Thế giới ô tô đã áp dụng đèn pha halogen làm tiêu chuẩn vào khoảng giữa những năm 1960, đánh dấu một bước tiến thực sự so với những chiếc đèn sợi đốt lỗi thời trước đó. Mấu chốt nằm ở việc đặt sợi đốt vonfram bên trong khí halogen, nhờ đó có thể tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn khoảng một nửa cho mỗi oát tiêu thụ. Ngoài ra, chúng hoạt động tốt với hệ thống điện 12 vôn tiêu chuẩn của xe hơi và cũng không quá đắt đỏ. Tuy nhiên, loại đèn này cũng tồn tại nhược điểm. Hầu hết các bóng halogen chỉ kéo dài khoảng 500 giờ sử dụng thì hỏng, đồng thời lãng phí phần lớn năng lượng dưới dạng nhiệt, với khoảng chín phần mười năng lượng bị thất thoát thay vì chiếu sáng mặt đường phía trước. Những hạn chế này về cơ bản đã mở đường cho sự xuất hiện của nhiều công nghệ chiếu sáng mới hơn sau này.
Những cải tiến về chất bán dẫn trong suốt những năm 90 thực sự mở ra cơ hội cho đèn LED trên xe hơi, bắt đầu từ những đèn chạy ban ngày nhỏ. Bước tiến lớn diễn ra khoảng năm 2004 sau khi một số kỹ sư tài năng tìm ra cách giải quyết vấn đề tản nhiệt vốn trước đó cản trở việc ứng dụng đèn pha LED toàn phần. Sự khác biệt so với bóng halogen truyền thống là rất rõ rệt. Các hệ thống đèn LED mới này tiêu thụ ít hơn khoảng bốn phần năm lượng điện năng và có tuổi thọ dài hơn nhiều — có thể vượt quá 15.000 giờ, tương đương khoảng 17 năm nếu một người lái xe vào ban đêm mỗi ngày. Hơn nữa, kích thước nhỏ gọn của chúng cho phép các nhà thiết kế ô tô tạo ra những cụm đèn pha trông hiện đại và tinh tế hơn mà không làm giảm hiệu năng, điều này phù hợp hoàn hảo với thẩm mỹ ô tô hiện đại ngày nay.
Mọi thứ thực sự bắt đầu thay đổi vào khoảng năm 2008 khi Liên minh Châu Âu yêu cầu các đèn chạy ban ngày tiết kiệm năng lượng trên tất cả xe ô tô mới. Đến năm 2015, chúng ta chứng kiến đèn LED xuất hiện ở khoảng một phần ba số phương tiện mới trên toàn thế giới. Các nhà sản xuất ô tô cũng trở nên sáng tạo hơn trong thiết kế hệ thống chiếu sáng, sử dụng các kiểu ánh sáng độc đáo để nổi bật so với đối thủ cạnh tranh. Nhưng bước ngoặt thực sự xảy ra vào năm 2018. Chi phí sản xuất đèn LED cuối cùng đã giảm xuống dưới mức chi phí sản xuất hệ thống halogen truyền thống. Sự giảm giá này khiến hầu hết các hãng xe ngừng sử dụng công nghệ cũ trong các mẫu xe tầm trung và giá rẻ gần như ngay lập tức.
Sự thật là đèn pha LED tiêu thụ ít hơn khoảng 75 phần trăm điện năng so với những bóng halogen cũ, và chúng vẫn phát sáng sáng bằng hoặc thậm chí tốt hơn. Lý do là gì? Đèn halogen về cơ bản lãng phí phần lớn năng lượng dưới dạng nhiệt do sợi đốt bên trong. Tuy nhiên, đèn LED hoạt động khác biệt — chúng chuyển khoảng 95% điện năng trực tiếp thành ánh sáng thực tế nhờ vào chất bán dẫn. Điều này có ý nghĩa gì đối với người lái xe trên đường? Với xe chạy xăng, điều đó có nghĩa là tiết kiệm được khoảng 0,2 lít nhiên liệu mỗi 100 km di chuyển. Chủ sở hữu xe điện còn được lợi nhiều hơn, tăng thêm từ 7 đến 12 dặm quãng đường cho mỗi chu kỳ sạc. Khá ấn tượng khi nghĩ về mức độ ảnh hưởng tích lũy theo thời gian.
Không có sợi đốt dễ vỡ, đèn pha LED có khả năng chống rung động, biến động nhiệt độ và sốc đường xá rất cao. Chúng thường kéo dài 30.000–50.000 giờ , lâu hơn đến 15 lần so với bóng halogen (500–1.000 giờ). Độ bền kéo dài này giúp giảm chi phí bảo trì trong dài hạn, tiết kiệm cho tài xế khoảng 240 đô la Mỹ mỗi xe trong vòng mười năm, dựa trên dữ liệu từ các nhà sản xuất hàng đầu.
Đèn LED hiện đại phát ra từ 3.000 đến 5.000 lumen ánh sáng trắng ở mức khoảng 5500K, tốt hơn nhiều so với những bóng halogen cũ kỹ chỉ đạt khoảng 1.500 lumen và có màu vàng khó chịu. Bước tiến về độ sáng này không chỉ ấn tượng trên lý thuyết. Thực tế, tài xế có thêm khoảng 1,3 giây để nhận diện các tình huống xảy ra hai bên đường khi đang đi tốc độ 60 dặm một giờ. Theo các bài kiểm tra của Euro NCAP, ô tô sử dụng đèn pha LED thường có tỷ lệ tai nạn vào ban đêm thấp hơn 18 phần trăm so với xe vẫn dùng hệ thống chiếu sáng halogen. Điều này hoàn toàn hợp lý, vì khả năng nhìn xa hơn sẽ giúp mọi người có thêm thời gian để phản ứng phù hợp.
Các cụm đèn LED chiếm rất ít không gian nên các nhà thiết kế ô tô có thể sáng tạo thực sự với những hệ thống như Laserlight của BMW hay các cụm đèn chiếu sáng Matrix HD của Audi. Các hãng xe đang bắt đầu tích hợp những chiếc đèn thông minh này ở khắp mọi nơi mà trước đây chúng ta chưa từng nghĩ tới — trên mặt ca-lăng, xung quanh chắn bùn, thậm chí cả trong các chi tiết trang trí. Điều này hoàn toàn không khả thi khi xe hơi còn phụ thuộc vào những bộ phản xạ halogen cồng kềnh chiếm nhiều diện tích quý giá dưới nắp capô. Và bạn biết điều gì không? Theo số liệu mới nhất từ Nghiên Cứu Trải Nghiệm Ô Tô 2024 của J.D. Power, loại đèn linh hoạt này thực sự khiến người tiêu dùng ưa chuộng những mẫu xe này hơn khoảng 23% so với các mẫu xe không có tính năng tương tự.
Audi và Toyota đã đóng một vai trò lớn trong việc phổ biến đèn LED trên ô tô. Vào năm 2004, Audi là hãng đầu tiên trang bị đèn chạy ban ngày LED cho xe sản xuất hàng loạt, cụ thể là mẫu A8 W12. Điều này khá đột phá đối với công nghệ chiếu sáng ô tô thời bấy giờ. Sau đó vào năm 2007, Toyota ra mắt hệ thống đèn pha LED toàn phần trên mẫu LS 600h hybrid, điều hoàn toàn hợp lý khi hình ảnh thương hiệu của họ luôn gắn liền với yếu tố thân thiện môi trường. Xu hướng mà hai hãng này khởi xướng nhanh chóng lan rộng khắp ngành công nghiệp. Khoảng năm 2010, ngay cả các thương hiệu xe sang hàng đầu như BMW và Mercedes cũng đã bắt đầu trang bị đèn LED cho các dòng xe cao cấp của mình, cho thấy công nghệ này trở nên tiêu chuẩn nhanh đến thế nào trong phân khúc xe cao cấp.
Cách mọi người áp dụng đèn pha LED khác biệt khá nhiều tùy theo khu vực sinh sống. Châu Âu rõ ràng dẫn đầu trong lĩnh vực này, với khoảng 62 phần trăm ô tô mới được trang bị đèn LED vào năm 2023. Điều này hoàn toàn hợp lý khi xem xét các quy định an toàn nghiêm ngặt và nỗ lực cải thiện hiệu suất nhiên liệu trên khắp châu lục. Tại Bắc Mỹ, tình hình phát triển chậm hơn, ở mức khoảng 42%. Một phần lý do? Nhiều người vẫn ưa chuộng xe SUV và xe bán tải cỡ lớn, vốn không luôn cần công nghệ chiếu sáng hiện đại. Tuy nhiên, tại châu Á thì tình hình đang trở nên thú vị. Toàn khu vực Thái Bình Dương ghi nhận mức tăng trưởng khoảng 73% từ năm 2020 đến 2023, chủ yếu do Trung Quốc bùng nổ sản xuất xe điện trong giai đoạn đó. Nếu xét theo loại xe, các mẫu xe sang nổi bật rõ rệt. Khoảng 85% xe sang được trang bị tiêu chuẩn đèn LED, trong khi chỉ khoảng một nửa (tức 45%) xe giá rẻ được lắp đặt đèn LED ngay từ nhà máy.
| Loại phương tiện | Tỷ lệ áp dụng LED (2023) | Phụ phí giá so với đèn Halogen |
|---|---|---|
| Sang trọng | 85% | $1,200–$1,800 |
| Tầm trung | 58% | $700–$1,000 |
| Kinh tế | 45% | $300–$500 |
Các nhà sản xuất ô tô thường giới thiệu công nghệ LED trước tiên trên các mẫu xe cao cấp, có giá cao hơn trước khi áp dụng cho các phiên bản thông thường. Ví dụ như Ford, họ bắt đầu trang bị đèn LED trên các xe bán tải F-150 Platinum đời 2015, sau đó dần mở rộng xuống các mẫu XLT vào khoảng năm 2020. Cách tiếp cận tương tự cũng được Hyundai áp dụng khi họ bắt đầu cung cấp đèn pha LED trên mẫu Sonata Hybrid từ năm 2017 và cuối cùng biến chúng thành trang bị tiêu chuẩn trên mọi phiên bản từ năm 2022. Về cơ bản, các hãng xe đang đi trên dây căng, cố gắng cân bằng giữa việc đầu tư vào các tính năng mới và duy trì mức giá hợp lý cho người mua thông thường.
Thị trường chiếu sáng ô tô LED toàn cầu dự kiến sẽ đạt mức 14,24 tỷ USD vào năm 2030 , được thúc đẩy bởi các hệ thống thông minh và tích hợp cảm biến. Các xu hướng nổi bật bao gồm:
Các tiêu chuẩn quy định như Quy định UN 149 đang thúc đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang hệ thống chiếu sáng thích ứng, đảm bảo an toàn đi đôi với tiến bộ công nghệ.
Mọi người lo lắng quá mức về đèn pha LED gây chói mắt, nhưng phần lớn các khiếu nại thực tế đến từ những mẫu đèn thế hệ đầu tiên cũ, khi các nhà sản xuất chưa biết cách điều chỉnh chùm sáng một cách hợp lý. Ngày nay, các đèn pha mới được trang bị nhiều tính năng hiện đại như quang học chính xác, những tấm chắn kim loại nhỏ để giảm độ chói và các thấu kính đặc biệt được thiết kế nhằm tập trung ánh sáng xuống mặt đường thay vì phản xạ lên mắt tài xế. Theo một nghiên cứu gần đây được thực hiện vào năm 2023 về an toàn giao thông, khi được thiết lập đúng cách, đèn LED giảm gần một nửa lượng sử dụng đèn chiếu xa vô ý so với các bóng halogen truyền thống. Vì vậy, mặc dù một số người vẫn cho rằng đèn LED quá sáng, các con số cho thấy chúng thực sự đang giúp cho các tuyến đường an toàn hơn theo thời gian.
Các cơ quan quản lý trên toàn thế giới đang siết chặt các tiêu chuẩn chiếu sáng xe cộ. Liên minh Châu Âu đã bắt đầu yêu cầu ô tô phải trang bị những đèn pha thích ứng hiện đại từ năm 2023. Các hệ thống này hoạt động bằng cách làm mờ một số phần của chùm sáng khi cảm biến phát hiện phương tiện đi ngược chiều vào ban đêm. Tại Bắc Mỹ, Viện An toàn Giao thông Đường bộ cũng đã thực hiện một số thay đổi lớn. Hướng dẫn thử nghiệm đèn pha mới của họ hiện nay yêu cầu đèn cốt phải chiếu sáng diện tích mặt đường nhiều hơn khoảng 15% so với trước đây. Một khảo sát gần đây về thị trường cho thấy khoảng ba trong số bốn xe mới xuất xưởng thực sự đạt được các tiêu chuẩn mới này nhờ công nghệ LED ma trận. Hiện nay chúng ta đang chứng kiến rất nhiều phát triển công nghệ thú vị, đặc biệt là việc sử dụng LiDAR để điều khiển hình dạng chùm sáng của đèn pha. Rõ ràng rằng khi các quy định tiếp tục thay đổi, các nhà sản xuất ô tô buộc phải đưa ra những giải pháp chiếu sáng sáng hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn trong mọi điều kiện đường xá, từ đường phố đô thị đến các tuyến đường nông thôn.
EN