城市個人輕型電動通勤交通工具的設計探索

孫爽　張雷

摘要：通勤活動已經成為城市居民出行行為中的主要內容，特別是作為發展中國家的中國，城市化進程的不斷加快，城市規模的不斷擴張，在創造巨大就業潛力的同時也帶來了更多的通勤問題。大量的勞動者涌入城市務工。加重了城市通勤系統的負擔，隨之而來的便是公共交通的擁擠。社會道路的擁堵以及環境的污染和能源的浪費，因此，對于通勤問題的研究則顯得尤為重要。本文從通勤行為出發，以北京和深圳作為重點開展針對通勤行為的問卷調查，獲得了更為直接的數據與需求。而后又對電動汽車進行了深入的剖析和研究，并論證了電動車作為替代傳統能源的私家小汽車的可行性和優勢以及作為通勤用車的發展方向。借鑒西方發達國家對于低速電動汽車的管理經驗提出了適合城市通勤使用的低速電動車的設計定位。

關鍵詞：城市通勤；電動汽車；輕型低速電動車

作為工業化時代的必然產物，

“通勤”早已成為數以萬計上班族每天生活中必要的部分。在過去人們主要依靠步行完成通勤活動，但是隨著社會分工的細化和工業化進程的加快，人們的通勤需求也隨之更加強烈。但是目前城市中的通勤體驗并不讓人滿意，擁擠、擁堵、環境污染和能源的消耗都是城市通勤當下面臨的問題。

在城市的整體出行總量中，通勤出行需求所占的比重占近六成，解決好這一部分人群的通勤需求也就意味著交通出行問題解決了一大半。在面臨上述問題時應當作出相應的變革或者是創新，傳統的通勤方式應當得到反思。作者正是基于上述背景。開展了對城市通勤問題的研究，希望找到一種更為理想的環保的且能夠帶來不錯的通勤體驗的新型個人通勤交通工具。

1.城市通勤的現狀

在本文中“通勤”被限定為往返于居住地與工作地的位移過程，該限定就帶出了通勤過程中的兩個空間主體——居住地與工作地。正是因為居住地與工作地的不統一，人們才需要完成這個位移。這種空間上的不統一我們這稱之為“職住分離”。職住分離是隨著城市化和工業化的進程而產生的。隨著時代的進步。各種各樣的交通工具開始出現，很大程度上延長了人們在短時間內的出行距離，從而提高了人們對于工作選擇的自由度，大家可以到更遠的地方去工作了。因此，這種職住空間上的不統一是造成通勤問題出現的最根本原因。

那么造成職住分離現象越發嚴重的原因有哪些？作者依據孟斌撰寫的《北京市居民職住分離調查研究》一書進行了如下幾種可能性的推斷：

第一，城市內部建設水平差異。城市的發展并非同步的，城市內部的建設有先有后。配套設施完善，地理區位好，交通便利的地方帶來的結果必然是高昂的房價。高房價與高房租帶來的問題就是那些不能負擔工作地附近房價的工作者會被迫選擇更遠的但是自己承擔的起的居住地。

第二，城市勞動力市場火熱，城市務工者的職業技能差異。每年有數十萬的新增勞動力進入城市工作定居，但是這些人的勞動技能，受教育水平，思想認知水平都參差不齊，造成了收入水平的差異。同時大量的人口增長加重了城市交通系統的負擔（圖1）。

第三，建國初期我國經歷過一段計劃經濟時期，而后又經歷了30多年的改革開放市場經濟時期，這就造成了我國社會建設的雙重性。傳統的單位大院紛紛解體，人們走出那個小院，來到一個社會化的大市場選擇工作。

第四，城市規劃的不合理。北京的城市建設大多依托在對老城區的改造上，老城區的建設之初并沒有考慮到后來城市飛速發展帶來的壓力，并且城市功能規劃過于集中，就業中心明顯集聚在市中心內部。

第五。通勤行為的特殊性。通勤行為具有一般出行行為所不具備的一些特點：首先在時間上會高度的集中，每個工作日都會產生早高峰和晚高峰兩個出行高峰，這就造成了在短時間內出行量的急劇增加和出行密度的增長。其次，在出行線路上，通勤行為具有一定的線路固定性。

為了更好的了解城市通勤問題的現狀。更直接的掌握第一手資料。作者針對城市的通勤者發放問卷，隨后對提交的問卷進行分析整理，發現其中的機會點，整理城市通勤的基本特征。

為更清楚的梳理問卷調查的結果對本研究所貢獻的一些設計機會點，作者將調研結果以表格的形式進行表達，如表1所示。

2.電動汽車與城市通勤

電動汽車即以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通安全法規各項要求的車輛。依據能量來源形式的不同以及驅動形式的不同又可細分為：純電動汽車（BEV）、混合動力汽車（PHEV）和燃料電池汽車（FCEV）。

這三種電動汽車技術特征及發展水平也不盡相同。最早進入商業化運營是混合動力汽車（PHEV），因其技術起步較早，相對技術較成熟，目前已有不少汽車廠家將完善的混合動力產品投放市場，其一直被認為是由內燃機汽車向純電動汽車時代過度的中間產品（圖2）。

純電動汽車（BEV），誕生的較早，其雛形甚至比內燃機汽車還要早，但在過去由于電力設施的普及問題以及電池技術的問題一直未能得到廣泛的推廣，近年來由于傳統汽車的種種弊端逐漸受到重視，純電動汽車又開始進入人們的視線（圖3）。

燃料電池車（FCEV）。燃料電池汽車的原理是將車載的原料（通常為氫）通過化學反應轉變成電能，再驅動電動機運轉。高效的轉換效率和燃料的零污染是其特點。并且其可以像內燃機車那樣在短時間內完成燃料的再補給，比純電動車緩慢的充電過程要具有優勢。但是其十分復雜的能量轉換系統以及系統的穩定新始終困擾著廠商（圖4）。不同種類的電動車，在技術條件和使用優勢上各有不同，如表2。

造成當下通勤效率低下的很大一部分原因是傳統的內燃機車并不能很好的適應通勤的需求，從而造成道路資源的過度占用和能源的浪費。電動車在很多方面都要比傳統的汽車更具有適應性。

第一，電動汽車在形制上的優勢。電動汽車的結構完全不同于傳統的內燃機車，電動車在機械結構上是極為簡單的，并且是高度電氣化的。電動汽車的動力來源于電動機，電動機唯一有運動結構的地方就是轉子。除此外全部是固定機構。不會像內燃機車一樣有燃燒過程，有劇烈的震動，有高溫氣體排放，更不需要機油或者潤滑油等進行保養。

其次，電動汽車具有環保優勢。電動汽車不以礦物能源為動力來源，不會產生燃燒廢氣，零排放。無污染是其明顯特征。

再次。電動車的使用成本優勢。如果不計算購車成本來看，電動車在使用成本上只占傳統汽油車的五分之一左右。

3.電動汽車的發展趨勢

汽車誕生的一百多年來，整體的形制和體量并未有太大的變化。從最早工業化生產的福特T型車開始，到現代的汽車，基本在形式上都延續了四個車輪加一個鐵皮外殼的形式。據計算，我國小轎車的平均載客數不足1.09人，五個座位的小轎車往往只有司機一個人乘坐，如此高的空駛率使得傳統汽車的在原本就十分擁擠的城市道路中顯得越發的奢侈。因此為了保證人們出行的舒適性和便捷性，同時又不會過多占用城市道路資源，發展小型和輕量化的個人交通工具成為了必然的趨勢（圖5）。

我國電動車目前的發展中存在著兩種不同的聲音，一種是主張走高端高速電動車的路線，認為我們在傳統內燃機汽車技術上始終落后與世界水平，但是電動車作為一個新的領域。大家都處在相同的起跑線上，并且我們有著世界領先的電池和電動機制造技術。這些條件都可以支撐我們在電動車領域全面領先。但是另外一種聲音認為我們應該優先發展低速低端電動汽車。這一論點的支持者認為當前的中國汽車市場還不足以支持高端電動汽車的發展，低速低端電動車反而更容易被消費者接受。

發達國家針對低速電動車市場推出了許多有代表性的產品（圖6）。

4.設計實踐

4.1作者對于設計的初步設想如下

（1）目標用戶：持有機動車駕駛執照的城市通勤者。

（2）面世時間：2020年。

（3）使用情景：城市內部通勤使用。續航能力在100KM左右，能夠基本滿足城市內部的通勤需求。

（4）載客能力：2座布局。因城市通勤需求的特殊性，單人出行的幾率較大，偶爾會有接送人的情況，因此可能采用1+1的座位布局。

（5）驅動方式：采用輪轂電機驅動，能源為純電動驅動。設計時速不超過50KM每小時（圖7、圖8、圖9）。

4.2概念設計

作者選取了一些具有造型風格代表性的圖片作為設計意向版，在此造型風格基礎之上進行造型設計（圖10）。

4.3深入設計

深入設計階段主要是在草圖的基礎上對方案進行深化（圖11）。

4.4數字模型搭建

4.5最終效果圖

作者對之前一版的設計進行了如下部分的改動，首先是車頂罩部分。原有設計雖然在遮罩效果上比較有優勢，但是造型上比較臃腫，與整體輕盈的感覺不搭配，筆者對其進行了重新設計（圖13、圖14、圖15、圖16）。

作者將車身水平狀態時將前輪設定為內傾3。，原因是車身比較窄，內傾的輪胎更穩定，并且在視覺效果上也更為穩重。轉向時車身的最大傾斜角度為12°，一方面考慮到轉向時車身傾斜會使一側車身的離地間隙變小，為保證通過性，將角度限制為12°；另外一方面出于對駕駛員駕駛心理安全的考慮，過大的傾角會給人造成不安全的心理影響（圖17）。

4.6硬質比例模型

硬質模型（如圖18）。

5.結論

通勤行為即為往來于住所與工作場所之間的空間移動行為，由于人們的居住場所與工作場所在地理空間上不統一，人們往往要采取不同的形勢，花費不同的時間來完成這個空間上的轉移。在城市居民的各種出行目的中，為了上下班而產生的出行行為占據了一半以上。在某些大型城市中，以通勤為主要內容的早晚交通高峰帶來了交通擁堵、事故頻發、空氣污染加劇等問題。特別是隨著城市的擴張，居民的居住地點與工作場所相分離的趨勢愈演愈烈，通勤的時間和通勤的距離都在不斷的延長。這就促使人們不得不回頭反思改善通勤過程的體驗，如何提高通勤的效率。

本文首先從城市通勤的行為特征入手，對城市通勤的需求進行初步的了解，再根據北京和深圳兩地的問卷調查結果，結合文獻查閱而來的城市通勤需求，尋找可能存在的設計機會點。

本文進一步的介紹了電動汽車的現有技術和發展水平，重點介紹了我國發展電動汽車事業的現狀和問題，通過對于發達國家對低速電動汽車的相關政策與法規，為我國發展低速電動汽車產業提供參考。最后結合前文的論證結果，作者嘗試結合前文得出的設計機會點設計一款能夠滿足城市通勤基本需求的，同時靈巧輕便，盡可能少的占用城市道路資源的電動車輛。

本文的主要貢獻在于深入剖析了城市通勤活動中的問題以及產生的原因。并通過設計實踐提出了一種行之有效的改善現有城市通勤方式的交通工具。為未來的低速輕型電動汽車的發展提供了參考。