低速电动车破冰之旅——空间布置篇

导语

小型电动车发展早期,对于车辆造型和空间布置缺乏深入的认识,“克隆”现有车型的做法很普遍。本文从小型电动车的本质出发,结合国内外小型车发展史,探索出真正适合小型电动车特点的空间布置之路。

一、汽车空间布置的基本知识

1、外形尺寸

外形尺寸包括车长、车宽和车高三方面尺寸。车长即沿汽车长度方向前后两极端之间的距离(mm);车宽即沿汽车宽度方向两侧极端之间的距离(mm);车高是指汽车最高点至地面间的距离(mm),如图中的b、g、h所示。

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汽车尺寸参数示意图

a-轴距;b-车长;c-前悬;d-后悬;e-前轮距;

f-后轮距;g-车宽;h-车高;j-离地间隙。

2、轴距

轴距是指汽车两轴中心线之间的距离(mm),如上图中的a。对多轴汽车,轴距应从前至后分别注明相邻两轴间距离,总轴距为各轴距之和。

3、轮距

轮距是指汽车同一轴上左右两轮中心面之间的距离(mm),如上图中的e、f。若为双轮胎时,则为同一轴左右双轮中心面之间的距离。

4、前后悬

前悬是指汽车最前端至通过前轴轴线的垂面间的距离(mm),如上图中c;后悬是指汽车最后端至通过后轴轴线的垂面间的距离(mm),如上图中d。

5、最小离地间隙

最小离地间隙是指汽车满载时,汽车最低点至地面的距离(mm),如上图中j 。

6、各级汽车的尺寸标准

下表为各主要级别(主要乘用车)的常见尺寸范围:

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其中我们看到美国车的尺寸比欧、日的标准大很多,这主要是因为美国地大车少,油价低廉,对于汽车空间的要求远大于对省油性能的要求。日本则正好相反,为了改善道路拥挤情况,日本政府对汽车的税收等级是以外形尺寸(主要是占地面积长*宽)来划分的,车身越大使用费用越高。因此日本汽车造型设计所追求的是“空间利用率”,即在有限的车身尺寸下争取最大的内厢空间。

可以说日本车造得紧凑的目的是为了符合法规;欧洲人也热衷于小型车,但他们造小车的主要目的是省油和使用方便;而美国人的生活环境决定了他们用不着把汽车造得太紧凑。

三、小型电动车的布局探讨

1. 小型电动车在未来交通布局中的定位:

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图中可以看出,小型电动车的定位是经济、便捷、环保的解决短途通勤的交通工具。从中可以提炼的诉求如下:

l 改善道路拥挤

l 方便停泊

l 易于操纵

l 适应全路况

l 使用省电

l 节约材料消耗

2. 一图详解,小型电动车空间布置的制约因素和相互关系。

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图中可以看出,由于电池的能源有限,要提高电源的利用率需要实现的车身的小型化;同时便于操纵和易于停泊也要求车身小型化;但这两项,势必和舒适的驾乘空间和足够储物空间相矛盾。如何解决这个矛盾,是小型电动车空间布置的核心难题。

3. 小型电动车空间布置与诉求之间关系

3.1 长度

长度是对汽车的用途、功能、使用方便性等影响最大的参数。因此一般以长度来划分车身等级。车身长意味着纵向可利用空间大,这是显而易见的;但太长的车身会给调头、停车造成不便。

为了解决这个矛盾,小型电动车可采用四轮四角的布局结构。该设计起源于日本,顾名思义,即将四个车轮尽量布置于车身四角,这样在不增大车身外尺寸的基础上可以最大限度的扩展轴距与轮距,增加了车内空间,在操控性不降低的前提下又提高行驶的舒适性与转向的稳定性。典型代表,就是大名鼎鼎的smart了。

3.2 宽度

宽度主要影响乘坐空间和灵活性。近年由于对安全性的要求,车门壁的厚度有所增加,因此车宽也普遍增加。

为了保证安全性,同时不过多占用车内空间,小型电动车的外造型设计可参考日本k-car,采用四方形空间布局。

3.3 高度

车身高度直接影响重心(操控性)和空间。小型车为了在有限的占地面积内扩大车厢空间,近年有向上发展的趋势,如丰田的coms(高1500mm)和大发pico(高1600mm),车身都比传统的小型车高出很多。由于小型电动车车速度低,重心升高导致的主动安全性下降有限。

3.4 轴距

在车长被确定后,轴距是影响乘坐空间最重要的因素,长轴距使乘员的纵向空间增大,直接得益的是对乘坐舒适性影响很大的脚部空间。在行驶性能方面,长轴距能提高直路巡航的稳定性,但转向灵活性下降。小型电动车轴距设计参照四轮四角布置为佳。

3.5 前、后悬

从图一可见:车长=前悬+后悬+轴距。所以轴距越长,前后悬便越短。最短的悬殊长可以短至只有车轮,即为车轮半径1/2。

对于电动车来讲,由于电机的空间远小于发动机,因此可以采用短前悬结构,扩大乘坐空间的同时,短前悬还可以确保爬坡通过性。

3.6 轮距

轮距直接影响汽车的前后宽度比例。与其它尺寸相比,轮距更受机械布局(尤其是悬挂系统类型)的影响。

3.7 离地距

离地距即车体最低点与地面的距离。离地距必须确保汽车在行走崎岖道路、上下坡时的通过性,即保证不"刮底"。 小型电动车作为短途通勤车辆,更多行驶在二、三级的公路,甚至是未经硬化的乡村道路上,因此保证合适的离地距离,适应多种路况是十分必要的。

3.8 驾乘空间

驾驶空间人体尺寸多是以百分位的形式给出的,SAE将人体尺寸百分位分为三档:第5百分位,第50百分位,第95百分位,分别对应小个子身材,中等个子身材,大个子身材。百分位不同主要体现在人体各部位尺寸不同,选择人体百分位时一般根据与设计车型的市场定位有关,如针对欧美市场设计的车型,一般以SAE 95百分位进行设计,5百分位进行校核,针对中国等亚洲市场设计车型一般以SAE95百分位进行设计,以JSAE5 百分位进行校核。

四、日本k-car对小型电动车的启示

什么是K-car?

很多人都误会K-car就是一般小形汽车的统称,其实K-car是日本运输省订下的一种汽车规格,称为轻自动车(keijidousha),kei就是轻的意思,习惯上就被人称为K-car。根据日本警视厅2000年10月颁布的更改规定,K-car的规格为:长 - 3400mm 、宽 - 1480mm、高- 2000mm、排汽量 660cc 以下,最高速度不超过100km/h的城市代步车型。早在49年7月8日,为了实现国民车的概念,轻巧的车身和小排量的引擎带来的是轻便的感受和低廉的使用费用,当然从国家角度来讲,税费上也是体现出了鼓励发展的态度的,低燃费、低税率与低价格造就了如今乘用车中非常大的一个群落,K-car。时至今日,轻自动车在日本的保有数量已经突破两千万辆。

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car的主要用户是家里的老人和女性

目前,k-car在日本的保有量在36%。2010年,k-car在日本500万辆的总汽车销量中占到了173万辆。日本的街道通常都十分狭窄,普通的三厢车很难通行或者没有地方停放,而k-car小巧的身材刚好可以克服这些问题。K-car在税费上也有很大的优惠,比如购置税为3%,而普通车型为5%,后期使用时在大部分的日本农村地区为免税,公司使用也可以减税。保险费、自动车重量税等方面都有不少的优惠,加上小排量的燃油经济性,日本人的环保意识,不少日本家庭的第二辆车都会选择K-car。使用者通常是家里的女性或老人。日本人口的老龄化也让K-car的销量快速增长,超过三分之一的购买者平均年龄为50岁,低于29岁的只有13%。

K-CAR是日本独有的,产生的原因呢:有日本以小为美的特质;有日本土地紧俏的原因。关键还有日本人实用第一,反个性主义,注重环保的民族性。

出色的空间布置能轻易让一台长不足3.0米,宽不足1.5米的小车轻易装下4个乃至5个成年人的。能化不可能为可能,在这里我们看到的是政策的威力,同样也值得至今还在追求“大气”的国内消费者及厂家深思:其实我们所在的城市,早就不比日本宽松多少了。

五、典型布置案例分析

下面我们以国内一款典型k-car风格的小型电动车宏瑞世英H3的空间布置为例,做一个分析:该车型采用了典型的“四轮四角”布置方案,长轴距,短前后悬,不到3.0m的长度装下4-5个成人。不增大车身外尺寸的基础上可以最大限度的扩展轴距与轮距,增加了车内空间,在操控性不降低的前提下又提高行驶的舒适性与转向的稳定性。

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驾驶空间按照95%人体布置,同时k-car典型风格的四方形空间布置,最大限度的发挥了空间利用。

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结论:小型电动车作为一种实用性非常强的车辆,经济(省电)、便捷(易于操纵,便于停泊)、实用(空间,功能)是其本质的诉求,在空间布置上还需要正本清源,拨开迷雾,才能从盲目的“山寨”外表,走向面向目标的开发之路上。

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