Blaulicht-Tempo: LEDs im Auto kommen voran

Fritz LorekFritz Lorek ist Automobil-Journalist und schreibt für Fachmagazine, Pressedienste sowie im autolichtblog.de, powered by Osram“. Viele seiner Veröffentlichungen beschäftigen sich mit Fahrzeuglicht im praktischen Einsatz. Seine Tests von Scheinwerferlampen fanden große Resonanz, auch beim Kraftfahrtbundesamt. Dies ist sein zweiter Gastbeitrag in diesem Blog, in dem es um den rasant wachsenden Einsatz von LEDs im Kfz-Bereich geht. In den letzten Monaten hat sich hier eine Menge getan.

Mercedes-Benz E-Klasse (W 212), 2013
Die neue E-Klasse von Mercedes gibt es nur noch mit LED-Abblendlicht. Als Sonderaustattung ist ein Scheinwerfer erhältlich, bei dem Fernlicht und adaptive Lichtverteilungen ebenfalls durch Halbleiter erzeugt werden. (Foto: Daimler-PR)

LEDs in Scheinwerfern sind das Autolicht 6.0 – nach Kerzen, Gaslicht, Standardglühlampen, Halogen und Xenon. Vor allem Technik-affine Menschen sind davon begeistert. Die Ungeduld ist groß: Wann wird es LED-Scheinwerfer für das Modell xyz geben? Wann wird es endlich billiger? Oder auch: Warum ist meines nicht blauer? – das sind häufige Fragen aus der Szene, die beispielsweise bei autolichtblog.de eintreffen.

Von den drei Technologien des Autolichts – Halogen, Xenon und Halbleiter – hat die LED-Technik das größte Entwicklungspotenzial. Eine einzelne LED mit dem Lichtstrom auch nur einer Halogenlampe ist noch in weiter Ferne. Und gerade erst kommen die ersten Scheinwerfer auf die Straße, deren LED-Licht mit Xenon konkurrieren kann.

Gegenüber dieser immer noch lichttechnisch führenden Beleuchtung bieten Leuchtdioden aber einige Vorteile. Xenonlampen leiden unter häufigem Einschalten, während LEDs dies kalt lässt. Gasentladungslampen benötigen ein paar zehntausend Volt zum Zünden und 60 bis 90 Volt Betriebsspannung. Die Versorgung der Leuchtdioden muss eher unterhalb der Bordspannung gehalten werden. Und natürlich ist die tendenziell lange Lebensdauer der Halbleiterlichter ein Vorteil. Sie dürfte in der Regel über der des Autos liegen.

Vario-Module mit LEDs statt Xenon

Von der Kombination Xenon-Leistung und LED-Vorteile profitieren bisher nahezu ausschließlich Oberklassefahrzeuge wie E- und S-Klasse von Daimler. Und getrieben ist die Entwicklung immer noch überwiegend vom Wunsch nach einem ausgefallenen Design und einer ungewöhnlichen – sprich: möglichst blauen – Lichtfarbe.

Insofern ist es spannend, dass in den leistungsfähigsten Scheinwerfern Vario-Module in Projektionstechnik Dienst tun, beispielsweise in der Mercedes E-Klasse. Diese Technik ist bis auf die Lichtquelle identisch mit der in Xenonscheinwerfern und wirkt auf den Betrachter des Scheinwerfers auch sehr ähnlich. Designer bevorzugen bislang die Matrix-Technik, bei der die unterschiedlichen Lichtverteilungen aus einzelnen Leuchtdioden kommen. Die bekanntesten Beispiele bietet Audi.

Eine leichte Trendwende ist aber erkennbar. Einzelne („diskrete“) Leuchtdioden sollten bislang oft signalisieren: Ich habe LED. Mit zunehmender Präsenz auf der Straße tritt diese Botschaft etwas in den Hintergrund. Nun dürfen es beim Tagfahrlicht auch mal wieder homogen leuchtende Flächen sein oder Lichtleiter.
Osram Ostar Headlamp
Basis für die Entwicklung neuer adaptiver LED-Scheinwerfer sind beispielsweise die heute schon eingesetzten Multichip-Module wie diese Osram „Ostar Headlamp Pro“. (Fotos: Osram-PR)

18 Watt LED-Power statt 55-Watt-Halogen

Ob sich im Scheinwerfer auf Dauer Matrix-Anordnungen oder Vario-Module durchsetzen werden, bleibt spannend. Matrix hat den Vorteil, dass keine Mechanik für die Umschaltung der Lichtverteilungen oder das Abblenden nötig ist. Vario-Projektionsmodule bieten auf der anderen Seite das derzeit beste Licht aus LED-Quellen.

Die Leistung ist jedoch nur in der Oberklasse ein beherrschendes Thema, wo LED mit Xenon konkurrieren muss. Sehr sinnvoll wäre aber auch der Einsatz der neuesten Lichttechnik als Ersatz für Halogenlampen. Es gibt bereits serienreife Systeme, die aus nur 18 Watt ein Licht herausholen, das sich mit vielen H7-Scheinwerfern messen kann – mit den schwächeren H4-Fern-/Abblendlichtlampen sowieso. Damit würden sie endlich auch Energie sparen. Halogenlampen brauchen nämlich rund 55 Watt.

In der Oberklasse sparen LEDs nichts

Die LED-Hochleistungssysteme der Oberklasse sind übrigens keine Energiesparer. Sie benötigen rund doppelt so viel wie Xenon mit seinen 25 bis 35 Watt. Schuld daran ist die aufwendige aktive Kühlung der Leuchtdioden mit Lüftern, auf die bei den 18-Watt-Lösungen verzichtet werden kann. Solche Scheinwerfer kosten bis zu zehn Mal mehr als solche in Halogentechnik und sind damit noch teurer als Xenon.

Nun gibt es durchaus Autokäufer, die einen saftigen Aufpreis allein für das blaue Licht zu zahlen bereit sind. Doch den Masseneinsatz fördern könnte eher ein anderer Aspekt: Für neue Technologien kann der Autohersteller einen Rabatt bei der Berechnung des CO2-Ausstoßes bekommen. Angesichts von Strafzahlungen bei Überschreitung von Grenzwerten ist das für die Firmen interessant. Hier hat Audi vor kurzem Pionierarbeit geleistet und die Anerkennung der LED-Scheinwerfer des A6 als verbrauchsmindernde Technik erreicht. Es bleibt abzuwarten, wann und ob die ersten aufpreisfreien LED-Scheinwerfer in der Kompakt- oder Mittelklasse kommen werden.

OSRAM_Oslon Compact_neu
Stilisierte Darstellung eines im Herbst 2012 vorgestellten Prototyps der Osram “Oslon Compact”, zu diesem Zeitpunkt die weltweit kleinste Hochleistungs-LED für den „Automotive“-Markt. Das Gehäuse der LED ist mit nur 1,5 x 1,9 mm² kaum größer als die eigentliche Leuchtfläche des Chips.

Genormte LED-Lampen bei der Erstausrüstung

Sicher ist dagegen der zukünftige Einsatz austauschbarer, genormter LED-Lichtquellen bei der Erstausrüstung. Hier sind bereits ECE-Regelungen in Vorbereitung. LED-Licht dürfte damit billiger werden und das gilt auch, falls doch mal der Austausch einer defekten Lampe fällig wird.

Bei LEDs im Scheinwerfer ist also vieles in Fluss. Zweifellos werden wir in den kommenden Jahren mehr Halbleiterlicht auf der Straße sehen. Ob es immer so blau bleiben wird, ist eine andere Frage. Lichttechnisch und für gutes Sehen sind die bei Vorständen von Autofirmen und manchen Verbrauchern derzeit so beliebten hohen Farbtemperaturen nicht notwendig.

Die herkömmlichen Lichtquellen Halogen und Xenon werden zwar Marktanteile an LED verlieren, doch den Autos noch eine lange Zeit erhalten bleiben. Experten sehen auch nach 2020 noch einen gehörigen Marktanteil für Halogen. Umgekehrt dürfte ab 2018 praktisch jedes Fahrzeugmodell auch in einer LED-Variante erhältlich sein.

Mehr zum Thema:

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8 Gedanken zu „Blaulicht-Tempo: LEDs im Auto kommen voran

  1. Vielen Dank für diesen sehr schönen Beitrag.
    Dadurch angespornt, habe ich mal gesucht , ob es bereits ein Fahrzeug ganz ohne Glühbirnen gibt. Das scheint jetzt wohl mit der neuen S-Klasse der Fall zu sein, siehe Das Licht: Das erste Auto ganz ohne Glühlampe .
    Vielen Dank auch für die klare und ernüchternde Aussage, daß LED-Hauptscheinwerfer derzeit noch ineffzienter sind als Xenon-Scheinwerfer. Das mag auch daran liegen, daß bei den Xenon Scheinwerfern kein extra Leuchtmittel für das Fernlicht benötigt wird, sondern lediglich der gesamte Strahlengang freigegeben wird.
    Daß es unter diesen Randbedingungen Audi allerdings schafft, die LED-Technik als CO2-mindernd zu verkaufen ist in meinen Augen wieder einmal mehr ein Marketing-Husarenstreich denn eine Pionierleistung.

  2. Bei diesem Artikel kam mir auch gleich die S Klasse in den Sinn, die ja vor kurzem bei ihrer Vorstellung mit Voll-LED beworben wurde.
    Hier auch noch mal ein Artikel dazu, in dem man auch das Innenleben mal ganz schön sieht (aktive Kühlung allerdings nicht zu sehen).

    Die Energieersparnis war mir auch hängen geblieben. Wahrscheinlich bezieht sich das auf die Einsparnis durch alle verbauten LEDs, oder? Fernlicht braucht noch diese verschwenderische System und der Rest (inklusive Abblendlicht) spart dafür, kann das sein? Oder kommt auch beim Fernlicht hier noch nicht erwähnte Technik ins Spiel?

    In jedem Fall interessant ist auch dieser Adaptive Fernlicht-Assistent PLUS, der damit anscheinend ermöglicht wird und wirklich gezielt Gegenverkehr oder vor einem fahrende Autos ausspart.

    @Jürgen: Das kann im Artikel vielleicht auch falsch rüberkommen. Wenn man bei der S-Klasse auch insgesamt spart und Audi alles bis auf das Fernlicht (analog zur E-Klasse) auf LED umrüstet, kann man damit wohl wirklich sparen. Allerdings ist das natürlich trotzdem ein Witz, für solchen Kleinkram Gutschriften zu bekommen. Wobei natürlich zu beachten ist, dass im NEFZ keine Fahrt mit Licht berücksichtigt wird und somit Einsparungen an dieser Steller nicht in die Rechnung mit einfließen.
    Mit welchen Einsparungen ist denn überhaupt abseits des Fernlichtes realistisch zu rechnen?

    • @Jürgen + Julian zum Thema Energieeinsparung:
      Insgesamt lässt sich über das Autolicht keine nennenswerte oder gar an der Zapfsäule spürbare Energieeinsparung erzielen. Das Beispiel des Abblendlichts aus 18 Watt zeigt immerhin einen rechnerischen Rückgang der Leitungsaufnahme gegenüber 55 Watt. Bei den Oberklasselösungen liegen die Werte von LED-Scheinwerfern irgendwo zwischen 60 und 120 Watt – und damit in oder über Halogenniveau. Doch wie sollen diese Größenordnungen einen Einfluss haben? Selbst unter optimalen Bedingungen benötigt ein Auto aus der Golfklasse fünf Kilowatt, um in der Ebene mit Tempo 50 dahinzugleiten. Und wo gibt es noch Motoren unter 50 Kilowatt? Die paar zehn Watt des Autolichts liegen also an oder unter der Nachweisgrenze. Das Licht wird gern als großer Stromverbraucher im Auto gesehen. In Wirklichkeit sind es das Heizungsgebläse – bis zu 400 Watt – und die heizbare Heckscheibe, die selbst bei Kleinwagen mehr zieht, als das Licht es könnte.

      • Vielen Dank für die klare Aussage. Umso verwunderlicher ist Audis Marketingerfolg, beim A6 die Beleuchtung als Sparbeitrag auszuweisen.

  3. Zum Thema blaues Licht: Laut Gesetz müssen die Frontscheinwerfer und (sofern vorhanden) Positionslichter weiß sein; doch in der StVZO konnte ich keine näheren Angaben zum zulässigen Weißbereich finden. Auf „Gutefrage.net“ meinte jemand, 2700-6500 K seien zulässig, doch ohne Quellenangabe ist so eine Aussage wertlos. Gibt es überhaupt schon klare Regelungen hierzu, oder müssen die erst im Zuge der „LEDisierung“ formuliert werden? Und wie sieht es diesbezüglich bei Fahrradbeleuchtung aus?

    Ein wichtiger Aspekt dürfte auch der Blendeffekt beim Gegenverkehr sein: Blauweiße Scheinwerfer reizen die Stäbchen nunmal mehr als gelblichweiße, so dass das Nachtsehen länger gestört ist (diese Diskussion gab es bei den Xenons schon mal, aber die kommen meines Wissens kaum über 5000 K, während LEDs nahezu beliebig hohe Farbtemperaturen schaffen). So schick bläuliches Licht auch sein mag, im Straßenverkehr hat die Sicherheit nunmal Vorfahrt.

  4. @Ingo: Soweit ich weiß, dürfen nach vorne gerichtete Lichter nicht rot und nicht gelb sein. Echtes Blau scheint eine Gesetzeslücke zu sein. Es gibt viele LKW-Fahrer, die Teile Ihrer Fahrerkabine mit Blau beleuchten und meinen, dann länger wach zu bleiben. Dieses Blau sieht auch der Gegenverkehr und es scheint nicht verboten zu sein.

    Bei der Farbbegutachtung gibt es wohl auch einen Ermessenspielraum. Das LTI in Karlsruhe weiß dazu sicher mehr, die prüfen so etwas.

    @Julian: Keine Ahnung, wie diese Einsparungen gerechnet werden. Vielleicht im Vergleich zu Glühlicht? Beim Hauptscheinwerfer kann man vielleicht so argumentieren, weil es bei vielen Einstiegsfahrzeugen noch Halogenlicht serienmäßig gibt.

    Interessant finde ich jedenfalls die Aussage daß selbst heute noch eine Gasentladungslampe wie ein Bi-Xenon Scheinwerfer effizienter sein kann wie eine LED-Beleuchtung. Wobei sich das wohl ändern wird. Die LED-Beleuchtung steht eigentlich noch am Anfang ihrer Entwicklung.

    Insofern machen diese Gutschriften wieder Sinn, weil sie die Technologie durch Stückzahl voranbringen und den Gesetzgeber nichts kosten.

    • @Ingo + Jürgen zum Thema blaues Licht/ Farbe:
      Man muss es klar sagen: LED-Licht muss aus technischer Sicht nicht blau sein. Im Gegenteil ist es ein großer Vorteil der Technik, dass die Farbtemperatur in einem weiten Bereich eingestellt werden kann. Bläulich ist aber im Auto beliebt – im Gegensatz zur Wohnraumbeleuchtung, wo das kalte Licht von Energiesparlampen gern beklagt wird. Nun gilt das Licht aus allen zugelassenen LED-Scheinwerfern als weiß. Es gibt da den Begriff „ECE-Weiß“. ECE steht für die Economic Commission for Europe, die seit langem die international verbindlichen Vorschriften erstellt. Die deutsche StVZO ist auf diesem Gebiet praktisch Makulatur. Die ECE – eine UN-Organisation – hat zwar vor ein paar Jahren den Bereich genauer definiert, in dem das Licht als weiß gilt; die derzeit gern angewandten Wellenlängen (und damit Farbtemperaturen) liegen noch innerhalb. Das Auge empfindet übrigens schon eine um 200 Kelvin höhere Farbtemperatur als rund 30 Prozent heller. Deswegen stört bläuliches Licht manche Menschen auch mehr. Für das Auge sind schon Farbtemperaturen um die 4000 Kelvin optimal. Mehr ist nur noch eine Reverenz an das Design.

      • Vielen Dank für die Klarstellung und den Hinweis auf ECE.

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