折叠电动自行车设计探讨

周小军 杨勤

摘 要：本文以折叠电动自行车在面对现代城市生活空间问题和交通问题所产生的现有设计状态为基础，简析了折叠自行车产生和发展，着重针对现存的折叠电动自行车设计进行分析，内容涉及主架材料选择，车架造型设计，折叠方式，电池位置设计，折叠电动自行车设计中的难点。结合顾客需求和市场策略，提出该产品的设计趋势和构想。

关键词：折叠设计 ；电池组 ；折叠自行车； 设计分析； 设计趋势

中国已经成为当前世界上电动自行车生产、出口、消费的大国，随着城市化进程和发展中国家人口增长的压力的加快，能源和交通成为全球性的问题，由此所产生了人性化交通工具的主张。分析当前折叠电动自行车的折叠方式与效率、设计特征、电池组位置，结合现实分析折叠电动自行车的设计难点，同时为折叠电动自行车的设计趋势和优化提供有效的依据。

1 折叠电动自行车的产生与发展现状

1.1 折叠电动自行车的产生与优势特征

折叠自行车是20世纪30年代在欧洲起源于军事用途并伴随着轿车的普及和城市人口的增多而出现，近些年由于采用各种新材料、新技术及结构从而使体积更小、重量更轻、更结实耐用。近年折叠电动自行车也随之出现，因具备便捷、高效、微小优势而受到用户青睐成为代步工具。

1.2 折叠电动自行车的国内市场情况

根据国家统计局2015年对415家电动自行车制造规模以上企业的统计，电动自行车总产量为3551万辆，其中折叠电动自行车约占750万辆。电动自行车累计实现主营业务收入811.3亿元。电动自行车全年出口首次突破百万辆，对外亚洲出口90万辆。

1.3 折叠电动自行车当前的基本设计要求和使用群体

折叠电动自行车的基本设计特征是个性化、轻量化、适用群体细化，市场品类在逐步形成高、中、低多档次格局可供顾客选择。目前，折叠电动自行车的主要消费群以及对折叠电动自行车的要求有以下几个方面。

表1消费群对折叠电动自行车设计的要求

顾客群体 使用要求 技术特征 价格

2 折叠电动自行车的折叠方式设计与电池组位置设计分析

2.1 折叠电动自行车的折叠方式设计分析

现行折叠电动自行车可以分为车架大梁折叠式（车体对折式），前后叉折叠式，多部件折叠，嵌套合体等折叠方式。在折叠特性和车体类型的基础上，就以上四类折叠方式设计进行分析。

2.1.1 车架大梁折叠设计

车架大梁是自行车车架的组成部分和车架风格特征显现的重要载体，大梁折叠的基本构造是在车架大梁与座管相接附近设置折叠扣件，使得大梁前后两部分围绕折叠扣件的轴做180度水平旋转，前后轮并行放置实现折叠。这种折叠设计成本相对较低，结构简单，操作方便。符合用户的基本期望。是行业公司推出普通折叠电动自行车产品的首选方案。

表2折叠方式

折叠方式 优势特征 劣势特征 顾客群体

2.1.2 前后叉折叠设计

前后叉折叠式设计主要应用于尺寸较小的电动自行车上，该折叠特征是将两轮组围绕着连接部件在同一直线上相向合龙实现折叠。折叠后可放置于汽车后备箱，适合自驾游的用户，实现“长途驾车—景点骑行”模式。且车轮依然能够继续使用，满足拖行的功能。然而这种折叠设计决定了自行车的轮径尺寸不能过大，否则折叠效率低。

2.1.3 多部件折叠设计

多部件折叠设计是较为新异的折叠方式，该方式的出现得益于材料的进步和骑行体验设计的发展，设计特征是将部件模块化，可以被拆卸，通过拼装和连接件组成。折叠件主要分布于前后叉连接管、鞍管、车把、把立部分，是目前效率最高的折叠方式之一。这类折叠车成本较高，其附加值在于设计体验与技术特质。

2.1.4 嵌套合体折叠设计

整合设计方法也被应用在了自行车上，典型的特征就是嵌套合体折叠，该种折叠方式颠覆了早先的以车架为主的折叠方式，而是将车架设计成嵌套结构，车架在发挥承载作用的同时也承担包裹作用，折叠完成后形成一个较为规则的方体形状，使得折叠后的自行车显现出强烈的科技风格和现代感。这种折叠方式简洁，效率高，折叠后能够拖行，携带极为方便。但是对电池有很高要求。

（a） （b）

图1嵌套合体折叠设计

针对以上四种折叠方式做类比分析，可以概括成：

（a） （b）

图2 折叠方式

2.2 折叠电动自行车的电池组位置设计及外观分析

电池组是折叠电动自行车的能量源，其位置设计与外观也受到行业技术发展和设计潮流导向的影响。折叠电动自行车的电池应该具备质量轻、体积小、更安全、效率高的特点，因此锂电池很好的符合了要求。电池组置放方式有中置式、斜梁式、菜篮式、后置式四大类，电池组的位置设计能够反映出自行车设计风格、样式、人机工程、适用环境以及技术特征。

2.2.1 中置式

中置式是出现最早的电池放置方式，放置角度与座管走向一致，底部与后下叉贴紧，前面采用导槽座管紧扣，顶部设有拉扣，能使用户在不做深度弯腰的姿势下轻易抽取电池，通常应用在城市通勤车中。该设计使得电池组的重心在整车中间，有利于骑行安全。电池壳通常采用单色ABS塑料或者铝壳，由于体积较小，通常给用户简约精巧、平衡协调的感官。

2.2.2 斜梁式

斜梁式电池组设置的特征是将电池盒通过连接件紧贴于斜梁上方，达到视觉新颖的设计目标，技术特征基本与中置电池组相似，但是其重心较高的缘故，稳定性相对较低。因此在电池盒设计的优化方便还有较大空间。

2.2.3 菜篮式

菜篮式电池组是在用户体验潮流下的一次突破，具体形式为电池盒外壳设计成方盒状，外面包裹厚实布料或者尼龙面料，形成书包样式钩挂在横把上，将组建风格化，给用户以亲近和柔和感。且安全和防水，能够有效保护电池组。是近年来小型折叠电动自行车采用的放置样式，但由于折叠后电动自行车重心靠前导致提携缺乏人性化。

2.2.4 后置式

后置电池组主要应用于26英寸以上自行车，特征是平放于座位后衣架下方，由于后衣架高度的限制，样式基本固定，视觉呆板，因此在外观设计方面需要深入考究，达到与车身协调目标。该设置由于重心较高，对于电池组内部的稳定性有较强的要求。

（a） （b） （c） （d）

图3电池组置放方式

3 折叠电动自行车的设计难点

作为短途交通工具，折叠电动自行车的设计在工艺和设计上都要比普通的自行车和折叠自行车要复杂，集合设计分析以及行业经验，折叠电动自行车的难点主要存在以下几方面：折叠后自行车的重心应该尽量在中段，这就要求设计师在对电池组设置过程中考虑折叠后的位移。电器件例如电线、控制器等应该尽量隐藏起来，避免散乱以及安全故障，这也是设计人性化设计考量。整车部件应该轻量化，可以用替代材料来减少重量，同时保证功能以及美观，因此研发人员对于材料与工艺以及美学三者相结合应有良好的掌控能力。外观设计上折叠电动自行车相比普通自行车科技风要强烈，应该充分考量贴花、烤漆色泽与车架本身的协调，使其达到科技风格与简约别致的视觉效果。

4 折叠电动自行车的设计趋势

4.1 便携化和轻量化设计

折叠的基本宗旨就是便携化，由于车载方式以及旅行需求增多，整车外型应轻便、折叠快捷。同时充分运用新材料，车架应该更多运用铝镁合金、碳纤维等材料，能够支持各种形态的成型。在折叠件方面，可以将部件模块化以及整合，减少用户对于部件的太多关注从而方便使用，同时能够保障功能，兼顾美观，还可以在模块化的基础上有选择性的配置功能，以期能够更好的实现设计诉求。

4.2 人性化和交互应用

随着人们需求的不断提升，设计也可以向人性关怀的方向靠近。在自行车应用的不同的使用状态下拥有相对应的形态调整，满足不要用户的需求，例如电池组可以给手机进行充电以及骑行和助力模式相结合的方式，把手形态可以根据使用者的习惯进行配置更换。此外，设计可以将智能交互技术应用结合，让用户能够与设备沟通，建立人—车—环境的互动，让顾客感受到骑行的愉悦和个性展现。

5 结语

折叠电动自行车是全球认可的低碳交通工具，在非可再生能源紧张的今天，起作用和意义显得更为明显。通过对现有折叠自行车设计的分析研究，可以明晰各种折叠电动自行车的优劣特征，在此基础上分析可优化的因素和要求，充分运用现有技术并且提出用户体验策略，为符合时代的新产品设计提供有价值的参考信息。

参考文献：

[1] 陈恳.对折叠自行车设计和开发的思考[J].中国自行车.2004（04）：

24-25.

[2] 邓卫斌，黄景明.自行车折叠设计探讨研究[J].科技资讯.2010（31）：245.