大学生电动方程式赛车设计研究

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中国大学生方程式汽车大赛(简称FSC)是一种融合制作、竞争于一体的新型教育,其丰富了大学生的理论知识,锻炼了实践操作能力,能深度促进产教研全方面合作。遵循汽车发展趋势,结合国内各工科院校的实践经验严重不足,电动方程式汽车大赛(简称FSEC)的举办能为我国电动汽车行业培育出更多更优秀的工程师,为中国电动汽车产业输送新鲜的血液,促进我国汽车工业从“制造大国”向“产业强国”的迈进。本文以电动方程式赛车为研究对象,根据方程式汽车大赛赛事规则,从赛车各总成系统设计到赛车装配、实车测试为主要研究路线,将理论研究、仿真建模(ANSYS、CATIA、CRUISE软件)和赛车场实车测试相结合,设计制造一辆符合赛事要求,安全可靠、各方面性能均衡、有良好的驾驶特性、调整方便的电动方程式赛车。在兼顾性能、可靠性和加工成本的前提下,根据整车设计要求,确定赛车尺寸参数,对车架车身、悬架、转向和制动各总成设计仿真建模,验证合理并进行优化。通过前几章整车结构的设计,结合动力性能目标,计算分析后选定深圳大地和GLMP18L0电机及其配套的电机控制器AMC080,1并90串3.7V锂电池的动力电池,10英寸铝合金轮辋Hoosier 43105轮胎等零部件,并对整车电气、控制系统进行设计研究后进行赛车整车性能仿真。整车性能仿真结果:CRUISE软件模块及参数的设置后,对0-75m加速时间、最高车速、0-100km/h加速时间及最大加速度、等速60km/h巡航工况续航里程分别是3.87s、170km/h、2.93s、12.39m/s^2、98.48km,仿真数据和设计目标参数有一定的差异,后期会继续优化。最后进行装配调试至实车落地,车手通过赛车场对实车直线加速、8字绕环项目进行测试。测试赛车的最高时速可达120 km/h,百公里加速3.1s,验证了设计的合理性和稳定性。综上所述,本文设计的电动方程式赛车满足赛事规则要求,有较好的动力性和经济性,后续车队成员还在反复测试优化,为2022年大赛作准备。
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