城市个人轻型电动通勤交通工具的设计探索

孙爽　张雷

摘要：通勤活动已经成为城市居民出行行为中的主要内容，特别是作为发展中国家的中国，城市化进程的不断加快，城市规模的不断扩张，在创造巨大就业潜力的同时也带来了更多的通勤问题。大量的劳动者涌入城市务工。加重了城市通勤系统的负担，随之而来的便是公共交通的拥挤。社会道路的拥堵以及环境的污染和能源的浪费，因此，对于通勤问题的研究则显得尤为重要。本文从通勤行为出发，以北京和深圳作为重点开展针对通勤行为的问卷调查，获得了更为直接的数据与需求。而后又对电动汽车进行了深入的剖析和研究，并论证了电动车作为替代传统能源的私家小汽车的可行性和优势以及作为通勤用车的发展方向。借鉴西方发达国家对于低速电动汽车的管理经验提出了适合城市通勤使用的低速电动车的设计定位。

关键词：城市通勤；电动汽车；轻型低速电动车

作为工业化时代的必然产物，

“通勤”早已成为数以万计上班族每天生活中必要的部分。在过去人们主要依靠步行完成通勤活动，但是随着社会分工的细化和工业化进程的加快，人们的通勤需求也随之更加强烈。但是目前城市中的通勤体验并不让人满意，拥挤、拥堵、环境污染和能源的消耗都是城市通勤当下面临的问题。

在城市的整体出行总量中，通勤出行需求所占的比重占近六成，解决好这一部分人群的通勤需求也就意味着交通出行问题解决了一大半。在面临上述问题时应当作出相应的变革或者是创新，传统的通勤方式应当得到反思。作者正是基于上述背景。开展了对城市通勤问题的研究，希望找到一种更为理想的环保的且能够带来不错的通勤体验的新型个人通勤交通工具。

1.城市通勤的现状

在本文中“通勤”被限定为往返于居住地与工作地的位移过程，该限定就带出了通勤过程中的两个空间主体——居住地与工作地。正是因为居住地与工作地的不统一，人们才需要完成这个位移。这种空间上的不统一我们这称之为“职住分离”。职住分离是随着城市化和工业化的进程而产生的。随着时代的进步。各种各样的交通工具开始出现，很大程度上延长了人们在短时间内的出行距离，从而提高了人们对于工作选择的自由度，大家可以到更远的地方去工作了。因此，这种职住空间上的不统一是造成通勤问题出现的最根本原因。

那么造成职住分离现象越发严重的原因有哪些？作者依据孟斌撰写的《北京市居民职住分离调查研究》一书进行了如下几种可能性的推断：

第一，城市内部建设水平差异。城市的发展并非同步的，城市内部的建设有先有后。配套设施完善，地理区位好，交通便利的地方带来的结果必然是高昂的房价。高房价与高房租带来的问题就是那些不能负担工作地附近房价的工作者会被迫选择更远的但是自己承担的起的居住地。

第二，城市劳动力市场火热，城市务工者的职业技能差异。每年有数十万的新增劳动力进入城市工作定居，但是这些人的劳动技能，受教育水平，思想认知水平都参差不齐，造成了收入水平的差异。同时大量的人口增长加重了城市交通系统的负担（图1）。

第三，建国初期我国经历过一段计划经济时期，而后又经历了30多年的改革开放市场经济时期，这就造成了我国社会建设的双重性。传统的单位大院纷纷解体，人们走出那个小院，来到一个社会化的大市场选择工作。

第四，城市规划的不合理。北京的城市建设大多依托在对老城区的改造上，老城区的建设之初并没有考虑到后来城市飞速发展带来的压力，并且城市功能规划过于集中，就业中心明显集聚在市中心内部。

第五。通勤行为的特殊性。通勤行为具有一般出行行为所不具备的一些特点：首先在时间上会高度的集中，每个工作日都会产生早高峰和晚高峰两个出行高峰，这就造成了在短时间内出行量的急剧增加和出行密度的增长。其次，在出行线路上，通勤行为具有一定的线路固定性。

为了更好的了解城市通勤问题的现状。更直接的掌握第一手资料。作者针对城市的通勤者发放问卷，随后对提交的问卷进行分析整理，发现其中的机会点，整理城市通勤的基本特征。

为更清楚的梳理问卷调查的结果对本研究所贡献的一些设计机会点，作者将调研结果以表格的形式进行表达，如表1所示。

2.电动汽车与城市通勤

电动汽车即以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通安全法规各项要求的车辆。依据能量来源形式的不同以及驱动形式的不同又可细分为：纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（PHEV）和燃料电池汽车（FCEV）。

这三种电动汽车技术特征及发展水平也不尽相同。最早进入商业化运营是混合动力汽车（PHEV），因其技术起步较早，相对技术较成熟，目前已有不少汽车厂家将完善的混合动力产品投放市场，其一直被认为是由内燃机汽车向纯电动汽车时代过度的中间产品（图2）。

纯电动汽车（BEV），诞生的较早，其雏形甚至比内燃机汽车还要早，但在过去由于电力设施的普及问题以及电池技术的问题一直未能得到广泛的推广，近年来由于传统汽车的种种弊端逐渐受到重视，纯电动汽车又开始进入人们的视线（图3）。

燃料电池车（FCEV）。燃料电池汽车的原理是将车载的原料（通常为氢）通过化学反应转变成电能，再驱动电动机运转。高效的转换效率和燃料的零污染是其特点。并且其可以像内燃机车那样在短时间内完成燃料的再补给，比纯电动车缓慢的充电过程要具有优势。但是其十分复杂的能量转换系统以及系统的稳定新始终困扰着厂商（图4）。不同种类的电动车，在技术条件和使用优势上各有不同，如表2。

造成当下通勤效率低下的很大一部分原因是传统的内燃机车并不能很好的适应通勤的需求，从而造成道路资源的过度占用和能源的浪费。电动车在很多方面都要比传统的汽车更具有适应性。

第一，电动汽车在形制上的优势。电动汽车的结构完全不同于传统的内燃机车，电动车在机械结构上是极为简单的，并且是高度电气化的。电动汽车的动力来源于电动机，电动机唯一有运动结构的地方就是转子。除此外全部是固定机构。不会像内燃机车一样有燃烧过程，有剧烈的震动，有高温气体排放，更不需要机油或者润滑油等进行保养。

其次，电动汽车具有环保优势。电动汽车不以矿物能源为动力来源，不会产生燃烧废气，零排放。无污染是其明显特征。

再次。电动车的使用成本优势。如果不计算购车成本来看，电动车在使用成本上只占传统汽油车的五分之一左右。

3.电动汽车的发展趋势

汽车诞生的一百多年来，整体的形制和体量并未有太大的变化。从最早工业化生产的福特T型车开始，到现代的汽车，基本在形式上都延续了四个车轮加一个铁皮外壳的形式。据计算，我国小轿车的平均载客数不足1.09人，五个座位的小轿车往往只有司机一个人乘坐，如此高的空驶率使得传统汽车的在原本就十分拥挤的城市道路中显得越发的奢侈。因此为了保证人们出行的舒适性和便捷性，同时又不会过多占用城市道路资源，发展小型和轻量化的个人交通工具成为了必然的趋势（图5）。

我国电动车目前的发展中存在着两种不同的声音，一种是主张走高端高速电动车的路线，认为我们在传统内燃机汽车技术上始终落后与世界水平，但是电动车作为一个新的领域。大家都处在相同的起跑线上，并且我们有着世界领先的电池和电动机制造技术。这些条件都可以支撑我们在电动车领域全面领先。但是另外一种声音认为我们应该优先发展低速低端电动汽车。这一论点的支持者认为当前的中国汽车市场还不足以支持高端电动汽车的发展，低速低端电动车反而更容易被消费者接受。

发达国家针对低速电动车市场推出了许多有代表性的产品（图6）。

4.设计实践

4.1作者对于设计的初步设想如下

（1）目标用户：持有机动车驾驶执照的城市通勤者。

（2）面世时间：2020年。

（3）使用情景：城市内部通勤使用。续航能力在100KM左右，能够基本满足城市内部的通勤需求。

（4）载客能力：2座布局。因城市通勤需求的特殊性，单人出行的几率较大，偶尔会有接送人的情况，因此可能采用1+1的座位布局。

（5）驱动方式：采用轮毂电机驱动，能源为纯电动驱动。设计时速不超过50KM每小时（图7、图8、图9）。

4.2概念设计

作者选取了一些具有造型风格代表性的图片作为设计意向版，在此造型风格基础之上进行造型设计（图10）。

4.3深入设计

深入设计阶段主要是在草图的基础上对方案进行深化（图11）。

4.4数字模型搭建

4.5最终效果图

作者对之前一版的设计进行了如下部分的改动，首先是车顶罩部分。原有设计虽然在遮罩效果上比较有优势，但是造型上比较臃肿，与整体轻盈的感觉不搭配，笔者对其进行了重新设计（图13、图14、图15、图16）。

作者将车身水平状态时将前轮设定为内倾3。，原因是车身比较窄，内倾的轮胎更稳定，并且在视觉效果上也更为稳重。转向时车身的最大倾斜角度为12°，一方面考虑到转向时车身倾斜会使一侧车身的离地间隙变小，为保证通过性，将角度限制为12°；另外一方面出于对驾驶员驾驶心理安全的考虑，过大的倾角会给人造成不安全的心理影响（图17）。

4.6硬质比例模型

硬质模型（如图18）。

5.结论

通勤行为即为往来于住所与工作场所之间的空间移动行为，由于人们的居住场所与工作场所在地理空间上不统一，人们往往要采取不同的形势，花费不同的时间来完成这个空间上的转移。在城市居民的各种出行目的中，为了上下班而产生的出行行为占据了一半以上。在某些大型城市中，以通勤为主要内容的早晚交通高峰带来了交通拥堵、事故频发、空气污染加剧等问题。特别是随着城市的扩张，居民的居住地点与工作场所相分离的趋势愈演愈烈，通勤的时间和通勤的距离都在不断的延长。这就促使人们不得不回头反思改善通勤过程的体验，如何提高通勤的效率。

本文首先从城市通勤的行为特征入手，对城市通勤的需求进行初步的了解，再根据北京和深圳两地的问卷调查结果，结合文献查阅而来的城市通勤需求，寻找可能存在的设计机会点。

本文进一步的介绍了电动汽车的现有技术和发展水平，重点介绍了我国发展电动汽车事业的现状和问题，通过对于发达国家对低速电动汽车的相关政策与法规，为我国发展低速电动汽车产业提供参考。最后结合前文的论证结果，作者尝试结合前文得出的设计机会点设计一款能够满足城市通勤基本需求的，同时灵巧轻便，尽可能少的占用城市道路资源的电动车辆。

本文的主要贡献在于深入剖析了城市通勤活动中的问题以及产生的原因。并通过设计实践提出了一种行之有效的改善现有城市通勤方式的交通工具。为未来的低速轻型电动汽车的发展提供了参考。