客运车车载对移动电子设备充电装置方案论证报告.docx
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客运车车载对移动电子设备充电装置方案论证报告
目录
摘要
第一章项目背景
1.1移动电子设备发展状况
1.2移动电子设备的瓶颈问题
1.3现代交通运输的发展
1.3.1高速公路的快速发展
1.3.2汽车行业的快速发展
1.4装置产生的必要性
第二章项目的市场调研和前景预测
2.1乘用车、商用车相关装置市场调研
2.2客运车相关装置市场调研
2.3客运车车载对移动电子设备充电装置市场前景预测
第三章项目设计方案
3.1整体设计方案
3.2设计需求
3.2.1通用性需求
3.2.2安全稳定性需求
3.2.3操作方便性需求
3.3元件的选择
3.3.1变压器选择
3.3.2线束选择
3.3.3充电接口选择
3.4机构设计
3.3.1变压器安装
3.3.2线束安装
3.3.3充电接口安装
摘要
本文详尽说明与客运车车载对移动电子设备充电装置相关的国内电子设备和客运车的发展状况。
通过说明书，可以对客运车车载对电子设备充电装置的产生背景、应用前景有较为清晰地认识。
本文也介绍了此装置的整体设计方案，包括车型的定位、器件的选择和安装，在整体设计方案中对设备的通用性、安全性、稳定性及方便性做了详细考虑。
第一章项目背景
1.1移动电子设备的发展状况
根据美国市场研究公司尼尔森发布的《2013移动消费者报告》显示，中国的智能手机普及率已经超越美国和英国。
以66%的普及率位于世界第二，与第一韩国相比只少了1%的份额。
据专业网站统计国内智能机保有量已突破4亿部。
国内的其它电子设备如平板电脑、游戏机等行业也在快速发展，据专业网站统计，国内平板电脑、游戏机等电子设备基数已突破半亿。
图1.1国内智能手机普及率及增长率
伴随着网络全球化和4G时代的到来，移动电子设备的增长率和普及率也在不断加快。
在不久的未来移动电子设备会像我们的衣帽鞋袜一样成为我们的日常必需品，电子设备会伴随着我们的衣食住行。
我们用它可以用来聊天、办公、娱乐等任何活动。
1.2移动电子设备的瓶颈问题
电子产品也不是在任何时候都能神通广大，它需要电能作为动力源。
随着与PC的相互融合，智能手机的功能已日益强大。
现在智能机处理器的频率大多已经在1GHz以上，2GHz的也初现端倪，这几乎与PC处理器频率差不多；同时与传统PC不同的是，智能机主芯片中内嵌了大量的硬件加速引擎，所以在功能不断强大的同时，智能机的续航能力越来越受到挑战。
主流智能机的电池容量在2500mAH左右，大容量的电池体积较大，与智能机的微型化、便携化相矛盾。
而主流智能机的电池容量并不能满足人们长时间使用需求。
图1.2不同种类手机的电池耐用情况
图1.2是目前主流智能机在电池满电情况下持续通话和连续使用网络时的续航能力。
由生活中的实际经验可知在一般情况下智能手机需要一天一充电，在长时间打电话、浏览网页或是玩游戏等工况下智能手机则需要三到五小时就需要充电。
现在也有充电宝等设备可以在必要工况下短时间给移动电子设备充电，但充电宝有如下缺点：
1：
成本高，容量越大价格越贵
2：
容量越大，体积越大，携带不方便
3：
不安全，现在国家相关机构监督不到位，大量劣质产品存在，随身携带有安全隐患
4：
不能从根本上解决移动电子设备的电能需求
5：
电池容量有限，输出电流有一定限制,像平板、游戏机等移动电子设备不能充电
鉴于以上原因，充电宝等短时间内给移动电子设备供电的方案并不是完美的，现代人对生活品质的极致追求，人们不需要一切繁杂的多余物。
人们出行时在满足需要的情况下，尽可能减少出行所携带的装备。
这就是需要车载移动电子设备充电装置的原因，人们在出行的时候仅仅需要一根数据线就可以给电子设备充电。
甚至可以享受无线充电的技术，在乘客需要电能的时候很简单方便的给电子设备充电。
1.3现代交通运输的发展
1.3.1高速公路的快速发展
2103年全国高速公路里程达10.44万公里，比上年末增加0.82万公里。
其中国家高速公路7.08万公里，增加0.28万公里。
全国高速公路车道里程46.13万公里，增加3.67万公里。
图1.3全国高速公路发展状况
由图1.3可知，我国的高速公路基础建设正在处于高速发展时期，高速公网络的不断完善，为汽车行业的快速发展奠定了基础，使我们的出行更加方便。
1.3.2汽车行业的快速发展
2012年，中国汽车产销量双双超过1900万辆，成为全球最大汽车市场，2013年，国内汽车产销突破2000万辆。
根据中华人民共和国国家统计局公布的数据，2012年我国公路营运载客汽车拥有量为86.71万辆。
客运车辆/万辆
客运车辆客位数/万客位
公路客运量/万人
86.71
2166.55
3557010
旅客平均运距/Km
公路旅客周转量/（亿人公里）
公路里程/万Km
51.92
18467.55
423.75
表1.1国内目前客运车基本状况
由表1.1可知国内客运车市场正处于高速发展时期，客运车是人们出行快速、便捷的基础条件。
客运车与铁路、航运、水运一起担当了中国十几亿人口的出行大任。
1.4装置产生的必要性
前面三节介绍了移动电子设备发展状况和客运车市场的发展状况。
这两种行业看似风马牛不相及，但实则紧密相关。
移动电子行业的快速发展极大丰富人们的业余生活、方便了人们处理事务。
客运市场的快速发展使我们眼界更为开阔，有机会到更远的地方。
但随着事物多方面的发展重合，就会出现一些问题。
例如我们坐车去外地，坐在车上时间比较长，这时我们会拿出随身携带的移动电子设备或办公或娱乐。
但由于旅途时间较长，移动电子设备续航能力不足，电子设备的功能完美性大打折扣。
如果此时车上带有给移动电子设备充电的接口，我们就可以在出发时不用携带那么多的充电设备，轻装简行。
在需要电能补充时，只需一根数据线就可以给电子设备充电。
这样人们在旅途中就可以随心所欲的娱乐办公，而丝毫不用担心电能不足的问题。
此项目的推广，可以加大移动设备的普及率、促进客运市场的发展，使人们在长途旅行时摆脱旅途电子设备没电的烦恼。
所以此项目有较为广阔的发展空间！
第二章项目市场调研和前景预测
2.1乘用车、商用车相关装置市场调研
图2.1乘用车和商用车上的与移动电子设备相关的装置
图2.1的装置是插在汽车点烟器接口的12V转5V的装置，当手机充电的数据线插在上图的USB接口上就可以给手机等移动电子设备充电。
有些高档车上也预留有一个USB接口，但是这种USB接口只符合较老的USB2.0规范。
高档车上的USB接口只能提供500mA的电流，但是现在移动电子设备充电电流大都在1.0A到2.1A之间，不适合给移动电子设备充电，只适合传输音乐、连接导航、CD等设备。
图2.2一些高档车上配置的220V电源接口
一些高档车、混动车和纯电动车上会有一个220V的接头，这些接头可以给笔记本、剃须刀等自带变压器的电器供电，但这种接头只会在高档私家车上。
BDYE6纯电动车有一个大功率220V接口，此接口可以在家庭断电等极端情况下给外物提供足够电能。
2.2客运车相关装置市场调研
目前国内主要的客运车生产基地有宇通、大金龙、青年客车等。
这些客车生产企业涵盖了公路客运、旅游、公交、团体、机场摆渡车等各个细分市场。
包括普通、中档、高档等各个档次。
但由于客运车的市场定位、面向人群不同，造成客运车上并没有给移动电子设备充电的相关装置。
一些高档客车预留有点烟器接口来给其它的电子设备供电，但也仅仅限于驾驶席，客运车上的乘客并不能享受到给移动电子设备充电的待遇。
国内目前有近百家客车生产制造企业，由于国内相关企业技术含量相差不是特别大，造成了现在客车行业竞争激烈的场面。
各个厂家都在客车配置上下足了研发精力，车载移动电子设备充电装置的应用会对乘客的乘坐舒适度有很大的提高，有利于拉高客车企业的行业地位。
2.3客运车车载对移动电子设备充电装置的市场前景预测
现代社会是一个信息时代，随着电子设备的出现，特别是移动电子设备的出现，极大丰富了人们的生活。
人们可以随时随地的办公、娱乐，可以有很多种方式与人沟通交流。
但移动电子设备也存在电能消耗大、电池容量小的问题。
目前的解决办法只有随时充电和使用充电宝短时间供电等。
随时充电在坐车等外出情况下现在还不能实现，充电宝也存在着不安全、不能长时间供电且携带不方便等问题。
随着社会的快速发展，人们需要更为广阔的资源，交通工具的快速发展给人们外出寻找资源提供了利好条件。
但由于距离问题和运输效率问题人们在到到目的地的路上往往要花很长时间。
现代的交通工具特别是公用的交通工具只是注重乘客的乘坐舒适度，他们运用高科技的悬架豪华的座椅让乘客乘坐舒适。
但在乘客在路上娱乐办公的设施却没有考虑到，有的豪华大巴会提供一个电视机给乘客观看。
乘客想要其它的电子设备只有自己携带，但由于电子设备需要供电，其自身的电池又不能满足长时间的续航。
所以如果给乘客提供给移动电子设备充电的装置会在乘客乘坐舒适度和乘客满意度度上有很大提高。
车载对移动电子设备充电装置主要面向长途客运大巴，也可运用在城市公交、高档私家车、铁路运输等交通运输工具上。
相关数据表明2013年中国的智能手机普及率已超70%。
根据国内城市公共交通“十二五”规划，未来客运车会有很大的发展空间，此装置的应用会对客运车的市场推广应用起到积极作用。
第三章项目设计方案
3.1整体设计方案
图3.1大巴车整体走线图
车载对移动电子设备充电装置的整体设计方案是在大巴车内根据座位数不同在每个座位上安装一个通用的USB充电接口，各个座位接口汇总经过电压转换器接到汽车总电源上。
当车启动完成正常行驶时给每个座位的USB接口供电，乘客可在充电接口上插上自己的移动电子设备充电。
整体设计方案要考虑装置的不同车型的通用性问题、安装成本问题和装置安全性问题。
3.2设计需求
3.2.1通用性需求
目前国内的大巴品牌近100种，包含近200种产品系列，档次也分低档、中档、高档。
这些客运车车身长度不一样、车内配置不一样、座椅型号不一样，但为了装置形成产品后的成本考虑以及大规模推广需求，要求装置通用性好。
在不同厂家产品、不同型号客车内安装此装置时装置本身改变不能太大，对原车性能、安全等关键因素不造成影响。
关于通用性要求：
1：
装置能适应不同厂家、不同型号的车型
2：
装置安装方便、安装成本低
3：
装置对原车性能、安全等关键因素不能造成影响
3.2.2安全、稳定性需求
客运车属于公共车辆，装载人员较多，要求安全稳定性极高。
客运车载对移动电子设备充电装置属于外接用电设备，且对电流大小有一定要求，要考虑线路对整车的影响。
还要考虑短路等极端状况的出现。
关于稳定性，此装置必须要稳定运行，不能对客运车本身运作造成影响。
装置电流输出要稳定，不能对移动电子设备造成伤害。
安全性需求：
1：
装置安装位置不能对乘客安全造成影响
2：
装置应该有保护罩，在不使用时自动闭合
3：
装置应该有防短路保护，且电流输出不能过大，造成车辆运行不稳
4：
装置安装不能对车身上其它器件造成干涉
稳定性需求：
1：
装置需运行稳定，不能对客运车自身运行造成影响
2：
装置输出电流应稳定，不能对移动电子设备造成影响
3：
装置输出电流要能持续输出且电流值稳定
4：
装置安装位置要稳定，安装紧固
3.2.3操作方便性需求
现代社会评价一个产品好坏除了产品本身的功能齐全、安全性达标等必须到达的要求，还有最重要的就是用户的使用体验了。
一个好的产品必然应重视用户体验。
充电宝之所以不能作为最好的补充电能方案就是因为充电宝体积大、重量大、携带不方便。
所以此产品在客运车上的推广应用需考虑乘客操作方便性。
操作方便性需求：
1：
装置装车便利，要求对车身影响不大
2：
固定在车座上要求不能影响同座人出入
3：
固定位置要求乘客拔插数据线方便
4：
USB接口保护盖要求开启方便，且拔出数据线后能自动闭合
5：
数据线长度一定，USB接口到乘客距离在用户体验最佳的范围内
3.3元件的选择
3.3.1变压器的选择
变压器指的是把客运车车载直流24v装换成移动点设备标准的5V直流电。
有两种方案，第一种是使用一种大功率的变压器给整车的USB口供电。
第二种是分别给每个USB口一个小功率的变压器。
以下是不同变压器的优缺点。
整车一个变压器：
优点：
1：
整车只有一个变压器，安装方便
2：
变压器个数少，电磁辐射量小
缺点：
1：
只有少量负载时，能量损耗大
2：
不同车型座椅数量不一样，对功率要求不一样不能通用
3：
大功率变压器成本高
4：
大功率变压器损坏时置换成本高
每个USB口接一个变压器：
优点：
1：
与负载无关，相对于一个变压器，低负载时能量损耗小
2：
可面向不同车型、不同座椅数量的客运车
3：
变压器损坏时置换成本低
缺点：
1：
变压器数量多，安装不方便
2：
总体的电磁辐射较大
3.3.2线束的选择
线束的选择要考虑安全性、稳定性和成本要求
选择要求：
1：
由于客运车工况复杂，要求线束能应对客运车的不同工况，包括防水、防漏电等
2：
线束要求有一定过流能力
3：
线束要求防老化，在客运车运营周期内，线束不能出现老化等问题
3.3.3充电接口的选择
由于电子行业对移动电子充电接口没有强制规定，所以很多厂家的手机充电接口不能通用。
但行业内有USB2.0的行业标准，目前智能的移动电子设备充电器都有USB充电接口。
图3.2USB充电接口
USB2.0行业标准已推出多年，较为成熟。
在车载移动电子设备充电装置中推广使用较为简单。
现在无线充电技术也在快速发展，但因技术不成熟、成本高等问题，推广起来有一定难度。
等到无线充电技术成熟推广运用，客运车车载充电装置也可设计成无线充电方式。
3.4机构的设计
3.4.1变压器的安装
3.4.2线束的安装
3.4.3USB接口的安装
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