LED車頭燈技術(shù)應(yīng)用及市場發(fā)展趨勢分析

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2016-06-03

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車用LED頭燈雖目前滲透率偏低，卻是LED業(yè)者欲積極導(dǎo)入的高獲利應(yīng)用產(chǎn)品。

因LED朝小型化發(fā)展下，于車頭燈設(shè)計(jì)更具彈性，其由過去講求照明功能，擴(kuò)展至智能型矩陣式照明、搭載攝影機(jī)及感測系統(tǒng)強(qiáng)化行車安全、做為車與車之間溝通橋梁、電動車節(jié)能目的而成為主要光源等，以上是LED光源有別于Halogen與HID(High Intensive Discharge)燈最大差異處，研究結(jié)構(gòu)預(yù)估2020年車用LED頭燈滲透率將較2015年成長至3倍。

車用LED頭燈因價(jià)格偏高，故有其先行導(dǎo)入的市場，設(shè)計(jì)，以汽車類別來看，電動車及油電混合車因強(qiáng)調(diào)節(jié)能環(huán)保的特性，正好LED光源符合此需求，2020年該類車款占總市場規(guī)模比重將達(dá)7%。另，LED光源占中高價(jià)位汽車成本比重相對較低，且此類車款講求造型及智能車燈等設(shè)計(jì)，故LED導(dǎo)入比重較平價(jià)車款高。

LED元件邁向小型化之際，車頭燈不僅提供照明功能，且已成為車子「顏面」部分，工程照明，醫(yī)院led照明，甚至突顯個(gè)性表現(xiàn)，成為消費(fèi)者選購車輛主要考量項(xiàng)目之一。

另，隨著V2V(Vehicle to Vehicle)應(yīng)用興起，LED車頭燈也仿效手機(jī)通訊軟件，增加可顯示表情符號、駕駛?cè)私】涤嵪⒌冉o其它駕駛，成為駕駛?cè)碎g簡單的溝通工具外，亦可增加行車安全。

智能型LED矩陣式頭燈扮演行車安全相當(dāng)重要角色，光源結(jié)構(gòu)是將多顆LED元件排列成矩陣樣式，并搭載攝像模塊、傳感器等系統(tǒng)，CCC認(rèn)證，每顆LED具有點(diǎn)、滅功能，且矩陣式頭燈會依不同路況調(diào)整光形，光束可依周圍環(huán)境或轉(zhuǎn)彎路段而移動方向，當(dāng)LED愈多顆，愈能彈性調(diào)整應(yīng)照射或不應(yīng)照射區(qū)域，以增加行車安全。

在上述附加功能及差異化等設(shè)計(jì)下，車頭燈用LED光源將漸取代Halogen及HID，預(yù)估至2020年LED比重可望先超越HID燈，與2015年相較呈3倍成長，達(dá)15%。

在研發(fā)方面，目前LED頭燈研發(fā)的方向主要是，采用魚眼加上LED光源的模塊或是LED燈泡方案。LED頭燈在汽車品牌滲透率的提升， led戶外照明，使得車燈廠商積極地尋找有能力生產(chǎn)及設(shè)計(jì)的LED廠商進(jìn)行合作開發(fā)LED的燈具。

代表企業(yè)

最近在車用LED頭燈領(lǐng)域頗受關(guān)注的企業(yè)是隆達(dá)電子。LED垂直整合廠隆達(dá)電子今年于LEDTaiwan展中，辦公照明，首次公開發(fā)表新事業(yè)單位產(chǎn)品，包括不可見光、汽車和列車頭燈高端應(yīng)用，恒光，特別是自行開發(fā)的LED車頭燈模組，現(xiàn)已跨足中國高鐵市場進(jìn)行測試，預(yù)計(jì)2016下半年正式導(dǎo)入應(yīng)用。此舉可說是為了避開紅海市場，開拓新藍(lán)海。

隆達(dá)新事業(yè)單位在過去兩年布局有成，以高端產(chǎn)品技術(shù)打開市場，其中車用LED封裝產(chǎn)品已率先臺廠通過AECQ101第三方認(rèn)證， led亮化工程，今年年初新款LED車頭燈模組也已導(dǎo)入中國汽車及列車市場。

隆達(dá)的列車LED頭燈模組采用高科技光學(xué)透鏡設(shè)計(jì)，將光束角度收聚在3度內(nèi)，功耗僅10W，中心光強(qiáng)可達(dá)20萬燭光（candela，cd），應(yīng)用在火車、地鐵或高鐵頭燈僅需6到10組，一公里照度可達(dá)5lux，具有低耗能、高效率及穩(wěn)定度等優(yōu)點(diǎn)，可取代傳統(tǒng)HID頭燈。汽車LED頭燈模組為遠(yuǎn)近燈合一魚眼設(shè)計(jì)，近燈功耗僅13W，不僅節(jié)能且光度效益高，商業(yè)照明，在整體設(shè)計(jì)與空間運(yùn)用上也得以提升。

▲隆達(dá)車用LED應(yīng)用于汽車及列車頭燈

▲車用LED元件

▲列車LED頭燈設(shè)計(jì)

其他LED頭燈示例

馬自達(dá)2

日本汽車制造商在馬自達(dá)2剛推出時(shí)就將LED頭燈作為可選裝備。馬自達(dá)2作為MY2015car進(jìn)入市場，其可選LED頭燈十分精良，不僅配備遠(yuǎn)光燈輔助系統(tǒng)，而且選擇范圍廣，設(shè)計(jì)新穎。這些頭燈在汽車設(shè)計(jì)中可謂是畫龍點(diǎn)睛，使得馬自達(dá)2在眾多車型中一下脫穎而出。

奔馳E級

梅賽德斯-奔馳頭燈也運(yùn)用了LED矩陣技術(shù)，但他們將其命名為多光束LED。在2017款奔馳E級中，LED燈管，每個(gè)可選多光束LED頭燈中含有84個(gè)單獨(dú)控制的LED燈。這種復(fù)雜的智能解決方法使寶馬新款E級能夠在任何駕駛情況下提供最佳的光束分布。每個(gè)頭燈含多達(dá)84個(gè)LED，制造商就可以對系統(tǒng)進(jìn)行編程使LED燈發(fā)揮更多的作用，這比那些LED燈少的頭燈功能更強(qiáng)大。

延伸：

車頭燈光學(xué)系統(tǒng)

現(xiàn)在的車頭燈光學(xué)系統(tǒng)如圖所示，廣泛使用2種光學(xué)系統(tǒng)。

車頭燈光學(xué)系統(tǒng)

拋物線型利用反射器反射光源射出的光線，家用照明，形成配光圖案。反射器分割成多個(gè)區(qū)塊，利用其各個(gè)區(qū)塊的形狀控制光線射向上下左右，形成整體配光。投影型顧名思義，是進(jìn)行投影的光學(xué)系統(tǒng)，會在凸透鏡焦點(diǎn)附近形成與配光圖案相似的光分布，并將其擴(kuò)大投影。光分布使用名為“復(fù)合橢圓反射器”的反射鏡形成，形成近光燈的配光，需要在透鏡焦點(diǎn)附近設(shè)置遮光板，以形成減少對面車輛炫光的截止線。投影型因?yàn)槟軌蛴行п尫殴庠吹墓饩�，而且體積小，所以得到了廣泛應(yīng)用。

而且，投影型是使用凸透鏡進(jìn)行投影，通過改變焦點(diǎn)附近的光分布和遮光板的形狀，電工照明，可以形成各種各樣的配光圖案。下圖是在配光可變式遠(yuǎn)光燈ADB（AdaptiveDrivingBeam）中的應(yīng)用示例。在這個(gè)例子中，右側(cè)燈具的配光與左側(cè)燈具的配光圖案各異，合成形成整體配光。可以在不導(dǎo)致前方車輛炫光的情況下，照亮路旁的行人，增加了辨識性。

ADB的配光

LED車頭燈光學(xué)系統(tǒng)

LED車頭燈以前面介紹的車頭燈光學(xué)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用LED的特點(diǎn)提高效率，實(shí)現(xiàn)了新的外觀設(shè)計(jì)和高功能化等。

利用LED的光分布提高光學(xué)系統(tǒng)的效率