汽车车灯技术与造型发展浅析

杨利君，赵宇

汽车车灯技术与造型发展浅析

杨利君，赵宇

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

随着自动化驾驶和个性化趋势的发展，汽车照明系统正在经历着重要变革。主要体现在两方面：一是从最开始的单纯照明已经发展到现在用于装饰、品牌特性植入、展现技术实力和设计功力的重要载体。二是随着自动驾驶的发展，汽车照明系统也日益智能化。文章介绍了不同种类的车灯光源类型和技术，分析其对车灯造型的影响，指出未来车灯造型发展的方向。

车灯；智能化；个性化

1 引言

在中国，汽车市场正在上演着一轮又一轮的革新和蜕变，汽车照明，这个曾经为我们探路的配置，也在悄然发生着质的改变，因为，它已然不再只是个灯了。如今，各家车企都在玩灯，随着LED、OLED、激光大灯的不断演进，车灯的性能越来越强，体积越来越小，也因此被赋予了更多的造型可能。

2 车灯类型

从最基本的卤素、高级的氙气大灯到新生力量LED、充满未来感的激光大灯，都有各自的优缺点，四种不同的大灯形式如何选择也取决于车型的定位，下面我们就分别来看一看：

2.1 卤素大灯

卤素大灯始于20世纪70年代，这也是目前最常见的大灯光源类型，卤素灯其实就是生活中使用的白炽灯的升级版，加入卤族元素的应用，能使得白炽灯的亮度提高1.5倍，同时使用寿命提高2-3倍，由灯泡+反射碗组成，并且反射碗所需体积较大导致造型可塑性差，但是由于卤素灯的价位便宜，对于一些价位较低的经济性车型来说还是非常适用的。

2.2 氙气灯

氙气灯打破了爱迪生发明的钨丝发光原理，在石英灯管内填充高压惰性气体—氙气，取代传统的灯丝，并通过高压电流刺激氙气发光。氙灯相比卤素灯而言，色温更高，目前主流的氙灯色温在4200K-6000K，光色更趋近于正午太阳般的白光，由灯泡+反射碗/透镜组成。相比卤素灯，氙气灯的优点是高亮度、长寿命，但是成本相对高一些。

2.3 LED

LED最初应用于汽车内部照明，后来逐渐扩大到了前照灯及组合尾灯等更广泛的应用。LED在前照灯中最为典型的应用就是日间行车灯，由于LED尺寸较小，便于自由组合以及二次光学设计，所以可以利用LED形成不同的形状和线条组合，造型空间大、科技感强。除此之外，相比于传统光源，LED在性能方面也更加优异：第一：寿命更长，启动速度更快，LED的响应时间可以达到ns级，所以当LED应用到转向信号灯与高位制动灯时，能够满足车辆行驶过程中应急反应需求，有效减少汽车事故的发生。第二：LED前照灯可以防眩：白色LED光源色温在5500K~6000K，与氙气光源（4000K）相比更接近于自然光（4800K~6000K），具有更高舒适性，在避免驾驶人员光疲劳问题上具有更大优势。第三，节能环保，LED是冷光源，是将电能转换为光能，所以在发光过程中不会产生污染，也不会产生过量的热能。

2.4 OLED

OLED的出现为汽车照明系统提供了新的设计方案， OLED是可塑性极强的物质，造型丰富，目前已在诸多概念车上实现应用。OLED有着以下两大优势：第一，具有自发光的特性，不需要任何光源系统的支持，而且厚度只有1.4毫米。未来的尾灯甚至可以做到像贴纸一样粘贴在车尾，无需占用后备箱的空间，在体积上与普通LED产品相比拥有更大的优势；第二，与LED的点光源相比，OLED 拥有面光源和漫反射的特点，光质均匀，可实现无级调光，不会投射任何阴影。照明效果既可以是均匀的，也可产生明暗效果，甚至是动态效果。这两个特性，使OLED非常适合用来制作车内氛围灯和尾灯。它的缺点是使用寿命短，材料只能承80摄氏度的温度，价格高，故目前未能在车灯市场上广泛应用。OLED目前还达不到LED同等亮度，一般只用于尾灯、信号灯、车内照明。

2.5 激光大灯

除了OLED之外，激光大灯也将是未来车灯发展趋势之一。相对LED大灯，激光大灯技术上有着更多的优势：其更小的尺寸、更亮的照明以及更低的发热等优点，便允许设计师重新设计车体，可以将更大的空间留给空气动力学的布局，以及适当的对前悬和发动机位置进行调整，以达到优化空间的用意。激光灯的照明度是LED 灯的1000倍，同时体积比LED灯减小100倍。激光灯源拥有近乎LED远光灯两倍的照射距离，最远照射距离可达700米，由于激光本身是直的，在将其分散时可以做到精细可控，没有多余的溢光。因此，采用激光大灯可以开阔驾驶员的视野，有助于更早做出危险判断，同时，面向对方向会车，灯光的可控范围也会更大，避免炫目带来的潜在风险。它的缺点是光束的发散性较差、光束照射的范围较窄，通常采用LED灯源与激光灯源混合使用的方法来解决这个问题，所以目前不适合用作汽车的近光灯。

3 新技术

3.1 ADB技术

ADB技术又称自适应灯光，通过功能强大的ECU算法将道路数据计算，可以始终开启远光，以提供最大照明。ADB是汽车照明领域最大的创新，当车载摄像头感应到迎面驾驶来的车辆或行人时，ADB可自动调节灯光，使车灯内的单个LED变暗或将光束向下和横向移动。目前配备ADB的汽车占全球汽车市场1%的份额，预计到2025年，将上升至15%。

3.2 DMD技术

DMD技术又称数字微镜器件，是一种提高分辨率的高端ADB，它可点亮和关闭其上的一百万个像素，可以识别路上障碍物的轮廓，甚至可以阅读路标，可以作为ADB技术的升级，目前还没有量产车型应用，但在2018北京车展上WEY-X已经引入了DMD的概念。

3.3 μAFS技术

μAFS技术又称激光扫描技术，是ADB技术的创新，将于2021年应用于汽车前灯，可以将ADB带入新层面，新的LED芯片包含1,024个可单独控制的像素，向着智能可控高分辨率LED迈进了一大步。

3.4 LCD

指的并不是一种发光源，其背后真正发光的仍然是LED，不过LCD大灯中LED光源的数量非常多。矩阵LED大灯可以实现在一定横向区域内的暗光照明，但LCD技术，理论上可以实现有效像素内的任意造型的遮蔽和照明，并且跟随反应速度也十分可观。

3.5 数字大灯技术

奔驰研发的最新的DIGITAL LIGHT与车上传感器、计算机、以及风挡玻璃上的立体摄像头配合，实现光束的精细化控制，动态组合成上亿种不同的几何图形排列。DIGITAL LIGHT大灯已经拥有了投影仪的功能，可以实时在路面上投射出类似于箭头之类的标志，与旁车进行灯语交流，并且还可以在路面上投射出斑马线，保障行人能够安全过马路，还可以通过投射危险警示等标志提醒驾驶员，以此来保证行车安全。这种DIGITAL LIGHT已经在迈巴赫S级轿车上量产搭载。

4 车灯造型设计趋势

4.1 符号化

前灯及尾灯已经成为品牌DNA的重要手段，伴随OLED技术的出现，这一图形化的设计将以更加新颖的帅气的形式出现，是提升品牌辨识度的有效手法。各大主机厂挖空心思在尾灯的图形上做文章，这些符号化的图形除了智能化需求更大程度是提高品牌的辨识度，新的科技让符号化设计更加的天马行空，也更加的生动。

4.2 参数化

其实参数化的概念从很早之前就已经提出了，随着技术的进步，参数化的运用已经不是什么新鲜的设计手法，伴随OLED技术的出现，这一图形化的设计将以更加新颖的帅气的形式出现，是提升科技感的有效手法。

4.3 贯穿式

随着OLED元件的发展，汽车的灯带可以越来越细，造型越来越丰富，灯带的运用如各大主机厂的统一规范，形成极富代表性的设计趋势，横向细长的灯带除了提升科技感还是汽车设计“显宽”的利器。

4.4 交互式

越来越多的新车喜欢将灯光融入到前脸的整体造型中，这时车灯与格栅部分的界限变得模糊。这也使得汽车从外观上也具备了与交互的功能。

5 总结

汽车车灯的设计能够彰显汽车的价值，一款好的车灯设计能够提高汽车的价值和气质，汽车车灯从原始的白炽灯发展到新兴的HID LED灯，车灯的发展趋势也会向多元化方向发展，新材料和光源也会进一步开发，不断拓展灯具造型的进步空间，增强性能，为汽车的性能和外观都提供高品质。激光大灯、OLED这两种新技术，使得车灯的体积变得更小，在车内有限的空间下灯型的可塑性加大；而新材料和新的发光技术的诞生，前所未有的提高了车灯设计的自由度，让车灯由一个强功能部件成为了一件极具吸引力的“艺术品”。而矩阵LED大灯、LCD大灯以及ADB/DMD/μAFS等技术，得以让大灯变得更加智能，提升夜间行车的安全性；

[1] 成波.浅谈汽车照明现状及发展趋势.[J]时代汽车,2017.2.

[2] 宋光养.LED技术在汽车灯具中的运用分析.[J]数字通信世界, 2017.7.

[3] 魏丽.LED技术在汽车灯具中的应用.[J]南方农机,2017.

Analysis of the development of automotive lamp technology and styling

Yang Lijun, Zhao Yu

( Anhui jianghuai Automobile Co. Ltd, technical centre, Anhui Hefei 230601 )

With the development of automatic driving and personalized trend , the automobile lighting system is undergoing important changes. mainly reflected in two aspects: the first, lighting has developed into an important carrier for decoration, brand identity implantation and demonstration of technical and design capability; the second, with the development of automatic driving, the lighting systems are becoming increasingly intelligent. This text introduces different kinds of lamp and technologies, and analysis of its impact on styling design, pointed out the future development direction of the lamp styling.

Lamp; Intelligence; Personalized

U463.6

A

1671-7988(2019)24-226-03

U463.6

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1671-7988(2019)24-226-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.24.076

杨利君，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。