前,LED大燈正在成為汽車上主流的配置,甚至是一萬多澳元的車型上也有裝配,比如Jazz,和高配的Mazda2。

汽車燈光技術的研發與應用,與汽車科技的不斷迭代是同步的。從鹵素大燈,到氙氣大燈,再到如今逐步普及的LED大燈。或許在5年丶10年以後,激光大燈也許會成為量產車的標配,現在已經在高端奧迪和寶馬上已經出現。1990年代起才開始出現的氙氣燈尚未完全普及時,LED大燈便已悄然出現;就在 LED大燈稍微有點兒成績的時候,激光大燈就來了。這不禁讓人唏噓技術更迭太快,一個不小心,新專利就成了淘汰貨,顧客不小心,即凹凸。

目前激光大燈還只出現在豪華品牌極少數車型上,對普通消費者來說尚屬於「空中樓閣」,那麼單就技術而言,激光大燈難道真的那麼牛么?就一定LED好?讓我們逐一分析一下優點和不足,順便我們也複習一下鹵素燈和氙氣燈。

鹵素燈

原理:其實很簡單,在燈泡內注入鹵素,加熱鎢絲後發光。

優點:造價低丶結構簡單等。

缺點:亮度有限丶發熱較嚴重丶燈光顏色偏黃(色溫比較低但穿透力強)丶壽命相對較短(其實一般也夠用了)

鹵素燈為什麼便宜,說它便宜是有根據的,說白了就是個白織燈,其中的工作原理就是電流讓電阻絲加熱達到一定溫度的時候就回發光。為什麼白熾燈用久了就會發黑是在白熾燈點亮的時候發出的原子遇到冷空氣就會凝結從而使燈泡外殼變黑。

如果像讓燈泡的「壽命」變長點的話就在燈泡里融入一些碘,科學上碘化鎢也是這麼來的,碘分解鎢丶燈泡熱度在分解碘,從而使燈泡的使用期限延長。這些常識作為80後,小的時候自然科學上老師說過,另外物理化學課上,也應該有提到。鹵素燈製作的成本就低而且穩定性好抗用,如果壞了的話更換起來也非常容易,但是用的時間長了就會變的光線發暗。

當今的澳洲市場上,鹵素燈依然佔主體,大部分普通品牌的車的非高配,都基本採用了鹵素燈。

氙氣燈

原理:相對複雜了一些,氙氣燈通過在石英玻璃管內填充氙氣,然後再透過增壓器將車載12伏電源瞬間增至23000伏,在高電壓下,氙氣會被電離並在電源兩極之間產生光源。很多車廠直接用HID縮寫,就是High Intensity Discharge,其實顧名思義,就是氙氣燈的原理所在。

優點:亮度高(是同等瓦數鹵素燈泡的3倍)丶光色與日光比較接近丶壽命較長等。

缺點:價格高丶結構比較複雜(必須有透鏡等結構)丶啟動時間長(點亮後3-4秒才能達到額定亮度)丶雨雪霧天氣穿透力下降嚴重等。 

氙氣燈和太陽光相似,光線里綠色和藍色含量比較高,所以發出的光看起來呈現出藍白光,照在路標和指示牌上能讓這些標誌更加醒目,而且是鹵素燈亮度的兩倍之多,從電能轉化到光能是鹵素燈的70%速度,其運行的電流也是鹵素燈的50%。

大燈的亮度提高也開擴了夜間視野的範圍,讓安全駕駛係數更高,不過跟鹵素燈相比的話,鹵素燈在陰天下雨或者霧天的時候用起來效果還是不錯的,所以也是為什麼鹵素燈還是有市場的。

澳洲市場中,採用氙氣燈的也不少,都是普通品牌的高配版,以及高端品牌的低中配。澳洲的ADR中,原廠車配備氙氣車燈的都需要有透鏡,和大燈清洗功能。所以後市場的氙氣燈嚴格來說並不合法,改裝的時候還要留意相關標準。

LED大燈

原理:其實原理挺簡單的,LED就是發光二極體,是一種電子發光器件。利用固體半導體晶元作為發光材料,通過載流子發生複合引起光子發射而直接發光。

優點:成本比氙燈低丶節能丶反應巨快(點亮時間只需幾微妙)丶亮度高,體積小,可排列成各種炫酷的形狀,壽命長(可使用6-10萬小時)等。

缺點:散熱性不好,如長時間使用需要考慮簡單的散熱裝置,不易維修等。

LED大燈的實用壽命能長達10萬小時,基本不用擔心更換問題,而且由於是特殊結構,抗衝擊性和抗震性都比較好,還不容易破碎適應各種各樣的環境使用。LED大燈打開姿勢甚是微妙,用在尾燈轉向上效果會更好,大大的提高了行車安全,而且LED不像氙氣那樣還需要升壓,只要低電流就可以驅動,對使用的環境非常低,適合各種部位的使用,比如:照明丶轉向丶剎車和警示作用。隨著LED的普及,開始有車企使用LED為光源的日間行車燈,取代鹵素燈泡,並且將示寬燈與日間行車燈分開設置。

澳洲市場中,最早用LED作為車尾燈的比比皆是,上上代的Yaris,Jazz都已經採用了LED剎車燈,車尾燈。車頭燈率先使用的是高配的混動系列,如豐田Prius,凌志xxH。現在寶馬,奧迪,賓士已經開始普及了LED車頭燈,奧迪寶馬低端選配,高端標配,而賓士正在普及此燈。而普通品牌,剛剛所說,Jazz就標配了LED車頭燈,但是Civic, Accord則沒有得到普及,只有高端型號才配備。而對於後市場來說,這以後將是一個非常值得發展得新產品。

激光大燈

目前很多國家的法律和標準限制了激光大燈的發展,因為它潛力太強,甚至造成安全隱患。激光大燈在照射距離方面能照射到前方600米的範圍,而採用LED遠光燈的車型則只能照射到300米。這樣的設定也使得車主在人煙稀少的地區能獲得更好的安全性,在喧囂的城市中,效果會相反,所以必須有一天高智能的控制系統。激光大燈掌握著未來的趨勢。奧迪和寶馬已經公開地競相展示其激光大燈。從目前的實際情況來看,激光大燈最大的劣勢 就是成本太高,不利於普及。(因為本身硬體外,還要一套控制軟體,還必須是智能的)如果能解決激光燈成本高這一難題,那麼,激光大燈很有可能成為未來汽車產業的普及配置。奧迪採用的是激光燈與LED燈組合在一起搭配使用的方法,利用LED燈組發散性強與激光大燈照射距離遠發散度低的優點, 讓它們分別擔任不同的職責,起到魚與熊掌兼得的效果。寶馬新一代的7系列有激光燈的選配,也是最高智能的燈光,但是因為當地標準和法規,很多功能不得實現。

在澳洲市場,激光大燈並沒有多少,只在7系列上選配。奧迪著名的Matrix大燈也是基於智能控制LED。它是曇花一現還是未來的趨勢,我們並不確定。它如果得控的話,優點多多,但是,離真正「與民同樂」還有很長一段距離。

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