Tech Talk | 车灯的作用只是照明吗?

Tech Talk | 车灯的作用只是照明吗?

(小赵肖恩) 2022年02月17日

车灯作为车辆家族式设计语言的重要组成,是整车造型的点睛之笔。许多高端品牌的车型在深夜仅凭点亮的车灯,就能让路人快速识别其品牌甚至具体型号。随着技术的发展,照明已不再是车灯的唯一功能。不同车灯为什么遵循相同的配色?日间行车灯仅是用于装饰吗?主流车型为何多采用LED技术方案?

本期的Tech Talk,我们邀请到了蔚来车灯产品工程师W.谢,和大家分享车灯的小知识,以及ET7的车灯怎样将造型与功能相融合,营造精致、纯粹的未来感。


关键词:车灯设计与技术

全文字数:2,500+

阅读用时:约7-11分钟

硬核指数:⭐⭐

为什么车灯不能五颜六色?

车灯被称为汽车的“眼睛”,各种造型/功能的灯组分布于车身四周,不仅负责美观,更重要的是确保行车安全。车灯按主要功能可分为三类,分别是:照亮道路和物体的照明灯,如前照灯(远光灯&近光灯)、前雾灯、牌照灯、倒车灯;传递车辆动态信息的信号灯,如转向灯、呼吸灯、充电灯;提高车辆可见度的警示灯,如刹车灯、日间行车灯、车尾位置灯、后雾灯等。

虽然造型、功能各异,但各国法规对车灯颜色有明确限定,常用灯以红、黄、白为主。其中,红光在人眼可识别的光谱中波长最长、传播最远。被用于传递行驶中最重要的信息——制动&标示车尾位置(公路交通事故中,追尾占比约70%)。红色还属于典型的膨胀色与前进色,能营造更大、更近的视觉效果。

黄光的传播距离仅次于红光、视觉相对柔和,被用于差异化传递重要性次一级的信息,如转向灯。最后,用于照明/日间常亮的车灯以白色为主(颜色更接近日光),符合人眼的日常使用环境,将灯光对驾驶员的干扰降至最低。

细心的用户此时会发现,沿上图光谱的可见光从右向左依次是红、黄、绿,与现代交通信号灯的灯色一致,这同样是基于传播效率(波长)的选择。

LED车灯因何成为主流?

从最初仅用于照明,到集照明、指示、警示、装饰于一身,卤素/氙气/LED/激光等车灯技术的发展让车灯的性能更强、功能更丰富、造型更美观。

汽车被发明之初的19世纪末,很多配套功能借鉴马车,车灯同样采用了马车的燃料照明方案(煤油/乙炔)。1898年,在美国首届汽车展览会上,首台装配电灯的汽车亮相。而由于当时的燃油车还没有蓄电池,这组车灯被搭载于一台纯电车型。1913年,能够适应汽车颠簸以及更长照明时间的螺旋钨丝白炽灯应用于汽车,正式开启了车灯的电气时代。

燃料车灯/第一台装备电灯的汽车(电动车)

20世纪50年代,使用“卤钨循环”的卤素车灯被发明并沿用至今,它能有效克服传统白炽灯中钨丝受热蒸发导致的灯罩变黑。

1991年,利用惰性气体高压通电发光的氙气车灯问世,亮度和使用寿命分别达到传统卤素灯泡的5倍和10倍,能耗降低近50%。

2008年,首款搭载LED前照灯的车型上市,亮度和寿命分别达到传统卤素车灯的约8倍和160倍,灯泡的体积与能耗仅不足其1/10,且生产成本较为合理。

2014年,激光大灯首次应用于量产车型,虽然亮度、距离等性能有了进一步优化。但是由于应用范围(主要适用于远光和后雾灯照明且对温度敏感)和成本的制约,并未大规模应用在主流量产车上。

当前汽车市场,LED是行业主流车灯方案。一方面,它的亮度、寿命、能耗、响应速度已经达到了理想的使用区间,能覆盖一辆汽车10年以上的使用周期;更重要的是,LED车灯光单元的体积相比此前有了明显优化,一颗传统灯泡的空间里可以布置数颗LED灯珠,可以在满足光照的前提下实现更多复杂的“光线”设计。此外,LED成本相对合理,满足大规模使用。

LED车灯的出现还让一个新的功能在量产车上快速普及,这就是日间行车灯。由于高纬度地区距离太阳直射点较远,日照强度弱。北欧国家在上世纪80年代最先将“白天开车需打开车灯”写入规定,其他地区采用后也效降低了事故发生率与致死率(据欧美委员会调查,在北美地区开始推行日间行车灯的早期,车辆事故率下降了12.4%,而车祸致死率下降了26.4%)。

在LED车灯面世后,其能耗低、寿命长的特点正适用于专属日间行车灯的技术需求。随着LED日行灯技术成熟,2011年欧盟将其列为新车必装配置。我国虽然尚未将其纳入法规,但受益于全球化市场带动,许多品牌已开始配置这项功能。

分体式车灯只是为了颜值吗?

作为车身在白天唯一的常亮光源,日间行车灯成为车辆设计师们的“新大陆”——造型精致的日间行车灯逐渐成为车头乃至整车设计语言的“主角”,分体式车灯设计借此成为新的设计风潮。2017年发布的蔚来首款量产车ES8采用分体车灯设计——以X-Bar为核心,将日间行车灯与转向灯总成、远近光一体式前照灯、前雾灯进行了分体式布置。

从功能看,分体式设计能让各车灯在更好的位置发挥效果——用于照明的前大灯与雾灯可以在国家法规范围内布置在稍低的位置,减少照明灯对前方车辆驾驶员的干扰用于警示车辆位置与传递车辆动态的日间行车灯与转向灯总成布置在尽量高的位置(车尾则采用高位刹车灯),提升转向灯与日间行车灯的示意效果。

从造型看,分体设计能让主光源(前照灯)从车头的视觉中心剥离出来,由造型更丰富的日间行车灯补位,以实现更丰富的设计风格。例如,以更锐利的车灯能营造更强的未来感,衬托新能源车的科技属性。同时,分层车灯布置也能让车头更具层次感,带来更精致、纯粹的视觉体验。这些设计元素在ET7上做了进一步升级。

如何为ET7打造好看、好用的车灯?

蔚来的产品设计坚持纯粹、有温度、未来感、精致这四个原则。对蔚来首款轿车ET7而言,兼顾灯光的高性能、造型的精致与纯粹、灯组格调与整车相融,是一个不小的难题。

ET7沿用了极具品牌辨识度与冲击力的Double-Dash日间行车灯设计,支持唤醒(Wake Up)、休眠(Sleep)、补能(Charging)三种“灯语”动画。单灯布置LED灯珠20颗,每2颗灯珠配备1个独立开关以实现细腻的动态效果。日间行车灯亮起时的“光带”融于X-Bar造型,让车头线条更加纯粹、精致;转向灯则隐藏于日行灯下,只在点亮时才会浮现。

标志性的LED远近光一体式头灯熄灭时融于前保险杠造型,点亮后配合前脸延伸处采用的“Shark Nose”造型,凸显出柔中带刚的力量感。同时,ET7的远近光一体式头灯的技术标准按照“C-NCAP整车灯光性能试验”最高标准打造,在照射距离、照射范围、远近灯自适应切换、对向驾驶员眩光等科目中都有领先同级的表现。

转到车尾,立体通透的贯穿式心跳尾灯采用了立体造型设计,配合三种“灯语”可呈现舒展、收缩、呼吸三种效果,尾灯组集成的约180颗独立LED灯珠,每颗同样配备独立开关,动态效果细腻。搭配溜背及“鸭尾”造型,赋予了整车造型极强的未来感。在夜间,贯穿式尾灯不仅有更强的辨识度,还能更好展现车身大致宽度,便于他人观察。

将如此多的LED灯珠布置在狭长的空间内,需要更好的耐热与散热方案。ET7尾灯组可以在80℃的极限高温环境中运行,组件内的各个关键部件都低于灯组设计的极限温度,能在整个生命周期中守护用户的行车安全。

ET7是蔚来家族化设计语言在轿车车型上的首次应用,车灯的造型、技术、灯语功能在“设计驱动”理念下都进行了传承与创新,为整车设计与性能目标的达成起到了“画龙点睛”的效果。目前ET7的展车已经陆续到店,3月5日开启试驾,欢迎大家到店体验“未来旗舰”!


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