代驾折叠电动车用户体验研究与设计

黄莹　金信琴　潘宜馨

关键词：折叠电动车 用户体验 满意度 设计优化 续航能力

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2022）08-0129-04

引言

随着社会的不断进步，城市的不断发展，中国的城镇化区域不斷增加，城市交通的发展迅速，人们的生活和出行方式也发生改变。越来越多的人购买汽车，道路交通越发拥挤，同时因为酒驾引发的交通事故频发。根据交通管理规定，酒后驾车会处以罚款并进行拘役管制处罚，因此更多的人选择酒后找代驾服务，代驾行业也逐渐得到发展。对于代驾工作者来说，出行工作的代步工具需要合理的选择。其中折叠式电动代步车以其轻巧、便携的特性已然成为代驾工作者首选的出行交通工具之一，深受代驾工作者的喜爱。对于代驾工作者来说，折叠式电动代步车即轻巧又可折叠放置与客人汽车的后备箱内，节省空间的同时提高工作效率。例如近两年出现的一款简单轻巧的电动滑板车，不仅绿色环保，并且非常便于携带，电动滑板车以其自身优点迅速成为被代驾员所喜爱的代步工具。但是电动滑板车还存在诸多问题，不仅在人机交互方面需要改进，其使用过程中的安全系数也有待提升。而用户体验设计则是通过改善和优化用户与产品的交互过程，从而提升用户的满意度[1]。因此本文旨通过以用户体验为核心，研究用户使用活动的需求，将需求进行任务转化，对折叠式电动代步车实施设计优化，从而使产品更好的进入市场、融入生活、帮助代驾员更好地开展工作。

一、研究背景及发展现状分析

基于城市的发展，城市交通的发展迅速，越来越多的人驾驶车辆，对于工作一天的白领来说，下班后的娱乐项目是必不可少的，很多车主在饮酒后会选择叫代驾服务，代驾行业逐渐兴起。对于代驾员来说，代驾员的工作节奏的较快，出行的目的地不固定，因此代步交通工具已然成为代驾员工作中不可分割的一部分。其中电动代步交通工具，在整个交通工具市场中的分量愈来愈大[2]。当下人们的环保意识不断提升，在选购代步交通工具时也十分看重绿色、耗能小、污染小的，而电的使用也是未来交通工具耗能的发展新趋势[3]。在大环境的趋势下，折叠式电动代步车渐渐出现在代驾员的视野里。

折叠式电动代步车是在传统自行车的基础，加上电力套件的小型代步交通工具。目前的折叠电动代步车一般分为以自行车为基础的折叠电动车和以滑板车为基础的电动滑板车两大类，其主要电力来源为内置的锂电池组。折叠电动代步车配有动力系统、刹车系统、传动系统等。国内对于折叠式电动代步车的研发与设计正在逐步深入，例如2020年，联想集团便推出了电动滑板车M2系列，可轻松折叠放置于汽车后备箱内。

在绿色发展的大环境下，折叠式电动代步车不断推陈出新，但造型上大同小异，结构较为单调。根据市场的调研分析，产品的品牌在不停增多，但使用的人群对于品牌的关注度并不高，这主要因为用户与产品之间没有建立良好的交互过程，同时产品的续航里程、故障率、舒适性等性能特点没有很好的体现，导致人们对于现有的折叠式电动代步车使用满意度较低。这就要求设计师在进行产品设计时，通过用户体验理论进行有效的分析，考虑用户的使用冲动及使用需求，结合合理的人机关系分析，确定产品的结构尺寸，提升用户的使用满意度。

二、用户体验设计研究

（一）用户体验设计概述：用户体验的定义有一个国际标准（ISO9241-210）：用户体验是用户在使用产品的过程中建立起来的一种纯主观感受。用户体验是一种技术，它满足的不仅是工具性需求，而且还是一种主观、情境化、复杂、动态的体验[4]。诺曼曾说，“用户是没有错的，如果用户在使用某物品的时候遇到麻烦，那是因为设计出了问题[5]”。用户体验研究不单是为了产品的优化与设计，同时也需要满足客户需求[6]。

（二）折叠式电动代步车设计与用户体验关系框架：唐迪提出了产品设计中本能层次、行为层次、反思层次的情感体验及其表达途径[7]。折叠电动车的要素包含有CMF、造型、续航能力、轻量化、故障率、智能化、安全性、易用性、便携性、操作性、折叠性、舒适性、情感性等要素，以三个层次为出发点，与折叠式电动代步车要素相结合，构建用户体验与产品的映射关系，通过映射关系产生的论点作为研究突破口，由此确定不同体验层次对应的设计内容构建出产品不同层次的设计属性范畴，如图1。

1.本能层是给人带来感官刺激的一层，本能是情感最直接处理的层面，在开始深入一个产品之前，人们会首先对视觉和感觉方面做出反应。因此本能层的产品设计主要体现在外观造型与CMF设计中。这两种形式是折叠式电动代步车设计在直观上最直接的表达方式。

2.行为是情感处理的中间阶段，行为层可以激发和限制低层次的本能反应和高层次的反思反应。因此折叠式电动代步车的设计需要根据用户合理的筛选行为和动作做出反馈，从而引起用户体验。设计点主要体现在智能化、安全性、便捷性、故障率、操作性等特征的沉浸式体验。

3.反思层最好的成语是“触景生情”。反思是情感最不直接的处理过程，包括自主的思考和对曾经产品的使用经历进行反思。折叠式电动代步车的反思层设计主要体现于用户使用后对使用期间进行的一次反思与回忆，可以通过智能化链接、操作界面、舒适性等设计元素，实现用户情感与产品的交互，满足用户的情感需求。

（三）用户体验设计流程：用户研究的流程主要以实现研究目的为基础。用户研究并不是单向的，而是根据研究过程中体现出的用户体验反馈，不断更迭设计，以此来确定用户需求和优化设计原型。用户研究的设计流程如图2所示。常用的用户调研方法主要有问卷法、访谈法和观察法。

1.问卷法 是通过问卷的投放，收集大量的样本，通过样本归类及数据分析得到用户的需求与反馈。本次问卷第一部分首先了解用户的基本信息，第二部分则研究用户对于产品的使用要求和满意程度，特征问题如图3所示。过问卷调查的结果，可以得到：

A.多数代驾员会选择折叠电动车作为代步工具，因此研究重点以折叠电动车为主;

B.结果表明只有近20%的代驾员对正在使用的代步工具是满意的状态，因此要着重分析用户不满意的因素和原因;

C.通过交叉分析了解到代驾员对产品不满意的因素主要以续航里程短、重量重、体积大和零件损坏频率高等要素為主。

2.用户访谈 是通过面对面交流，在合理舒适且放松的环境下，收集受访者心理和行为的数据。相比于其他的方法，访谈法更加灵活，通过一定的访谈技巧，达到研究目标，不能盲目交流，要有计划地进行。通过深入的用户访谈整理出诸多用户不满意因素及原因，如表1所示。

3.用户需求分析 首先根据用户需求探究得到的众多用户不满意因素中，提取出十三个用户体验要素并依次命名为 a1—a13，以现有产品为测试对象，根据访问分析产品用户的使用体验，具体用户体验要素见表2。

发放用户体验满意度问卷，以Likert五级量表作为影响折叠电动车使用因素的评价标准，分为非常满意、满意、一般、不满意和非常不满意，五个等级态度，并赋值为 5，4，3，2，1，让用户对十三个最能代表折叠电动车的用户体验要素打分。

回收用户满意度问卷，进行数据分析。根据问卷结果分析显示折叠电动车用户需求要素满意度平均值范围在3.10—3.87。如图4所示。说明折叠电动车用户体验满意度不理想。由此可见，折叠电动车设计有一定的提升与优化空间。

通过权重值分析结果如图5所示，表明用户对现有折叠电动车的续航能力、故障率、体量大小这三项要素满意度最低，而权重值却偏高，因此设计重点是对折叠电动车的这三个方面进行改进与优化。

（四）用户体验测试与评估

设计师需要利用草图绘制、产品渲染、模型制作向用户展示对产品的优化设计点以及问题解决方案，用户体验测评属于产品研究，因此在测评前需要完成对用户需求的总结，并通过设计实践得到解决产品问题的最终方案。产品用户体验测评的方式大致分为三种：

1.用户体验测评问卷量表的形式，国内外很多研究者已经开发出能够直接应用于多个领域的产品研究量表，本篇研究应用的是针对产品整体的用户体验评估量表。

2.制作产品模型，基于高保真模型制作出实体，将产品设计具体化，让用户能够通过真实的材料、结构、功能上的使用和操作对产品进行评估。

3.人机工程学仿真，用户体验基础上的仿真模拟测试，要求用户在感受、使用过产品仿真模型后，模拟使用的操作过程，对产品进行体验评估。

三、产品改良设计

通过一系列的用户研究，得到了代驾员对于折叠电动车续航能力差、故障率高、体量大三个方面的问题要求，接下来通过不同方案进行问题分析和解决。

（一）解决续航里程短造成电池电量消耗殆尽后用户无法骑行回家的问题：

1.利用能量回收原理，查阅资料了解到电动汽车的能量回收，利用一种轮式能量回收装置其能实现在车辆行驶过程中将车辆重力转换为电能，可增大电动汽车的续程里程[8]。借鉴电动汽车的能量回收原理，将其转换利用到折叠电动车设计上，延长其续航里程;

2.利用机械结构，通过陶瓷轴承消除摩擦点，提高传动效率，人力骑行更省力。

（二）解决故障率问题：1.故障率主要影响因素是折叠电动车的卡扣破损率高以及连接件之间的摩擦小造成座椅和手把下滑、车子链条破损严重、刹车盘更换率高等;2.因此改变车把和座椅的卡扣结构，延长使用寿命;使用无链条设计，避免链条损坏;优化车子的刹车系统，采用机械制动和电制动结合的方式，减少刹车盘的消耗。

（三）解决体量大小的问题：1.通过改变折叠方式，来减小折叠电动车的空间占用率，使其操作简单，实现快速折叠。2.通过改变材料的运用，来减轻折叠电动车的重量，并在一定程度上实现产品强度的提升，同时保证产品的轻量化。

四、功能与结构

（一）功能

折叠电动车的功能设计点集中体现于解决折叠电动车电量消耗殆尽后，代驾员可以通过能量回收储存下来的电量，保证自己能够骑行回家，因此考虑在折叠电动车内部设置能量回收系统。通过能量回收系统将车辆制动时浪费掉的动能以及车辆下坡无动力滑行时、人力骑行时产生的动能通过系统转换为电能，储存在固定的蓄电池空间内，在折叠电动车电量消耗殆尽后，起到备用电池的功能，避免了代驾员由于电动车电量消耗殆尽后需要被迫打车回家的情况。

1.能量回收方式选择：电动车的能量回收方式分为两种，一种是制动能量回收，另一种是滑行能量回收。

（1）制动能量回收：在折叠电动车的制动过程中，制动力矩的来源分别是使用刹车片的机械制动和电机供给的反向力矩通过传动轴来实现车体减速，后者是折叠电动车电制动的过程，当电制动在刹车系统中所占比率较高时，产生的“磁生电”也较多，因此可以回收更多的能量。

（2）滑行能量回收：即在无电力支撑的情况下，电动车的电机靠外部提供的力量，逆向旋转，把引起动能转化为电能，实现能量回收。这种外部力量的来源分别是松开油门把手在平路上滑行减速和下坡滑行充能，以及断电时踩脚踏进行充能。

2.能量回收系统的实现

（1）能量回收系统基本原理：电动车的正常动力提供是通过最基础的电动机，也就是物理中常见的通电线圈在磁场中受力的作用在磁场中旋转（电生磁）。然而运动是相对的，一个在磁场中旋转的线圈会有反向的电流通过，同时产生反向力矩阻碍线圈旋转（磁生电），这便是简单的发电机工作原理，同时也是电动车电制动的过程。在电制动的过程中，当满足电制动电路电压大于电池的时候，所产生的电流通过功率变化器接入蓄电池，电机就能将电流回收到蓄电池中，实现能量回收，如图6所示。

（2）能量回收系统制动能量分析：正常行驶状态下，折叠电动车的蓄电池将电能转化为动能驱使电动车运动;当电动车减速或刹车时，原本出于运动状态下的折叠电动车的动能被直接浪费掉。假设浪费掉的动能可以通过能量回收系统将部分可回收的电量进行回收储存，再次成为电动车运动的动力，这样的能量循环回收过程一定是有意义的。

利用动能定理和动力做功来计算回收的制动能量作用效果。假设折叠电动车的质量（m）是25kg，正常人的体重（m）是60kg，电压（U）是48V，电池容量是35AH，则通过电流I=35×0.1=3.5A;

根据功率公式：P=UI（P：功率 U：电压 I：电流 ） （4-1）

计算得到折叠电动车的功率P=48V×3.5A=168W;

根据速度公式：

V=P/（G×0.09）（V：速度 P：功率 G：总负载重量 ） （4-2）

计算得到最大速度V=168W/[（25kg+60kg）×0.09]=22km/h=6.1m/s;

根据动能公式：

W=1/2mv_t0²-1/2mv_t1² （4-3）

式（4-3）中vt0为初始时间t0时的瞬时速度，vt1为末尾时间t1时的瞬时速度（m/s），m为折叠电动车的重量（kg）。计算得到做功W=1/2×25×6.1²-0=465.12J;

根据时间与做功公式：

t=W/P（t：时间 W：电功 P：功率） （4-4）

计算得到t=465.12J/168W=2.8s;

假设刹车做的功能够全部进行能量回收，根据速度时间公式计算出一次刹车做的功可以增加的续航里程，如图7所示。

从图7中可以看出，以假设条件下得到的最大速度22km/h的速度行驶，一次制动，产生的制动能量回收，可以增加61.6m的续航里程，能量回收的效果还是很可观的。

3.制动方式：折叠电动车采用机械制动和电制动相结合的方式，当刹车意图强烈时，会触发机械制动，保证刹车安全，在刹车意图不强烈时利用电制动，有效的减少刹车盘的消耗，降低零件破损率。

（二）结构

1.折叠结构

（1）车体折叠结构：采用几何折叠的方式，减少夹紧式卡扣的使用，两個几何体通过轴承连接进行旋转的方式进行折叠，降低由于折叠次数较多而引起的卡扣使用寿命短的情况发生。车体折叠结构如图8所示。

（2）车把和支撑杆折叠结构：车把可以横向伸缩后纵向折叠，减少了空间的利用率，实现最小化折叠;支撑杆采用中折的方式，通过卡扣进行固定，车把和支撑杆折叠结构如图9所示。

（3）车座和把手支撑杆的伸缩结构：车座和把手的支撑杆借鉴行李箱的拉杆设计原理，在拉杆壁上设置小圆球用于卡住拉杆的调节高度，车座底部和把手顶部有个按钮用于控制小圆球的状态。伸缩能改变支撑杆的长度，减少卡扣的使用，避免座椅和把手下滑，延长使用寿命。结构。

2.无链条结构：通过机械结构提升传动率，传动轴连接两个齿圈，通过两个环形轴承旋转带动车轮运动;利用特殊的陶瓷材料制作陶瓷轴承，消除摩擦点，提升传动效率，根据资料查阅得到，当摩擦副以0.08 m/s的滑动速度摩擦时摩擦因数和磨损体积均达到最小值，润滑效果最好[9]，在折叠电动车电池电量耗尽后，无动力骑行更省力;同时无链条设计会避免链条破损的故障率问题，结构如图9所示。

五、造型与CMF设计

（一）造型：每一款好的产品，在保证其功能完善的前提下，依然需要有好的外观造型来衬托。用户在购买阶段，对于折叠电动车的直观感受首先是其外观，接受或被外观吸引后，才会进一步去了解产品的各方面性能，最终进行购买。折叠电动车的外观以简单的几何线条构成，多以直线条为主，符合以男性为主的代驾群体审美要求，线条干净简单。整体效果图如图10所示。

（二）色彩：色彩设计是工业产品设计的重要元素之一。它对一款产品来说具有重要的装饰作用。在当前各类产品同质化的市场影响下，设计更加成为同行业间竞争的主要手段 ，色彩将作为新的经济亮点和促销方式，在工业产品的市场竞争中将起到越来越重要的作用[10]。结合代驾员的工作性质，在折叠电动车的色彩构成上，选用了较为基础的黑色和白色搭配作为基础色，很好地结合行业沉稳、严谨的工作性质;在其中增添蓝色，为整体车身带来活力。

（三）材料：材料是设计的灵魂，需要设计师在实践中应用、总结、研究、再应用，由此不断提升设计与材料的品质[11]。在设计活动中，材料的选择提供了设计的起点。本文中的折叠电动车车架整体采用镁合金材质，抗氧化，一体铸造成型工艺，无接缝，更加坚固可靠，镁合金材质更加轻盈，能够通过材质减轻车身的整体重量。

结论

通过对现有产品的总结和开发，优化现有产品，提升用户的满意度，是现代设计师对于产品设计的初衷。此次设计打破了以往折叠电动车的设计，增加动能回收系统将电能回收储存，避免代驾员在工作过程中电量耗尽只能打车回家的尴尬同时延长续航里程。无链条设计能够避免链条破损问题，并通过结构提升人力骑行的感受，使无动力骑行更省力。色彩表达上符合以男性为主的代驾群体的视觉要求，材料沿用镁合金材质，很好地实现折叠电动车的轻量化。