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文档简介

一、研究背景和意义(一)研究背景中国大学生电动方程式大赛于2013年首次举办,在现如今资源短缺和环境污染的两大社会难题下,此项大赛的开展为中国电动汽车行业发展做出了有力的推动。为了保证参赛大学生能够按时完成赛车的制作,大赛组委会不定期开展各方面培训,培训项目涵盖整车的设计制造、成本营销及结构分析等。通过培训使学生能够合同协作、自主创新,从而提升参赛队员的综合能力,为国内电动汽车行业培养一批具有工程基础的高水平人才。作为一项以安全和竞速为主题的全国性赛事,参与赛事的比赛车辆必须满足大赛制定的规则,并在比赛前完成所有的车检程序,在车检合格后方可进入比赛区域进行比赛。以此为背景,研究中国大学生方程式赛车动力匹配设计。(二)研究意义依托大学生方程式赛车研发项目,在前几代电车动力系统研发技术基础之上,设计了新的赛车动力系统。对电机参数、传动比、电池组容量及电池组数等进行了匹配设计及选型;通过软件的仿真,验证所设计的动力系统能够满足赛车性能需求,所以中国大学生方程式赛车动力匹配设计具有极其重要的现实意义。二、国内外研究现状(一)国内研究状况相比于国外赛事发展,国内FSAE起步较晚。最早是在2006年九月,由台湾南台科技大学自主完成的赛车在日本参加FSAE大赛。2008年,湖南大学完成中国内地第一辆大学生方程式赛车设计,并在美国洛杉矶SAE西部赛上取得新秀第四名的好成绩。同年,FSAE赛事在哈尔滨举办的全国车辆工程教学指导委员会年会中得到了广泛关注。通过委员会的邀请,同济大学李理光教授对大赛在中国进行的意义、世界各国开展情况、赛事的成本以及对大赛在国内开展的初步设想进行了详细的主题报告,在年会上产生了巨大的反响。随着国际大赛影响力的不断扩大,中国FSAE大赛开始迅速发展。2010年,中国汽车工程学会和易车网联合发起了中国的第一届大学生方程式赛车比赛(FSC)。中国大学生方程式汽车大赛是一项由高等院校车辆工程专业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,同时具有着专业的裁判团队。裁判队伍来自于一汽、东风、上汽、长安和北汽等汽车厂,以及中国汽车技术研究中心、上海机动车检测中心等科研机构的专业人士。历经十年的发展,大赛的规模不断扩大,越来越多的高校参与到大赛中。(二)国外研究状况JFSAE方程式大赛起源自1979年的美国Mini一Indy赛车运动,比赛要求制作一台5马力木质赛车,当时十三支参赛队伍共有十一支队伍完成比赛1。两年后,第一届FSAE方程式大赛由美国的奥斯汀德克萨斯大学主办,共有6所大学报名,但实际参加比赛只有四支车队。随着汽车行业的发展,大赛的热度不断发酵,美国汽车工程师学会紧接着在密歇根州、加利福尼亚州和弗吉尼亚州开展了三届FSAE大赛。1998年,英国机械工程师学会举办了第一届FSAE比赛,标志着大赛开始进入国际舞台。随后,澳大利亚汽车工程师学会于2000年在澳大利亚举办了第一届FSAE大赛,2003年日本举办了第一届FormulaSAEJapan,此外德国、意大利、巴西也在本地举办了FSAE赛事。经过几十年的发展,大赛的比赛内容逐渐升级。2007年,美国塞耶工程学院举办了第一届混合动力方程式比赛(FormulaHybrid),在传统大赛的规则要求下,将燃油的使用率加入了成绩考量。伴随着电动汽车行业的蓬勃发展,欧洲各国政府也开始重视电动汽车工程技术的培养,2010年,第一届FSAE电动方程式大赛在德国举行,对FSAE赛事的内容做了有力的拓展。三、研究目标与内容(一)研究目标本文以参与大学生纯电动方程式大赛的赛车为研究对象,深入研究了由整车性能指标决定的动力参数匹配,并采用仿真分析的方法对匹配参数的合理性进行了验证。在此基础上,完成了符合赛车电气系统的设计,并通过实车试验和上位机调试验证了系统的合理性。(二)研究内容一、引言二、系统总体设计方案三、赛车动力系统参数匹配设计(一)电机功率匹配设计(二)电池组匹配设计(三)传动比的选择四、系统模型建立及仿真计算五、仿真结果及分析六、结论四、参考文献[1]刘浩宇,席红霞,陈浩,等.FSAE赛车传动系统匹配动力性能的研究及轻量化设计[J].汽车零部件,2020(7):5.[2]祁菡芮,周清泉,翟元龙,等.基于CRUISE的FSAE赛车的动力传动系统匹配仿真[J].信息记录材料,2017,18(7):2.[3]毛鸿,宁爱林.FSAE赛车动力系统匹配的现状与发展综述[J].汽车实用技术,2018(9):3.[4]李中豪,贾诗昊,刘哲,等.FSAE方程式赛车的新型悬架动力学设计方法[J].河南科技,2021,40(15):3.[5]郭忠庆,高聪聪,陈潮洲.FSAE电动方程式赛车动力系统匹配及仿真[J].交通节能与环保,2019,15(4):4.[6]卫春巍,宋鹏,刘岩川,等.基于FSAE规则的赛车动力系统研究[J].中国机械,2013(7):2.[7]郝国凯,陈刚.一种FSAE赛车空气动力学套件连接结构:,CN109733490A[P].2019.[8]苏禹帆,杨伟,颜宇,等.基于FSAE车辆动力学的转向系统设计[J].江苏科技信息,2019,36(16):5.[9]毛鸿.基于CRUISE的FSAE赛车动力性能匹配优化研究[J].时代汽车,2018(5):2.[10]李嘉寅,刘宁宁,沈钰豪,等.FSAE赛车空气动力学套件优化设计[J].上海工程技术大学学报,2021,35(1):8.[11]柏秋阳,王辉,李嘉凡,等.FSAE赛车空气动力学套件组合设计分析[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2016,39(5):7.[12]刘一鸣,张艳伟.基于ANSYS瞬态动力学和Fluent分析的FSAE赛车制动盘优化设计[J].信息周刊,2020(6):3.[13]韩小强,王洪宇,侯文彬.基于FSAE赛车的空气动力学套件设计及CFD分析[J].实验科学与技术,2016,14(1):5.[14]祁菡芮,周清泉,翟元龙,等.基于C

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