FSAE大学生方程式赛车电动版设计说明书Word格式文档下载.docx
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Abstract
StudentsFormulaOneracingeventsasthebackground,refertotheGuangxiInstituteofTechnologytheKayamaCollegeStudentsFormulaOneracingasabasisfortheautomotivedesignandautomotivetheoryandotherrelatedinformationaswellastheFSAEcompetitionrules，applicationofautomotivetheoryandknowledgeofautomotivedesign,combinedwiththerulesofthegame,thebasicdimensionsofthecar,qualityparametersandperformanceparametersofthecarselection,selectionandgeneralarrangementoftheassemblyofthecar,thecarenergystoragesystem,regenerativebrakingsystemanddrivingsystem,transmissionsystemdesign.
Accordingtothesamegroupofstudentstodeterminethedrivesystem,combinedwiththegameneedstocalculatethebattery,capacitor,capacityandrequirements,selectthebattery,capacitormodelandthecombinationtodeterminetheshapesizeandquality,andinstallationlocation.Matchthechargingsystemfortheenergystoragedevice.Theregenerativebrakingsystemofthedesignofenergysavingandenvironmentalprotection,andthenfollowtheLushanIIFormulaOneracingforpureelectricdrivingsystem,thetransmissionsystemtomakechanges,andfinallycombinedwiththeparametersofthesamegroupofstudentstodeterminethedesignparametersofthevehicle.
Keywords:
collegestudentsandFormulaOneracing;
generalarrangement;
lithiumironphosphatebatteries;
supercapacitor
1绪论
1.1大学生方程式赛事介绍
全球可利用能源逐渐减少、环境恶化的形式越来越严峻，人类需要一个更安全、低碳的能源体系及环境。
世界各大汽车厂商相继投巨资开发新能源汽车，政府部门也相继出台相关政策鼓励开发新能源汽车[1]。
SAE方程式系列赛事也很重视这一点加入了混合动力赛车的比赛。
SAE方程式系列赛事虽说没有纯电动方程式赛车的比赛，将来纯电动汽车技术在成熟一点的时候也一定会举办纯电动方程式赛车的比赛。
目前国内外都还没有专门为纯电动方程式赛车而设置的专门赛事，因此本次纯电动方程式赛车按照中国大学生方程式汽车大赛的规则来进行设计。
中国大学生方程式汽车大赛，英文名称：
FormulaSAE-China简称：
FSAE。
中国大学生方程式汽车是中国汽车工程学会及其会员单位，在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上，结合中国国情，精心打造的一项新赛事。
目的是培养学生的设计制造能量、成本控制能力和团队沟通协作能量。
使学生能够尽快适应企业需求，为企业挑选优秀适用人才提供平台；
同时通过活动创造学术竞争氛围，为院校间的交流提供一个平台，进而推动学科建设的提升[2]。
FSAE活动由各高等院校汽车工程或与汽车相关专业的在校学生组队参加。
FSAE要求各参加队按照赛事规则和赛车制造标准，自行设计和制造方程式类型的赛车，并且该车参加全部或部分赛事环节。
在比赛过程中，参数队员能充分将所学的理论知识运用于实践中。
同时，还学习到组织管理、市场营销、物流运输、汽车运动等多方面知识，培养了良好的人际沟通能力和团队合作精神，成为符合社会需求的全面人才。
FSAE是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。
参赛车队按照赛事规则和赛事制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。
中国FSAE是一项非盈利的社会公益性事业，利在当代，功在未来。
项目的运营和发展结合优秀高等院校资源、整车和零部件制造商资源，获得了政府部门和社会各界的大力支持以及品牌企业的资助。
社会各界对项目投入人力支持和资金赞助全部用于赛事组织、赛事推广和为参赛学生设立赛事奖金。
1.2大学生方程式的历史
SAE方程式系列赛源于1978年。
第一次比赛于1979年在美国波斯顿举行，13支队伍中有11支完赛。
当时的规则是制作一台5马力的木质赛车。
SAE方程式系列赛将挑战本科生、研究生团队构思、设计与制造小型具有越野性能的方程式赛车的能力。
为了给车队最大的设计弹性和自我表达创意和想象力的空间，在整车设计方面将会限制很少[2]。
1.3赛事意义
大学生方程式赛车活动将以院校为单位组织学生参与，赛事组织的目的是要重点培养学生的设计、制造能力、成本控制能力和团队沟通协作能力，使学生适应企业需求，为企业提供适用人才的一个良好平台。
通过比赛营造学术竞争的氛围，为各大高校间提供切磋的机会，间接的推动汽车学科建设的提升。
大赛在提高和检验汽车行业院校的综合素质，为汽车工业健康、快速和可持续发展积蓄人才，增进产、学、研三方的交流与互动合作等方面具有十分广泛的意义。
毫无疑问，对于对汽车的了解仅限于书本和个人驾乘体验的大学生而言，组成一个团队设计一辆纯粹而高性能的赛车并将它制造出来，是一段极具挑战，同时也受益颇丰的过程。
在天马行空的幻想、大脑一片空白的开始、兴奋的初步设计、激烈的争执、毫无方向的采购和加工、无可奈何的妥协、令人抓狂的返工、绞尽脑汁的解决问题之后，参与者获得的不仅仅是焊接、定位、机加工技能，更有汽车工程师的基本素养和丰富的实践经验。
FSAE赛事也给了汽车厂商发现优秀人才和创意想法的机会。
1.4国内外发展现状
我国是汽车工业的大国家，但是目前还不是强国，对于FSAE来说我们更是落后于发达国家，我们对于FSAE的了解大多是从电视、网上、媒体上了解到的，除了在屏幕上看到赛车在飞驰的赛道上，几乎没有机会去现场体验下FSAE给我们带来的视觉的冲击和内心的震撼，除了在镜头里的赛车还是有很多学问我们不知道的，在国内能接触到FSAE的是很少的，世界的三大赛事分别是奥运会、世界杯、F1赛车，随着我国在世界上地位的升高和综合国力的提升，奥运会的成功举办，上海国际赛车场赛道被国际汽联授予赛道最高级别认证的赛道，中国大学生方程式赛车的举办，中国的FSAE会逐渐的与国际接轨，并得到快速的发展。
国外的FSAE技术已经有很大的发展，并且国外大学里的FSAE也已经相对成熟，很多的工科学校非常重视这个比赛，他们拥有自己的车队并且得到企业与社会的大力支持和认可。
在国外有很多人从事赛车的设计、制造和研究工作，这已经慢慢的成为了一项产业。
2纯电动方程式赛车总布置设计
赛车的总布置设计中，在研究了赛车规则、明确了主要尺寸、质量参数、成本控制和性能要求之后，就对相应的部件进行空间布置，并使其达到最佳的组合。
2.1赛车主要参数的选取
2.1.1纯电动方程式赛车机械部分参数的选取
根据学校去年参加全国方程式比赛的鹿山二号为样车，对样车进行测绘得到以下参数:
表2-1样车参数
整车参数
数值
单位
车架长度
2150
mm
前轮外倾角
-0.5
°
车架宽度
640
前轮主销内倾角
2
车架高度
1050
主销后倾角
5
轴距
1530
车前轮前束
-0.3
前轮距
1200
刹车盘质量
kg
后轮距
1180
主销长度
240
整备质量
320
轴荷分配
47/53
最小离地间隙
35
车轮半径
260
车架重量
30
车轮质量
3
（1）轴距的选择
根据方程式赛车规则要求：
赛车的轴距必须至少为1525mm（60英寸）。
轴距是指在车轮指向正前方时同侧两车轮的接地面中心点之间的距离。
为了减轻整车质量，减小赛车的转弯半径，降低成本，但是减小了赛车的可用空间，因此学院车队综合考虑选取1530mm，纯电动车也采用1530mm。
（2）轮距的选择
方程式赛车规则要求：
赛车较小的轮距（前轮或后轮）必须不小于较大轮距的75%。
轮距的选择，对整车的质量、转弯半径、稳定性和整车布置空间都有很大的影响，轮距越大赛车悬架横向刚度将增大，赛车在转向是的稳定性将会提高，整车的布置空间将会增大，但是转弯半径将会增大。
考虑到轮胎、转向系、前悬架的布置和转向轮的摆动防止运动干涉等，综合考虑多种因素赛车前轮距为1200mm，后轮距为1180。
（3）整备质量
方程式赛车为了拥有良好的加速性能、燃油经济性等必须减小赛车的整备质量。
故要降低各种零部件总成的质量，纯电动方程式赛车要求质量更轻，本次方程式赛车是在学院现有的鹿山2号为样车设计的。
2011年鹿山学院FSAE赛车鹿山2号的车重（不含车手，燃油）为210kg，其中发动机和变速器重量为49kg（学院车队提供参数），后桥和减速器转动机构为15kg（经过对赛车备件秤重），电池为3kg（经过对赛车电池秤重），油箱为2kg（学院车队提供参数），刹车系统2kg×
2=4kg（经过对赛车备件秤重）纯电动方程式赛车可以用改进使用原车的行驶系统、转向系统、车身等。
纯电动方程式赛车的重量m：
改进使
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