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汽车电子照明系统电子化发展趋势预测

信息来源:uooqoo.com  时间:2013-02-19  浏览次数:406

 

  十年来,发光二极管主要应用于高端汽车市场,但在未来几年中,他却意欲争夺更大的汽车市场份额。该技术的支持者声称汽车上没有一种光源,包括车头灯,不能被发光二极管所最终取代。而最近该产品性能的不断改善更是加快了这种决策进程。Visteon(伟世通)外部件生产线全球总监Dieter Schaper先生指出,由于近年来发光二极管产量的不断攀升,已经翻了一倍,因此已经完全有可能用“大量的发光二极管”来取代卤素车灯,而这在两年前还根本不可能实现。
  为何选择发光二极管?
  整车厂商选择发光二极管来取代传统的灯泡固然有很多原因,但目前这类照明系统安装在什么位置仍是讨论的问题之一。在内部件方面,人们最为关心的是降低能耗和保修成本。在很多应用场合,发光二极管只有传统灯泡耗能的1/4,在汽车内部电子硬件的作用下,照明系统方面每节省一个瓦特的能量,就能将该能量应用于其他地方。而在使用寿命方面,发光二极管可达1万小时,而灯泡只有3百小时,这意味着前者永远不会烧坏,而汽车制造商也就不必在经销商每次替换一个50美分的灯泡时不得不支付约30美元的保修费用。“最终所有的内部件照明系统都将使用发光二极管,”Osram Opto半导体公司发光二极管事业部市场总监Mike Godwin先生充满信心地预言。
  在外部件应用方面,汽车制造商最为看重的是外表的个性化和与众不同,而发光二极管的净色和高科技前卫感觉都能紧紧吸引眼球。除了以上很酷的外观因素外,发光二极管还具有更多实际应用优点,其照明总成的体积比传统的部件要细小的多(据Visteon估算,体积缩小了55%),这给予设计人员在空间设计上更大的自由性。在发光二极管供应商引以为傲的车头照明系统方面,研究人员已成功通过自动开关独立的发光二极管芯片的方法来控制调节车头灯的光照模式。这也带来一些更为理想的新功能,比如在车辆转弯时,侧向灯将自动变化亮光等级以防止迎面开来的车辆因为灯光眩目而发生事故。
  价格的限制
  虽然发光二极管具备了以上各种出色的功能,但是其价格却并不是一般整车厂商所愿意接受的。在回答“是否汽车内所有的照明系统都能被发光二极管所取代?”这个问题时,Schaper先生回答说:“我认为除了价格外,并不存在别的限制因素。最大的障碍就是价格,目前它们仍然比较昂贵。虽然每家汽车厂商都在努力争夺更多的市场份额,可是,这并不意味着他们必然选择高科技的方案。”毕竟,白炽灯已经使用了20年,成为了一种便宜而又通用的标准产品。但是由于照明系统使用量的逐年提高,整车厂家也逐渐愿意为了性能和降低长期成本而进行额外投资。Godwin先生称:“在某些特定领域,发光二极管和灯泡的成本曲线已经接近和吻合。”比如在仪表板和收音机的照明系统方面,灯泡在降低热能和保修成本方面的损失已经抵消了发光二极管的初购成本。Godwin指出,由于更快的系统反应能力,整车厂商正快速在中央刹车照明方面转向使用发光二极管。(一份研究表明,发光二极管的反应时间为1.8毫秒,这意味着时速65英里的汽车可以提前24英尺的距离刹住车,而白炽灯泡的反应时间却需250毫秒。)
  但是,让我们看看整个汽车照明系统中发光二极管的应用比例,仍然很小,而且价格也昂贵。那为什么二极管制造商仍然行情看涨?答案是摩耳定律。由于发光二极管属于半导体芯片(尽管不是硅材料,而是铟、镓和氮),该理论称,每过18个月,每平方英寸内的晶体管数量就会翻上一倍。对于发光二极管来说,这意味着,每消耗一个瓦特能量所产生的流明(光通量单位)数将以灯泡技术所无法企及的速度上升,而单位成本则会由于生产规模的扩大而急剧下降。Schaper解释说:“发光二极管和所有的芯片一样,非常依赖高产量。一旦产量达到了一定规模,价格自然会下跌。”
  产生热量太高
  发光二极管的另一个问题是产生的热量。尽管它们具有众所周知的降温措施,但是由于单位芯片产生的流明数上升很快,因此额外的热量也不断增加,怎样去除额外产生的热能成了发光二极管技术进一步发展的主要瓶颈。供应商正在试验散热片、风扇甚至冷却液,但是所有这些方法都会增加产品的复杂度、空间体积和单位成本。Schaper称:“我们并不想为了多获得一些光照亮度而把产品弄得过于复杂,发展的方向应当是保持成本并充分利用体积细小的优势,不要去考虑庞大的冷却系统而反而失去了这一优势。”这里有一个矛盾,为了从目前仍占市场优势的传统白炽灯产品手里夺取更多的市场份额,发光二极管供应商仍须提高其产品的光照强度,但是经济划算的冷却系统却尚未研制成功。
  发展方向
  话说回来,尽管仍然面对不少挑战,但发光二极管在汽车照明系统中的应用发展趋势却是不以人的意志为转移的。Visteon计划从2008年开始为一家不知名的汽车整车厂提供低能发光二极管的车灯产品。而据Schaper的估测,到2010年第一辆全部安装电子二极管照明系统(包括高能车头照明系统)的汽车将上路。对发光二极管而言,最有可能的是渐进式发展 :第一步,在显示信号和白天照明的内部件和车尾外部件照明领域逐渐取代传统灯泡,而车头大灯仍然使用白炽灯和氙灯。而最终,发光二极管将完成车头大灯的量产阶段。对此,发光二极管的供应商(他们中的大部分同时也生产灯泡)立刻指出道,发光二极管要真正一统车辆照明市场尚需很多年,但无疑,传统灯泡的辉煌将渐渐远去。

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