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机械毕业设计 论文

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LW01-096@电动车造型设计—Apirlio,机械毕业设计 论文

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常州工学院学士学位论文目 录中文摘要 英文摘要 2第一章 导论 31.1研究背景 31.2研究目的 4第二章 市场调查 52.1 产业概述 52.2发展的历史、现状和趋势 72.3行业品类调研 142.4结构分析 152.5工作原理 172.6造型演变规律 212.7市场营销状况分析 332.8产品定位 36第三章 方案设计 373.1方案介绍 373.2方案确定 42第四章 结构设计 43第五章 色彩与标识设计 47第六章 产品效果图 516.1三维效果图 516.2模型图 53第七章 材料与工艺分析 55第八章 人机工程分析 62第九章 产品价值分析 66结束语 68致谢 III参考文献 IV附录 VI摘 要本课题设计的主要内容是电动自行车的造型设计。设计方向以研究骑行方式为主，考虑正常状态下骑行时的最佳人体姿势及造型符号。首先做了电动自行车的市场调查，了解电动自行车的主要流行趋势、流行风格、流行色彩及设计趋势，未来人们对电动自行车的需求等。接着设计了几款概念电动自行车设计方案，从中选择了一套较好的方案作为最终的设计的方案，对最终方案进行人机分析，如骑行时人体姿势对自行车造型的影响。绘制了方案的三视图，对电动自行车进行了结构分析，进行了电动自行车的材料及工艺分析。关键词：电动自行车；人体姿势；造型符号；AbstractThe main content of this article is the electrical bicycle design, taking the ride mode as the main research direction, considering the best body posture and form symbol in normal status. Firstly, do the market research of electrical bicycle, get the current tendency, style, color, design tendency of electrical bicycle and the requirement of electrical bicycle in future. Then, do several concept electrical bicycle proposal, choose a good one as the final design proposal. Finally, analyze the final proposal with ergonomics, draw the three dimension of the final proposal, analyze the structure, material and craft of the electrical bicycle. Key words: electrical bicycle； human body posture； form symbol；第一章 导论本章主要内容： 本章主要从社会经济和自然环境的状况分析，提出发展电动自行车的必要性，并确立本次课题的研究目的及方向。1.1 研究背景随着社会的发展，人们的生活质量得到极大的提高，但人类赖以生存的自然环境正遭到极大的破坏。交通工具的使用加快了人们的生活节奏，但同时却危害着我们生理和心理的健康。城市规模扩大后，往日浩浩荡荡的自行车大军明显感到速度和时间不能适应新的情况，乘公交车又不方便，于是摩托车、燃油助力车在许多城市盛极一时，随着环保呼声的日益强烈，摩托车、燃油助力车已经成城市的污染“大户”，许多城市已经停止上牌。随着摩托车、燃油助力车渐渐退出江湖，让出很大的市场空间，于是电动自行车成为中低收入市民代步工具的理想选择。近些年来，许多发达国家都把自行车看作是城市的绿色交通工具既节省能源，减少污染，又比较灵活、便利，倍受人们的青睐。因此，自行车越来越多，为了保障骑自行车者的安全，使自行车与机动车分开行驶，在欧、美各国都普遍开辟了自行车专用道路。在交通模式上，许多人主张美国的今天就是中国的未来，中国应向车轮子上的美国学习重点发展家庭轿车。不错，汽车产业在一定意义上可作为国家的支柱产业，有利于拉动内需和带动产业链，但决不能指望它能解决我们的交通问题。试想，美国每1.5人拥有辆车，中国人口是美国的4.5倍，将来可能达到16亿，6倍于美国。可是要知道，美国目前的汽车至少要消耗中东四分之一的石油，若依照美国模式发展家庭轿车，恐怕两个中东也不够。 如果把中国交通的发展寄希望于小轿车，那随之而来的问题是停车泊位如何解决？通常，一辆车要方便进出必须占地2030平方米，如果每个家庭一辆车，寸土寸金的城市哪来这么多停车面积？从这一意义上说，中国未来的交通出路只能是大型交通工具加电动自行车。大型交通工具只能解决从点到点的问题，而电动自行车则可以有效解决从面到点和从点到面的问题。电动自行车的发展肯定会给国家的经济带来新的活力。自行车一百多年的历史充分证明，自行车是一种具有生命力的交通工具，它的每一次技术革新，都会引起消费热潮，刺激国家的经济发展。中国作为自行车的王国是一个巨大的市场，电动自行车作为自行车史上具有革命性的交通工具，在给百姓生活带来方便的同时，必将会对国家经济产生积极的影响。 的加入，我们考虑的不仅仅是国内市场，也应放眼于国际市场，国际上已有回归自行车的呼声，在欧美，好的电动自行车甚至可卖到6000美元一辆，价廉物美的电动自行车更有着巨大的市场需求。许多国家已把电动自行车看作未来交通工具的发展趋势。日本矢野经济研究所预测，至2007年世界（纯）电动自行车市场的规模为39.8万辆；美国尤尼克公司决定推出新型电动自行车，目标年销售1000万辆；美国克莱斯勒汽车公司也推出了一款定价为995美元的新型电动自行车，预计年销售量达5万辆以上；美国通用汽车公司也将为电动自行车提供新型电池。据欧洲电动自行车促销机构提供的信息，由于受欧洲油价上涨和环保意识增强等因素的影响，预计未来3年至4年内，电动自行车将成为欧洲自行车商下一阶段推出的主要产品，仅欧洲市场每年的销量就可达300万至400万辆。1.2 研究目的 电动自行车是一个新的产业，有其发展的必要性和可行性，但是电动自行车介于机动车和非机动车之间，如果走机动车道，速度没有汽车快，而走非机动车道，速度又高于自行车，由于没有法规的保证以及其特有的交通特性，因此给交通管理带来了一定的难度。从国内外电动自行车的发展以及我国具体情况进行分析，客观分析电动自行车作为一种交通工具的特性，在城市交通中的定位，与城市发展战略的关系，在能源、环境、立法、质量、技术经济方面的特点等，结合实际情况，提出电动自行车的发展策略。以研究骑行方式为主，考虑正常状态下骑行时的最佳人体姿势及造型符号；同时分析在一定的社会经济、市场以及技术、传统、文化、自然状态下，产品功能、造型及情感的诉求所必须具备的经济性、时效性及繁衍性；体现产品设计在时间与空间上与周边环境、事物及自然、文化、传统的相融性和互补性。另外，在造型上摆脱摩托化趋势，寻求电动自行车可能的符合自身发展的路线，寻求自行车与摩托车设计语言的融合，设计出现舒适、安全和骑行功能都好的电动自行车。常州工学院学士学位论文第二章 市场调查本章主要内容：本章对电动自行车的市场现状作了详细的描述，结合其发展史及对未来市场的预测，再次说明对电动自行车研究的重要性。其后，对电动自行车的结构、工作原理、造型演变规律做了描述。 电动自行车“安全、快捷、舒适、环保”是工薪消费阶层的代步首选，并将最终取代摩托车、助力车、脚踏自行车，成为未来代步工具的主流。 休闲健身、代步两相宜，这是电动自行车成为今后代步工具主流的原因所在。2.1 产业概述我国石油资源比较贫乏，燃油与尾气的排放污染是大中城市大气污染的主要污染源。我国发展电动自行车是未来发展的必然趋势，也符合绿色环保革命的需求。因为电动自行车环保、低能耗，是净化空气污染的最好交通工具。电动自行车是自行车的延伸产品之一，是以蓄电池作为辅助能源，具有两个车轮，能实现人力骑行、电动或电助功能的特种自行车。依据国家标准电动自行车通用技术条件，电动自行车的最高车速应不大于20公里/小时，整车重量应不大于40kg，必须具有良好的脚踏骑行功能，30分钟的脚踏行驶距离应不小于7公里，一次充电后的续行里程应不小于25公里，以最高车速作匀速骑行时的噪声不应大于62分贝，100公里的电能消耗不应大于1.2千瓦/时，电动机额定连续输出功率不应大于240瓦。可以在非机动车道上行驶的特种自行车。电动自行车总重量小于40kg，保留了自行车轻便、灵活、机动的特点，具有零排放、低噪声、低能耗、低故障、低使用费、安全易骑的优点。 电动自行车属于非机动车管理范畴，最高时速被局限在20km/h，这既保证了一定的车速，也保证了行车安全。目前的电动自行车大多一次充电续行距离在50km左右。据调查，一般大城市市区中心机动车车速平均为19km/h，上下班工薪族每日平均活动半径在15km以内，所以电动自行车完全适用于市内使用并可成为城市车一种。电动自行车是以绿色环保、轻便安全、操作简单，受到消费者的青睐，它不仅给人们日常生活带来方便，而且对经济发展起着积极的推动作用。随着环保与节能两大世界课题越来越受到人们的普遍重视，电动自行车的研发已掀起了新的高潮，无论从整车的技术含量还是从行业规模的增长方面都有了很大的提高，电动自行车行业已发展成为新兴的产业。 早在1992年，我国政府就把电动自行车的开发列为“八五”重点科技攻关项目。 国家环保总局、国家经贸委、科技部、公安部等部门正在制定禁止汽油机助力车作为代步工具运行和允许电动自行车挂牌的有关法规。预计有关政策出台后，电动自行车的开发和生产将迅速形成一定规模，成为消费的一个新热点，不仅有利于减少环境污染、节约能源，同时对扩大内需、增加就业机会也将起到积极作用。2.1.1目前的代步工具调查自行车：完全人力 环保摩托车：运动迅速 机械动力 有污染汽 车：乘坐舒适 运动迅速 机械动力 价格较大 有污染电动车：人力机械动力结合 轻便 价格低廉 无污染2.1.2电动车产业优势项目产品从政策上完全符合中国一贯鼓励和重视研究开发清洁和环保型产品的政策精神，属“绿色”交通工具，无废气，低噪音，对城市环境污染的改善也起到积极推动作用。a、技术优势：电动自行车的复合式电机技术具有自发电能力，属中国国内首创，提高了电动自行车续航能力和延长电池使用寿命一倍以上，一次充电可行驶70km以上。开发的脉冲充电器，将一点一滴可利用的能量不间断地向蓄电池补充，节省了能源。采用自动控制装置，使行驶控制达到理想的境界。b、价格优势：目前市场上销售的各种电动自行车零售价一般在20003000元/辆，一次充电行驶里程均2550km，电池使用寿命100次到400次。使用电动车的日均成本不超过一元，是出租车的四十分之一，仅仅是公交车的一半或三分之一。c、上下班交通: 电动自行车享受自行车的待遇，决无被堵的道理，她比自行车稍快，很省体力，绿源的动力性能很好！d、健康理念: 生命在于运动，骑上您的电动自行车，可以脚踏助力，保持适度的运动量，微微出汗，就改为全电动骑行，运动、休息和交通三不误。e、时间的价值: 自行车骑行太慢，汽车堵车，电动自行车在两者之间找到了一个平衡点-时间的重要性。f、安全关怀: 电动自行车的发展，在确保安全的前提下，提高了非机动车道的交通效率，有利于改善道口通行能力，有利于提高整体的交通效率。g、绿色能源：为环保做出自己的贡献电动自行车是靠电力骑行，而不是象摩托车，汽车一样造成了很大的环境污染，这是人类是关自身发展的一个大课题，电动自行车的出现，必将为了人类生存环境带来一个美好的发展前景。电动自行车给我们带来的“时间成本”、“体力成本”、“机会成本”的上升优势是可以看见的。2.1.3电动自行车存在的制约因素a、价格: 目前电动车标准型价格普遍在2000元以上，不少消费者在持币观望。b、功能: 速度较机车慢，骑行较自行车不灵活,在非机动车道路行驶依然有安全隐患。c、充电是个麻烦的问题:每次充电的使用时间是购买电动自行车的一个很大忧虑。d、服务: 目前对电动自行车中途加电还是一个很严重的问题，加上对电动自行车维修也不是很普遍e、污染: 虽然电动自行车较其他机车所带来的污染已经有了很大的改进，然而废旧电池的污染仍然是一个必须提上日程的问题。f、能源: 目前重要采用铅酸电池体积大，能量低，使用循环差，因此必须采用更高技术含量的厘电池和能源电池g、款式: 电动自行车由于其自身的原因在设计上很难有很大的突破，往往把它设计成如摩托车一样的造型，很难从自行车和摩托车之间分离出来使自己有独特的发展空间。2.2发展的历史、现状和趋势2.2.1 自行车发展史马匹是最早一批被人类降服的动物。人一旦跨上它那宽阔的脊背，就能以最省力最舒适的方式走遍大地。但马又是需要相当的技巧才能被驾驶的动物之一，而人很快便发现让马拉动的方式比爬到马背上去驾驭要轻松省力得多，于是，便有了轮子，而后出现了四轮马车。四轮马车的确是个不小的发明，但人类的智慧自然远不止这些，于图2-2是，使有了人类历史上两轮的诞生1791年，法国人西弗拉克发明了最原始的自行车。它只有两个轮子而没传动装置，人骑在上面，需用两脚登地驱车向前滚动。(如图2-1、2-2、2-3)1801年，俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第一辆用踏板踩动的自行车。 1817年德国人德莱斯在自行车上安装了方向舵，使其能改变行驶方向。图2-31839年，苏格兰人麦克米伦制造出木制车轮，装实心橡胶轮胎，前轮小、后轮大，坐垫较低，装有脚踏板入曲柄连杆装置，骑者可以双脚离开地面的自行车。同年，麦克米伦又将木质自行车改为铁制自行车。1867年，英国人麦迪逊设计出第一 辆装有钢丝辐条的自行车。1869年在德国斯图加特出现了由后轮导向和驱动的自行车，同时车上采用了滚珠轴承、飞轮、脚刹、弹簧等部件。从西夫拉克一直到雷诺，他们制做的自行车与现代自行车差别较大，真正具有现代化形式的自行车是在1874年诞生。英国人罗松在自行车上别出心裁地装上链条和链轮，用 后轮的转动来推动车子前进。但仍然不够协调与稳定。(如图2-4)1886年英国的机械工程师斯塔利，从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式，装上前叉和车闸，前后轮大小同，以保持平衡，并用钢管制成了菱形车架，还首次使用了橡胶车轮。斯塔利不仅改进了自行车的结构，还改制了许多生产 自行车部件用的机床，为自行车的大量生产和推广应用开辟了宽阔的道路，因此他被后人称为“自行车之父”。他所设计的自行车车型与今天自行车的样子已经基本一致了。(如图2-5) 1886年英国人詹姆斯把自行车前后轮改为大小相同，并增加了链条，使其车型与现代自行车基本相同。1887年，德国曼内斯公司将无缝钢管首先用于自行车生产。1888年英国人邓洛普用橡胶制造出内胎，用皮革制造出外胎，以此作为自行车的充气轮胎。从此，基本奠定了现代自行车的雏形。图2-4 图2-5人类的智慧真是无所不在。从1791年到1888年， 自行车的发明和改进，经历了 近100年中这些发明者的不懈奋斗。我们不得不为人类的发明创造所感动。 中国自行车历史 清同治七年(1868年)11月，上海首次由欧洲运来几辆自行车，是人坐车上，两脚踮地引车而走的业余消遣的娱乐性代步工具。同治十三年，法国人米拉从日本运来人力车输入上海，这种车称为“东洋车”，因其色黄又叫“黄包车”，成为代步工具。随后沪上兴起了人力车的修、租、贩制业。（如图2-6）图2-6清光绪十一年(1885年)后，英商怡和、德商禅臣、法商礼康等洋行将自行车及零件列为“五金杂货类”输入上海，到19世纪末在上海已有广泛市场。原来设摊修理马车、人力车的诸同生，于光绪二十三年选址南京路(今南京东路)604号，开办了同昌车行，经营自行车及零配件。光绪二十六年，上海有惠民、曹顺泰等六七家车行，销售人力车、马车及自行车零配件，以卖带修。民国4年(1915年)，上海有近20家自行车商店。(如图2-7)第一次世界大战结束后，邮电事业发展，自行车成为邮差的交通工具，自行车需求激增，市区又新开一批自行车商店，形成了以老闸区(今黄浦区)为中心的自行车销售网络。图2-7 民国17年同昌、大兴(两家)、得利、泰昌、润大等成为上海六大车行。一批华人创办的自行车零配件制造商和商办工场也逐步创办。如王发兴工厂生产前叉、泥板；大兴车行进口钢管接头，聘请2名日本技工，生产车架(自行车主件)，组装“红马”、“白马”牌自行车，这是最早国产自行车。民国19年6月，以经营橡胶车胎及车料为主的车行成立上海橡皮五金车料同业公会。民国21年，得利车行等17家规模较大的车行(职工135名)成立上海脚踏车贩制同业公会。修租兼营零售的中小型车行王兴业等240余户，次年4月组成上海市修租脚踏车同业公会。它们都参加了市商会。 民国26年；脚踏车贩制业公会从17家增至30多家，称为“大同行”；修租脚踏车同业公会由240多户发展为400余户，称为“小同行”。前者以贩制为主，后者以修租为主，整个自行车市场受“大同行”中几家大车行控制。抗日战争期间三轮脚踏车风行于市。三轮车身与黄包车相似，配件与自行车大同小异，车胎、钢圈、飞轮、链条、牙盘、车条、车把、踏脚等都可通用。一些零件厂、工场以及车行投入三轮脚踏车装配和经营。40年代初，上海的三轮脚踏车达26万余辆。源隆、顺昌、顺风等一批新的车行应运而生。 民国31年12月，上海市三轮车出租商业同业公会成立，有团体会员(车行)29家，拥有出租三轮脚踏车9700余辆；个体会员6000余人，拥有营业三轮脚踏车16300多辆。民国35年2月，上海脚踏车贩制业同业公会更名为上海市脚踏车商业同业公会，有会员110户。 民国之后，中国还没有真正自己的自行车制造工业，绝大部分的所谓车行，只能制造和销售自行车的零配件。1930年前后，华商聘请了日本技师，才组装出“红马”和“白马”牌的两种最早的国产自行车，但不少部件仍靠进口。中华人民共和国成立之后，有了自己生产的“永久”、“飞鸽”。50年代，自行车还是较为稀少的工具。60、70年代，自行车已经在人们的生活中占有重要位置，与缝纫机、手表、并称为三大件，成为一个家庭富裕的象征。人们谈“飞鸽、永久，不啻于今天人们谈论捷达、富康，谁家的自行车丢失了，公安局、派出所会立案侦破。在以轿车为高官专属的年代，自行车是百姓的自豪。 80、90年代，自行车的生产发生了很大变化，千篇一律的老样式被五光十色的新式样刷新。飞鸽、永久也不再独享殊荣。山地车、变速车、高档赛车、电力自行车等遍地开花。自行车单一的实用功能衍变出娱乐功能，健身功能渗透了审美、健康和环保的观念。 电动自行车的出现图2-8 从20世纪80年代第一辆电瓶助力自行车发明以来(如图2-8)，到今天高科技电动自行车的迅速发展，电动自行车经历了一个漫长的发展过程。但由于早期的电动自行车是以电瓶为动力，体积较大，续航能力短，有噪声，再加上当时摩托车的迅速发展，使得电动自行车只能在夹缝中生存。直到90年代电动自行车在中国的拥有量还不到3万辆，并且其中绝大多数是非正规厂家生产，而是由个人在原有自行车的基础上改造而成。但自90年代新型电动自行车问世后，电动自行车才有了较快的发展。这些电动自行车的电机采用稀土永磁无刷电机和稀土永磁印制电机，采用日本、美国免维护全封闭铅酸、镍氢动力电池，引进了美国微电脑芯片控制系统，使现代的电动自行车进入高科技产品系列。从此，电动自行车以其自身的强大优势，给助力自行车市场刺入一针兴奋剂。2.2.2 电动自行车的发展现状（万辆） 我国的电动自行车 经过80年代到90年代初期的二次起落后，进入现在的第三个发展时期，从研制开发到1997年的小批量投放市场至现在其生产和销售呈逐年大幅增长的势头，据助力车专业委员会不完全统计，1998年我国电动自行车的产量为5.54万辆，1999年产量为12.6万辆，2000年为27.6万辆，到2001年上升到58万辆，2002年起销售规模突破100万辆，2003年全国产量高达400万辆。2004年产量达676万辆，比前年增加过150万辆，2005年我国电动自行车产销量将逾750万辆。全国共有近700家电动自行车企业获得了生产许可证。专家预计，随着电动自行车在许多城市合法上路，到2008年我国电动自行车年销量可达1000万辆。(如表2-1)表2-1目前，一些跨行业的大集团，特别是摩托车、家电等行业都注意电动自行车的市场空间，组织人力、财力的投入、研究、开发电动自行车，再加上一批装配型的小型企业出现，电动自行车产业大有一哄而起，蜂拥而上的趋势。但是原创型的产品寥寥无几，产品的无差异性，给市场带来的是过早的价格竞争，现在已经出现不同品牌、款式相同的电动自行车价格差高达千元的状况。在整个市场中，大陆鸽、腾羚、千鹤、依莱达、卧龙、倍特、邦德、华日、英克莱等品牌占了60的销售份额。但不少企业由于经济实力，、技术优势和市场竞争，政策滞后等因素造成压力，淘汰了相当一部份，到目前为止，真正具备产品开发能力、形成生产规模的实际上不到100家。电动自行车的第三次升温，首先得益于政府的支持，交通管理部门将电动自行车列为非机动车，使其享受与自行车相同的上牌、管理待遇。市民购买使用电动自行车如同购买自行车一样方便，无需行驶证、驾驶证，无须每年验车。随着各企业回收废旧电池、统一处理，认同电动自行车是绿色环保交通工具的政府部门及消费者也越来越多，这就进一步促使电动自行车走进了千家万户，电动自行车虽然前景喜人，但各路诸侯市场分割，市场竞争将日趋激烈，甚至白炽化。国外电动车 一样呈现着令人欣喜的发展前景。尤其是西方发达国家， 加紧研发“以电代油”产品进程中，电动自行车自然是被视为重要的一个产业。以欧洲为例，电动自行车以前是被视为一种被老年人消费的康乐器具， 现在为了扩大电动车的市场，制造者在产品设计上突出了运动器械的特点，使之符合青年人的特点。德国、荷兰、比利时、瑞士、奥地利、意大利、法国和英国等都形成了较大规模的电动自行车市场。受欧洲油价上涨和环保意识增强等因素的影响，预计未来至4年内，电动自动车将成为欧洲自行车商下阶段的主推的产品，年销量可达300万至400万辆。 在德国市场方面，销售具有很大的潜力，尽管大部分买主年齡皆是介于45-70岁之间的高龄消费者，但年龄在16岁以上之青少年未來可望成为潜在买主群，只要业者打出适当广告，使电动自行车摆脱适合老弱残障使用之形象，未来前景必将看俏。 德国目前每辆电动自行车价格低者为1,200马克，高者则达4,500马克，平均价格为2,500马克，其中大型供应商仍以欧洲供应商为主如Kynast、Sparta，两家1998年销售量各达6,000辆，Heinzmann销售量为1,000辆，Peogout销售量为380辆，Recker销售量为200辆，其他大型供应商尚有SACHS 、KTM、Sanyo 及Mercedes等。日本是世界上使用电动自行车较多的国家，也是全球高价自行車的生产地，目前投入的制造商20家，年出货量超过20万台，日本电动车零售价格有12万日币以上。日本电动自行车主要制造厂有山叶机车、本田技研、国际自行車、铃木车辆、宮田工业、三洋电机及丸石自行车等业者相继投入，目前山叶机车、本田技研、铃木等3家公司市场占有率高达8成。 在美国方面，电动自行车都是由国外进口零组件在当地裝配，很少有完全美国制的成品，主要原因是价格法竞争，而整車进口关稅又太高，因此只有进口零组件在美国裝配，最符合经济效益。美国市场1999年销售量仅有6.5万辆，但成长幅度惊人，价格多在1000-1600美元之间，主要厂商有ZAP Power Systems、Charger Electric Bicycles、Currie Technology、EV Rider公司，采用铅酸电池，最高速度为30-32km/hr。目前美国最大两家电动制造商Currie Technologies及Zap均委由台湾厂商作OEM代工，而台湾巨大生产之电动自行车能透过自己行销管道销售。台湾因前些年对摩托车未加任何限制，以至达到辆千人的饱和程度。随之带来严重的交通混乱及污染。因此台湾目前将电动自行车作为环保车型大力推荐。台中成立的“电动自行车用锂电池技术发展策略联盟”制定了统一的电池标准。著名台湾业者利达和巨大生产的电动自行车比中国大陆产品性能佳、而力强，价位高，外销深具潜力。2.2.3电动自行车的发展趋势从目前情况看，我国电动自行车的发展机遇与挑战并存，从市场前景看机遇大于挑战。机遇主要有下面几个方面：a、是我国政府日益重视人类赖以生存的环保和环境，由于环保问题，从1997年底起国内已有19个省的57个大中城市相继出台了一些限止摩托车，特别是50CC以下小排量燃油助力车上路行驶的规定，今年又有安徽、山西、陕西等省的13个城市，出台了有关控制摩托车措施。从有关方面公布的数字看，上海、江苏、浙江就有近百万辆燃油助力车要在近三年被淘汰。这在宏观上为电动车的发展创造了一个较好的环境和机遇。b、是人民群众消费水平不断提高，由于城市范围的扩大，上下班路上时间相对拉长，私家汽车消费目前还不适合上班族，所以电动自行车成为老百姓的交通工具已成为可能。c 、是我国的石油资源是很缺乏的，预测到2010年，原油需求3.6亿吨，国内产量2亿吨，进口1.6吨，这意味着45%要靠进口。另外，我国是联合国京都协议书的缔约国之一，目前中国的二氧化碳的排放量，居世界第二位。由此可见，发展电动自行车生产，已经涉及到社会发展和经济安全的重大战略问题，这为电动自行车发展找到了出路。 d 、是国际电动自行车行业已经起动，发达国家正在升温。国际上已有回归自行车的呼声。许多国家已把电动自行车看作未来交通工具的发展趋势。美国的通用汽车公司和尤尼克公司，日本的本田公司都已进入电动自行车领域。据专家估计，欧洲电动自行车的年需求量在200万到300万辆之间，美国的年需求量约100万辆，这是个巨大的市场。电动自行车作为自行车史上具有革命性的交通工具，在给百姓生活带来方便的同时，必将会对国家经济产生积极的影响，据有关部门抽样调查表明：1000万辆自行车，假如有1的人愿意换成电动自行车，以每辆电动自行车售价2500元计，是2.5亿。全国目前自行车社会拥有量为4亿辆，假如1的愿意换成电动自行车，就是100亿，从发展观点来看，发展电动自行车首先可以拉动内需，对国家税收有利，提供大量的就业机会，可以解决电力部门电力过剩问题。 我国电动自行车起步不晚，技术领先。这是我国电动自行车产业近年来飞速发展的重要因素。在此领域，无论从技术角度还是从研制时间看，我们并不落后。只要我们继续努力，把好质量关，可以预计在不久将来，我国的电动自行车将大踏步地走出国门，我国是全世界自行车生产基地，我们完全有能力成为世界电动自行车生产大国和出口大国。 挑战有多方面a、环保问题 目前市场上的电动自行车电池主要还是铅酸电池，虽然尾气是零排放，但仍然存在污染隐患。我国的电动自行车旧电池回收体系短期内尚难建成。b、 质量问题 据业内人士透露，全国电动自行车的合格率不超于30%，售后服务也难跟上发展速度。c 、交通成瓶颈问题 最高时速20公里的电动自行车跑在机动车道上太慢，跑在非机动车道上又显得快，存在安全隐患。d、同行市场竞争问题 电动自行车企业基本上还停留在国内生产，国内销售的传统模式，没有国际性经营网络，难以走向国际市场。只能在国内市场上拼杀，引发市场的恶性竞争。 在机遇和挑战面前，电动自行车的发展是健康快速的。随着相关技术的日臻成熟，它是顺应市场需求发展起来的，是适应时代的产物。因此，电动自行车有着广阔的市场，未来充满希望。面对现在的市场态势，我们应该怎么做，对此应该有个理性的认识，要在产品质量、强化品牌效应上花力气，下功夫，走自己的特色之路。 电动自行车在我国迅速发展的原因a、随着生活水平的提高，人们对出行质量要求也相应提高。尽管人们的生活水平有了很大的提高，但绝大多数人还不具有购买小汽车的能力，有的即使能买得起小汽车，但那些昂贵的费用（保养费、燃料费、管理费、养路费等）也使人们望而却步。因而，自行车便成了大众化的交通工具。可人们对出行质量的要求却从未降低过。从80年代以前的加重大笨轮，到80年代的轻便自行车，再到90年代的变速自行车。可见，轻便和省力是自行车发展的趋势，而每一次自行车技术上的革新都会引起人们的消费热潮。而电动自行车正是适应了自行车发展的趋势，满足了人们对出行质量的要求。b、我国城市的交通特点和气候特征为电动自行车的发展提供了前提条件。在我国，由于绝大多数城市的公交系统不太发达，无法满足人们出行的需要，乘公共汽车上下班又不太方便，再加上交通秩序不理想，上下班时堵车成了城市交通的一大特点。因此，自行车成为许多人出行的首选交通工具。我国的许多城市，特别是北方城市，由于夏天炎热、冬天寒冷并常伴有大风，使得骑自行车出行成了人们在这两个季节无法逃避的苦难。交通状况和气候特征势必要求有一种既省力又方便而且价格相对便宜的平民化交通工具的出现，而电动自行车恰恰满足了以上的要求。c、我国大多数城市对摩托车的限制成为人们选择电动自行车的又一重要原因。摩托车是一种速度较快，安全防护措施相对较差的轻型交通工具。此外，摩托车污染性较大，且如果管理不当还常常会使交通秩序陷入混乱。因此，一些大中型城市都对摩托车的拥有量加以限制，且对于普通消费者来说，选择家庭轿车作为交通工具还不现实的情况下，电动自行车便成了人们最为合适和现实的选择。d、 电动自行车简单易学。电动自行车对驾驶技能的要求不高，只要会骑自行车，一般不需要任何专门训练便可骑乘。这种不需较高驾驶技能的交通工具，为其迅速普及奠定了基础。e、电动自行车具有许多优越于普通自行车的优点。电动自行车和普通自行车虽然结构相同，但比普通自行车有着更多的优点，(如表2-2所示)：车种参数普通自行车电动自行车车速1015km1520km活动范围15km130km是否省力是否载重80kg左右100kg左右整体车重45kg200100元胶体铅酸镍氢V10 Ah2.4 Kg500-1000400元锂离子V1 Ah1.68 Kg600元比较项目工作温度深度放电性能快速充电密封铅酸差不允许胶体铅酸2 55 0 较好不允许镍氢好好锂离子好可以表2-52.5.2 电机电机主要有3种：(1) 有刷高速电机。有电刷效率高，过载爬坡能力强、起动力矩大，但噪声较大。(2) 无刷电机。无电刷，无减速器，具有免维护、无噪声优点。(3) 有刷低速电机。有电刷，无减速器、结构简练，成本较低。目前市场上大多数电动自行车还停留在有刷电机阶段。有刷电机采用机械换向，对控制系统的技术要求较低，相对成本低于无刷电机，有刷电机的起动力矩略大于无刷电机。但致命的弱点是：寿命短、噪声大、效率低。它长期使用碳刷磨损严重，较易损坏。同时磨损产生了大量的碳粉尘，这些粉尘落下齿轮油中，使齿轮油加速干涸，电机噪声进一步增大。有刷电机使用到一年左右就需要更换内碳刷，你会发现充电一次行驶的里程不及新车买来时的三分之二，而且爬坡时动力不足，还会烧坏控制器。这是因为电机更换碳刷后，换向器也被磨出了一条凹槽，使碳刷接触面积减少，接触不良的碳刷通电后会产生火花并加快氧化换向器和铜片，导致上述不良现象。无刷电机以电子换向取代机械换向，技术上要优于有刷电机。由于无刷电机没有齿轮或减速装置，减少了电机磨损的不可靠性。它的效率在一定电流范围内比有刷电机效率高。无刷电机行驶起来几乎没有噪声，且寿命长达10年以上。据于两者比较，无刷电机要优于有刷电机。目前，已有一些电动自行车生产厂原先用有刷电机现改用了无刷电机。无刷电机肯定是今后电动自行车的发展方向2.5.3 控制器图2-11电动自行车无刷控制器是以Motorola公司MCU（单片机）为中心进行系统设计的无刷电机控制器。（图2-11）与传统的模拟控制器（专用芯片）相比，它除了能在不增加成本的前提下完成模拟控制器所有的功能之外，还具有以下优点： a、能满足用户指定的要求，在较短的时间内添加和修改功能，可以 使整车产品别具特色。 b、电量检测准确。因为模拟控制器只能以电池电压数据来近似拟合 电池电量，而这种误差是极大的，而且指示会反复，给用户造成 困惑。数字式控制器可以同时监测电池电压和电池负载的变化， 通过公式计算出真正的电池电量并指示给用户。 c、体积小巧。因为大部分功能都通过软件来实现，不需要增加硬件的成本和体积开销。 d、可以升级为高级控制系统。因为可以外挂多个输入输出设备，使人机可以交流。 e、数字式是未来生活的方向，数字式控制系统是所有愿意交流的人的选择。原理图（见图2-12）图2-122.6造型演变规律2004年的电动自行车的市场非常火爆，在市场上的电动自行车的主要分为简易型和轻摩型二种，这两种车在外观上和功能上的区分比较明显，简易型有较好的骑行性能，比较符合国家的标准（在速度等问题上可能有些厂家的产品不合标准），比较易被成熟的消费者所接受，但也应承认轻摩型的电动自行车现在在市场上的销量不错，这种电动自行车是不符合国家标准的，现在已在所多的城市所禁止使用。但在选择时易被消费者所接受，面对标准与市场的不同选择，我认为我们应分析这两种类型的电动自行车的特点以便推出更好的产品。2.6.1 轻摩型电动自行车的特点：(如图2-13)a、车轮比较小 优点：车轮小有利于电动自行车的鞍座距地高度更低，上下车方便，有利于平时上下车与紧急制动停车；同时采用小的车轮可以使前后的轮距较大，从而有较大的空间进行脚踏板的位置的设计。 图2-13 永久新款电动自行车 缺点：车轮较小不利于骑行，现在轻摩型电动自行车的车座距地高度低于现的简易型的车座距地高度，导致人在骑行时的骑行运动空间较小，所以骑行的性能不好，另外现在的轻摩型电动自行车的前齿盘由于位置的限制导致设计齿数少，使传动比变小，造成骑行速度慢。b、鞍座较大较长 优点：宽大的鞍座使人在电动驱动骑行时坐上很舒适。缺点：在骑行时的舒适性比较差，同时也不符合国家标准。c、宽大脚踏板的使用 优点：在电动驱动骑行时可以方便的放脚，舒适性很好；较低的脚踏板可以方便上下车，方便从前面上下车。缺点：不利于骑行时用力，脚踏板过宽造成中轴过长，从而导到两脚踏间距过大不利于骑行；因为有宽大的脚踏板所以中轴的位置偏后，造成骑行时是向正下或更后方用力，不利于骑行时用力；因为前齿盘的位置被包于脚踏板中或与其有较大的位置关系，所以齿盘被做的很小，不利于骑行。d、外观装饰件多 优点：整车造型多样，并且很多零件被包在里面，外观美观。 缺点：成本高导致价格较高，并且由于正视面积大增加了骑行时的风阻，减少了骑行的里程e、附加的功能件多，装有大灯、转向灯、速度表、后视镜等附属装置 优点：比较适合消费者的心理，可以较容易的了解车的性能，转向灯与后视镜的安装与正确使用，可增加骑行时的安全性。 缺点：较多的附属装置导致电动自行车的故障率增多，较多的附属装置造成电能的损失，减少了使用时的续行里程。 轻摩型电动自行车的主要特点是具有较好的电动骑行功能，电动骑行时舒适，人力骑行时性能比较差，具有较多的附属功能，漂亮外观，轻摩型电动自行车的主要设计与踏板式摩托车类似，在市场的选择中较易被喜欢摩托的用户所接受，同时也被乘车不便，行驶里程又不远的消费者所喜爱。2.6.2 简易型电动自行车的特点： （如图2-14） a、车轮较大 优点：由于车轮较大，所以在骑行的功能上较好。 缺点：为了保证较好的骑行的功能，所以 车座到地的距离较高，所以上下车较难；同时造成整车的重心较高。b、塑件少 优点：设计简单，外观简洁，整车重量轻， 风阻小。图2-14 缺点：外观变化少，车体外露，显得比较 单薄。c、车座狭小 优点：适于骑行时使用，价格低。 缺点：在电动驱动时的乘坐的舒适性不是很好。d、无踏板或踏板较小 优点：使电动自行车的中轴曲柄的位置设计比较合理，中轴的设计位置在车座的前面，有利于骑行；中轴比较短，适合于骑行。 缺点：踏板偏小或无，电动骑行时需将脚踩在脚踏上，舒适性不佳。e、附属装置少 优点：由于部件少，所以故障率低。 缺点：表达出的相关信息少。简易型电动自行车的主要特点是骑行性能好，具有电动骑行的功能，续行能力较好，附属功能少，故障率低，价格低。简易自行车主要设计与自行车相似，由于骑行性能好，续行能力较好，简易型电动自行车易被骑行距离较远或骑行距离不确定的人所选择，由于故障率低也易被较成熟的消费者所使用，另外就是由于价格较低所以易被一般消费人群选用。仔细分析现在的电动自行车我们可以发现现在这两种车型的电动自行车的设计分别脱胎于摩托车的设计与自行车的设计，这两种交通工具的特点是：自行车是一种纯依靠人力驱动的一种交通工具，由于人力是唯一的驱动方式，在自行车的发展过程中其结构由于传动的改进而进化，很多种的技术都与之结合产生新的产品。摩托车的归早的发燕尾服也是这样开始的。摩托车是一种具用机械动力的交通工具，具有几百年的历史，其虽也是在自行车上发展起来的，但是由于已成为不用人力驱动的成熟机械产品，所以现在的结构与其雏形时（需有人力驱时）大不相同，现在为了一种单独的车种。如果是在自行车的技术上发展自行车，那么现在的电动车在走摩托车刚刚开始时的历程，它必然会受到人力驱动装置的干扰而变得不容易设计；如果是从摩托车的技术上发展自行车那么我们会发现，给摩托车设计加装人力驱动系统是很难的，就会产生像现在的轻摩型的电动自行车一样的产品，骑行能力很差。如果说摩托车放弃了人力驱动变成了成熟的产品，那么把电动车设这种要求具有两种驱动的特点的交通工具是没有办法去实现成熟了，首先没有人力驱动是违反国家规定的，其次在使用时就会非常不方便，因为充电是不能与加油一样的方便。所以现在的电动车的设计的成熟的选择也必将是在选择接受现在自行车这种不舒适的成熟设计，还是等待取消人力驱动后的摩托车的成熟。其实消费者在购买车时不会支考虑它是用什么技术设计出来的，而更在乎它的功能和外观，现在的人们在买车时更多的追求的是舒适和漂亮，所以才造就了轻摩 型电动车的市场。普通形态展示 （如图2-15 2-26 ）图2-15图2-17图2-16图2-20图2-19图2-18图2-26图2-25图2-24图2-23图2-22图2-21创意形态展示 （如图2-27 2-39 ）图2-29图2-28图2-27图2-31图2-30图2-32 Segway 电动自行车图2-34图2-33图2-36图2-35图2-37图2