摘要:在对轻型电动车的基本特点及发展现状进行阐述的基础上,介绍了轻型电动车设计的内,指明了市场上现行产品的设计误区,并重点分析了创新设计的方向和思路。
关键词:轻型电动车;设计
前言:自改革开放以来,中国的城市化进程不断加快,人口快速增长,导致生活节奏越来越快,人们对于出行的效率需求越来越高。近几年我国生产轻型电动车的厂家逐渐增多。这也象征着电动自行车正往“轻量化”发展,加快轻型电动车的设计优化与发展显得尤为重要。
1轻型电动车概述
1.1轻型电动车的特点:
①适合短距离的出行,人们上班往返10~20km范围之内;②每星期充1~2次电,即可行驶60~80km;③整车重量大约在35~40kg;④电池循环寿命大约可以保持在2000~2500次。轻型电动车不需要燃油,这不仅可以缓解燃油压力,而且可以改善环境,减少城市车辆拥堵。
1.2轻型电动车的发展方向是:
①轻型电动摩托,分慢速30km/h、中速50km/h、高速60~80km/h;②电动自行车最高时速为20km,电动自行车上的电机功率为300~800W,电池分别为12V/24Ah、12V/38Ah、12V/48Ah。目前,我国的电动自行车行业突飞猛进、快速发展,已经形成了自主知识产权、产业化规模和上下游完整的产业集群。
1.3轻型电动车的分类:
根据我国的情况和习惯,按从小到大的次序,对轻型电动车可划分为以下几大类:①电动滑板车;②电动自行车;③轻便电动摩托车;④电动摩托车;⑤四轮微型电动车。
2轻型电动车的发展现状
随着社会的进步和发展,人们的生活范围越来越宽阔,发展空间越来越大,城市居民、农村农民出行越来越需要个性化。在一部分先富裕起来的人群中,开始购买小汽车的人越来越多。但是应该看到,富裕的人群包括中产阶级在内在我国还是占少数。大多数工薪阶层、大多数城市居民和农村农民经济还不富裕,条件有限,不可能都购买小汽车。到2008年,我国私人小汽车拥有量大约在3000万辆左右,仅占总人口的4%。大多数城市和农村居民出行主要靠轨道交通、公交车、自行车。
近5年来,适应人们短距离出行的代步工具——轻型电动车(即电动自行车、电动摩托车,以及小三轮电动车、小四轮电动车)相继出现,并投放市场。其中,电动自行车近5年来每年年产量大约稳定在2000万辆。
经过近10年来的发展,轻型电动车的技术不断提升,性能不断提高,质量不断改进。应该讲,电动自行车的整车技术是成熟的,性能是可靠的,上路行驶是安全的,价位是合理的。一辆二轮的电动自行车采用先进的锂离子电池,整车价位在2500~3000元/辆。城市工薪阶层和相当一部分富裕或较富裕的农民经济上是可以承受的。现在轻型电动车非常受人们的欢迎,并且每年出口到欧美市场。2008年轻型电动车的出口量达30万辆之多(其中小四轮电动汽车达5万辆左右)。在当前经济受金融危机影响的情况下,推广轻型电动自行车更有现实意义,符合中央提出的促增长、扩内需、保就业、保民生、保稳定的要求。
3 轻型电动车设计基本内容
轻型电动车主要由车体、外观塑料件(电动自行车除外)、电驱动装置、可充电电池、充电器和控制系统六大部分组成,其整车工业设计就是以人的需求为出发点,通过对其功能、造型、结构、组成、材料和工艺等各方面要素进行综合,以制造出外型时尚美观、质量稳定可靠、操作简单方便、人机关系舒服的创造性活动。其基本内容有:
(1)外观造型设计。
根据轻型电动车的使用特点,使其形体构成符合美学法则,具有适宜的色彩配置、表面质感和肌理,吸取自然美的精华,把握社会、时代的审美潮流,创造出符合使用者审美观的外观造型。
(2)人机工程设计。
充分考虑不同类型轻型电动车驾乘时的人体尺寸、运动生理、视觉生理,提供驾乘者高效、可靠操纵,方便、舒适乘坐的形态环境,设计出达到系统最佳状态的方向把、车座,以及各种手、脚操纵机构等零部件相对位置、空间尺寸、结构形式。
(3)机械工程设计。
轻型电动车工业设计时,不仅要满足不同运行条件下整车结构的合理性,具有足够的强度、刚度,还要满足整车装配工艺、制造工艺的要求。
(4)空气动力学设计
轻型电动车在高速运行时,其速度不能和汽车、摩托车相比,但空气依然对其外形表面产生力的作用。运用空气动力学原理,设计出具有良好空气动力学特性的整车形状,实现降低气动阻力、气动升力、尾部涡流、空气噪声等目的,特别是对于速度较高的电动摩托车尤为重要。
(5)关键部件的设计。
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蓄电池、控制系统、充电器、直流电机、车轮和仪表等都是轻型电动车的关键部件,其性能、质量、工艺的优劣以及外观造型的美观与否,都直接影响整车的质量。
4 轻型电动车新产品的创新设计
4.1 当前轻型电动车的设计误区
10年时间里,我国的轻型电动车有了飞速的发展,已经形成了一个很大的产业;无论是产量,还是技术都处于世界领先水平,涌现了许多经典的整车造型设计。但仔细地回顾一下,可以发现我国轻型电动车的发展同摩托车行业发展过程有着惊人的相似,发展初期阶段,由于多数企业没有专业的技术研发部门,在产品方面也存在诸多的设计误区,主要表现在如下几个方面:
(1)从车体到外观塑料件全部采用现有的踏板式摩托车;
(2)整车外形完全微缩复制踏板式摩托车外观造型;
(3)前轻后重,缺少平衡感;
(4)东拼西凑,缺乏整体性;
(5)单纯地追求外表装饰;
(6)人机工程不合理,造成骑乘不舒服或操作不方便;
(7)整车缺乏系统性设计,存在诸多安全隐患。例如后减震倾斜角度不合理,在重载下发生明显弯曲变形;整车采用自行车的刹车结构,造成制动性能达不到安全标准。
(8)质量不高。主要表现在车体强度、刚度低,焊接质量差,电池寿命短、控制器性能不稳定等。
(9)功能设置名不副实,功能繁杂。例如巡航功能、自充电功能、EABS功能,灯具配置繁杂,浪费有限的电能。
4.2 轻型电动车的设计方向
关于轻型电动车的设计方向,多数专家认为轻型、简易型电动自行车将是市场主流发展趋势。首先一个原因是其产品的功能定位所决定的。电动自行车是短途代步工具,如果把它当作摩托车来使用是不科学的。第2个原因是电动自行车的使用对象大多是妇女、中老年人,这就决定了重量轻便才适合消费者的需求。第三是由国家的发展政策所决定。汽车重量如果降低10%,那么油耗就会降低6%,重量越大,油耗越大,这就决定了电动自行车必须向“轻量化”发展。第四是同国际接轨体现行业进步。电动自行车在出口国际市场的时候,是以轻便为主要方向。
4.3 轻型电动车的创新设计思路
轻型电动车创新设计,所包括的范围很宽泛,从零部件到整车,从材料到工艺,从色彩到外形等,各有特点和内在的规律,不能一一陈述,但笔者认为以下几个方面是企业在进行创新设计时应主要把握的。
⑴确定产品基因。纵观世界上的著名企业,其产品都有明显的特征。如诺基亚公司的直板式手机,摩托罗拉公司的翻盖式手机,三星公司的滑移式手机,宝马公司的对置式发动机摩托车,哈雷—戴维森公司的巡航式摩托车等无不含有特殊的产品基因。产品基因是企业的核心竞争力、是企业的标志、也是企业的品牌,因此企业要根据自身的情况,在充分调研、分析的基础上,审慎地加以确定。
⑵外形简洁。简约而不简单,清雅而不庸俗是美的最高境界。
⑶功能实用。一味追求功能的奢华,操作概念功能或偷换功能概念,最终伤害的是自己。电动车是环保的、自然的,循优胜劣汰的法则。
⑷模块集成。电动车的最大特点是电器控制方面,速度、力矩要控制,充电要控制,灯光信号要控制,防盗报警也要控制,将上述功能进行组合优化,采用集成控制和智能控制,是电动车发展的必然趋势。
⑸把握用户需求,紧盯科技发展趋势,引领社会时尚。随着社会和科学技术的飞速发展,用户的需求更加多样化,更加追求新潮。在电动车上采用碳纤维材料成型技术、数字MP3技术、数字视频技术、GPS技术、新能源技术等都已成为可能,企业应顺势而动,引领社会时尚。
⑹在充分吸收的基础上刻意创新。先行发展的摩托车技术,有许多经典车型和成功的经验,应充分地借鉴和吸收,并在此基础上刻意进行创新。
5结语:
轻型电动车具有轻量化的特征,可在一定程度上有效缓解城市居民短途出行带来的交通资源效率低下的问题,也更方便于个人交通与公共交通的接轨。我们必须在加强城市交通建设的同时,加大设计研发顺应时下交通现状的轻型电动车。
参考文献:
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[4]产品设计[M].华中科技大学出版社,陈汗青编著,2005
[5]电动自行车[M].机械工业出版社,崔万安编著,2002
论文作者:黎坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/28
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