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《技术课堂》论汽车灯光技术: LED大灯,激光大灯?

 扫地僧一一 2017-06-23

《技术课堂》论汽车灯光技术: LED大灯,激光大灯?

《澳洲汽车杂志》小阎


我们买车的时候,最容易忽略掉的配置可能就是大灯,因为我们去车行选车的时候,通常都是白天。而大灯的体验效果,只能是在晚上。特别是一些人买车之后,在对向来车时看见别人家的车灯非常亮,而自己的车灯连路都照不清楚时,往往才意识到车灯的重要性。目前,LED大灯正在成为汽车上主流的配置,甚至是一万多澳元的车型上也有装配,比如Jazz,和高配的Mazda2。

汽车灯光技术的研发与应用,与汽车科技的不断迭代是同步的。从卤素大灯,到氙气大灯,再到如今逐步普及的LED大灯。或许在5年丶10年以后,激光大灯也许会成为量产车的标配,现在已经在高端奥迪和宝马上已经出现。1990年代起才开始出现的氙气灯尚未完全普及时,LED大灯便已悄然出现;就在 LED大灯稍微有点儿成绩的时候,激光大灯就来了。这不禁让人唏嘘技术更迭太快,一个不小心,新专利就成了淘汰货,顾客不小心,即凹凸。

目前激光大灯还只出现在豪华品牌极少数车型上,对普通消费者来说尚属于“空中楼阁”,那么单就技术而言,激光大灯难道真的那么牛么?就一定LED好?让我们逐一分析一下优点和不足,顺便我们也复习一下卤素灯和氙气灯。



卤素灯

原理:其实很简单,在灯泡内注入卤素,加热钨丝后发光。

优点:造价低丶结构简单等。

缺点:亮度有限丶发热较严重丶灯光颜色偏黄(色温比较低但穿透力强)丶寿命相对较短(其实一般也够用了)

卤素灯为什么便宜,说它便宜是有根据的,说白了就是个白织灯,其中的工作原理就是电流让电阻丝加热达到一定温度的时候就回发光。为什么白炽灯用久了就会发黑是在白炽灯点亮的时候发出的原子遇到冷空气就会凝结从而使灯泡外壳变黑。



如果像让灯泡的“寿命”变长点的话就在灯泡里融入一些碘,科学上碘化钨也是这么来的,碘分解钨丶灯泡热度在分解碘,从而使灯泡的使用期限延长。这些常识作为80后,小的时候自然科学上老师说过,另外物理化学课上,也应该有提到。卤素灯制作的成本就低而且稳定性好抗用,如果坏了的话更换起来也非常容易,但是用的时间长了就会变的光线发暗。

当今的澳洲市场上,卤素灯依然占主体,大部分普通品牌的车的非高配,都基本采用了卤素灯。


氙气灯

原理:相对复杂了一些,氙气灯通过在石英玻璃管内填充氙气,然后再透过增压器将车载12伏电源瞬间增至23000伏,在高电压下,氙气会被电离并在电源两极之间产生光源。很多车厂直接用HID缩写,就是High Intensity Discharge,其实顾名思义,就是氙气灯的原理所在。



优点:亮度高(是同等瓦数卤素灯泡的3倍)丶光色与日光比较接近丶寿命较长等。

缺点:价格高丶结构比较复杂(必须有透镜等结构)丶启动时间长(点亮后3-4秒才能达到额定亮度)丶雨雪雾天气穿透力下降严重等。 

氙气灯和太阳光相似,光线里绿色和蓝色含量比较高,所以发出的光看起来呈现出蓝白光,照在路标和指示牌上能让这些标志更加醒目,而且是卤素灯亮度的两倍之多,从电能转化到光能是卤素灯的70%速度,其运行的电流也是卤素灯的50%。

大灯的亮度提高也开扩了夜间视野的范围,让安全驾驶系数更高,不过跟卤素灯相比的话,卤素灯在阴天下雨或者雾天的时候用起来效果还是不错的,所以也是为什么卤素灯还是有市场的。

澳洲市场中,采用氙气灯的也不少,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,原厂车配备氙气车灯的都需要有透镜,和大灯清洗功能。所以后市场的氙气灯严格来说并不合法,改装的时候还要留意相关标准。


LED大灯

原理:其实原理挺简单的,LED就是发光二极管,是一种电子发光器件。利用固体半导体芯片作为发光材料,通过载流子发生复合引起光子发射而直接发光。

优点:成本比氙灯低丶节能丶反应巨快(点亮时间只需几微妙)丶亮度高,体积小,可排列成各种炫酷的形状,寿命长(可使用6-10万小时)等。


缺点:散热性不好,如长时间使用需要考虑简单的散热装置,不易维修等。

LED大灯的实用寿命能长达10万小时,基本不用担心更换问题,而且由于是特殊结构,抗冲击性和抗震性都比较好,还不容易破碎适应各种各样的环境使用。LED大灯打开姿势甚是微妙,用在尾灯转向上效果会更好,大大的提高了行车安全,而且LED不像氙气那样还需要升压,只要低电流就可以驱动,对使用的环境非常低,适合各种部位的使用,比如:照明丶转向丶刹车和警示作用。随着LED的普及,开始有车企使用LED为光源的日间行车灯,取代卤素灯泡,并且将示宽灯与日间行车灯分开设置。



澳洲市场中,最早用LED作为车尾灯的比比皆是,上上代的Yaris,Jazz都已经采用了LED刹车灯,车尾灯。车头灯率先使用的是高配的混动系列,如丰田Prius,凌志xxH。现在宝马,奥迪,奔驰已经开始普及了LED车头灯,奥迪宝马低端选配,高端标配,而奔驰正在普及此灯。而普通品牌,刚刚所说,Jazz就标配了LED车头灯,但是Civic, Accord则没有得到普及,只有高端型号才配备。而对于后市场来说,这以后将是一个非常值得发展得新产品。


激光大灯

目前很多国家的法律和标准限制了激光大灯的发展,因为它潜力太强,甚至造成安全隐患。激光大灯在照射距离方面能照射到前方600米的范围,而采用LED远光灯的车型则只能照射到300米。这样的设定也使得车主在人烟稀少的地区能获得更好的安全性,在喧嚣的城市中,效果会相反,所以必须有一天高智能的控制系统。激光大灯掌握着未来的趋势。奥迪和宝马已经公开地竞相展示其激光大灯。从目前的实际情况来看,激光大灯最大的劣势 就是成本太高,不利于普及。(因为本身硬件外,还要一套控制软件,还必须是智能的)如果能解决激光灯成本高这一难题,那么,激光大灯很有可能成为未来汽车产业的普及配置。奥迪采用的是激光灯与LED灯组合在一起搭配使用的方法,利用LED灯组发散性强与激光大灯照射距离远发散度低的优点, 让它们分别担任不同的职责,起到鱼与熊掌兼得的效果。宝马新一代的7系列有激光灯的选配,也是最高智能的灯光,但是因为当地标准和法规,很多功能不得实现。

在澳洲市场,激光大灯并没有多少,只在7系列上选配。奥迪着名的Matrix大灯也是基于智能控制LED。它是昙花一现还是未来的趋势,我们并不确定。它如果得控的话,优点多多,但是,离真正“与民同乐”还有很长一段距离。





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