2010年,豐田普瑞斯將提供LED前大燈作為該車型2010款的一種選裝配置,這是LED前照燈首次被安裝到成本相對較低的車型上。這也代表著豐田公司對LED前照燈市場做出的積極反應,當然也是LED前照燈從研發(fā)階段走向應用發(fā)出的有力信號。豐田普瑞斯并非是第一個使用LED光源前照燈的,但是目前裝配LED前照燈中成本最低的。從燈具設計角度來看,由于白光LED不能發(fā)出紅色波長的光束,無法進行紅外反饋,出于主動安全考慮,因此該款LED前照燈同該公司的LEXUS車型所裝備的LED前照燈一樣,遠光燈部分沒有采用LED光源而是鹵素光源;但二者依然有著異曲同工之處,就是全部采用投影燈光組來實現(xiàn)近光燈的截止線來滿足法規(guī)要求。LED前照燈作為一種新生事物,市場上反應一直是褒貶不一,但是LED應用于汽車前照燈已被越來越多的汽車生產(chǎn)商和車燈生產(chǎn)商所重視。

   高油價與低碳時代的選擇

 　LED在汽車方面應用已相當豐富,例如汽車車內(nèi)照明、系統(tǒng)狀態(tài)指示燈、日間行車燈、霧燈以及裝備LED的后組合燈的車型目前也越來越多,在這其中最常見的還屬剎車燈和轉向燈。目前,裝配LED照明燈具的汽車的價格也呈現(xiàn)出越來越低的趨勢,例如自主品牌車型比亞迪、奇瑞,合資品牌上汽通用凱悅等車型的后組合燈也越來越多地使用了LED光源。且LED在汽車信號燈中已經(jīng)完全進入了市場中低端車型。

  為什么LED光源在短短幾年內(nèi)會受到市場的如此青睞,其主要原因還在于其相對其它光源具有節(jié)能和長壽命的優(yōu)點。在當今環(huán)保和節(jié)能減排的社會環(huán)境下,LED的發(fā)展前景寬廣毋庸置疑。LED光源與環(huán)保低耗永遠是緊密聯(lián)系在一起的,2011年歐洲將全面強制使用晝行燈(DRL),而LED技術主要針對降低CO2排放與燃油消耗的降低。

  鑒于汽車白天使用的燈具(近光燈、后燈、位置燈),例如：AUDIR8生產(chǎn)全LED前照燈的AL公司官方統(tǒng)計顯示如下表,也能顯示使用LED的節(jié)能與環(huán)保優(yōu)勢。

  不可抗拒的造型誘惑

  不僅如此,對晝行燈的外觀改變也十分的重要。

  目前汽車前照燈的遠近光燈主要使用鹵素與氙氣光源等單光源系統(tǒng),這大大限制了汽車燈具的造型。但隨著大功率LED技術發(fā)展,LED作為遠近光燈的光源成為可能。

  與此同時,LED可采用多光源組合形式,這將完全改變汽車前照燈的形狀和布置方式。過去用鹵素燈或氙氣燈光源無法實現(xiàn)的概念車造型,使用LED光源都能得以完美的實現(xiàn)。例如,LED光源可以使用多顆光源排列,多只反射鏡或透鏡進行光學設計,讓燈具更加緊湊。設計師們可以使用2顆LED組合成近光燈,也可以用更多的模塊來組合出近光燈,而這些模塊可以完全的服從造型設計師的要求。

  LED光源容易模塊化,這也將為遠光燈、近光燈、晝行燈等不同的光學單元提供更多的造型選擇。在鹵素燈與氙氣燈中,模塊化最成功的應該是投影燈光組的使用。自從寶馬車首次采用近光投影燈光組后,現(xiàn)在幾乎成為車燈的近光燈標準部件,市場上已有幾十種近光投影式燈光組在使用,這種標準化模塊給燈具設計師帶來了極大的便利。

  LED光源將可以極致發(fā)揮模塊化功能,可以開發(fā)出多種類型的投影燈光組與反射鏡,以適應不同情況光學設計的需要。

  從造型的角度來看,未來的汽車前照燈會有一個全新的面貌。在設計方面,由于LED壽命超過了汽車本身的壽命,所以減少了維護的需要,而且可以使汽車的功能性與觀賞性更加完美,同時給汽車造型師更廣闊的想象和創(chuàng)意空間。

  消除前照燈水霧可考慮引入對流裝置

  LED與普通鹵素燈和氙氣燈光源不同的是,LED是冷光源,這個特性可以使車燈材料產(chǎn)生變革,由于LED光源產(chǎn)生的輻射熱量很低,因此燈腔中溫度變化很小,因此前照燈常用的耐熱材料比如HTPC、PBT、PEI、PAR等昂貴的材料均可以使用ABS+PC取代,而一些金屬材料也可以被樹脂材料取代。不僅材料成本得以降低,而且避免了金屬材料常用的防銹防腐等不環(huán)保的工藝。基于這種特性,設計師們更愿意把LED光源當作一個普通的電子元器件一樣看待,就像筆記本電腦中的一個芯片一樣。它所產(chǎn)生的熱量僅僅與其功率有關系,而且合理的設計散熱系統(tǒng),就可以很好的控制燈腔中的溫度。

  LED冷光源實際也面臨一個消除前照燈水霧的問題。由于LED燈腔內(nèi)的溫度比較低(遠比鹵素燈的低),一旦前照燈在惡劣環(huán)境下形成水霧就極不容易消除。因此設計師們可以考慮引入對流裝置,使用LED散熱系統(tǒng)散發(fā)的熱量來消除水霧?？梢钥紤]引入專用的導流泵來實現(xiàn)將熱量導入到前照燈面罩。斯坦利電氣最近研制出的試制品的冷卻機構使用了專用散熱器。該公司還希望在今后使其與車載逆變器的冷卻機構“可共用部分散熱器和冷卻水”。AUDIR8同樣也采用了風扇散熱與導流泵結構。由于散熱器和泵專用品,導致了成本的上升,但目前實用化還面臨著成本問題,燈具公司將設法解決這一問題。

  在《2008-2009年中國及全球汽車LED照明產(chǎn)業(yè)研究報告》中這樣描述,目前LED前照燈的成本比HID前照燈要高30%~100%,這是一般主流車型無法接受的,而且相應的LED前照燈的標準法規(guī)、試驗方法也尚未正式出臺,這將在一定程度上影響LED的應用普及進度。但LED前照燈壽命很長,未來的燈具設計可能不存在更換光源的問題,燈具中不需要更換光源的裝置,因此設計者與用戶都不再需要考慮燈具的維護成本。

 　但迄今為止,只有少量的高端車選擇使用了LED前照燈。那么,為什么豐田會將成本相對較高的LED前照燈應用到其成本相對較低的豐田普瑞斯呢•據(jù)豐田稱：“現(xiàn)有的第三代普瑞斯車頭燈LED技術利用,以較少的能源消耗,產(chǎn)生更多的光線。提供即時的LED照明,并能保留其15年的壽命90%亮度。”目前,LED的前照燈原型的近光燈已達到約1000流明的光通量水平,相當于一個氙氣大燈水平。雖然LED前照燈面臨著成本的壓力,但伴隨著LED技術的不斷發(fā)展,汽車產(chǎn)能的日益增大,成本將在不久的將來大幅下降,所以我們需要更多關注的是涉及LED前照燈的散熱管理以及新的生產(chǎn)工藝和光學元件的發(fā)展。