劉偉++呂根

汽車大燈的前世、今生與未來

從煤油燈到乙炔燈再到電燈，從鹵素燈泡到LED再到激光大燈，車燈從最

開始單純用于照明，逐步發(fā)展成為汽車設計中不可或缺的重要元素。讓我們坐上時光旅行機，去探尋汽車大燈的前世、今生與未來

歐司朗雙燈絲燈泡實現車燈近遠光變光

如今的車輛都具備近遠光切換功能，但一個世紀前根本沒這個需求。后來車子多了，被對面車晃瞎眼的情況就多。1924年歐司朗發(fā)明了雙燈絲燈泡，直接解決了遠近燈光的問題。一個燈絲負責近光照明，一個燈絲負責遠光照明，兩個燈絲以輸出功率不同來投射近遠光，由于并不能更改照射角度，歐司朗利用近光燈絲前的遮光罩來阻擋過高的炫目光線，使得近光燈的邊緣能夠呈現出明顯的折線，防止迎面車輛駕駛員產生眩目，而調光的開關被安置在腳下，具體操作方法和現在車內按鈕已很相似。不過這種雙燈絲燈泡并未馬上被普遍采用，畢竟這也是當時“高大上”的產品，只有像奔馳SSK這類當時的頂級車型才使用。

車燈的鼻祖—煤油燈

汽車剛誕生時，能跑能停，不罷工就已經很不錯了，至于車上的裝備幾乎啥都沒有，更別談車燈了。汽車上的煤油燈來源于馬車，起初它的用處也只是為乘客夜晚上下車照個亮。但畢竟車子的速度越來越快，夜晚行車急需照亮前方獲得一定的視野。后來人們將克魯平反光鏡安置在煤油燈后，使煤油燈成為世界上第一支聚光大燈，這也是專用車燈的雛形。

無奈之選—乙炔燈

因為發(fā)光效率低下的緣故，煤油燈很快就被另一種燃料燈所取代，這就是乙炔燈。乙炔氣體由燈內的碳化鈣和水進行反應產生，在行車的過程中，晃動的車身剛好為乙炔的產生提供便利條件，但一旦停下車來，反應變弱，產生的乙炔少了，車燈也就變暗了。乙炔燈還有一個問題，就是燃燒后產生大量堿石灰，落在皮膚上會有嚴重的腐蝕性，嚴重的還會致人休克。其實，早在1879年白熾燈便已經被發(fā)明，但當時的真空白熾燈泡的燈絲是由碳絲做成的，太脆弱的燈絲禁不起路上的顛簸，無法應用在車燈上。而且當時乙炔燈所能達到的亮度幾乎比電燈亮一倍，所以乙炔燈當仁不讓的成為了當時車燈的首選。

沿用至今的經典—鹵素燈

隨著電燈的發(fā)展，耐用度的提升，乙炔燈連同著它的缺點逐漸退出了車燈歷史的舞臺。取而代之的是日漸成熟的白熾燈。螺旋鎢絲白熾燈的出現可以說是真正開始了汽車照明電氣化發(fā)展的歷史。相比于原來的碳絲白熾燈，其照射強度提升了50%，但對于汽車需求的照明亮度，還遠遠不夠。為了提高發(fā)光效率，必須提高鎢絲的溫度，但相應會造成鎢的升華，并凝華在玻璃殼上使之發(fā)黑。在白熾燈中充入鹵族元素或鹵化物，利用鹵鎢循環(huán)的原理可以消除白熾燈的玻璃殼發(fā)黑現象，這就是鹵素燈的來由，而發(fā)明者就是如今大名鼎鼎的德國車燈專業(yè)制造商海拉。1962年海拉的鹵素車燈正式投入使用。這個堪稱偉大的產品一直沿用至今，它滿足了汽車照明所要求的“穩(wěn)定可靠，高強度，長壽命”等基本條件，并且成本低，易于更換和維修。

奔馳改裝雙光透鏡氙氣大燈

主流，絕對的主流—氙氣大燈

氙氣燈（錯誤的說法是“疝氣燈”）的起源也很早，可以追溯到20世紀30年代，發(fā)明者是個美國工程師，但技術改進主要還是由德國人來完成。氙氣燈的發(fā)光原理與鹵素燈截然不同，氙氣燈沒有燈絲，是利用兩電極之間放電器產生的電弧來發(fā)光，如同電焊中產生電弧的亮光。這種光亮呈現藍白色，與太陽光類似。使氙氣燈贏得世界矚目的是著名的蔡司公司，1954年，蔡司推出了第一只作為電影放映光源的氙氣燈。此后，氙氣燈被廣泛應用在電影放映機中。后來人們逐漸發(fā)現氙氣燈較之鹵素燈，亮度更高，能耗只是鹵素燈的一半，使用壽命也更長，而且還能大幅提高道路標志和指示牌的亮度，就將它應用到汽車車燈上。1992年，又是德國海拉聯(lián)合飛利浦，研發(fā)出世界第一盞氙氣車燈并實際投入使用?？梢哉f這是一個革命性的產品，使用壽命長，高效節(jié)能，配合專門的透鏡使光型合乎規(guī)則，可切換遠近光，投射距離更遠，夜間駕駛車輛更安全。

自從奔馳、寶馬、奧迪等原廠配置了氙氣車燈的德國豪華車上市之后，專門供其他車型改裝

改裝大燈不能太任性

原廠大燈，特別是經濟型家用車的車燈，基本都是鹵素燈，亮度與光形雖然符合國家法規(guī)，但很難讓車主滿意，改裝大燈變得越來越普遍。很多車主會通過加大原車燈泡功率來提升亮度，這樣做其實不可取。燈泡瓦數加大，電流和熱量成倍增加，容易導致燈具老化以及燈頭熔化加速，還給發(fā)電機、保險絲、電瓶帶來過大的負擔，許多自燃的車輛都是由于這種提高功率的改裝造成的。目前市場上有一種正常功率（55W-60W）的升級鹵素燈泡，如歐司朗夜行者，就是在不改變功率的情況下，通過高科技工藝生產出的高亮度燈泡。值得注意的是，這些燈泡的另一個優(yōu)點是完全符合國家法規(guī)，不會對對向行駛造成障礙。

?？怂垢难b雙光透鏡氙氣大燈

簡單更換燈泡如果還滿足不了你的要求，那只能改裝氙氣燈。最常見的氙氣燈改裝方式就是使用跟鹵素車燈同型號的氙氣燈套裝進行替換升級，在不改變車燈結構的情況下以氙氣光源替代鹵素光源，實現照明亮度的大幅度提升。比如你原車近光燈是H7型號的，那么直接安裝一套H7型號的氙氣燈套裝就可以了。不過，也要符合國家相關規(guī)定才行，我國法規(guī)規(guī)定：機動車額定電壓為12伏的前照近光燈發(fā)光量需達到1000-1200流明，遠光燈發(fā)光量需達到1450-1900流明以上。也就是說，國家規(guī)定了大燈發(fā)光亮度的下限，但沒有規(guī)定上限。即便如此，改裝氙氣大燈提升亮度之后，也要注意燈光使用規(guī)則，正確切換遠近光，以免對對向行車造成影響。

使用的氙氣燈套裝也隨之出現，當然，仍然是飛利浦氙氣燈泡配套海拉安定器在市場中最為走俏，市場價格在5000元以上。氙氣燈在全球的生產廠家逐漸豐富，歐洲的法雷奧、飛利浦、歐司朗、博世，以及日本的小糸、市光、松下、電裝等，都是原廠配套供應商，由他們不斷開發(fā)的變光透鏡、燈泡和安定器占據了原廠氙氣大燈幾乎全部市場。而改裝市場所用的氙氣燈套裝，在經歷了德國、日本、韓國、中國臺灣等品牌之后，中國大陸的制造企業(yè)逐漸大規(guī)模出現，以更加低的價格進入市場，并大量出口國際市場。

透鏡很重要

歐洲規(guī)定：氙氣大燈要配合透鏡使用，并且要附帶大燈清洗裝置。在亞洲很多國家卻沒有這樣的強制規(guī)定，只要近光配光合理，光形標準，可以不使用透鏡。比如部分雅閣、天籟、陸地巡洋艦、三菱V73、沃爾沃XC90等車型，都是原廠配置氙氣燈，而不使用透鏡的例子。

氙氣燈配合透鏡使用，可以使近光光形更加整齊規(guī)范，減少光線的散射，所以越來越多的氙氣大燈總成都是使用透鏡來配光，即使仍是鹵素光源。廠家的這種設計主要是為了車型外觀設計需要，提升車輛顏值。真正的氙氣大燈的透鏡也分為單光、雙光兩種。單光透鏡里面又分別設計有對應近光和遠光的透鏡，如：馬自達6的近光透鏡，蒙迪歐遠光透鏡;雙光透鏡的不同之處就是它能切換遠、近光，平時是近光狀態(tài)，當開啟遠光的時候，通過電磁機構操作透鏡中的變光擋片打開，可以切換為遠光狀態(tài)，行業(yè)術語稱作BI-XENON系統(tǒng)。

最炫大燈升級—雙光透鏡氙氣大燈

經過十多年的發(fā)展，國內大燈改裝不但普及了鹵素燈直接升級氙氣燈，并且可以將雙光透鏡移植進入任何車型的車燈。例如在中國雙氙車燈改裝網（BI-XENON.CN）就聚集了一大批全國各地的改燈工匠，交流學習各種疑難問題的解決方法。有生產能力的還投入模具制造出專門針對某種車燈的零部件，以及專業(yè)的施工設備，使手工改裝日益標準化、工業(yè)化。這樣專業(yè)的車燈改裝門店全國已經超過千家，在細分領域成為規(guī)模。

實際上改裝氙氣大燈是一項很復雜繁瑣的工作，對改燈技師的專業(yè)水平、專注力都有著很高的要求。從升級前測定大燈的亮度，確定改裝方案，到最后改裝施工完成，每一道工序都是為了讓車主在以后的使用中更加安全可靠。如果僅考慮價格便宜不注重改裝細節(jié)，或者只考慮外觀漂亮不注重零部件品質，都可能會造成使用過程故障隱患而不得不重復施工。所以這里我們提醒廣大車主：車燈是行車安全的重要保證，足夠的照明距離和亮度，可以更早發(fā)現黑夜中的危險，有更多的反應時間來制動、避險?？茖W地升級車燈，最好尋求專業(yè)的施工技術人員來進行。

氙氣燈隨著奧迪、寶馬等進口車型進入中國，被越來越多的車主所認識和接受，十幾年的時間，中國的汽車照明市場已經發(fā)生了巨大的變化。從最初5000元以上的飛利浦氙氣燈套裝，到現在幾百元的完全國產氙氣燈套裝;從最初只能升級原廠氙氣大燈總成，到現在任何車型都可以手工改造成雙氙氣大燈。據調查，有13%的車主有升級汽車照明的需求：對于中國這樣機動車保有量超過2.7億輛的市場，單單汽車照明升級就超過1000億的需求規(guī)模。目前中國機動車后裝氙氣燈只有3%的裝車率，而發(fā)達國家的后裝率已經超過30%……

中國制造的汽車照明產品，75%出口到世界各地，包括光源、安定器、大燈總成、輔助燈等相關產品，算上外貿市場，中國汽車照明總規(guī)模可達萬億。受困于進口品牌對核心技術的壟斷壁壘，以及歷史原因形成的配套關系，我們的國產氙氣燈品牌還難以跟主流主機廠配套，絕大部分供應汽車改裝市場。為了與進口產品競爭，國產品牌除了價格更低，也正在注重核心技術與專利的發(fā)展。比如安定器廠家研發(fā)自主的芯片，燈泡廠家取得結構專利，改裝款大燈總成有自己的外觀專利等。畢竟中國的汽車生產制造歷史比國外短了幾十年，技術積累和沉淀都需要時間。隨著越來越多的國產新車型配置氙氣大燈，那么我們國內的汽車照明企業(yè)也應該有更多的機會成為整車配套供應商。2015年，中國投資機構成功收購了荷蘭皇家飛利浦的汽車照明和LED照明業(yè)務80.1%的股份，包括飛利浦所擁有的世界領先的技術、專利、生產線等。那么利用本地化生產的機會，中國的照明企業(yè)可以有機會更快地走向國際市場。

一個高品質氙氣燈泡是這樣誕生的

我們走進國內一家氙氣燈的生產制造工廠——巖崎照明，來了解一下如何歷經十幾道精密工藝的鍛造，才能最終生產出一支合格的高品質氙氣燈。我們看到，國內生產企業(yè)愈來愈注重這種精益求精、追求極限的精神，不斷趕超飛利浦等國際品牌，甚至在產品質量及性能方面已經實現了部分超越。巖崎燈泡的線束分離設計，不會因為高溫融化導致燈泡焦點的微小偏移，使得在高溫下長期工作的燈泡焦距更加穩(wěn)定。國內海藍星安定器自從2007年已經為飛利浦OEM生產，憑借低于千分之五的不良率和三年免費保修的承諾贏得了消費者的認可。世界格局在改變，我們真心希望國產品牌抓住機遇，不單單滿足于代工生產，早日實現自主品牌成長和國際化。

只有踏實認真的企業(yè)態(tài)度才能為市場提供更安全可靠的產品，讓我們從生產工藝和數據指標來了解一下一支高質量的氙氣燈泡是如何誕生的。我們知道，同一型號不同品牌的氙氣燈泡的市場價格，從幾十元到幾百元相差十幾倍，這說明生產氙氣燈的原材料和工藝標準一定也是有差異的。只有在氙氣燈生產的每個環(huán)節(jié)都選用最先進的設備和最優(yōu)質的原材料，完善生產流程中的每一處細節(jié)，才能打造出一支性能穩(wěn)定的高品質氙氣燈泡。

奧地利釷鎢電極

導電性能最好的鎢電極品種，起弧更容易、電弧更穩(wěn)定

高純度飛利浦發(fā)光玻璃管

飛利浦抗UV玻璃管采用99.999%高純度硅，發(fā)光管內外徑精確到0.1毫米，有效避免紫外線對燈泡罩的損傷，增加車燈使用壽命

德國超高純度氙氣

德國梅賽德斯99.99999%高純度氙氣，純度極高，使氙氣燈亮度更加持久穩(wěn)定;每只燈泡充氙氣7pa以上，高溫條件下，啟動速度更快

進口專利藥丸

韓國專利配方、美國APL定制藥丸，優(yōu)質的藥丸配方是產生精準色譜的關鍵，使氙氣燈更白更亮、色溫更穩(wěn)定

極致低溫凝縮工序

通過零下196度的極致低溫，凝縮內管中的氙氣，保障球泡內凝聚足夠高濃度的氙氣。

菱形球泡誤差檢測

制作好的菱形球泡，還需要在高倍顯微鏡下，接受泡體管徑檢測，確保光形效果達到理想狀態(tài)

精準電極定位

氙氣燈對電極的定位要求極高，電極間的距離需要精細到0.1毫米，高精度的電極定位，才能保證更好地導電性和電壓穩(wěn)定性

可視化無塵真空處理

進入到這一工序的半成品，將在高真空箱中進行排空、放置藥丸等工序

出廠前測試

不同燈型安裝不同的底座之后，每一顆燈泡都要經受出廠前嚴格的燈光測試

兩手都要硬的“燈廠”——奧迪

擁有一雙復雜而精致的大燈已成為奧迪車非常顯著的特征，更有國內網友戲稱奧迪為“燈廠”，可見奧迪在車燈技術方面走在各大整車廠前列。激光大燈較之寶馬，奧迪也一點不弱，車型跟進很快，最先是奧迪Sport Quattro概念車，而后有了第一部量產車——奧迪R8 LMX，如今全新奧迪R8也公布將會裝備激光大燈。在LED大燈方面，奧迪已經有10余年研發(fā)經驗，旗下的A3、A6、A7 Sportback都裝備了LED燈組。前不久，奧迪將這一技術更上一層樓，發(fā)布了全新的矩陣式LED大燈光源技術，并首先搭載到改款A8和S8上。

單從賣相上看，這種全新的矩陣式LED大燈那是相當超前。它能夠動態(tài)管理矩陣中LED燈管。比如它可以根據光源傳感器偵測到的數據，自動調整矩陣中的LED光源，從而避免燈光直射前方的車輛或者行人，讓行車更加安全。而且，這種矩陣式LED大燈還專門設置對行人的保護。當夜視輔助攝像頭偵測到前方行人或動物時，“保護”燈組便會自動發(fā)出三次光線頻閃以警示駕駛員和行人潛在的危險，降低夜間意外發(fā)生的概率。這種閃爍十分人性化，并不會晃到人眼，只照到頭部以下的地方。

LED大燈執(zhí)著者——奔馳

盡管寶馬和奧迪爭前恐后的推出自家裝備激光大燈的車型，但奔馳對于激光大燈卻一直不屑一顧，奔馳的高層甚至直接表示暫時不需要激光大燈這種“噱頭”技術。奔馳多年以來一直專注于LED大燈，從集成部分LED光源到全LED，樂此不疲。如此癡迷于LED，奔馳的“任性”當然有自己的道理，除了美觀和可塑性強之外，LED燈的優(yōu)點眾多。光強高、能耗低、壽命長、價格低。奔馳認為這些優(yōu)點讓LED燈能夠迅速取代目前主流的鹵素燈甚至是氙氣燈。如今，奔馳幾乎已經將LED大燈裝備在全系量產車型上，即便是國產入門級奔馳C級也都標配LED大燈。不過跟奔馳最新發(fā)布的多光束LED大燈相比，奔馳C級的這個LED大燈太小兒科了。新一代LED大燈由多達84顆LED光源組成，這比新一代S級的LED大燈的56顆還要增加了28顆。而且這84顆LED都可以進行單獨的控制，帶來最直接好處是讓大燈更亮、照得也更遠、也更加的智能，為駕駛員提供更加安全的照明服務。

奔馳把自己的多光束LED大燈技術分成了三個發(fā)展階段，第一階段是集成24顆可單獨控制的高性能LED燈泡，第二階段是集成84可單獨控制的高性能LED燈泡，第三階段是使用LED芯片將照明效果提升到超過1024像素的水平，使得照明效果更加清晰、接近自然光。目前剛進入第二階段，未來LED大燈同樣也會向著更智能化方向發(fā)展，自動切換遠近光、自動識別并警示路上行人這些目前只有旗艦車型上才有的功能會逐步普及開來。

激光大燈先行者——寶馬

對于激光大燈的研發(fā)，寶馬無疑是始作俑者，在研發(fā)首款混合動力超跑——寶馬i8的時候，寶馬就與歐司朗合作共同研發(fā)全球首款激光大燈。目前上市的寶馬i8標配LED大燈，激光大燈是選裝件。而且這套激光大燈并不是完完全全以激光為基礎的，近光燈依舊是LED的，只有遠光燈才是以激光為光源。

激光大燈由于其體積小，所以能夠為設計師留出更多前端設計造型的空間余地。與LED相比，激光大燈大約可節(jié)省30%的能耗，且照射范圍更廣，射程可達600米。另外，激光大燈與寶馬遠光燈輔助系統(tǒng)配合，可防止因駕駛者未及時將大燈切換為近光燈或完全忘記切換近光燈，而使其它道路使用者感到眩目。汽車發(fā)出激光光束，是否會對車外的人員或是動物造成傷害呢？這點大可放心，寶馬這套激光大燈并不是毫無遮擋直接向車輛前方發(fā)射，而是先以三道激光束射向一組反射鏡片，經過反射后，激光能量將聚集在一片充滿黃磷的透鏡里，此時黃磷受到激光的激發(fā)，會發(fā)散出強烈的白色光芒，這束白色光芒再往后照在一片反光器上，最后往車輛前方射出一道明亮的白色光線。這道白光對眼睛并不會造成刺激或傷害，而且激光大燈的亮度色溫都經過研究，照射效果符合人眼的視覺習慣。

當然，寶馬的激光大燈肯定不是為了i8專門開發(fā)的，早在2011年，寶馬便開始投入研究激光燈在普通民用車上的應用。目前來看，激光大燈仍屬于那些高端旗艦車型，比如下一代寶馬7系，而且僅僅是選裝。

我們的觀點：氙氣大燈仍是主流

激光大燈的直線性非常好，它的有效距離非常遠，而照射范圍比較小，所以最適合作為遠光大燈。LED矩陣可以很好地解決大范圍內的光照均勻分配，很適合作為近光照明。所以激光大燈配合LED矩陣，就成為一種高科技范的大燈組合。

奧迪投入了巨大的資金來研發(fā)LED光源在汽車照明中的應用，從最初的LED尾燈，到奧迪獨特的LED示寬燈，再到全LED大燈。大功率LED矩陣模組的發(fā)熱量是驚人的，奧迪為了解決燈內散熱問題，甚至為每只大燈都配置了風扇：當汽車靜止時，啟動風扇來散熱;當汽車以一定速度行駛時，直接通過風道來散熱。LED大燈跟成熟的氙氣燈相比，假如在20米遠的距離達到相同的2000流明照度，LED模組的總發(fā)熱量比氙氣燈更高。加上散熱系統(tǒng)設計，導致LED大燈總成的成本遠超過氙氣大燈總成，并且一旦發(fā)生故障不易快速維修，只能更換總成，后期費用巨大。所以LED更適合用在越野車、工程車的輔助照明，散熱良好，安裝靈活。

汽車是要在各種極端溫度、氣候、海拔等自然環(huán)境中使用的，那么要求我們的車燈也必須能夠在這些環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定工作。像Jeep牧馬人、悍馬這樣的純正越野車一直使用鹵素大燈，即便是涉水泥沙導致大燈故障，簡單快速地更換一顆燈泡就可以了。氙氣大燈，由氙氣燈泡和安定器組成，一旦出現故障，還是很容易快速修復的，并不比更換鹵素燈泡復雜。而要想自己動手排除LED大燈的故障，那是不可想象的。客觀地分析這三種新型汽車照明光源的應用前景，氙氣大燈仍然是主流，隨著消費者對照明需求的不斷提升，氙氣大燈會更加普及并且會在未來二十年持續(xù)發(fā)展。