LED-Matrix-Scheinwerfer von Hella - Forvia-Tochter setzt auf adaptive Lichttechnik

LED-Matrix-Scheinwerfer von Hella leuchten in einer Testhalle bei Lippstadt eine mattgraue Motorhaube aus, das Licht läuft wie ein Vorhang über den Betonboden, einzelne Segmente schalten sich sichtbar ab, als eine Ingenieurin mit Laptop, Jana Müller, den Kamerasensor simuliert.

Adaptive LED-Technik aus Lippstadt

Hella positioniert seine LED-Matrix-Scheinwerfer als Kernbaustein moderner Frontbeleuchtung für Mittelklasse- und Premiumfahrzeuge, die Technik stammt aus der Business Group Lighting des Konzerns und wird häufig in Kooperation mit OEMs wie BMW, Audi oder Mercedes-Benz integriert.

Im Zentrum steht ein Matrix-Modul mit bis zu 84 separat ansteuerbaren LED-Pixeln pro Scheinwerfer, deren Lichtverteilung über eine Kombination aus Optiken, Treiber-Elektronik und Fahrzeugsensoren situativ angepasst wird, um den Gegenverkehr auszublenden, ohne das Fernlicht komplett zu deaktivieren.

Wie die Matrix das Fernlicht formt

Im Alltag bedeutet die Matrix-Funktion, dass der Fahrer dauerhaft mit aktiviertem Fernlicht unterwegs sein kann, während die Elektronik bestimmte Segmente des Lichtkegels ausblendet, sobald Kameras im Fahrzeug entgegenkommende oder vorausfahrende Fahrzeuge erkennen und diese Bereiche maskieren.

Hella koppelt die Scheinwerfer dazu an das Bordnetz und das Fahrerassistenzsystem, das Steuergerät erhält Kameradaten, berechnet aus der Position anderer Verkehrsteilnehmer eine Schattenmaske und schaltet binnen Millisekunden einzelne LED-Pixel aus oder dimmt sie, sodass die Lichtverteilung wie ein digitaler Schleier reagiert.

Technische Plattform und Varianten

Die LED-Matrix-Scheinwerfer von Hella sind keine Einheitslösung, sondern eine modulare Plattform, die in unterschiedlichen Ausbaustufen mit mehr oder weniger Pixeln angeboten wird, abhängig von Kostenrahmen, Fahrzeugklasse und Designvorgaben des jeweiligen Automobilherstellers.

Im Einstiegsbereich kommen häufig 16 bis 32 adressierbare Segmente pro Scheinwerfer zum Einsatz, während in höherpreisigen Fahrzeugen eine deutlich feinere Auflösung mit 84 oder mehr Pixeln implementiert wird, um präzisere Lichtkegel und komplexere Funktionen, etwa eine Spurlichtführung, zu ermöglichen.

Ein weiterer technischer Baustein ist das thermische Management, Hella setzt auf integrierte Kühlkörper im Modul und eine effiziente Ansteuerung, um die LED-Temperatur in einem Fenster zu halten, das die Lebensdauer maximiert und Farbverschiebungen des Lichts vermeidet.

Designfreiheit für die Hersteller

Die Scheinwerfer sind integraler Bestandteil des Fahrzeugdesigns, Hella liefert daher nicht nur Standardgehäuse, sondern arbeitet mit den Designteams der OEMs zusammen, um markentypische Lichtsignaturen und Tagfahrlicht-Grafiken auf Basis der Matrixtechnik umzusetzen.

Designerinnen und Designer können dank der kompakten LED-Module schmale, horizontale Lichtleisten oder vertikal strukturierte Flächen planen, die bei Dunkelheit klare Markenmuster erzeugen, während Blinker, Tagfahrlicht und Fernlicht oft in einem gemeinsamen Frontrahmen kombiniert werden.

Für Hella bedeutet das, die Scheinwerferplattform so zu entwickeln, dass optische und funktionale Anforderungen zusammenkommen: Lichtarchitektur, Crash-Anforderungen und Aerodynamik des Fahrzeugs müssen mit der lichttechnischen Performance kompatibel sein.

Software wird zum Differenzierungsmerkmal

Ein wesentlicher Teil der Innovation steckt nicht in den LEDs selbst, sondern im Software-Stack, der die Matrix-Funktion steuert, Hella entwickelt eigene Algorithmen, die entscheiden, wann und wie stark einzelne Segmente abgeschaltet oder in ihrer Helligkeit verändert werden.

Diese Software ist oft spezifisch für jeden Fahrzeughersteller angepasst, weil sich Abstandsregeln, gewünschte Lichtverteilungen und nationale Vorschriften unterscheiden, etwa unterschiedliche Anforderungen an adaptive Fernlichtsysteme in Europa, Nordamerika oder Asien.

Die Aktualisierung der Software erfolgt in modernen Fahrzeugen zunehmend „over the air“, also per Online-Update, wenn der OEM seine Assistenzfunktionen erweitert, können Hella-Systeme dadurch auch nach dem Fahrzeugkauf zusätzliche Lichtfunktionen erhalten, sofern die Hardware dies zulässt.

Energieeffizienz und CO2-Faktor

Im Vergleich zu klassischen Halogen-Fernlichtern und vielen älteren Xenon-Systemen bieten LED-Matrix-Scheinwerfer eine deutlich höhere Lichtausbeute pro Watt, was sich direkt in einem geringeren Energiebedarf und damit einem leicht reduzierten CO2-Ausstoß bei Verbrennerfahrzeugen niederschlägt.

Bei Elektrofahrzeugen spielt die Effizienz des Lichtsystems ebenfalls eine Rolle, denn jeder eingesparte Wattanteil verlängert die Reichweite minimal, Hella hebt daher die Kombination aus hoher Leuchtdichte und optimiertem Stromverbrauch in seinen Produktunterlagen hervor.

Die Ingenieurin Jana Müller beschreibt intern, wie die Entwicklungsteams jeden neuen Matrix-Baustein auf einem Prüfstand analysieren, die Stromaufnahme messen und die Kurve zwischen Helligkeit, Temperatur und Effizienz optimieren, bevor der Scheinwerfer in Serienfahrzeuge geht.

Marktposition im Forvia-Verbund

Hella ist seit der Übernahme durch Forvia, den französischen Automobilzulieferer aus dem Faurecia-Verbund, Teil eines größeren Licht- und Interiors-Netzwerks, das hilft, die LED-Matrix-Scheinwerfer weltweit zu vermarkten und in globale Plattformen der Autohersteller einzubinden.

Die Business Group Lighting zählt zu den wichtigsten Umsatzsäulen von Hella, und adaptive Scheinwerfersysteme wie die Matrix-Technologie sind ein wachsender Unterbereich, weil immer mehr Fahrzeugsegmente mit variabler Frontbeleuchtung ausgestattet werden.

Für Forvia ermöglicht das Lichtgeschäft, sich als Systemanbieter für Sicherheit und Fahrerassistenz zu positionieren, bei dem Frontscheinwerfer, Innenraumbeleuchtung und Cockpitfunktionen zusammen gedacht werden, unter anderem für teilautomatisierte Fahrfunktionen.

Integration in Fahrerassistenzsysteme

Matrix-Scheinwerfer entfalten ihre Stärken erst im Zusammenspiel mit Fahrerassistenzsystemen, Hella arbeitet daher eng mit Herstellern von Kamerasystemen und mit den Elektronikabteilungen der OEMs zusammen, damit die Lichtsteuerung direkt auf die Objekterkennung zugreifen kann.

Typische Szenarien sind das Aufblenden bei freier Fahrbahn, das selektive Ausblenden bei entgegenkommenden Fahrzeugen, die Ausleuchtung kurviger Straßen anhand von Navigationsdaten sowie eine leichte Betonung der eigene Fahrspurmarkierungen, um die visuelle Führung zu verbessern.

Für die Regulierung bedeutet diese engere Integration, dass nationale Zulassungsstellen adaptive Lichtfunktionen zunehmend detailliert prüfen, Hella muss deshalb nicht nur Lichtlabor-Daten liefern, sondern nachweisen, dass die Software stets innerhalb der zulässigen Normen arbeitet.

Produktionsstandorte und Qualitätssicherung

Hella fertigt LED-Matrix-Scheinwerfer an mehreren Standorten weltweit, darunter Werke in Europa und Asien, um nah an den Fahrzeugwerken der OEMs zu sein, die Qualitätssicherung folgt dabei standardisierten Testprotokollen mit Vibrationsprüfungen, Temperaturzyklen und Feuchtigkeitsbelastung.

In Lippstadt betreibt Hella Lichttunnel, in denen komplette Fahrzeugfronten unter verschiedenen Umgebungsbedingungen getestet werden, bevor die Serienproduktion freigegeben wird, hier wird die Matrixfunktion unter realistischen Szenarien simuliert, etwa bei Regen oder leichtem Nebel.

Die Kombination aus automatisierten End-of-Line-Tests in den Werken und Stichproben in den Labors sorgt dafür, dass jedes Modul nicht nur korrekt leuchtet, sondern Elektronik, Kühlung und Abdichtung den Anforderungen eines mehrjährigen Fahrzeugslebens standhalten.

Regulatorische Rahmenbedingungen

Matrix-Fernlichtsysteme unterliegen spezifischen Vorschriften, in Europa etwa den UNECE-Regelungen für adaptive Frontbeleuchtung, Hella entwickelt seine Systeme daher im Rahmen dieser Normen, damit die OEMs eine reibungslose Homologation in ihren Zielmärkten erreichen.

In einigen Märkten, beispielsweise den USA, waren adaptive Fernlichtfunktionen lange eingeschränkt, erst mit Änderungen der Vorschriften wurden bestimmte Matrixfunktionen zugelassen, was für Hersteller wie Hella neue Absatzchancen, aber auch Anpassungen der Softwarelogik bedeutet.

Die länderspezifische Vielfalt erfordert, dass Hella pro Modell und Markt unterschiedliche Konfigurationen vorhält, damit die Lichtverteilung jeweils den lokalen Regeln entspricht, gleichzeitig müssen die Produktion und Logistik diese Varianten wirtschaftlich handhabbar halten.

Kooperationen mit Fahrzeugherstellern

Hella arbeitet seit Jahren eng mit deutschen Premiumherstellern an der Entwicklung von Matrix-Scheinwerfern, konkrete Fahrzeugprojekte sind häufig vertraulich, doch in Branchenberichten werden Modelle von Audi, BMW oder Mercedes-Benz regelmäßig mit adaptiven Frontlichtsystemen aus Lippstadt in Verbindung gebracht.

Für Hella ist die Zusammenarbeit mit einem OEM ein mehrjähriger Prozess, der oft mit Konzeptstudien beginnt, bei denen Lichtdesigner und Ingenieure am Claymodell des Fahrzeugs stehen und die LED-Module im Frontraum platzieren, bevor die finale Geometrie des Scheinwerfers entsteht.

Diese Co-Entwicklung sorgt dafür, dass Matrix-Funktionen nicht als nachträgliches Zusatzfeature wirken, sondern die Lichtsignatur eines Fahrzeugs von Anfang an prägen, inklusive der typischen „Lichtanimationen“ beim Öffnen und Schließen des Fahrzeugs.

Wettbewerbsumfeld im Lichtmarkt

Hella steht im Wettbewerb mit anderen großen Lichtanbietern wie Magneti Marelli oder Valeo, die ebenfalls LED-Matrix- oder Pixel-Scheinwerfer im Portfolio haben, die Unternehmen konkurrieren um Plattformen bei globalen OEMs, bei denen die Scheinwerfer über viele Modelljahre eingesetzt werden.

Im High-End-Segment werden zudem Laser- oder hochauflösende Mikrospiegel-Lösungen diskutiert, Hella fokussiert sich mit seinen LED-Matrix-Scheinwerfern derzeit stark auf eine Balance aus Serienreife, Kosten und Funktion, die für breite Fahrzeugsegmente geeignet ist.

Für Investoren ist interessant, dass adaptive Lichtsysteme oft mit höheren Stückpreisen und Margen verbunden sind als einfache Halogenscheinwerfer, was den Umsatzmix der Lichtanbieter beeinflusst und zum Teil den Technologieeinführungsdruck erklärt.

Nachhaltigkeit und Recycling

LED-Matrix-Scheinwerfer enthalten Elektronikkomponenten, Optiken und Gehäuse aus unterschiedlichen Materialien, Hella arbeitet an Konzepten, wie diese nach dem Fahrzeugslebenszyklus dem Recycling zugeführt werden können, ohne die Sicherheit oder Funktion in der Nutzung zu beeinträchtigen.

Die längere Lebensdauer von LEDs im Vergleich zu Halogenlampen reduziert den Bedarf an Ersatzteilen, gleichzeitig bedeutet der höhere Komplexitätsgrad, dass Reparaturen in der Werkstatt oft nur auf Ebene des gesamten Moduls erfolgen und nicht durch einfachen Lampentausch.

Für Flottenbetreiber spielt dieser Aspekt eine Rolle, denn adaptive Scheinwerfer erhöhen zwar die Sicherheit, müssen aber im Schadenfall als Komplettbaustein ersetzt werden, was die Kosten pro Unfallfrontschaden verändern kann.

Ausblick auf kommende Lichtfunktionen

Branchenexperten diskutieren, wie weit sich Matrix-Lichtsysteme entwickeln können, Hella forscht an noch feineren Auflösungen und daran, wie Scheinwerfer in Zukunft nicht nur Fahrbahnen ausleuchten, sondern zusätzliche Informationen sichtbar machen, etwa eine leuchtende Projektion von Warnsymbolen auf die Straße.

Solche Funktionen setzen jedoch voraus, dass Regulierung und Akzeptanz im Straßenverkehr gegeben sind, derzeit ist vieles noch im Stadium von Konzeptfahrzeugen, doch die zugrunde liegende Pixeltechnologie der LED-Matrix-Scheinwerfer stellt eine mögliche Basis für solche Entwicklungen dar.

Im Gespräch mit Entwicklungsteams wird deutlich, dass Hella seine Rolle nicht nur als Hardwarelieferant sieht, sondern als Partner für Lichtinszenierung, Sicherheit und Markenwirkung, in der die Scheinwerfer ein zentrales Element der Fahrzeugidentität werden.

Kontext und Aktienperspektive

Für Privatanleger ist wichtig: LED-Matrix-Scheinwerfer sind ein konkretes Produkt aus der Licht-Sparte von Hella, das direkt Umsätze im Geschäft mit Automobilherstellern generiert und von der steigenden Verbreitung adaptiver Lichtsysteme in Mittelklasse- und Premiumfahrzeugen profitiert.

Die Hella GmbH & Co. KGaA Aktie (ISIN DE000A13SX22) wird in Deutschland unter anderem im elektronischen Handelssystem Xetra in Euro gehandelt.