智能汽车照明安全节能新技术

陈烨强

闽江师范高等专科学校，福建 福州 350007

0 引言

随着汽车技术的不断发展，汽车照明系统变得越来越智能、安全，诸多新技术被应用在了智能汽车照明系统上，使人们的出行更加安全[1]。

1 新型智能汽车照明安全节能光源

1.1 氙气灯

在过去，汽车照明主要采用卤钨灯作为光源，其照明效果非常有限，严重影响了行车照明的安全性，而且传统卤钨灯的使用寿命非常短，既不节能，也不环保。现今，随着科学技术的发展，已经出现了许多新型智能汽车车灯代替传统的卤钨灯。在21世纪初，飞利浦公司研发并推行出一款绿色节能氙气前照灯，这款前照灯在智能汽车领域受到了广泛的支持和应用。

氙气灯，即HID灯，其具有更高的安全性，且更为绿色、环保。与传统卤钨灯相比，氙气灯拥有较为明显的应用优势，具体体现在如下方面。

（1）氙气灯拥有多重光束，以及更宽、更加明亮的照明强度，近光照明效果更为明显。在夜间行驶中，其优异的照明特性使得人们可以更加清楚地看清前方路况，为安全行驶提供了直接保障。

（2）在使用能量方面，传统卤钨灯耗能约65 W/h，而氙气灯在较为平稳的使用中其能耗约为35 W/h，可以显著降低车辆电力系统的负担，降低能源损耗。

（3）氙气灯的发光原理十分简单，即通过电流的刺激使灯泡内部气体发光，在发光的过程基本不会产生过高的温度，只要其内部的氙气没有消耗光，便可以一直发光。

（4）据研究调查数据显示，传统卤钨灯即便品质再好，其使用寿命也不会超过400 h。相比而言，氙气灯的使用寿命最短也有3 000 h，这种不易损坏和使用寿命更长的特性极大地满足了智能汽车照明系统的节能减排的要求。

2008年，在欧洲部分地区流行使用一种新型前雾灯，这种灯属于氙气灯的一种分支。它的结构比氙气灯更为简单，只有两个零件，使用的材料也是普通的聚碳酸酯，这使得其生产工艺更为简单，产品合格率也显著提升。而且，该产品的使用寿命是其他产品的3倍左右。将前雾灯作为辅助来提高亮度，是汽车照明的理想选择。

氙气灯的使用需要具备一定的条件。因氙气灯的气体储存需要非常精密的工艺，不能擅自改动，如果达不到配光要求，将会造成较为严重的光污染，影响人们的正常出行。

1.2 LED灯

LED灯作为一种半导体元器件，不仅可以更高效地将电能直接转化为光能，其发光效率也非常高，使用寿命较其他照明系统更长，耗电量也非常少[2]。从其生产研发工艺看，生产LED光源所使用的材料在不含有其他重金属成分的情况下，较于传统光源，其发光效率可提高20%。LED灯的使用寿命长，且故障率低，由于其属于实心封装的固体光源，防震荡的特性也尤为出众。鉴于以上优点，LED灯无疑是节能环保的优势之选。也正是因为这一点，LED灯被广泛应用在汽车照明领域。LED灯的照明效果佳和耗能低等优势，使其在其他城市交通中也备受欢迎。

LED灯作为智能汽车照明灯，不仅具备环保节能的效益，更重要的是其安全特性。2008年，奥迪公司推出了一款LED远光灯，应用这款远光灯，驾驶员在行车过程中，不会因远处突然到来的汽车而造成短暂的目盲。LED灯的安全特性还体现在其快速反应的能力。有人做过相关试验，同一个人在时速达到80 km的情况下开始进行紧急制动，应用LED灯，其反应速度会比应用普通白炽灯快4～5 m实现全车制动，极大地保障了驾驶员的安全。

由于LED灯的使用成本较高，以前通常只有一些中高端的智能汽车领域会加以应用，但随着LED灯的快速发展，现今许多的中低端智能汽车也开始使用LED灯作为尾灯、刹车灯及照明灯。随着LED灯的发展越来越快，LED灯的安全性和节能性将更为突出，但仍有许多地方不尽如人意，其中最大的难题便是LED灯的自热问题。一旦这个问题得到解决，不仅可以降低LED灯的使用成本，还可减少照明系统来自外界的干扰。

1.3 光纤照明灯

相较于传统的照明系统，光纤照明具备更为优异的环保性及可重复利用特性。传统的照明系统都是将电能直接转化为光能，光电不分开。但是在使用电的同时，也具备一定的危险性。因此，在许多场合都希望可以将光电分开使用，光纤照明刚好可以实现这一点，其可以将光源与照明装置成功分离。这样不仅增加了其使用的安全性，也便于后续维修。

光纤照明的优异特性使其不仅可以应用于智能汽车照明中的前照灯及雾灯上，还可应用在智能汽车的内置照明中，为智能汽车提供了更大的面积与更高质量的室内外照明效果，有效提高了智能汽车行驶的安全性与舒适性。

1.4 日间行车灯

日间行车灯简称DRL，可为智能汽车在白天行驶过程中提供照明。这种灯源的使用，极大地降低了白天因路况不明的情况下造成的交通事故的发生率。这种类型的灯在欧洲等地区非常受欢迎。

2 智能汽车前照灯新技术

在行车过程中，前照灯的照明系统是对驾驶员生命安全保证最重要的一个环节，它可以为驾驶员提供更为广阔的路况视野，减少交通事故的发生。

2.1 自适应前照灯系统

在夜晚驾驶智能汽车时，因路况不明且视线死角远大于白天，特别是在没有路灯且弯道较多的道路上行驶时，对于突然出现在前方的障碍物或者移动的物体，由于无法提前预判前方路况，通常情况下，一旦发生意外，驾驶员只能依靠自身的驾驶经验和安全气囊自行自我保护。据大数据显示，夜晚行车的事故率是白天事故发生率的2倍以上。20%以上的交通事故一般都会出现在午夜到凌晨6点这个光线较暗的时间段里，这个时间段的车流量仅占白天的2.4%。这项数据表明，在光线较暗的时间段里，会给行车过程带来更多、更大的风险。针对这类情况，自动转向前照灯应运而生。

智能汽车自动转向前照灯可以根据智能汽车方向盘的转动角度及车速等情况，对前照灯进行动态自主调节，尽可能地将光源与行驶方向保持一致，从而提高夜间行驶的安全性[3]。在行驶路况中出现较多弯道时，可以更加有效地增加驾驶员的可见面积，在突发紧急情况时，驾驶者可提前规避。自适前照灯中的操作检测系统是关键，其是实现前照灯与方向自主调节的核心。早在2006年，这项技术已经有生产专利，并被大量投入智能汽车的生产与研发中[4]。

2.2 前照灯自动调平系统

通常情况下，在夜晚行车中因路况或及载重量的不同，汽车在加速及制动时会使车身出现倾斜，进而使得近光灯倾斜，造成死角的出现，这样很可能会使前方驾驶员出现目眩等情况，从而造成交通事故等安全隐患的发生。智能汽车前照灯自动调节系统可以有效地解决这一问题。该系统会根据汽车的车速及载重量自主调节灯光的投射角度，确保其投射角度与高度均在合适的范围内，这样可以保障驾驶员更加高效地识别突发路况等问题。

保证前照灯的光源照射角度是保证夜间行车的重要技术手段。机动车安全运行技术条件中明确规定：机动车近光灯和左远光灯的光束水平照射方位角向左偏差不得大于58.4′，前照灯其余光束的水平照射方位角偏差不得大于2.0°。前照灯光束的可照射角度是检测一辆车安全性能最直观的措施。在路况不明的情况下，前照灯使用的安全性与及时性可为驾驶员的行车安全提供最直观的安全保障，可见智能汽车前照灯的误差修正系统是十分重要的。这项技术不仅可以增加光束照明角度，还可以为驾驶员提供更加广阔的路况视野，从而保证驾驶员在行车过程中的安全。

3 结束语

在“碳达峰”“碳中和”时代背景下，节能减排已是当下主题，智能汽车照明系统的安全节能时代已经到来，在智能汽车照明系统上，各项技术也越来越完善。当然，在其研发生产的技术层面上，还需要进行诸多改进并应用到中低端智能汽车，以及货车和客车上，为社会的发展提供更大的帮助。上述多种技术需要不断完善，其问题和缺点都是在将来技术创新中需要解决的。但是智能汽车照明系统必然会越来越先进，其安全性会更高，设计也会更为人性化。