折疊電動自行車設計探討

周小軍 楊勤

摘 要：本文以折疊電動自行車在面對現代城市生活空間問題和交通問題所產生的現有設計狀態為基礎，簡析了折疊自行車產生和發展，著重針對現存的折疊電動自行車設計進行分析，內容涉及主架材料選擇，車架造型設計，折疊方式，電池位置設計，折疊電動自行車設計中的難點。結合顧客需求和市場策略，提出該產品的設計趨勢和構想。

關鍵詞：折疊設計 ；電池組 ；折疊自行車； 設計分析； 設計趨勢

中國已經成為當前世界上電動自行車生產、出口、消費的大國，隨著城市化進程和發展中國家人口增長的壓力的加快，能源和交通成為全球性的問題，由此所產生了人性化交通工具的主張。分析當前折疊電動自行車的折疊方式與效率、設計特征、電池組位置，結合現實分析折疊電動自行車的設計難點，同時為折疊電動自行車的設計趨勢和優化提供有效的依據。

1 折疊電動自行車的產生與發展現狀

1.1 折疊電動自行車的產生與優勢特征

折疊自行車是20世紀30年代在歐洲起源于軍事用途并伴隨著轎車的普及和城市人口的增多而出現，近些年由于采用各種新材料、新技術及結構從而使體積更小、重量更輕、更結實耐用。近年折疊電動自行車也隨之出現，因具備便捷、高效、微小優勢而受到用戶青睞成為代步工具。

1.2 折疊電動自行車的國內市場情況

根據國家統計局2015年對415家電動自行車制造規模以上企業的統計，電動自行車總產量為3551萬輛，其中折疊電動自行車約占750萬輛。電動自行車累計實現主營業務收入811.3億元。電動自行車全年出口首次突破百萬輛，對外亞洲出口90萬輛。

1.3 折疊電動自行車當前的基本設計要求和使用群體

折疊電動自行車的基本設計特征是個性化、輕量化、適用群體細化，市場品類在逐步形成高、中、低多檔次格局可供顧客選擇。目前，折疊電動自行車的主要消費群以及對折疊電動自行車的要求有以下幾個方面。

表1消費群對折疊電動自行車設計的要求

顧客群體 使用要求 技術特征 價格

2 折疊電動自行車的折疊方式設計與電池組位置設計分析

2.1 折疊電動自行車的折疊方式設計分析

現行折疊電動自行車可以分為車架大梁折疊式（車體對折式），前后叉折疊式，多部件折疊，嵌套合體等折疊方式。在折疊特性和車體類型的基礎上，就以上四類折疊方式設計進行分析。

2.1.1 車架大梁折疊設計

車架大梁是自行車車架的組成部分和車架風格特征顯現的重要載體，大梁折疊的基本構造是在車架大梁與座管相接附近設置折疊扣件，使得大梁前后兩部分圍繞折疊扣件的軸做180度水平旋轉，前后輪并行放置實現折疊。這種折疊設計成本相對較低，結構簡單，操作方便。符合用戶的基本期望。是行業公司推出普通折疊電動自行車產品的首選方案。

表2折疊方式

折疊方式 優勢特征 劣勢特征 顧客群體

2.1.2 前后叉折疊設計

前后叉折疊式設計主要應用于尺寸較小的電動自行車上，該折疊特征是將兩輪組圍繞著連接部件在同一直線上相向合龍實現折疊。折疊后可放置于汽車后備箱，適合自駕游的用戶，實現“長途駕車—景點騎行”模式。且車輪依然能夠繼續使用，滿足拖行的功能。然而這種折疊設計決定了自行車的輪徑尺寸不能過大，否則折疊效率低。

2.1.3 多部件折疊設計

多部件折疊設計是較為新異的折疊方式，該方式的出現得益于材料的進步和騎行體驗設計的發展，設計特征是將部件模塊化，可以被拆卸，通過拼裝和連接件組成。折疊件主要分布于前后叉連接管、鞍管、車把、把立部分，是目前效率最高的折疊方式之一。這類折疊車成本較高，其附加值在于設計體驗與技術特質。

2.1.4 嵌套合體折疊設計

整合設計方法也被應用在了自行車上，典型的特征就是嵌套合體折疊，該種折疊方式顛覆了早先的以車架為主的折疊方式，而是將車架設計成嵌套結構，車架在發揮承載作用的同時也承擔包裹作用，折疊完成后形成一個較為規則的方體形狀，使得折疊后的自行車顯現出強烈的科技風格和現代感。這種折疊方式簡潔，效率高，折疊后能夠拖行，攜帶極為方便。但是對電池有很高要求。

（a） （b）

圖1嵌套合體折疊設計

針對以上四種折疊方式做類比分析，可以概括成：

（a） （b）

圖2 折疊方式

2.2 折疊電動自行車的電池組位置設計及外觀分析

電池組是折疊電動自行車的能量源，其位置設計與外觀也受到行業技術發展和設計潮流導向的影響。折疊電動自行車的電池應該具備質量輕、體積小、更安全、效率高的特點，因此鋰電池很好的符合了要求。電池組置放方式有中置式、斜梁式、菜籃式、后置式四大類，電池組的位置設計能夠反映出自行車設計風格、樣式、人機工程、適用環境以及技術特征。

2.2.1 中置式

中置式是出現最早的電池放置方式，放置角度與座管走向一致，底部與后下叉貼緊，前面采用導槽座管緊扣，頂部設有拉扣，能使用戶在不做深度彎腰的姿勢下輕易抽取電池，通常應用在城市通勤車中。該設計使得電池組的重心在整車中間，有利于騎行安全。電池殼通常采用單色ABS塑料或者鋁殼，由于體積較小，通常給用戶簡約精巧、平衡協調的感官。

2.2.2 斜梁式

斜梁式電池組設置的特征是將電池盒通過連接件緊貼于斜梁上方，達到視覺新穎的設計目標，技術特征基本與中置電池組相似，但是其重心較高的緣故，穩定性相對較低。因此在電池盒設計的優化方便還有較大空間。

2.2.3 菜籃式

菜籃式電池組是在用戶體驗潮流下的一次突破，具體形式為電池盒外殼設計成方盒狀，外面包裹厚實布料或者尼龍面料，形成書包樣式鉤掛在橫把上，將組建風格化，給用戶以親近和柔和感。且安全和防水，能夠有效保護電池組。是近年來小型折疊電動自行車采用的放置樣式，但由于折疊后電動自行車重心靠前導致提攜缺乏人性化。

2.2.4 后置式

后置電池組主要應用于26英寸以上自行車，特征是平放于座位后衣架下方，由于后衣架高度的限制，樣式基本固定，視覺呆板，因此在外觀設計方面需要深入考究，達到與車身協調目標。該設置由于重心較高，對于電池組內部的穩定性有較強的要求。

（a） （b） （c） （d）

圖3電池組置放方式

3 折疊電動自行車的設計難點

作為短途交通工具，折疊電動自行車的設計在工藝和設計上都要比普通的自行車和折疊自行車要復雜，集合設計分析以及行業經驗，折疊電動自行車的難點主要存在以下幾方面：折疊后自行車的重心應該盡量在中段，這就要求設計師在對電池組設置過程中考慮折疊后的位移。電器件例如電線、控制器等應該盡量隱藏起來，避免散亂以及安全故障，這也是設計人性化設計考量。整車部件應該輕量化，可以用替代材料來減少重量，同時保證功能以及美觀，因此研發人員對于材料與工藝以及美學三者相結合應有良好的掌控能力。外觀設計上折疊電動自行車相比普通自行車科技風要強烈，應該充分考量貼花、烤漆色澤與車架本身的協調，使其達到科技風格與簡約別致的視覺效果。

4 折疊電動自行車的設計趨勢

4.1 便攜化和輕量化設計

折疊的基本宗旨就是便攜化，由于車載方式以及旅行需求增多，整車外型應輕便、折疊快捷。同時充分運用新材料，車架應該更多運用鋁鎂合金、碳纖維等材料，能夠支持各種形態的成型。在折疊件方面，可以將部件模塊化以及整合，減少用戶對于部件的太多關注從而方便使用，同時能夠保障功能，兼顧美觀，還可以在模塊化的基礎上有選擇性的配置功能，以期能夠更好的實現設計訴求。

4.2 人性化和交互應用

隨著人們需求的不斷提升，設計也可以向人性關懷的方向靠近。在自行車應用的不同的使用狀態下擁有相對應的形態調整，滿足不要用戶的需求，例如電池組可以給手機進行充電以及騎行和助力模式相結合的方式，把手形態可以根據使用者的習慣進行配置更換。此外，設計可以將智能交互技術應用結合，讓用戶能夠與設備溝通，建立人—車—環境的互動，讓顧客感受到騎行的愉悅和個性展現。

5 結語

折疊電動自行車是全球認可的低碳交通工具，在非可再生能源緊張的今天，起作用和意義顯得更為明顯。通過對現有折疊自行車設計的分析研究，可以明晰各種折疊電動自行車的優劣特征，在此基礎上分析可優化的因素和要求，充分運用現有技術并且提出用戶體驗策略，為符合時代的新產品設計提供有價值的參考信息。

參考文獻：

[1] 陳懇.對折疊自行車設計和開發的思考[J].中國自行車.2004（04）：

24-25.

[2] 鄧衛斌，黃景明.自行車折疊設計探討研究[J].科技資訊.2010（31）：245.