美国能源部有计划将8级重卡（毛重15吨以上）能耗降低50%以上。为了配合这一计划，Grote Industries公司的一个照明研究小组开发了一套低能耗、高亮度的LED头灯，可以直接安装，并配合原装白炽大灯所搭配的壳体和透镜。
传统白炽大灯、卤素大灯和HID大灯的光源均为4π点光源，光向四周发射，即射向全球面，相比之下，LED属于2π光源，光向一个面发射，即半个球面，所以需要特殊的光学布置。另外LED头灯还需要额外的热管理系统，以确保LED光源的使用寿命。
能源部的重卡计划对照明用电量有严格限制，所以LED大灯的能耗成为了开发中最关键的指标。设计小组正好借此机会，尝试许多领先的光学和热学新技术。
该套LED大灯使用光反射的原理，LED位于反射镜之前，出射光线方向向后。出于效率、寿命、色温和可靠性的考虑，该套头灯采用多盏白光LED。研究对比了许多不同种类的大功率白光LED光源。近光灯采用一行四列布置的塑模LED。因为多个灯头需要多个塑模，所以这几个塑模干脆制成了一体，使得在日后安装时不用再浪费时间调整几个塑模之间的位置配合，可以直接在车辆前方获得边界清晰的光斑。
图1：LED头灯。其中可以看到LED支架，其作用是支承LED光源，使光线向后入射到反射镜上
LED热管理
LED从车辆索取的电能是普通白炽灯泡的三分之一，同时可以将20%的电能转为光能，和白炽灯泡3%到4%的转化率相比要高出不少，所以LED的发热量也仅相当于白炽灯泡的四分之一。
然而，LED的最大寿命要求LED二极管所处的环境温度不能高于400到425K。即便处在室温下，LED由于自身发热，温度很快就会升高到安全温度的3到4倍，并烧毁LED。所以，光源热管理系统的工作任务从针对白炽灯的材料抗高温性能转向了针对LED的材料高导热性能。
图2：LED头灯成品，上方是行车灯，下面是雾灯
常规头灯的照明装置一般都被密封在了一个大尺寸的塑料壳体内部。对于白炽灯来说，这种尺寸的却比较合适，但对LED则不然。因为如果热量没有被及时排出，多余热量将会积聚在壳体内部，引起升温。
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