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LED 램프
LED 램프는 형광등 및 일반 전구에 비해 에너지 효율이 높은 램프이다. 전력소모는 형광등의 1/2 수준으로, 자외선이 방출되지 않아 친환경적이다. 열 발생이 적고, 학습용 스탠드에 많이 쓰인다. 형광등 및 일반전구에 비해 가격은 비싼 편이다.
차량용 LED 램프
자동차에는 용도와 목적에 따라 약 20여종의 램프(조명)가 장착되는데, 최근 전구(광원)로 LED가 주목받고 있다. 긴 수명과 낮은 전력소비, 간단한 구조가 장점인 LED로 자동차 조명이 대체되고 있는 것이다. 과거 백열전구나 할로겐램프에 비해 LED는 가격이 월등히 비싸다는 점이 단점으로 부각됐으나, 최근에는 이들과 대등한 수준으로 가격이 내려갔다는 점도 확산에 기여하고 있다.
자동차 산업의 패러다임이 내연기관에서 전기차로 바뀌고 있다는 점을 고려한다면 에너지 효율이 좋은 LED 장착은 더욱더 필연적이다. 엔진이 돌아가며 전기를 만들어 낼 수 있는 내연기관차와 달리, 전기차는 전기 그 자체가 동력원인 까닭에 전력 효율이 중요하기 때문이다. 전력을 많이 사용하는 램프는 주행거리 등에 영향을 미칠 수 있다는 이야기다. 내연기관차 역시 채택 비율이 늘어나는 전장(電裝)에 따라 전력효율이 중요해져 LED 적용이 늘어나는 추세다. 시장조사업체마다 통계는 다소 다르지만, 업계 추정치를 종합해보면 2021년 전 세계 자동차 LED 채택 비율은 약 35%다. 그러나 3년 뒤인 2024년이면 이 비율이 2배 이상 확대된 72%에 이를 것으로 전망된다.[1]
LED 램프는 발광 모양에 따라 크게 전구형과 바형으로 나뉜다. 전구형 LED 램프는 종전의 전구에 LED 칩을 내장한 것으로 주로 안개등, 상향등, 하향등에 적용된다. 바형 LED 램프는 LED 칩을 일렬로 배열해 막대 모양의 빛을 내는 것으로 주간주행등, 미등에 적용된다.[2]
LED 램프는 발광다이오드(Light Emitting Diode)를 사용하는 헤드램프로 저전력으로 좋은 효율과 긴 수명을 가지며, 빛의 직진성이 좋다. 또한 HID보다 좋은 응답성으로 자동차 헤드램프로써 가장 이상적인 램프로 평가 받고 있다.
반면 광원 밝기의 한계로 여러 개를 엮어서 사용해야 하는데, 이는 많은 열을 발생시킨다. LED 램프는 열에 취약하여 이를 식혀줄 별도의 장치가 필요하다. 이는 곧 가격 상승으로 이어진다.[3]
역사
미래형 자동차의 친환경, 지능형 추세에 따라 LED는 자동차용 친환경 조명 광원으로 새롭게 부상하고 있다. 자동차에 LED가 적용된 것은 1986년 11월, CHMSL (Center High Mount Stop Lamp)에 포탄형 LED였다. 이후 자동차에 LED를 적용하는 것이 일반화되어 주로 제동등, 방향지시등, DRL 및 실내 조명등, 계기판등의 실내·외의 비교적 저출력의 램프에 다양하게 사용되고 있으며 한국의 경우 고급차종의 RCL과 방향지시 등에 LED를 적용하기 시작하여 현재는 준중형의 차량에도 LED를 광원으로 적용하고 있다. 그러나, 자동차용 LED 헤드램프의 적용은 2000년대에 들어 컨셉카를 위주로 소개되기 시작하여 양산 차종의 경우에는 Toyota에서 발표된 하이브리 드카 'Lexus LS600h'에 LED 하향등이 세계 최초로 장착되었으며, 이후 발표된 'Audi R8 V10'은 상/하향등 모두 LED를 적용하여 출시되었다. 한국에서는 현대의 신 형 에쿠스 리무진 에 최초로 일부 적용되어 출시되었으며 타 완성차 업체의 경우에도 2009년을 기점으로 다양한 컨셉트에 LED 헤드램프를 적용한 자동차를 선보이고 있다. 현대자동차의 제네시스 모델과 기아자동차의 K9 모델에 LED헤드램프를 적용하였으며 특히, K9 모델의 경우에는 AFLS (Adaptive Front Lighting System) 기술을 접목한 헤드램프 제품을 출시했다.[4]
LED 헤드램프 장점
차량용 LED 중 차세대 전장 사업으로 가장 주목을 받는 건 헤드램프다. 헤드램프는 자동차의 기능과 디자인적 측면에서 핵심적인 전장 요소다. 그렇다면 LED 헤드램프는 기존 할로겐램프나 HID 램프에 비해 어떤 장점이 있을까.
먼저 가장 기본적인 LED의 장점인 장수명, 저소비전력, 그리고 색순도를 들 수 있다. 할로겐의 경우 청색에 비해 적색 파장의 광량이 많아 전반적으로 황색계열의 색깔을 보이며 HID의 경우 할로겐에 비해서는 좀 더 흰색에 가까운 모습을 보인다. LED는 파장의 순도가 높아 HID보다 더 흰색으로 보인다. 그만큼 밝아 보이는 것이다.
두 번째로 광원의 크기가 훨씬 작아서 헤드램프 유닛 자체의 크기가 작다는 것이다. 모듈 깊이 기준으로 HID 대비 절반 가까이 줄어든다. 그만큼 공간자체를 적게 차지하게 된다. 다만 4Chip을 적용한 LED 광원도 할로겐 광원의 광량보다 낮아, 이러한 광량부족을 보완하기 위해 복수의 유닛을 적용하고 있다. 그리고, 이는 디자인적으로 활용되기도 한다.
마지막으로 AFLS에 적용 가능하다는 장점이 있다. AFLS는 일반적으로 지능형 헤드램프를 의미한다. 이미 한국에서도 선보인 바 있는 이 기능은 크게 Auto leveling과 Swiveling으로 나누어진다. Auto leveling은 자동높이 조절 기능으로 차량의 뒤쪽에 무게가 실리게 되면 헤드램프가 들리게 되는데 이를 낮추어주고, 제동 시에는 높여주는 등 특수한 상황에서도 헤드램프의 조사방향을 일정하게 유지해주는 기능이다. Swiveling은 핸들의 회전에 따라 헤드램프가 좌우로 선회되는 기능이다. 즉, 운전자가 진행하고자 하는 방향에 헤드램프의 방향을 자동적으로 맞추어주는 기능으로 CF에서도 보았 듯 어두운 산길의 곡선도로와 같은 곳에서 매우 유용한 기능이다. 이상이 일반적으로 Semi-AFLS로 불리는 기능이며, 이보다 발전된 Full-AFLS는 상기 기능에 더하여 더욱 지능화된 기능을 제공한다. 이는 주행상황별로 최적화된 배광패턴을 제공하는 것으로써, 고속도로/일반국도/악천후/교차로 등과 같은 다양한 상황에서 가변배광을 적용하여 시인성을 향상시키고 사각지대를 줄일 수 있어 안전성을 높일 수 있다. 이러한 Full-AFLS 기능을 구현하기 위한 최적의 광원이 바로 LED다. 기존의 헤드램프에 유닛을 움직일 수 있는 구동모터가 들어가고, 회전공간 확보가 필요하기 때문에 크기가 작고 가벼운 LED 유닛이 선호되는 것이다. 그리고 배광패턴이 서로 다른 복수의 유닛을 상황에 따라 조합하여 최적의 배광패턴을 만들어 낼 수 있다. 이러한 장점으로 인해 현재 양산/개발 중인 LED헤드램프는 대부분 AFLS 기반으로 적용되고 있다.[4]
LED 램프 단점
최근 출시되는 신차에는 LED 헤드라이트와 LED 안개등이 주로 장착되고 있다. LED 램프는 할로겐 램프와 달리 발생 열량이 적고 조사거리가 넓은데다 눈이 부시지 않기 때문이다. 얼마 전까지만 해도 RV의 안개등은 대부분 할로겐 램프가 장착됐지만 소비전력이 낮다는 이유로 최신 모델에서는 안개등도 LED로 바뀌고 있는 추세다. 하지만 LED램프도 약점이 있다. 눈보라가 몰아칠 때는 안개등이 얼어붙거나 헤드램프에서 눈이 떨어지지 않아 운전에 취약한 모습을 드러낸다. 반대로 할로겐 램프는 발열량이 많아 눈이 많은 곳에서는 LED램프보다 훨씬 유리하다. 하지만 효율성이 높다는 것은 전기에너지를 열로 버리는 양이 적다는 것을 의미한다. 즉, 자체적으로 열이 거의 발생하지 않는다는 것이다. 실제로는 LED 램프는 자체적으로 열을 식히지 않으면 10만km 이상 내구성 확보가 어렵기 때문에 열을 제어하는 매니지먼트시스템이 적용돼 있다. 때문에 표면에 방출되는 열은 할로겐 밸브보다 훨씬 적어 헤드라이트를 따뜻하게 할 정도의 열량은 발생하지 않는다. 이 때문에 겨울철 헤드라이트에 쌓인 눈이 녹지 않고 라이트를 덮어서 얼어 버리는 상황이 발생하게 되는 것이다. 반면에 할로겐 램프나 안개등은 표면 온도가 높기 때문에 빙점하에서도 눈이 거의 쌓이지 않는다.
헤드라이트 빛이 눈에 의해 차단되면 야간에 시야를 확보할 수 없어 앞이 잘 보이지 않을 뿐만 아니라 상대 차량도 앞에 오는 차량을 인식하기 어려워 위험성이 매우 높다. 차량 뿐만 아니라 교통 신호등도 LED로 바뀌면서 신호등에 눈이 쌓여 보이지 않는 경우가 발생되고 있다. 현재로서는 헤드램프 등에 쌓이는 눈을 스스로 녹일 방법은 없다. 때문에 에프트마켓에서는 별도의 히팅 장치를 판매하는 경우도 있다. 때문에 눈이 많은 지역에서는 LED 대신 할로겐 램프를 선택하는 게 현명하다는 지적도 나온다.[5]
동영상
각주
- ↑ 박진우 기자, 〈요즘 차에서 빛나는 건 LED…2023년 42조 성장 시장에 ‘눈독’〉, 《조선비즈》, 2021-03-28
- ↑ 카카오톡 제보, 〈차세대 광원램프, 자동차의 스타일을 결정짓는다〉, 《연합뉴스》, 2018-05-30
- ↑ 댕우의 꿀단지, 〈자동차 헤드램프의 종류를 알아보자 - 할로겐 / 프로젝션 / HID / LED + 레이저 헤드램프〉, 《티스토리》, 2020-12-09
- ↑ 4.0 4.1 박종원 선임연구원, 〈LED의 자동차 적용 현황 및 헤드램프용 패키지 개발 동향〉, 《한국과학기술정보연구원》, 2012-08
- ↑ 이상원 기자, 〈‘만능 LED 램프, 눈에는 취약’. 적설량 많은 곳 할로겐 램프가 나을 수도〉, 《엠투데이》, 2022-03-01
참고자료
- 〈LED 램프〉, 《쇼핑용어사전》
- 카카오톡 제보, 〈차세대 광원램프, 자동차의 스타일을 결정짓는다〉, 《연합뉴스》, 2018-05-30
- 박진우 기자, 〈요즘 차에서 빛나는 건 LED…2023년 42조 성장 시장에 ‘눈독’〉, 《조선비즈》, 2021-03-28
- 댕우의 꿀단지, 〈자동차 헤드램프의 종류를 알아보자 - 할로겐 / 프로젝션 / HID / LED + 레이저 헤드램프〉, 《티스토리》, 2020-12-09
- 박종원 선임연구원, 〈LED의 자동차 적용 현황 및 헤드램프용 패키지 개발 동향〉, 《한국과학기술정보연구원》, 2012-08
- 이상원 기자, 〈‘만능 LED 램프, 눈에는 취약’. 적설량 많은 곳 할로겐 램프가 나을 수도〉, 《엠투데이》, 2022-03-01
같이 보기
