新能源汽车智能化时代灯具发展趋势探讨
摘要：目前，随着社会经济快速发展，汽车工业进入高速发展期，组成汽车各个系统零件的科技含量水平日益增加，汽车领域的先进电子技术、信息处理技术之间的联系及应用日益广泛和紧密，汽车已经不再是简单的代步工具，而逐渐成为了现代科技和信息技术的担当和载体。作为汽车主动安装的重要组成部分的汽车灯具，由于其功能、作用和布置安装位置不同，其设计要点和控制关键特性也各不相同。
关键词：新能源汽车；智能化；灯具发展趋势 
引言
汽车的灯光照明系统由多种灯型构成，一般可分为前照灯、尾灯、转向信号灯、行车灯、内饰（氛围）灯等。前照灯分为近光和远光两种灯型，可以在不同的道路状况下照亮前方行驶区域。尾灯包含示宽灯、刹车灯和倒车灯，示宽灯用于夜间行车，可以向其他驾驶人员表示汽车的大致位置和车灯的大体宽度，交换道路信息；刹车灯用于刹车时，可以告知后方车辆及时减停，避免出现跟车追尾事故；倒车灯用于车辆倒车时，可以警示后方车辆、行人。转向信号灯
用于指示车辆左转或右转，以引起其他道路使用人员的注意，提高行车安全性。行车灯又称日间行车灯，在白天行驶时开启，提高车辆辨识度。内饰灯有提高夜间行车安全性、提高驾驶舒适性、增加汽车颜值等功能。其中，汽车前照灯是汽车照明系统的重要组成部分，关系到夜间行驶安全、路况信息交互等多方面功用。因此，汽车前照灯光源始终是各大车厂的重点关注对象，经历了复杂的发展历程。
1汽车灯具分类、安装位置及作用
1.1外饰照明灯主要由近光灯、远光灯、
前雾灯、日行灯、转向灯、制动灯、位置灯、倒车灯、后雾灯、牌照灯等组成：近光灯为主要照明灯，其开启和关闭由开关控制；远光灯为次要照明灯，主要在道路照明情况较暗的情况下使用，可以看清远处道路情况，以到达提前预警的作用；前雾灯安装在汽车尾部或头部在雾霾、暴雨、暴雪或尘埃弥漫的气候条件下，用来改善车前道路照明情况，前雾灯光为白或橙黄；日行灯安装在车里前部两侧，是为白天向前方提示车辆存在设置的，光为白；转向灯分为前转向灯、后转向灯、侧转向灯，用于指示车辆行驶的趋向，光为黄；位置灯分为前位置灯、后位置灯，由于其使用频率高，亮度要求低，很多车位置灯设计
汽车时代极具特点，提升整车的辨识度；制动灯分为后制动灯和高位制动灯，在踩下制动踏板时，发出较强红光，以示制动；倒车灯安装在汽车尾部的，当变速器挂倒挡时，自动发亮，照亮车后侧，同时警示后方车辆行人注意安全，光为白；后雾灯安装在车辆后部，可以为一只，雾天或阴雨天向后车提示位置的功能，光为红；牌照灯装于汽车尾部牌照上方或左右两侧，用来照明后牌照，确保外界人员能在车后20m处看清牌照上的文字和数字。
1.2内饰灯具包括顶灯、氛围灯、迎宾
灯、行李箱灯等组成；顶灯除用作室内照明外，还可兼起监视车门是否可靠关闭的作用，同时可以集成危险警告灯开关、天窗开关、麦克风等功能；迎宾灯一般装在车门内台阶上或后视镜上，车门开启时，起到迎宾的作用；行李箱灯装于车辆行李箱内，当开启行李箱盖时，等自动开启发亮，照亮行李箱内部空间；氛围灯可以提高科技感，缓解驾驶疲劳，放松心情，氛围灯按位置可以分为仪表氛围灯、副仪表氛围灯、门板氛围灯，按光源可分为点光源氛围灯和线光源氛围灯，按功能可分为单氛围灯和多氛围灯。
2新能源汽车车灯的发展历程
2.1传统汽车车灯
乙炔气前照灯（1925年以前）。作为第一代实用车灯，乙炔灯通过碳酸钙与水的简单反应生成乙炔从而燃烧发亮，最早使用于矿洞照明。因其照明时长远超电灯，且具有较强的轮廓光型，故代替电灯成为最早的汽车前照灯。
电光源前照灯（1925—1970年）。电光源前照灯用钨丝作为发光介质，在钨丝灯内部充满惰性气体或者抽取为真空状态，对钨丝进行导电使其升温至目标温度后，灯丝便自主发亮。其缺点是在正常工作时，钨丝中的钨原子会升华凝结在灯泡上或灯体上，对灯罩产生污染，从而降低亮度。这类问题在目前虽已得到缓解，却也无法完全克服。
双光灯芯前照灯（1924年）。双光灯芯前照灯又被称为对称近光系统，拥有高轮廓亮度的充气钨丝灯泡在会车时会因其强光导致驾驶员眩目，因此对其产生了两个要求，要在保证不使对向车辆驾驶员眩目的同时，得到良好的照明。这至今仍是评价车灯安全性和实用性的重要指标。
2.2现代新能源汽车车灯
卤素灯。卤素灯（halogenlamp）通过灯丝发热至白炽状态发出光亮，不同于电光源灯，卤
素灯泡内注入了卤素，可以使升华的钨丝与其进行反应，冷却后的钨会重新凝固回钨丝，实现较稳定的循环。由于成本较低、结构较简单、安装简易、性能稳定、光线均匀且穿透力较强，卤素灯主要用于大多数中低端车型，市场占比最大。其缺点是亮度无法保证，且存在无法避免震动出粉、夜视性差等问题，导致其慢慢被市场淘汰。
氙气灯。氙气灯是指内部充满惰性气体混合体（包括氙气），不具备灯丝的高压气体放电灯。其最早用于航空照明，相比于卤素灯，氙气灯能耗更低（仅为卤素灯的0.6倍）、射程更远、寿命更长（约为卤素灯的6倍）、绝对亮度更高（约为卤素灯的3倍），极大地增加了驾驶的安全性与舒服性，一般配置于高配车型和较高端车型中。但氙气灯缺点明显，其聚光性差、穿透能力差、响应速度慢（2～4s）、结构复杂（需配合透镜和器使用）、安装成本较高，而且会使对向车道驾驶员眩目，影响道路行车安全性（在安装透镜后可得到改善）。
LED车灯。目前，LED技术已十分成熟，集中应用于显示器和照明领域。LED灯具即发光二极管（lightemittingdiode）灯具，是一种半导体固体发光器件，LED照明产品是以LED作为光源制造出来的照明器具。相较于氙气灯，LED车灯不仅性能稳定，响应速度快，更兼具技
术实力与外形颜值，具有光线质量高（80%～90%）、照射死角小、寿命长（60000～100000h）、环保低能耗、抗震性能好、重量轻、体积小、负载小、干扰弱、彩丰富等优势。但由于其成本较卤素灯和氙气灯偏高，散热较差，存在空间光分布不均匀、矩阵组合难等技术壁垒，故在LED前照灯诞生前期，其主要应用于高端车型。如今，随着技术集成、散热革新（通体鳍片散热器+无尾盖风扇技术）与消费观的改变，LED车灯在近些年开始逐步被深入应用，逐渐占据市场份额，从高端车型向中端车型不断渗透。未来，随着LED技术的成熟、价格与性能的优化，LED车灯将取代卤素灯与氙气灯，成为新能源汽车车灯的主流光源。
3新能源汽车灯具智能化发展的趋势
3.1被动安全向主动安全发展趋势
AFS自适应车灯系统(AdaptiveFront-lightingSystem)是针对LED车灯、氙灯、激光车灯设计的，最初的自活应车灯仅有纵向调整功能，通过前后轴制动及加速动作的感应，相应地纵向调节车灯，保持车灯光线的稳定。随后，AFS又实现了弯道、城镇、乡村、高速、恶劣天气等多。种模式下相互转换功能，消除了盲点，以提升行车安全性，图4所示对比了AFS和传
统车灯的灯光效果。
ADB(AdaptiveDrivingBeam)智能防眩目远光灯系统主要由远近光灯自动切换(HighBeamAssistant)与自适应熄灭(AdatptiveCut-Off)技术组成。ADB系统加入了更多的传感器，例如摄像头。通过对前方路况更完整的分析，在不对路上其他行驶车辆造成刺眼眩光的前提下，ADB能够提供更好的照明效果。该系统根据环境、天气、道路、车速、交通流量以及和其他车辆相对位置等信息来决定车灯照射范围，亮度及角度门。ADB可以实现距离和追尾提醒。
电极单元由数层亚微米厚度的有机半导体材料组成，在外界3~5V电场的驱动下，电子和空穴分别由阴极和阳极注人到有机电子传输层和空穴传输层，并在有机发光层中复合生成激子，激子辐射跃迁回到基态并发光，光从透明阳极衬底发出。
OLED灯具有轻、薄、光源分布均匀、可弯曲、不发热、不刺眼、无紫外线、无蓝光危害等诸多优势。同时，OLED几乎无须冷却，且在灯组内部的造型布置更灵活，具有3D面发光和动态立体效果，将汽车尾灯带入一个新时代。
随着多像素LED和激光系统的问世，通过行车电脑和传感器独立控制每个矩阵分别照亮不同区域。ADB主要有4种技术路线实现对灯光的控制。当道路上没有其他车辆时，ADB车灯将会把所有LED灯都点亮，这时候就是远光灯。当道路上有其他车辆和行人时，控制系统根据实时路况关闭部分LED灯，这样形成的暗区就保护其他车辆驾驶人和行人免受眩目光干扰，用户体验大为改善，主动提高车辆和行人的安全性。
3.2从“美瞳大师”到能“思维”情感交互大师的发展趋势
随着传感器、导航、云计算等技术的飞速发展以及智能通信和道路设施的不断完善，汽车灯具的智能化和网联化成为未来汽车发展的方向。智能化使汽车自主感知、决策和控制运动。网联化(协同式)是指基于通信互联，使汽车具有环境感知、决策和控制运动能力。未来的车灯将依据不同的路况采用数百种照明程序，数字化和连接性之间的相互作用将在汽车照明方面发挥更大的作用，任何颜的可视化图形、动画和信息将会出现。随着设计空间的增大，大型数字照明所形成的矩阵照明也随之出现，使车灯以可视化图形、动画和信息来展现给所有人。这加强了汽车与其他交通用户、车辆和环境之间的信任和对话，也实现了车身的美观度和科技感双重质感。从交互方面来说，灯光在不同场合为用户营造不同的氛围，能够给驾
驶人带来更好的体验和愉悦的心情，即使驾驶很长的距离也不会觉得无聊。而矩阵车灯的呈现图像，能够让驾驶人与车形成更好的交互。