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高校電動(dòng)自行車(chē)充電樁化設(shè)計(jì)與應(yīng)用

更新時(shí)間:2020-08-07 點(diǎn)擊次數(shù): 2499次

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定   201801

 

摘要:文章針對(duì)高校校園電動(dòng)自行車(chē)充電混亂的現(xiàn)狀,對(duì)現(xiàn)有共享電動(dòng)充電樁進(jìn)行改良設(shè)計(jì),使其更加符合高校校園環(huán)境的特定使用需求。將現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與線(xiàn)上調(diào)研相結(jié)合,獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)結(jié)合高校校園環(huán)境,以人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)理論為依據(jù),設(shè)計(jì)并建立三維充電樁模型,得到種適用于高校校園的電動(dòng)自行車(chē)充電樁三維設(shè)計(jì)方案。運(yùn)用上述方法能夠有效設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足高校校園使用需求的電動(dòng)自行車(chē)充電樁。

關(guān)鍵詞:充電樁 ;高校校園 ;設(shè)計(jì)

 

隨著共享電動(dòng)自行車(chē)的出現(xiàn)與發(fā)展,作為共享電動(dòng)自行車(chē)的衍生產(chǎn)品,電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁的需求量也隨之增加。2014 年鄭州市就發(fā)布了《關(guān)于在住宅小區(qū)建設(shè)電動(dòng)自行車(chē)充電庫(kù)(棚)的通知》[1],并指出要增加電動(dòng)自行車(chē)充電庫(kù)(棚),同時(shí)杜絕私接亂拉現(xiàn)象。電動(dòng)自行車(chē)是高校學(xué)生平時(shí)出行的重要交通工具之,設(shè)計(jì)款適合高校校園環(huán)境,解決充電電纜私拉亂接、電動(dòng)車(chē)亂停亂放現(xiàn)象的電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁,能夠有效推進(jìn)校園和諧和美化建設(shè)。電動(dòng)車(chē)包含電動(dòng)自行車(chē)和電動(dòng)汽車(chē),因電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁品牌較雜,所以本篇論文調(diào)研對(duì)象包含電動(dòng)汽車(chē)共享充電樁。

1調(diào)研與分析

1.1充電樁調(diào)研與分析

1.1.1現(xiàn)有充電樁類(lèi)型

通過(guò)對(duì)成都市多個(gè)小區(qū)和公共場(chǎng)所現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研后發(fā)現(xiàn),充電樁的形式可分為“對(duì)式”、“ 對(duì)多式”和“插排式”三類(lèi),其顏色主要有簡(jiǎn)約色和多彩純色,如圖 1 所示。

1.1.2現(xiàn)有充電樁界面分析

通過(guò)調(diào)研得出,現(xiàn)有充電樁存在以下問(wèn)題 :(1) 交互界面的較少,傳統(tǒng)按鍵的較多,交互性差;(2) 在誤操作后,不能及時(shí)返回;(3)現(xiàn)有售電模式主要有刷卡式和投幣式[2],大多不支持掃碼支付;(4)在光線(xiàn)不好的環(huán)境下,不易發(fā)現(xiàn)充電樁。

1.2用戶(hù)調(diào)研與分析

1.2.1用戶(hù)使用體驗(yàn)調(diào)查研究概述

通過(guò)實(shí)地問(wèn)卷調(diào)查和網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查的方式,共收集 200 份用戶(hù)對(duì)充電樁的使用體驗(yàn)問(wèn)卷。針對(duì)現(xiàn)有充電樁的造型滿(mǎn)意程度、功能需求程度、不足和對(duì)未來(lái)充電樁的理想充電時(shí)長(zhǎng)、期待體驗(yàn)等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、錄入、篩選、整理,得出的數(shù)據(jù)如表 1 :

表 1 問(wèn)卷結(jié)果

調(diào)查問(wèn)題

選項(xiàng) A

選項(xiàng) B

選項(xiàng) C

選項(xiàng) D

現(xiàn)有充電樁 :造

型滿(mǎn)意程度

理想

(10.09%)

(54.13%)

不理想

(35.78%)

/

功能需求程度

操作簡(jiǎn)便

(32.39%)

充電快速

(38.72%)

充電量大

(28.89%)

/

不足

操作繁瑣

(40.26%)

數(shù)量較少

(32.68%)

充電效率低

(14.22%)

造型呆板

(12.84%)

未來(lái)充電樁 :理

想充電時(shí)長(zhǎng)

≤ 60 分鐘

(26.61%)

≤ 30 分鐘

(47.71%)

≤ 15 分鐘

(25.69%)

/

期待值

人性化使用方式

(34.56%)

使用全性

(30.23%)

充電效率高

(20.43%)

綠色節(jié)能

(14.78%)

1.2.2問(wèn)卷分析

用戶(hù)對(duì)現(xiàn)有充電樁造型滿(mǎn)意程度低,主要原因是操作繁瑣和造型呆板,除此之外,數(shù)量較少和充電效率低下也是其原因之。大多數(shù)用戶(hù)的理想充電時(shí)長(zhǎng)是≤ 30 分鐘,少部分是≤ 60 分鐘和≤ 15 分鐘。所以充電樁設(shè)計(jì)時(shí)要考慮使用方式的人性化、操作

簡(jiǎn)單化、綠色節(jié)能化與充電效率等因素。圖 2 結(jié)果表明 :對(duì)于交互界面不論滿(mǎn)意與否,多數(shù)用戶(hù)認(rèn)為界面中應(yīng)該加入電量、費(fèi)用、充電時(shí)間等信息,而本地時(shí)間、溫度等信息卻不看重。圖 3 結(jié)果表明 :無(wú)論是否使用過(guò)充電樁,多數(shù)用戶(hù)都認(rèn)為充電時(shí)間在≤ 30 分鐘比較合適。

2理論分析

2.1電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁概念

設(shè)計(jì)與理論

 

 
 

 

 

圖 2 交互界面是否滿(mǎn)意和顯示屏應(yīng)提供的信息分析

 

 
 
 
 

圖 3 使用過(guò)和認(rèn)為充電所需時(shí)長(zhǎng)

 

  •         (b)          (c

圖 4 設(shè)計(jì)方案效果圖

電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁應(yīng)放置在小區(qū)、醫(yī)院、商場(chǎng)等公共環(huán)境內(nèi),根據(jù)不同電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)自行車(chē)充電。用戶(hù)可選擇充電電量或時(shí)長(zhǎng),以投幣、掃碼支付、充電卡等付費(fèi)方式完成充電交易。同時(shí),電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁應(yīng)提供充電時(shí)長(zhǎng)、充電費(fèi)用及充電電量等主要數(shù)據(jù)信息。

2.2設(shè)計(jì)理念

用戶(hù)體驗(yàn)是電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁設(shè)計(jì)中重要的設(shè)計(jì)參考依據(jù),用戶(hù)研究是電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁設(shè)計(jì)流程中*的環(huán)節(jié)。將用戶(hù)的產(chǎn)品功能需求、心理需求、使用目標(biāo)和生理需求與設(shè)計(jì)原則相匹配,后續(xù)解決方案更加注重用戶(hù)體驗(yàn) [3]。在適應(yīng)高校校園環(huán)境的基礎(chǔ)上針對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁功能結(jié)構(gòu)的不足,解決實(shí)際問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的實(shí)用性,注重考慮防護(hù)功能、交互體驗(yàn)及整體規(guī)劃。

3化設(shè)計(jì)

3.1人機(jī)化設(shè)計(jì)

3.1.1電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁人機(jī)尺寸

根據(jù) GB10000——1998 我成年人人體尺寸家標(biāo)準(zhǔn)中的人體立姿尺寸 [4],我們認(rèn)為電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁整體高度范圍“在 1247 毫米——1357 毫米”之間,操作平臺(tái)至地面高度在“1023毫米——1067 毫米”之間,符合其人體工學(xué)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁人機(jī)操作界面

初始界面 :隨意點(diǎn)擊初始界面,直接進(jìn)入電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁的選擇插頭的界面,選擇 1 插口、2 插口或 3 插口充電并選擇充電模式,如需返回點(diǎn)擊右下角返回鍵,即可退出界面。

選擇計(jì)費(fèi)方式界面:按確認(rèn)鍵后進(jìn)入下級(jí)選擇計(jì)費(fèi)方式界面, 根據(jù)需求選擇充電模式為按時(shí)間、按金額、按電量,點(diǎn)擊右下角返回鍵即可退出界面,返回上級(jí)界面,選擇左下角的退出按鍵退出此界面。同時(shí),界面彈出小窗口提示用戶(hù)連接充電插頭,以確保充電周全,如果已正確連接則直接進(jìn)入支付方式界面,否則將會(huì)跳出提醒界面,進(jìn)行連接檢查提醒。

充電模式界面 :按時(shí)間充電計(jì)費(fèi)選項(xiàng)分別是 15 分鐘、30 分鐘、60 分鐘 ;按金額充電計(jì)費(fèi)選項(xiàng)分別是 1 元、3 元、5 元 ; 按電量充電計(jì)費(fèi)界面,車(chē)主根據(jù)自身需求輸入充電電量即可,以千瓦時(shí)為單位,進(jìn)行充電電量的輸入及操作。

支付信息確認(rèn)界面 :點(diǎn)擊確認(rèn)鍵進(jìn)入支付信息確認(rèn)界面,界面信息包括此次充電消費(fèi)金額、充電量和時(shí)間等,車(chē)主確認(rèn)后進(jìn)入下界面,發(fā)生錯(cuò)誤可以直接選擇退出充電。

付款界面 :確認(rèn)鍵進(jìn)入付款界面,用戶(hù)可選擇刷卡通、支付寶掃碼或vx掃碼支付選項(xiàng),進(jìn)行支付。

3.2外觀化設(shè)計(jì)

(1)造型 :簡(jiǎn)約、大氣、實(shí)用、雅觀,方圓有機(jī)結(jié)合 ;(2)色彩 :提取西南交通大學(xué)?;盏闹饕伾ò?、藍(lán));(3)材料 : 充電樁殼體、電子屏幕及組件上使用不銹鋼材料,顯示與刷卡區(qū)使用 PC 材料,擁有經(jīng)受重壓、自熄、阻燃等點(diǎn)。

3.3功能化設(shè)計(jì)

(1)觸摸屏為彩色 LED 屏,具有充電信息、充電狀態(tài)、消費(fèi)金額、實(shí)時(shí)界面顯示功能,同時(shí)具有語(yǔ)音提示和紅外探測(cè)功能 ; 內(nèi)置音箱系統(tǒng),擁有廣播和報(bào)警提示功能 ;(2) 擁有可用于夜間照明的燈帶,便于夜間充電 ;(3) 采用校園卡通和vx、支付寶掃碼支付 ;(4)充電樁具有較好的可收納性,自動(dòng)回彈外置電線(xiàn)以減少其暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的快速老化問(wèn)題,避免外置電線(xiàn)因老化或磨損劃傷而引起漏電事故 ;(5)充電狀態(tài)會(huì)有 LED 燈指示,可以遠(yuǎn)距離進(jìn)行觀察 ;(6)充電樁帶有shou機(jī)充電線(xiàn),可以讓急需充電但是沒(méi)有攜帶充電線(xiàn)的同學(xué)進(jìn)行充電。

3.4排布化設(shè)計(jì)

排布方式根據(jù)高校校園所規(guī)劃的停車(chē)位置進(jìn)行排布,在相應(yīng)的非機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)區(qū)安裝電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁。因本化設(shè)計(jì)的電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁可以同時(shí)滿(mǎn)足三輛電動(dòng)自行車(chē)充電,所以?xún)蓚€(gè)電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁之間的距離為 3500 毫米,可停放三輛電動(dòng)自行車(chē)。為避免資源浪費(fèi),在排布時(shí)留出部分區(qū)域不安裝電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁,留給無(wú)需充電的用戶(hù)停放電動(dòng)自行車(chē)。這樣的排布方式可以有效地解決在校生充電電纜私拉亂接、電動(dòng)自行車(chē)亂停亂放的現(xiàn)象。

4 安科瑞充電樁運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)

安科瑞電動(dòng)自行車(chē)充電樁通過(guò)GPRS模塊與云端進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)能夠?qū)﹄妱?dòng)自行車(chē)充電樁的日常狀態(tài)、充電過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控;實(shí)現(xiàn)充電支付對(duì)接:支持投幣、刷卡、vx支付等多種支付方式,保證支付交易過(guò)程的完整性,對(duì)充電過(guò)程中的異常情況進(jìn)行有效預(yù)警;實(shí)現(xiàn)對(duì)下游站級(jí)平臺(tái)的清算、對(duì)賬功能。平臺(tái)可對(duì)接消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、小程序等,提供相關(guān)異常數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)充電管理的網(wǎng)絡(luò)化、可視化。

 

 

① 周全預(yù)警

對(duì)平臺(tái)連接的所有充電樁狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視,充電樁發(fā)生異常情況時(shí)可通過(guò)APP、短信及時(shí)向運(yùn)營(yíng)人員發(fā)出報(bào)警信號(hào),及時(shí)火災(zāi)隱患。

 

② 交易結(jié)算管理

平臺(tái)為運(yùn)營(yíng)方提供充電價(jià)格策略管理,預(yù)收費(fèi)管理,賬單管理,營(yíng)收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表等,支持投幣、刷卡和掃碼充電。

 

③ 充電服務(wù)

可通過(guò)軟件搜索附近充電樁,并查看充電樁狀態(tài),并導(dǎo)航至可用充電樁??赏ㄟ^(guò)在線(xiàn)自助支付實(shí)現(xiàn)充電。

 

 

 
 

 

 

④ 運(yùn)營(yíng)分析

對(duì)訂單進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析,通過(guò)柱狀圖、報(bào)表方式直觀展示數(shù)據(jù),并支持和第三方平臺(tái)對(duì)接。

 

⑤ vx小程序

可通過(guò)vx小程序掃碼充電,充電賬單支付。運(yùn)營(yíng)商和物業(yè)管理人員均可通過(guò)小程序管理,監(jiān)測(cè)充電樁狀態(tài)和充電交易情況。

   

      

充電樁型號(hào)

 ACX10A-YH

外形尺寸

320*135*400mm

機(jī)器凈重

8KG

輸入電壓

AC220V/50HZ

輸出電壓

AC220V/50HZ

承載電流

50A

每路輸出電流

5 A

待機(jī)功率

2W

 

(1)可同時(shí)10輛電瓶車(chē)。
(2)尺寸空間大,投幣箱容量大,內(nèi)部空間充裕,具備充足的電氣穩(wěn)定性。
(3)實(shí)體按鍵設(shè)計(jì),手感實(shí)在,使用壽命長(zhǎng)。
(4)顯示投幣數(shù)、IC刷卡次數(shù)、IC卡余額,卡內(nèi)余額語(yǔ)音播報(bào)。
(5)每次扣費(fèi)和充電時(shí)間可調(diào),可多次投幣刷卡,充電時(shí)間自動(dòng)累計(jì)。
(6)可根據(jù)客戶(hù)需求開(kāi)通免費(fèi)充電功能、月卡功能和刷卡退費(fèi)。
(7)可使用vx支付、支付寶支付、APP 支付。
(8)自動(dòng)識(shí)別出現(xiàn)故障的線(xiàn)路,并伴有字母和語(yǔ)音提示。
(9)具有斷電記憶功能,當(dāng)出現(xiàn)斷電,來(lái)電后可以繼續(xù)使用剩余的時(shí)間充電。
(10)具有拔掉斷電功能,當(dāng)用戶(hù)拔掉充電器,及時(shí)自動(dòng)斷電。
(11)具有充滿(mǎn)自停功能,自動(dòng)檢測(cè)電瓶車(chē)充電狀態(tài),如充滿(mǎn)則停止供電,計(jì)費(fèi)時(shí)間清。
(12)具有過(guò)載保護(hù)功能,能識(shí)別大功率電器,自動(dòng)暫停供電,防止用戶(hù)私接插線(xiàn)板給多臺(tái)電瓶車(chē)充電。
(13)具有短路保護(hù)功能,當(dāng)出現(xiàn)短路,保險(xiǎn)絲熔斷確保穩(wěn)定
(14)具有按功率給時(shí)間功能,根據(jù)檢測(cè)到的功率,按照設(shè)定時(shí)間開(kāi)啟充電。
(15)可選配聯(lián)網(wǎng)煙感,當(dāng)出現(xiàn)火情,可發(fā)送短信給責(zé)任人。
(16)過(guò)溫保護(hù)功能,當(dāng)檢測(cè)機(jī)箱溫度過(guò)高,停止充電。
(17)夜間斷電功能,可設(shè)定夜間整機(jī)斷電黑屏,禁止夜間充電。
(18)遠(yuǎn)程抄表,485電表數(shù)據(jù)采集上報(bào)。

5總結(jié)

為解決高校校園內(nèi)電動(dòng)自行車(chē)充電亂象,設(shè)計(jì)出符合校園特定環(huán)境的電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁,本文在分析現(xiàn)有產(chǎn)品的前提下, 在使用功能、功能排布、造型尺寸、交互界面和支付方式等方面進(jìn)行討論和化。

 

 

 

參考文獻(xiàn) 

[1]鄭州市g(shù)ong安,關(guān)于在住宅小區(qū)建設(shè)電動(dòng)自行車(chē)充電庫(kù)(棚)的通告 [N].2014.8.1(5)

[2]劉彥如,孫語(yǔ)晨,魏曼婷,高校校園電動(dòng)自行車(chē)共享充電樁分析與化設(shè)計(jì)

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11版

 

 作者簡(jiǎn)介:劉細(xì)鳳,女,現(xiàn)任于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事電瓶車(chē)充電樁的研發(fā)和應(yīng)用

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