基于Kano模型的多類車輛智能共享充電系統設計研究

摘要：多類車輛智能共享充電系統的研究勢在必行，應合理設計并與不同的運營模式適配。文章基于Kano模型，結合問卷調查分析用戶的需求并將其歸為三類，從動態發展的視角出發，將用戶需求和企業運營相結合，對多類車輛智能共享充電系統的設計展開探討。

關鍵詞：Kano模型；多類車輛；智能共享；充電系統；設計

中圖分類號：TM910.6 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）02-00-03

據公安部統計，2021年前三季度全國新注冊登記新能源汽車187.1萬輛，同比增加119.9萬輛，增長178.49%，目前保有量達678萬輛，其中純電動汽車保有量552萬輛。雖然全國各地積極推進充電樁系統搭建工作，但是電動汽車充電難的問題仍非常突出。2021年5月以來，我國多個城市已出臺地方性規定，進一步限制電動自行車在樓道、室內充電，正在加快建設室外集中充電設施。中國城市電動車輛的充電需求巨大，因此開展適應多類車輛且能夠動態調整的智能共享充電系統的研究和設計具有現實意義。

很多學者從不同的角度進行了研究，如基于物聯網的電動車智能充電系統設計［1］和城市景觀設計［2］，對共享經濟下的共享汽車系統進行分析［3］，再如從運營角度對第三方組織管理模式進行探討［4］，以及對區塊鏈技術充電樁共享平臺進行討論［5］。但從實踐角度看，設計應緊密結合用戶需求和企業未來的發展方向，安放地點和運營模式應同步設計和系統優化。

1 研究方法

本文將用戶需求和企業運營相結合，以動態發展的視角從系統功能、安放地點和運營模式三方面出發展開同步設計，其中用戶需求是基礎。用戶需求的研究方法很多，Kano模型是較為成熟的一種，其是東京理工大學教授狩野紀昭（Noriaki Kano）發明的對用戶需求進行分析、分類和需求優先級進行排序的模型。Kano模型受赫茲伯格的雙因素理論啟發誕生，可將用戶需求分為興奮型、期望型、無差異、基本型和反向型五種屬性。但從簡易實用的角度主要可分為以下三種屬性：一是Basic needs（必備屬性），這類需求屬于最基礎、最基本的需求，其特點是如果沒有，肯定不行，如沒有用戶會選擇走時不準的手表；二是Performance needs（期望屬性），這類需求對用戶來說提供得越多越好，其特點是多多益善；三是Delighters（魅力屬性），這類需求屬于讓用戶眼前一亮的意外之喜。

1.1 問題設計方法

從實際情況來看，電動車輛主要有新能源汽車、電動自行車和電動三輪車三類，其中電動三輪車較少，并且充電系統和電動自行車差別不大，因此主要研究前兩者。但是新能源汽車和電動自行車的用戶不同，需求差異也較大。因此，基于上述思路分別設計了問卷，具體變量、相應含義和賦值見表1和表2。

1.2 問題歸類方法

傳統的Kano模型可將問題歸為三種屬性，其分析和計算過程比較復雜，因此本文采用最簡單的方法，即主要考查各變量的均值和方差，分別處理上述兩類問題。

對于需求強烈程度類型的問題，均值越大說明這方面的需求越強烈。基于模型的基本原理及本文的設計不難得到三種屬性以及與均值方差的對應關系。

第一種屬性（必備屬性）是最基礎、最基本的需求，表現為均值大且方差小，說明需求強烈且意愿集中，如果發現該需求則有助于實現精準設計。

第二種屬性（期望屬性）可分為兩種情況：一是需求均值大但方差大，這說明用戶意愿存在差異，設計上應盡可能去滿足，因為這能占領多半市場；二是需求中等，無論方差大小，從設計的角度看，都應盡量提供這樣的功能或服務。

第三種屬性（魅力屬性）主要表現為需求小但方差大，這說明存在一定比例的中高需求群體，通常表現為有的人暫時沒有這方面需求，但未來可能會有。因此，從長遠來看，設計上應盡量考慮。

另外，對于需求均值小且方差小的，則不考慮此需求，不歸入上述三種屬性中。

對于服務方式傾向類型的問題，經過前期預研，問題本身均應考慮，但具體采用哪種方式則看均值，更接近哪個值就說明對哪種服務的傾向性強。此時，如果方差小，說明傾向性集中，可歸為第一種必備屬性，即必須滿足；如果方差大，則說明這種需求不太集中，可歸為第二種期望屬性，即盡量或優先采用這種方式滿足用戶。

2 數據分析

本文采用線下線上相結合的方式，分別對新能源汽車和電動自行車進行了調研，線上主要通過問卷星以及微信、QQ等平臺進行，線下則隨機邀請不同性別、年齡、學歷、地域、職業的人填寫。本次收回新能源汽車和電動自行車的有效問卷分別為256份和301份，取樣足夠度的KMO度量值分別為0.756和0.777，Bartlett球形度的顯著性均為0.000，說明樣本適合做研究。

根據前文原理，將問題歸類，可以得出以下結論：一是新能源汽車和電動自行車都存在較大的再充電需求，潛在市場巨大，但在具體的服務位置方面存在較大差異；二是新能源汽車共享電池的運營模式是有市場空間的，但電動自行車對專用車位的需求不大；三是如果開發智能導航到附近充電網點的APP，能夠滿足較大的潛在需求，對新能源汽車更是如此；四是總體來看，在服務方式、充電時間和收費等方面，用戶的意見相對集中，這對后續運營是有利的。但新能源汽車的充電時間預期有一定差異，這可能與車型不同有關；電動自行車的服務方式也有較大差異，這可能與小區以及用戶的實際情況不同有關。

3 系統設計

多類車輛智能共享的充電系統由幾個子系統組成，整體采用可拼裝拆卸的模塊化設計理念。這樣可以靈活適應不同的服務場合，并且可以隨后續市場情況和運營模式的改變而動態調整，調整時無須再進行大規模的基礎建設，并且各模塊的通用性強，從而降低總成本，提高效率和服務水平。

3.1 布局和功能設計

系統布局如圖1所示，整體充電復合系統由總控布線子系統1進行總體控制，與其他子系統交流能量和信息。具體來說，可以通過第一通用轉接器2連接充電子系統（圖中給出了4個區域），各充電子系統設有第二通用轉接器3用于靈活配置以下子系統：電動自行車充電子系統4、新能源汽車充電子系統5或者電池快捷更換子系統6。

新能源汽車充電子系統5設有充電樁，選配快速充電和正常充電兩種模式并一鍵式操作，配有標準停車位，可遠程布線至專用停車位，如私家車停車位（其他充電子系統均如此）。電動自行車充電子系統4設有電源插頭（用于自帶充電器），選配成熟的適應多種電池的轉接頭，并配有停車位，其長度約為汽車車位的寬度，其寬度適宜即可，從而形成圖1中的橫格狀，如果給電動三輪車充電則占兩個車位，但只用一個充電接口，無須另行設計，因此該設計可結合場地特征和市場需求進行橫向和豎向的靈活安排。電池快捷更換子系統6則需要相對專用的場地，可同時對多個電池充電并存儲。

系統主要功能的目的是實現智能化?？偪啬K設在總控布線子系統中，實時和各充電子系統交互：電池電量、預計充電時間、充電者身份等信息，可動態計算出費用。根據情況可采用兩種運營服務模式：一是現場模式，如支持IC卡收費并提供憑條以及自助服務等；二是遠程模式，此時總控模塊和GPS模塊對接，然后對接到智能導航APP，同樣可以解決身份識別和收費等問題，并可根據不同充電網點的剩余充電位，采用優化算法推薦或直接導航到最快或最近的充電地點，并推薦最合理的停車位，從而為消費者提供便利，提高效率。

3.2 選址及功能配置

大多數用戶傾向于在小區或其他停車場充電，因此改造現有停車場十分必要且前景較好。對于具體的功能模塊，目前的技術已趨成熟，但應按需設在不同位置。由于本系統采用模塊化設計，因此可以滿足不同的充電需求，特別是可以將能源和信號傳輸線放長，從而統一管理較為分散的停放充電區域。

3.3 運作與盈利方式

無論是新能源汽車還是電動自行車，用戶都高度關注價格問題，并且更愿意選擇價格低的類型，收費方式則集中于購買計次優惠卡、包月，可采用會員制，用IC卡或APP實現管理和收費。此外，這種方式也能很好地促進電池共享，車停到推薦的地點，直接更換充滿電的電池就走。當然，根據實際情況，按次收費仍然是必要但非主要的基本業務方式。無論如何，系統的整體運營成本減少后，每一位用戶的充電費用也會降低，從而形成更大的規模效應并進一步降低成本，形成良性循環。

4 結語

在新能源技術飛速發展的大背景下，為祖國積極建設新能源交通工具勢在必行，這既是新能源技術發展的前驅力量，又能解決新能源基礎設施的占地問題。此外，通過問卷調查的方式，本文明確了大眾對充電樁的建設確實存在實際需求，特別在亟待改造的老舊小區。因此，設計多類車輛智能共享充電系統是有開發潛力的。

參考文獻：

［1］ 俞銘津，江鶯，張夢琦，等.基于物聯網的電動車智能充電系統［J］.測控技術，2019，38（5）：48-52.

［2］ 李志剛，朱寧，傅偉倫.公共充電設施景觀設計：以丹麥電動車超快速充電站為例［J］.藝術科技，2020（19）：38-41.

［3］ 黃文澤.共享經濟下共享汽車發展現狀問題及對策［J］.物流工程與管理，2020（5）：125-128.

［4］ 王經緯，張智光.引入第三方組織的共享單車綠色管理模式研究［J］.科學與管理，2019（6）：16-24.

［5］ 鞏碩，黃碧雄，嚴曉.基于區塊鏈的充電樁共享平臺設計［J］.農業裝備與車輛工程，2021，59（3）：48-51.

作者簡介：張薇（2002—），女，江蘇南京人，本科在讀，研究方向：新能源車輛管理信息系統。