2007年LED視點:白光LED頭燈技術發展

隨著LEXUS LS600h在世界的公開發售,引人注目的不僅僅是應用了世界首部全時四驅的混合動力V8發動機,更重要的是首次商業化應用汽車LED頭燈,這表明現在LED也正式宣佈跨入車用頭燈應用市場。細數BMW、Mercedes-Benz、Audi、Lexus等一級車廠,相繼推出炫光奪目的白光LED車燈各類型新款汽車。眾車廠之所以十分看重LED頭燈的技術應用,這是因為LED頭燈除了一次性投入較高之外,在壽命、亮度、低耗電方面,都是傳統白熾燈、鹵素燈等照明設備無法相比擬的競爭優勢。

而日前德國車廠奧迪(Audi)R8車款車用頭燈採用全系列LED產品的業界創舉,可說繼豐田LEXUS LS600h後打響了LED車用頭燈市場的腳步。

車用LED產業市場巨大


儘管在過去的幾年中,高亮度的LED陸續被應用在汽車照明中,2004年以後大約有30%的新車款以LED作為制動燈、前方轉向燈、後方轉向燈、左右兩側轉向燈、後方霧燈和倒車燈方面,但是在汽車頭燈還處在研究開發階段,沒有達到商業化批量生產的主要原因是由於單個白光LED元件的亮度不足,而頭燈所使用的LED尚有易衰減、價格過高等因素。不過日系汽車廠商于2007年推出的LEXUS LS600h混合動力汽車就已經成功商業化運作LED汽車頭燈。這對未來的車用LED產業產生了積極的影響。有資料顯示,車用LED產業在2003年的市場規模超過2億美元,2004市場規模約為2.36億美元,2005市場規模則超過了3億美元。預計在2008年時市場規模將突破4.5億美元。如果白光LED汽車頭燈能迅速普及商業化運作。那麼車用LED產業各方面預測便會提前達到,更有可能突破預估數值。

特殊的應用環境要求車用LED條件較高


1885年,德國機械工程師卡爾•本茨發明了世界上第一輛實用的內燃機汽車,經過一百多年的長足發展汽車工業水準有了極大的進步。然而長久以來汽車上所使用的頭燈都是以白熾燈、鹵素頭燈或氙氣頭燈作為主發光源, 這是因為汽車頭燈對亮度要求極高。對於LED汽車頭燈屬於車外使用的LED種類,其技術特性指標和手持探照設備所使用的白光LED類似,不過,對LED發光角度、色差、亮度、閥值電壓、電流等光學、電學性能的一致性和可靠性要求更高。儘管如此,電氣專家對車用LED頭燈還是持有樂觀態度,只要參數上按傳統頭燈的發光源標準來設計LED頭燈,控制好光衰與散熱,降低成本,相信將來不僅會只應用于高端車型,中低端車型應用LED車用頭燈也不是難事。

徹底解決白光LED技術難題,車用LED頭燈才會佔有更大市場

從未來的汽車頭燈發展來看,白光LED光源還是符合先進汽車照明設計、造型精緻、體積小巧、節能環保效率高的要求。但從目前來看,真正要實現白光LED頭燈商品化仍有一段相當長的路要走。可喜的是LEXUS LS600h的商業化運作,使得其他大廠加快了借鑒與應用的腳步。勿庸置疑,相較於目前汽車廠所使用的HID或鹵素燈,LED車用頭燈造價是相當高的。 之所以推出LED車用頭燈的廠商少之又少,是因為有些問題尚待解決,主要是在於亮度輸出、散熱問題與誤差設計幾個方面。

無論是傳統汽車頭燈還是LED汽車頭燈在亮度方面都要滿足於近光燈900流明,遠燈1100流明,整體需求2000流明以上,儘管大約40顆LumiLED生產1W封裝體Luxeon emitter在25℃的總光源輸出也能達到該要求,但是當外界溫度升高至50℃時,其效率將降至80%以下,因此設計難度相當大。再加上LED車用頭燈不同於其他產品,它的品質直接影響著乘車人員的生命安全,在考慮光效與亮度方面要求時,還要特別注意車用頭燈所需的LED的品質檢測,確保LED頭燈的工作穩定性。

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