劉曉彬

摘要：目的：探討電動汽車座椅設計面臨的新問題，并研究如何進一步優(yōu)化電動汽車座椅設計方案。隨著電動汽車的日益普及，傳統(tǒng)汽車座椅設計面臨新的挑戰(zhàn)。研究者須考量電動汽車的特性，分析其對座椅設計提出的新要求，深入探討如何優(yōu)化電動汽車座椅設計。方法：運用層次分析法和人機交互生成技術(shù)等，從造型設計、布局設計和操作方式設計等多個維度進行深入研究。研究者將比較電動汽車和傳統(tǒng)燃油車在座艙空間、操控方式等方面的差異，分析這些差異對座椅設計產(chǎn)生的影響，并在此基礎上探索電動汽車座椅的最佳設計方案。結(jié)果：采用科學系統(tǒng)的設計方法，設計出一款兼顧安全性與舒適性，且更具前瞻性和實用性的電動汽車座椅。結(jié)論：電動汽車座椅設計須考量電動汽車的特性，以滿足駕駛?cè)藛T個性化的需求。作為新興的交通工具，電動汽車的座艙環(huán)境和使用場景均與傳統(tǒng)汽車不同，研究者需要在座椅設計上采用嶄新的理念，以適應電動汽車的新需求。

關(guān)鍵詞：電動汽車；汽車座椅；造型設計；層次分析法；AIGC

中圖分類號：U463.836 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）21-0-03

0 引言

研究背景：面對日益嚴峻的全球能源與生態(tài)問題，有必要研發(fā)綠色環(huán)保、低碳節(jié)能的新一代電動汽車。電動汽車時代，大眾對汽車的要求也不再局限于基本功能，而是希望滿足更高層次的需求。當前，電動汽車的更新?lián)Q代愈發(fā)頻繁，電池布局的變動、底盤設計的創(chuàng)新、外觀造型的改動、新功能的應用、零部件的改動等屢見不鮮。汽車座椅作為汽車內(nèi)部的重要零部件，更新?lián)Q代的頻率較高，同時，由于汽車輕量化的總體趨勢要求，設計和改動汽車內(nèi)部零部件也是大勢所趨。因此，對汽車座椅的造型設計研究成為一個專門課題。

研究意義：在電動化與自動駕駛技術(shù)等的驅(qū)動下，汽車將圍繞內(nèi)飾發(fā)生一系列重大變化。傳統(tǒng)意義上的座艙空間由承載工具逐漸變成休閑娛樂空間，內(nèi)飾部件與座椅也將以用戶為中心發(fā)生技術(shù)變革，以滿足多樣化需求。而汽車座椅作為整車中占比最大的零部件，更應重點設計。相關(guān)研究和設計不能完全滿足日益增長的功能需求與審美需求，因此，筆者研究電動汽車座椅造型設計的意義主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

第一，理論意義。一是彌補電動汽車座椅造型設計方面的不足，完善電動汽車座椅相關(guān)理論分析框架。二是從設計學的角度出發(fā)，結(jié)合工程學理論，構(gòu)建出一套針對電動汽車座椅造型設計的評價體系。

第二，實踐意義。一是針對電動汽車座椅的造型設計提出新的設計思路，為企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品提供設計建議。二是從跨學科、多領(lǐng)域的視角出發(fā)，為汽車座椅設計提供更加符合“新四化”要求的方案。

1 文獻綜述

本課題所涉及的文獻，從內(nèi)容上來看主要分為三類：新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀、汽車座椅發(fā)展現(xiàn)狀、汽車座椅造型設計發(fā)展現(xiàn)狀。

1.1 新能源汽車研究現(xiàn)狀

中國新能源汽車行業(yè)雖面臨補貼退出的沖擊，但市場表現(xiàn)出強大韌性，2022年銷量預計達900萬輛，滲透率超過30%。全球新能源汽車市場也呈現(xiàn)指數(shù)增長，據(jù)國際能源署（IEA）的最新分析，2023年電動汽車銷量達1400萬輛，同比增長35%。中國、美國和歐洲是全球銷量的主要驅(qū)動力。其中，中國再次位居第一，電動汽車銷量約占全球的60%。盡管存在挑戰(zhàn)，但在技術(shù)進步和政策支持下，電動汽車市場銷售率保持快速增長，未來幾年其全球份額將繼續(xù)擴大，為可持續(xù)交通發(fā)展作出更大的貢獻。

1.2 汽車座椅研究現(xiàn)狀

隨著汽車自動駕駛技術(shù)的發(fā)展，汽車的產(chǎn)品定位逐漸由簡單的出行工具延伸為以人車交互體驗為核心的“移動第三空間”。汽車座椅作為“移動第三空間”的重要組成部分，也朝著智能化方向推進。內(nèi)飾與座椅朝著智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展，其功能體驗越來越豐富。其中，汽車座椅占整車成本較大，對座艙的空間布局也起著結(jié)構(gòu)性作用。

受新冠肺炎疫情的影響，2020年全球汽車座椅市場規(guī)模約為550億美元，中國乘用車座椅市場規(guī)模約為800億人民幣。預計未來幾年，中國乘用車座椅市場將保持穩(wěn)定增長，到2025年，中國乘用車座椅市場規(guī)模將達到960億人民幣。根據(jù)蓋世汽車研究院發(fā)布的預測數(shù)據(jù)，預計到2025年，中國乘用車座椅市場規(guī)模將保持相對穩(wěn)定的增長，總體市場規(guī)模保持在800億元～1000億元，2020年至2025年復合增長率約為3.7%［1］。

結(jié)合近年來全球主要汽車座椅供應商的規(guī)劃布局、主機廠上市車型以及概念車的座椅配置，汽車座椅行業(yè)主要呈現(xiàn)以下趨勢。

1.2.1 座椅更注重舒適化與智能化

2022年1月至8月，國內(nèi)新車的座椅需求量為6309萬個，其中織物座椅占21.7%，真皮座椅占18.8%，仿皮座椅占47.8%，其他類座椅占11.7%。就座椅功能來看，座椅加熱的裝配率為7.9%，10萬元～25萬元車型占比達到52.2%；座椅通風的裝配率為2.7%，10萬元～25萬元車型占比為55.3%，其中10萬元～20萬元車型的占比逐步上升；座椅按摩的裝配率為1.1%，20萬元～35萬元車型占比為49.0%，上升趨勢明顯。推動這一趨勢的車型主要包括大眾的ID系列、問界、坦克300以及理想ONE等。

1.2.2 可回收再生材料助力實現(xiàn)碳中和目標

為響應國家節(jié)能減排的號召，供應商在座椅設計和開發(fā)中更注重采用綠色和可再生環(huán)保材料，這意味著座椅的材料選擇將更注重可持續(xù)性和環(huán)保性，以減少對環(huán)境的影響。例如，填充物可以采用可再生的天然材料，如竹纖維、棉花等，而不是采用化學合成材料。此外，座椅的外殼也可采用可回收再生的塑料或金屬等材料，以減少環(huán)境污染。采取這些措施有助于實現(xiàn)碳中和目標，并促進汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1.2.3 智能科技重新定義汽車座椅的舒適性

智能調(diào)節(jié)座椅可以通過手機、語音或意圖感知等方式進行調(diào)節(jié)。例如，2022年延鋒推出的SU椅，其氣動靠背可以自動調(diào)節(jié)以適應乘客的體型和坐姿變化，同時四向壓感頭枕能智能識別乘客頭部位置從而調(diào)節(jié)頭枕高度。這些智能功能為乘客提供了更加舒適、個性化的乘車體驗。

1.2.4 在自動駕駛環(huán)境下，汽車座艙不局限于乘坐

汽車內(nèi)部可以通過靈活調(diào)整座椅，切換不同場景，以滿足人們的需求。例如，韓國大世株式會社推出的全新智能座艙IRS3.0，座椅搭載超長滑道，可360°全方位旋轉(zhuǎn)，能夠打造社交模式、會議模式、舒適模式等六個場景模式。

1.3 汽車座椅造型設計的研究現(xiàn)狀

在中國知網(wǎng)CNKI論文數(shù)據(jù)庫中檢索得到“汽車座椅造型設計”相關(guān)記錄22條，經(jīng)篩選，有效文獻共10篇，得出表1。

2 研究內(nèi)容

2.1 電動汽車座椅造型設計

運用層次分析法（AHP）羅列影響電動汽車座椅造型的主要因素，并對其進行分析，并總結(jié)生成對應的設計方向和提示詞。

根據(jù)得到的設計方向，運用AIGC技術(shù)對座椅造型進行生成設計，將得到的設計方案交由業(yè)內(nèi)人士、普通用戶等進行評估和篩選，從而得到最優(yōu)造型設計方案。

2.2 電動汽車座椅布局方式設計

以前期調(diào)研及分析的用戶畫像為核心構(gòu)建用車場景，關(guān)注駕乘人員與汽車座椅、車內(nèi)空間發(fā)生的交互行為。

根據(jù)現(xiàn)有電動汽車常用的底盤架構(gòu)尺寸取平均值，使用JACK軟件評估典型用車場景中出現(xiàn)的不同座椅布局，并篩選出最優(yōu)的座椅布局方案。

2.3 電動汽車座椅操作方式設計

從多模態(tài)感知理論出發(fā)，分析電動汽車在駕駛過程中與座椅相關(guān)的操作，總結(jié)駕乘人員座椅使用問題，并提出相應的解決方案。評估目標使用區(qū)域的操作方式，并結(jié)合電動汽車座椅的造型實現(xiàn)形式上的統(tǒng)一，從而得到一套自上而下都相對協(xié)調(diào)的電動汽車座椅設計方案，并對設計結(jié)果進行用戶評價。

3 研究方法

3.1 層次分析法

層次分析法（簡稱AHP）是一種系統(tǒng)化、簡單易行、靈活高效的決策方式。層層分解復雜問題，有助于人們更好地作出判斷與決策，可用于人員素質(zhì)評估、多方案對比、科技成果評估和工作績效評估等。

3.2 AIGC

AIGC是Artificial Intelligence Generated Content的縮寫，即“人工智能生成內(nèi)容”。與傳統(tǒng)的PGC（專業(yè)生產(chǎn)內(nèi)容）、UGC（用戶生產(chǎn)內(nèi)容）相比，AIGC的創(chuàng)作主體是人工智能，而不是人類。AIGC是指利用生成對抗網(wǎng)絡（GAN）、大型預訓練模型等人工智能技術(shù)，通過學習和模式識別已有數(shù)據(jù)，產(chǎn)生相關(guān)內(nèi)容，被視為繼PGC、UGC后的新型內(nèi)容創(chuàng)作方式。

3.3 多模態(tài)感知理論

拉扎勒斯的情感認知評價理論認為情感是人與環(huán)境相互作用的產(chǎn)物。人不僅接受環(huán)境中刺激事件對自己的影響，同時要調(diào)節(jié)對刺激的反應。心理學研究視角的核心是通過多模態(tài)感官系統(tǒng)研究人與外部世界的心理互動過程，而認知科學研究視角的核心是通過多模態(tài)感官系統(tǒng)研究概念的認知形成與表征、記憶和學習之間的關(guān)系。

4 結(jié)語

本文針對電動汽車座椅造型設計，使用層次分析法構(gòu)建評價系統(tǒng)，評估影響電動汽車座椅造型設計的主要因素，并整理成設計方向及對應提示詞。然后，通過AIGC技術(shù)對電動汽車座椅造型進行生成式設計。對于電動汽車座椅布局設計，分析不同用車場景下的座椅布局方式，并使用JACK軟件進行場景再現(xiàn)，以獲取最佳的電動汽車座椅布局方案。對于電動汽車座椅操作方式，則基于多模態(tài)感知理論，綜合駕乘人員使用汽車座椅時的問題，提出對應的解決方案，歸納總結(jié)相對協(xié)調(diào)的電動汽車座椅設計方案。將分析結(jié)果應用于已完成的布局和造型設計中，并通過眼動儀等實驗儀器進行測量分析，以提升設計原型的準確性。

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