上世紀80年代中期,美國政府取消對矩形和圓形封閉式大燈的管制以來,汽車照明處于最為轉型的階段。到2019年,兩家主要的安全測試機構(NHTSA和IIHS)將把大燈性能納入新車的整體評級中,并且會把榮譽頒發給最佳的大燈。
汽車大燈將會變得更加明亮、更加智能、而且更便宜。下面將會簡單介紹汽車大燈的發展歷史以及預測未來的汽車大燈。
鹵素大燈
HID大燈使用氙氣來產生精確聚焦、藍白色的光弧,只需白熾燈所需瓦數的一小部分。自從寶馬為7系E32安裝了第一款HID車燈,已經有20多年了。1996年,林肯Mark VIII成為第一款帶HID大燈的美國車。由于鹵素燈泡價格低廉而且有效,所以主流汽車制造商沒有完全放棄它們。
大約80%的市場依賴于這些小型加壓鎢絲燈泡。他們的零售成本從每個燈泡10美元到30美元不等,而每個HID燈約為100美元(LED則要更多),但其實它們并不遜色。今天的鹵素燈泡是在非常嚴格的公差下制造的。
在歐司朗喜萬年工廠每條生產線上的照相機都出自動“剔除”有缺陷的產品。由于鹵素燈泡具有標準化的塑料插座,可直接插入汽車的電池,而不需要交流逆變器用于HID裝置,因此它們很容易更換。最終,它們將像乙炔燈一樣成為古董,只是現在還沒有。
LED
歐司朗喜萬年預計,在四年內,所有新車中將有20%安裝LED大燈。豐田卡羅拉和福特探險者都配備了標準的LED近光燈。隨著燃油效率規定的加強,LED大燈將在降低能耗方面發揮關鍵作用。事實上,LED消耗的功率分別為15到18瓦,鹵素為55到65瓦,HID為42瓦。
從關閉到完全啟動(稱為“上升時間”)只要一毫秒。一個白熾燈泡慢了250倍,這使得LED特別適合剎車燈。毫無疑問,LED前照燈亮度更高(低光束3000流明,鹵素800流明),并在接近日光的色溫下輸出光線(HID為2500開爾文,鹵素為3000)。
但現在和未來的最大缺點是生產成本高。投資LED的汽車制造商正在避開標準化的配件。
例如,在探險者身上,LED大燈實際上是側面安裝的,并向前反射,而不是豐田普銳斯的投影式LED。奧迪(Audi)和謳歌(Acura)將一個個LED排列在一起,像拋光寶石那樣,雷克薩斯(Lexus)將LED疊加在RCF上的三角形上。
每個LED頭燈都需要定制的印刷電路板,其中包含130多個部件、定制鋁散熱片、定制反射器以及定制分辨率(每個單元的LED數量),并且這都是安裝在成品大燈之前。
由于汽車制造商每三至六年會更新一次車型,因此照明制造商無法承擔大規模組裝生產線的重組費用,因為車燈只是汽車專有的、低產量產品。
在靜電和濕度控制的潔凈室中,人手控制著LED制造工藝的重要部分,從第一個接線連接器到最終的螺紋絲接環,這進一步限制了生產能力并增加了單位成本。
例如,歐司朗喜萬年每年剔除1億多個鹵素燈泡,只能為F-150制造13萬個LED大燈。如果LED是商品,那么汽車制造商必須標準化更多這些照明組件。
LED矩陣
LED矩陣大燈可以主動遮擋和照亮道路的部分,目前在美國是不合法的。喜萬年希望NHTSA明年批準該技術,盡管該機構尚未發布正式的公開提案。
奧迪A8在單個芯片上擁有1024個獨立的LED像素,當配合智能軟件和更靈敏的紅外攝像頭時,這些高清大燈能夠激活特定的LED來照亮行人,同時遮擋他們的臉部或使速度限制標志變亮。像LED電視一樣,更多的像素數量可以提高前大燈的清晰度和透明度,但僅此一點。
激光
如果美國市場的安全和監管問題可以在合理的時間內解決的話,那么激光大燈可能就是下一步。BMW i8使用三個歐司朗喜萬年的激光二極管,通過陶瓷熒光片發出藍光,將光束轉換成一個單一的白色“點源”,能夠投射高達600米的大范圍光線。這是LED大燈亮度的10倍。到目前為止,寶馬公司正在使用激光作為遠光燈,下代燈將只用一個激光二極管,而價格只有三分之一。
通過使用激光大燈,更小的孔徑給設計人員更多靈活性,工程師有能力將光束進行修改為聚光燈,例如照亮行人(寶馬在海外也使用這種技術,稱為動態光點)。 未來,最好的大燈可能會組合采用激光和LED矩陣技術。但長期存在的法規以及支持定制車燈設計的高成本,還是會障礙其發展和使用。
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原文標題:從過去到現在,解析汽車大燈的前世今生及未來
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