FSAE纯电动赛车动力匹配及试验研究

摘要

大学生方程式汽车大赛（FSAE）是以培养汽车工业技术人才与其他机械技术人才为目的，为在校大学生提供将所学理论知识运用的实践的竞赛。2010年大学生方程式汽车大赛正式落户中国，从此大学生方程式汽车大赛在中国不断发展壮大，2013年中国方程式汽车大赛又将纯电动赛车纳入正式竞赛，如今中国大学生方程式汽车大赛已经成为中国工科类大学参与最广的竞赛项目之一。动力系统是赛车的核心，决定赛车动力性能与竞争实力，直接影响比赛结果，因此对赛车动力系统匹配问题研究至关重要。
　　本文以长安大学纯电动赛车—猎电为研究对象，依据方程式竞赛项目对赛车进行动力系统匹配，阐述了纯电动赛车的基本原理，从空间结构、机械结构、驱动系统与电气系统四个方面分析了方程式赛车与商用汽车的区别，纯电动赛车与燃油赛车各自的特点；按照驱动电机的数量，对比了纯电动赛车三种不同驱动形式的特点；介绍了纯电动赛车驱动电机及电机控制技术、动力电池及电池管理系统这些关键技术；根据赛车动力性目标与续驶里程要求为赛车匹配了驱动电机、传动系统参数，以及动力电池；使用Optimum Lap软件对襄阳梦想方程式赛道进行建模，建立了FSAE工况；使用CRUISE汽车动力学仿真软件建立赛车整车模型，对赛车最大速度、75m直线加速、FSAE工况，赛车动力性能与竞赛项目进行仿真分析，仿真结果显示赛车动力匹配满足设计目标；完成赛车整车搭建。
　　根据方程式竞赛项目要求和相关测试标准，对赛车最高车速、75m直线加速以及续驶里程耐久性进行了实车试验。测试数据与设计目标对比分析，最高车速测试数据为145km/h满足设计要求；75m直线加速时间测试数据比设计目标长出0.53s，差距主要来自赛车加工误差；续驶里程耐久试验，赛车可以完成22km的设计目标。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2 FSAE赛事国内外发展现状

1.3研究内容和技术路线

第二章 FSAE纯电动赛车介绍

2.1 FSAE纯电动赛车原理与传动结构形式

2.2 FSAE纯电动赛车关键技术

第三章 FSAE纯电动赛车动力参数匹配及赛道仿真

3.1 FSAE纯电动赛车总体设计

3.2 动力参数匹配

3.3 赛车赛道模拟及赛车工况分析

3.4 动力电池参数匹配

第四章 FSAE纯电动赛车整车建模及仿真分析

4.1 CRUISE软件介绍

4.2 纯电动赛车建模

4.3 仿真任务的建立

4.4 仿真结果分析

4.5 纯电动赛车搭建

第五章 FSAE纯电动赛车性能试验

5.1 试验条件

5.2 赛车试验

5.3 试验结果分析

总结与展望

总结

展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢