技術(shù)特征：
- 必須采用LED模塊照明方式
- 急需解決LED散熱問題
應(yīng)用范圍：
- 汽車照明
汽車上的燈光系統(tǒng)不但讓駕駛者能實(shí)際了解汽車的狀況，更提供了安全駕駛過程中，所必須兼具的條件。而新一代的光源LED，這對許多消費(fèi)者來說一點(diǎn)也不陌生，已進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用于汽車上，并根據(jù)各個(gè)應(yīng)用面對于效能的不同需求，選擇適宜的LED產(chǎn)品。基本上，由于LED與傳統(tǒng)的光源除了在外型上的差異之外，光形與效能輸出也有很大的差異，因此，要將LED完善地應(yīng)用在汽車頭燈上，包括光學(xué)設(shè)計(jì)與散熱設(shè)計(jì)等，將與傳統(tǒng)汽車燈具的設(shè)計(jì)概念有所不同。汽車與LED成功地進(jìn)行整合，成為汽車制造眾嶄新的設(shè)計(jì)原理。
汽車光源在照明領(lǐng)域中占據(jù)著舉足輕重的地位，其產(chǎn)量約占整個(gè)照明光源總產(chǎn)量10%左右。如果把一輛車的照明全部換成LED，大約需用掉400~600顆LED.其實(shí)，早在10年前，LED就邁上了進(jìn)軍汽車領(lǐng)域的征程。目前，LED在整車內(nèi)外部照明光源的比重已經(jīng)超過了80%。
LED作為汽車頭燈光源仍存在異議
由此可見，汽車主體控制系統(tǒng)控制必須是依照不同功率需求的燈源進(jìn)行設(shè)計(jì)。換個(gè)角度，從LED在汽車上的應(yīng)用來看，雖然LED在第三剎車燈的應(yīng)用，到汽車尾燈、轉(zhuǎn)向燈到剎車燈，一步步開創(chuàng)了LED作為車內(nèi)外照明之用。
在2010年北京車展上，BMW展示了一款名為GranCoupe四門概念跑車。GranCoupe在BMW刻意營造的黑夜設(shè)計(jì)氛圍下現(xiàn)身，視覺的重心自然落在其造型銳利的LED頭燈。不止BMW，Mercedes-Benz、audi、lexus也推出了多款搭載LED頭燈的車型。距Audi發(fā)布第一款采用LED頭燈R8已2年有余，被稱為第4代汽車照明光源的LED正陸續(xù)出現(xiàn)高檔車型上。
在標(biāo)配LED頭燈的LexusRX450h論壇上，正在熱議RX450h的LED頭燈。“即使打在前方音色車的保險(xiǎn)桿上，切線下也是很淡的藍(lán)色光型，連我的頭燈余光辨識度都好過它了。”一位路遇RX450h的網(wǎng)友如此描述LED頭燈的實(shí)際效果。而另一位RX450h車主駁斥道，“只要是開RX450h的車主一定很清楚，LED頭燈超亮，很聚焦，雖然旁邊看起來好像不太亮。LED比HID光源還要集中，尤其是紅綠燈停下來照前面的車子保險(xiǎn)桿下沿非常亮，開山路很安全很光亮。”該車主原先為雙B擁躉（BMW，Benz），自此對Lexus大為改觀。
為比較LED頭燈和HID的性能，更有好事者找來兩輛原廠搭載HID和LED前燈的車型在傍晚17:30測試。在距離水泥墻20m外的測試結(jié)果顯示，LED頭燈比HID更亮，但稍微退后些LED就不如HID頭燈了。
LED消耗每單位電能產(chǎn)生的光輸出確實(shí)比白熾燈高，但單個(gè)LED來比，LED的光輸出優(yōu)勢就不那么突出了。為了獲得足夠的亮度，就必須采用LED模塊照明的方式。“一個(gè)LED模塊沒能為遠(yuǎn)光和近光功能提供足夠的光。因此，你須要為每個(gè)近光和遠(yuǎn)光功能使用多個(gè)LED模塊。”PaulDecloedt指出，由于汽車前燈是光束應(yīng)用，每個(gè)LED模塊需要一個(gè)光學(xué)組件（透鏡或反光鏡）。“這是LED近光燈和遠(yuǎn)光燈價(jià)格仍然較貴的一項(xiàng)主要原因。”此外，由于LED模塊化照明的特性也導(dǎo)致汽車法規(guī)難以界定采用多個(gè)模塊的LED頭燈是否損壞。
解決LED散熱問題是未來發(fā)展關(guān)鍵
由于LED的輸入電能約有90%的轉(zhuǎn)換熱能必須排出，這遠(yuǎn)比傳統(tǒng)燈源要來的高上許多；另外，LED晶粒歸類于半導(dǎo)體材料，不能耐高溫（<120°C），由晶粒至大氣的排熱只容許約50°C溫差，更是遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)燈泡，因此，散熱設(shè)計(jì)是LED光源區(qū)別于傳統(tǒng)光源的課題之一，再加上燈具不能使用風(fēng)扇散熱，而且燈具產(chǎn)品要能推廣到汽車市場普及，還得要進(jìn)一步考慮到外觀造型與燈具的光學(xué)設(shè)計(jì)原理，這將是高功率LED照明設(shè)備極為困擾的問題。
嚴(yán)格來說，傳統(tǒng)所使用的燈具所產(chǎn)生的熱源其實(shí)遠(yuǎn)高于LED;不過，傳統(tǒng)燈具不會因?yàn)楦邷囟档推涔庠摧敵瞿芰Γ琇ED的光輸出卻會因?yàn)楸旧斫涌趩栴}，使LED的發(fā)光效率受到影響。而其產(chǎn)生的熱如何散除到外界環(huán)境與其封裝結(jié)構(gòu)材料息息相關(guān)，牽涉到使用的散熱材料與相關(guān)外型。其中熱阻的概念，代表輸入W功率時(shí)，需要提高多少K溫度才足以散熱。以現(xiàn)有的封裝技術(shù)最高可允許LED操作在185℃（LumiledK2），但一般因?yàn)榉庋b膠材的關(guān)系，可允許的操作溫度約在125℃，除了考慮光源輸出效率之外，還必須要考慮封裝膠材的變質(zhì)，例如，樹脂類材料在作為包覆LED晶體時(shí)，若在高溫時(shí)容易產(chǎn)生的老化現(xiàn)象。
目前有廠商發(fā)展出以“熱力均溫超導(dǎo)技術(shù)”，可將LED所產(chǎn)生的熱源進(jìn)行聚熱分散的效果；也就是說，當(dāng)LED燈具的溫差在正負(fù)1度的范圍之間，再采用強(qiáng)制散熱技術(shù)，利用燈具所設(shè)計(jì)的防塵遮蔽的半開放式空間進(jìn)行空氣換氣的動作，也就是可以讓空氣產(chǎn)生對流，而達(dá)到傳散熱能的效果。而這個(gè)發(fā)展概念就像人體散熱一樣，除靠皮膚散熱外，也靠第2個(gè)空間的肺，以進(jìn)行呼吸獲得強(qiáng)制散熱。
現(xiàn)如今，LED雖然存在著眾多待解決的問題，但LED已經(jīng)應(yīng)用到高端汽車（跑車）中已經(jīng)是不爭的事實(shí)。如何將LED成本降低，得到順利普及，還有賴于解決散熱以及二次光學(xué)系統(tǒng)的改善。
