伴随生活水平日益提高,人们逐渐对衣食住行有了新的定义和要求,于是互联网大厂、新势力、传统企业积极顺应和把握消费升级大趋势,做着相应的更迭,来保住自己的江湖地位。今天璞跃中国移动出行团队就汽车发展中常常被忽略,却引领无数次汽车产业变革的部件——车灯,来粗浅地聊一聊。
车灯——安全守护者
人们在追求电动化、智能化带来的超前卫的互动体验时,也一定会考虑到出行的本质——安全,那么,车灯无疑是自带光环的守护者。
早在20世纪90年代初期,奥迪首次将氙气大灯技术应用在汽车照明上,并掀起了车灯革命。欧盟在2011年通过了一项新规定,从2011年2月7日起,欧盟地区出厂的轿车或小型客车必须装有日间行车灯,司机在白天驾驶的时候也必须保持常亮状态,引来了各大车厂的重视,而奥迪提前8年率先尝试,走在了所有车厂的最前面。
在实际使用场景下,国际上主流的灯光标准主要是有两大体系,分别是欧洲的ECE体系、ECE法规;以及美国联邦机动车安全标准(FMVSS)体系、SAE标准。
欧洲ECE法规规定,前照灯要求近光有清晰的明暗截止线,并且光形为非对称分布,本方驾驶员视野区要求是高光强区域,而对方驾驶员的眼睛处要求是暗区,考虑的重点是会车时本方有良好照明的同时对方不会炫目。 中国的汽车灯光标准在结合国情的基础上全面采用ECE法规。
我们也看到,随着造车新势力的崛起,正在催化着汽车灯光的革命,技术趋势不断演进,造车新势力的车灯配置强调科技、智能。
乘用车灯进化史
车灯,并不陌生,从汽车诞生之时起,就注定要有它的一席之地,举足轻重。
初代照明系统
初代照明系统是由燃料(蜡烛、煤油或乙炔)直接燃烧发光,存在发光率很低,稳定性弱、光强弱、操作复杂等明显缺点,但能满足当时的照明需求。
1885年10月,德国人卡尔本茨(Karl.Benz)研制出世界上第一辆真正意义上的汽车,尽管车辆的主要部件配备齐全,但却没有安装前照灯。
到了1887年,一名驾驶员在黑暗的旷野中迷失了方向,幸好偶遇一位带着手提灯的农民,才得以安全回家,于是家用手提灯便成为了首个汽车前照灯,虽然后来有了电灯,但是里面的碳丝经不起路上的颠簸,无法应用于汽车上。
在这之后也出现了其他光源,但都因种种原因未获成功,最终只有乙炔灯成为早期车灯的稳定光源,而且一直沿用到1925年前后。
随着汽车的发展,乙炔灯的缺点也逐渐暴露出来了。首先乙炔灯是依靠燃烧发光,很容易被路上的雨水浇灭,在恶劣天气下行车简直成为了司机们的噩梦;其次乙炔灯的耐用度与刚刚面世的白炽灯相比强不到哪里,燃烧后的乙炔会产生大量碱石灰,落在皮肤上产生强烈刺激性和腐蚀性。
1913年,美国首先将白炽灯应用在凯迪拉克的前照灯上,但是因为灯丝技术不过关而被搁浅,直到1925年开始,汽车才真正进入白炽灯照明时代,不过普通白炽灯的发光效率并不高。
第二代汽车照明
到了1960年,进入第二代汽车照明时代,用于前照灯的卤素车灯诞生了,一直沿用到今天。卤素灯也是白炽灯的一种,是白炽灯的升级版。卤素灯采用高熔点钨丝,同时灯管里面注入碘或溴等卤族元素,使用时钨灯丝在高温下升华,升华后的卤元素又会在钨丝上进行凝固,从而延长了灯泡的使用时间。
伴随着交通环境的变化以及汽车安全性、环保性的提高,白炽灯已经不能满足需要了。首先白炽灯亮度不够,由于车速越来越快,在夜间和低能见度的环境下,亮度不够直接影响车辆和行人的安全;其次是不环保,一个卤素车灯的功率就达到50W~70W,能量消耗比较大,而且因为白炽灯发光是以钨丝通电为基础,钨丝高温发光必然会有损耗,200~300小时的寿命虽然比燃料灯具强很多,但和汽车的整体寿命相比,白炽灯的寿命还是太短。
第三代汽车照明
90年代,第三代汽车照明应运而生,专业的车灯制造商海拉将技术成熟的氙气车灯推向市场。简单地说,只要不人为损坏,车辆十余年的使用寿命内,不需要换车灯。刚开始应用的氙气大灯会给对面的司机造成眩光,这对于安全是一种隐患,后期自动大灯高度调节开始得到应用,解决了这方面的问题。
LED半导体PN结二极管,使PN结系统受到激发,当一个正向偏压施加于PN结两端时,载流子由低能态跃迁到高能态,当处于高能态的不稳定载流子回到低能态复合时,根据能量守恒原理,多余的能量将以光子形式释放,就是LED电致发光原理。LED大灯在氙气大灯的基础上再一次地提高了灯光亮度、降低能耗,同时相较于氙气大灯,LED灯又有着响应速度快,且造型多样性的优势。
奥迪凭借着其在LED大灯领域的多次创新,一举成为众人口口相传的“灯厂”。LED大灯的发光光源是发光二极管,而激光大灯的发光光源则是激光二极管。相较于LED大灯,激光大灯在响应速度、亮度衰减以及能耗、体积、寿命等方面都有着十分明显的优势,但是由于其高昂的成本造价,目前只有豪华品牌的顶级旗舰车型才会配备。
车灯技术主流市场占比
通常,消费者会重点关注匹配的发动机型号、变速箱型号以及悬挂系统,这些都是汽车组成部分较为昂贵的部件,而忽略了汽车车灯系统是汽车上价值量最高的零部件之一。其单车价值量仅次于发动机、变速箱和座椅系统,与天窗、车机等系统不相上下。随着车灯技术在光源、智能化和氛围营造方面不断升级,未来汽车车灯系统的价值量仍有巨大提升空间。
可以看出,LED的技术应用已趋于主流,并以LED技术为基础不断衍生出新型照明系统,新极昼光LED汽车头灯、两用柔性LED车灯、HLED、Ostune E1608、点阵式系列LED车灯、数字矩阵LED大灯、激光大灯、ADB技术、DLP技术,这些层出不穷的技术无疑都在围绕着主动安全、智能化、舒适防疲劳、信息化、新体验升级这些维度持续发力。
璞跃中国移动出行团队结合车企发展现状、技术路径作出判断,进入21世纪20年代注定是从功能性车灯向智能化车灯转型的分水岭,其中,伴随自动驾驶技术不断完善,会催化集成化智能车灯技术快速发展。
智能化
新时代大灯的进化之一,就是控制单元与控制逻辑的进化。它需要更复杂的控制,更好的软件算法,同时也能控制多点光源。在这种情况下,灯光的控制基本是一个独立的运算单元,通过智能芯片,靠算法进行控制;同时,灯光的控制单元也是智能的,将具备学习的能力和可在线升级的能力,它还将与车身传感器、云端数据进行沟通,帮助车辆提供更加稳健,且更富想象力的功能。
网联化
新时代灯光还将与车辆日渐丰富的传感器进行交互,例如车辆的雷达信息、GPS信息甚至未来的V2X信息,这些信息既可以帮助车辆调整灯光,也可通过灯光来提高传感器的识别度。例如ADAS系统中,对于摄像头的依赖度较高,但是在晚间甚至是一些极端天气,由于照明度不够,车辆的摄像头很大可能处于失效状态,在这种状况下,摄像头可以与灯光系统进行沟通,要求其为它专门照亮不能识别的区域,以增加整个系统的安全度。
高度集成化
海拉新推出的基于芯片的SSL | HD照明系统也是典型案例之一。通过SSL | HD技术,海拉成功地在智能驱动芯片上集成了非常小的、可单独切换的LED像素。该技术不仅完善了现有的自适应照明、无眩光远光灯等照明功能,还支持附加的基于光的安全功能,例如为骑自行车的人或行人投影出保护区域、车道光标识等。据了解,配置SSL|HD技术的车灯将率先在欧洲投产,之后也将会于2024年在中国投产。
总结趋势
随着《智能汽车创新发展战略》的发布,智能汽车的发展被提升到战略发展高度。车灯将从传统的功能安全件转向电子化和智能化,并很可能成为未来汽车交互领域的主要途径之一。无论是无人驾驶还是半自动驾驶时代,车灯都逐渐承担了人车交互、车车交互和车路交互的重要信息沟通功能。
璞跃中国移动出行团队认为,随着自动驾驶控制器与灯控执行层面的电子化及软件化技术门槛提升,上下游供应链将面临一次大洗牌,行业资源和机遇将进一步向具备雄厚技术储备及技术投入能力的头部企业集中。伴随人们消费升级,这些造价高昂的技术成本,会随着渗透率的提升得到明显下降。
反观车企,每次的革新几乎都在车灯上投入大量的研发和时间,同时,车灯作为最直观的车身配置,能够与消费者零距离建立联系,拉动消费。在这样的发展趋势下,消费者往往可以通过车灯造型来判断汽车品牌,随着光源技术不断丰富,造型灵动多样,将技术与艺术紧密融合在一起,所以车灯才是最有潮范儿的“文艺青年”。
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