LED发光二极管作为继白炽灯和荧光灯之后的第三代照明光源，自1962年开始出现在商业领域之后，LED的发光效率始终以每十年十倍的速度猛增。同时，得益于LED固有的诸如能源消耗低、使用寿命长、响应速度快及应用灵活等优势，LED在汽车工程中的应用也在快速普及。从车内指示灯、高位刹车灯，过渡到组合尾灯，一直拓展到前照灯领域，LED照明技术不仅对组合前灯及组合尾灯的造型风格产生了深远的影响，而且随着LED发光功率的提升和制造成本的降低，LED可望成为全面替代传统灯泡的新型汽车照明光源。

LED的发光原理

LED （Light Emitting Diodes），即发光二极管，其发光部件由GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体材料制成。LED发光原理的核心基于半导体的P-N结（具有正向导通，反向截止、击穿特性），是一种将电流顺向接到半导体P-N结上使其发光的器件。P-N结由数层搀杂半导体材料的薄片组成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当施以正向电流时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒、产生光照。

独立的LED光源

单个LED光源由LED芯片（发光部件）、树脂封装套、阳极及阴极杆和引线架等元件组成，形成一个熠熠发光的独立光源。应用时，为了增强LED的光照强度及效果，通常还在LED光源前方加装一个透镜。另外，在实际使用中，如交通指示灯、汽车高位刹车灯等，LED通常还以若干个独立光源，按照排列或组合的形式出现，以产生足够的光照或警示效果。

熠熠发光的LED灯

LED的性能优势

LED是一种方兴未艾的新型照明光源，也是汽车照明系统非常理想的一种光源，具有众多无与伦比的性能优势：

种类齐全、花样繁多的LED灯

1． 与传统的白炽灯泡不同，LED是一种几乎不发热的光源，因此使用寿命可达50000至100000小时，即10年以上，一般在车辆寿命期间可无需更换。而用于很多车辆信号灯的白炽灯泡的寿命仅为100~200小时，在车辆驾驶途中随时都可能突然失效，从而成为严重的安全隐患。

2． 光效率高、能耗低。LED的光效率高达80%~90%。与同光效的白炽灯相比，LED灯可节省能耗80%左右。

3． 普通白炽灯泡的启动时间一般在100~300毫秒之间，而LED的启动时间仅为几十纳秒。对高速行驶中至关重要的制动灯而言，这样的时间差距就意味着相差4~7米的刹车距离，从而可大大降低事故的发生率。

4． 安全。LED使用低压直流电源，供电电压在6~24V之间，所以它比使用高压电源的灯具更安全。

5． 绿色环保。由于LED光谱中没有紫外线和红外线，因此LED灯没有热量、没有辐射，属于典型的绿色照明光源。同时，LED不含有害金属汞成分，对环境无污染，废物可回收。

6． 应用灵活，LED体积小，封装形式灵活，可以制成轻薄短小的产品，满足点、线、面各种形式的具体应用。同时，LED可以通过改变电流进行变色控制，即通过调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。LED光源受电压变化的影响也远远小于普通灯泡，具有优良的安全性和可靠性。

7． LED没有钨丝及玻璃壳等易损部件，其耐震动、耐冲击性能远远优于普通灯泡。

LED汽车照明概况

随着LED发光二极管性能的改善和功率的增强，将LED光源应用于汽车照明逐渐成为可能。在发光二极管技术发展的早期，LED已经被用于汽车仪表照明和车内一些电子设备的指示灯。1985年，尼桑300ZX型车上的高位刹车灯采用了72个5mm的红色发光二极管，标志着LED正式被应用于汽车工程领域。时至今日，欧美市场采用LED信号灯或室内灯的车型已不罕见。在大洋洲，已有30%以上的机动车采用了LED光源的信号灯。据不完全统计，LED在汽车领域的应用，已经占到了其全球市场份额的20%以上。

总体而言，除了前照灯远、近光照明外，如今汽车所有照明、指示或警示系统都可见LED身影。即便是国产经济型车，采用LED高位刹车灯都已经非常普及。同时，车内众多电子设备的显示及指示照明，更是LED大量应用的传统阵地。另外，诸多高档汽车还渐渐流行响应速度更快的LED刹车灯、转向灯及尾灯。此外，光导照明技术的出现，也进一步拓展了LED灯在汽车工程中的应用范围。

光导照明技术的代表，就是由德国海拉Hella公司独创的CELIS技术，即中心照明系统（Central Lighting Systems）。该系统以具有中央光源的光导技术为基础，通过合成光导纤维将白色LED点光源输出的光线输送到所要求的位置。例如，宝马系列的多款新车型都已采用了全新的含CELIS环形前位灯的“天使眼”前照灯系统；同时，宝马5系列的几款车型，也开始应用了含CELIS技术的LED组合尾灯，令人耳目一新；另外，采用CELIS技术的LED室内照明系统，也令车内照明更为丰富多彩、温馨别致。

LED尾灯

海拉CELIS前照灯

全LED前照灯

受LED价格及功率限制，LED光源取代汽车前照系统远、近光灯，仍然任重而道远。不过，各大公司采用LED取代远、近光等的尝试从未止步，并取得了可喜的成绩。

2003年末，新款奥迪A8 W12的上市，标志着LED在汽车照明领域一个新纪元的开始。在这款由海拉Hella提供的前照灯里，LED第一次作为照明光源（而不只是信号光源）被应用于一个批量生产的车型。5个白色高功率LED被嵌入这款外型别致的奥迪前照灯，作为可靠节能的新型日间行车灯光源，为车主提供前所未有的驾驶安全性和舒适性。

奥迪A8 W12 LED前照灯

在2003年的法兰克福国际车展上，海拉Hella还展出了其研制成功的一个全LED汽车前照灯模型。在该模型中，海拉Hella展示了未来全LED前照灯总成的光源组合排列结构：灯体的上方和下方各有一个LED近光前照灯模块，而中间的较宽的一列是LED远光前照灯模块，紧贴远光灯上方较窄的一列是同样应用了LED的琥珀色前转向灯和白色日间行车灯。事实上，此次令人瞩目的全LED前照灯系统的正式亮相，也预示着LED全面取代汽车照明光源，已指日可待了。

海拉全LED前照灯模型