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FSAE赛车动力参数匹配及电气系统设计

胡骁  
【摘要】:中国大学生电动方程式汽车大赛(FSEC)在国内发展迅速,越来越多的高校参与到比赛中。纯电动赛车中的底盘和车身设计已经比较成熟,其重点在于动力参数匹配设计以及相应的电气系统设计。因此,本文以2017届长安大学猎电赛车为研究对象,主要完成了赛车的动力匹配和电气系统设计。首先,分析了猎电赛车的结构特点和比赛工况,对比往届性能指标,提出了新的性能指标。基于此,采用理论分析的方法计算得到了电机、传动比和电池匹配参数并选定了合适的电机、电机控制器及电池组。其次,根据匹配得到的参数,在Cruise仿真软件中建立了猎电赛车整车模型,通过设置全负荷加速和赛车循环工况两种计算任务对整车性能指标进行校验。然后,在设计的动力匹配参数基础上提出了电气系统设计目标。将电气系统分为高压电气系统、低压电气系统和数据采集系统三部分进行模块化设计。高压电气系统包括电池组分组管理、充电系统改装、预充电及放电系统设计;低压电气系统包括安全回路、制动可靠性装置、驱动激活指示灯电路以及绝缘监测装置中复位电路设计;数据采集系统主要通过CAN总线采集电机控制器及车速信息并反馈到上位机,实时监控整车状况。最后,通过实车试验和上位机验证设计的电气系统合理性。仿真结果表明,本文设计的动力匹配参数能够满足制定的最高车速、75m加速时间、50~80km/h加速时间及续航行驶里程性能指标;实车试验和上位机调试结果表明,基于动力匹配参数设计的电气系统能够满足设计目标,赛车最终顺利地完成比赛并取得全国二等奖。


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