FSEC电动方程式赛车整车通讯与安全回路设计
机电ห้องสมุดไป่ตู้术
2019 年 4 月
FSEC 电动方程式赛车整车通讯与安全回路设计
吴子亮 应 龙 郭小皓
（福建农林大学，福建 福州 350002）
摘 要：根据中国大学生方程式赛车规则的要求设计方程式赛车整车电气系统。针对赛车运行时的稳定性与车手驾 驶安全，进行赛车低压通讯与安全回路的设计，完成整车控制器、踏板、仪表的制作，解决赛车实际接线时遇到的防水、电 磁干扰过大的问题。
车速、电压、行驶里程与故障等信息，完成对整车
实况的显示。仪表的 TFT LCD 显示屏抗干扰能力
差，需要在显示屏正负接线上串联稳压模块进行
稳压处理，并采用防电磁干扰措施。
2 赛车安全回路设计
安全回路将主开关、熄火开关与电气保护性 装 置 连 成 一 个 电 气 回 路 ，是 车 手 驾 驶 安 全 的 保 证。安全回路包括：主开关、急停开关、惯性开关、 制动超程开关、绝缘检测装置、制动可靠性装置和 电池管理系统。当以上任意开关或装置断路时， 高压断开装置启动，电池组高压输出的正负主接 触器立即断开，电机停转；同时在对电器进行供电 的回路中使用互锁，确保电器能安全运行。安全 回路设计如图 3 所示，熄火开关安装位置如图 4 圆 圈所示。
1.2 踏板信号的采集
在研读规则的基础上，由方程式制动组自主
设计了赛车踏板的角度与结构，并实际测出制动
踏板行程的正常范围（1.1 in）。在正常范围外放
置制动超程开关；当刹车系统发生故障、制动油路
都 失 效 时 ，制 动 踏 板 行 程 超 过
正 常 范 围 ，制 动 超 程 开 关 控 制
驱 动 电 路 断 开 ，赛 车 急 停 。 经
实 际 测 试 发 现 ，电 磁 干 扰 直 接
影响踏板信号的采集与传输，
需采用防电磁干扰措施。油门
踏板结构图如图 2 所示。
1.3 仪表显示
图 2 油门踏板结
构示意图
为了便于车手能了解赛车
实况，仪表采用了可编程智能 LCD。基于 Labview
进行仪表的仿真开发，并自主开发显示界面，通过
CAN 通讯协议与整车控制器通讯，实时显示赛车
FSAE 大赛于 2010 年首次在中国举办，2013 年中国方程式汽车大赛将纯电动赛车纳入正式比 赛 项 目（FSEC），如 今 中 国 大 学 生 方 程 式 汽 车 （FSAE）大赛已成为中国工科类大学参与度最广 的竞赛项目之一。目前在国内继湖南大学、清华 大学、同济大学等大学之后，福建农林大学也于 2017 年正式报名参加 FSEC（中国大学生电动方程 式汽车大赛）。对于赛车电气设计者而言，如何设 计出安全可靠且拥有高性能的整车电气系统，是 首要难题。合格可靠的整车电气系统需要解决包 括制动、急停、传感器信息传输（轮速、温度、灯光 等）、绝缘检测等许多问题。本文提出了安全回路 与基于整车控制器的低压通讯系统的整车电气系 统设计可行性方案，并经实际测试验证可行。本 文分为低压通讯系统与安全回路两部分介绍该设 计方案，并在后面总结了实际接线中遇到的接线 方案的设计与电气线路的保护方案。
第2期
吴子亮 等：FSEC 电动方程式赛车整车通讯与安全回路设计
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数据存储模块与功率驱动模块等模块，构成整车 控制器。
为使整车控制器能在恶劣的电气环境下顺利 运行，设计电路时特别注重电路的电磁兼容性与 抗电磁干扰能力。设计时将各模块合理分区、接 地，并在制 PCB 板时使用 4 层板：将电源层与地层 放中间，顶层和底层走信号及控制线路，并将地层 与整车控制器使用导线接地；且通过实车跑动测 试，确认方案可行。
图 3 安全回路示意图
图 4 熄火开关位置示意图
赛车绝缘检测系统是由绝缘检测装置（IMD） 连接安全回路组成。FSEC 赛车电力电池工作电 压在 320 V 以上、远远超过人体安全电压，这要求 高压系统与赛车车架间有极好的绝缘性能。但在 赛车运行时，由于长期处于恶劣的工作环境中，包 裹高压线束的绝缘胶布可能出现老化、脱落等问 题，导致高压电池与车辆车架构成回路，危害车手 安 全 。 采 用 绝 缘 检 测 装 置（IMD）为 规 则 推 荐 的 Bender A- ISOMETER ® iso- F1 IR155- 3204，将 IMD 直接并联在高压电池的正负母线与赛车车架 间，不间断检测绝缘电阻值；当绝缘电阻值低于 500 Ω/V 时，绝缘检测装置会在 30 s 内断开安全回 路，保证车手安全。在全车安全回路接通后，经过 3 次绝缘监测装置实际测试，验证了所设电阻值的 合理性与绝缘监测的可靠性。
1 赛车低压通讯系统设计
FSEC 赛车低压通讯系统是由12 V 蓄电池提供 能量，以整车控制器作为核心，对整车踏板、仪表、电 机控制器与电池管理系统进行信息的传递与处理， 让赛车按照车手的意愿运行，具体如图 1 所示。
图 1 低压通讯系统示意图
FSEC 赛车低压通讯系统的设计主要包括整 车控制器的设计、踏板信号的采集与仪表显示 3 大部分。
由于是第一次参加比赛，选用简单可靠的方 式进行整车控制器的设计与连接。采用 Freescale 的 MC9S12XEP100 芯片作为主控芯片，搭配 I/O 模 块、电源模块、CAN 通讯模块、模拟信息采集模块、
作者简介：吴子亮（1997—），男，本科生，从事电气工程及其自动化学习与研究。 通讯作者：应 龙（1988—），男，讲师，博士生，主要从事汽车安全方向研究。
1.1 整车控制器
整车控制器是赛车低压通讯系统的控制核 心。基于高速 CAN 总线，整车控制器可以对 FSEC 赛车的各个模块进行管理、协调与监控，提高整车 能量利用率，确保车辆安全运行。它拥有 5 大功 能：CAN 总线信息处理；踏板信息采集；仪表辅助 驱动；故障诊断与存储；能量管理。
针对赛车工作需求及恶劣的电气环境，整车 控制器需满足以下技术需求：拥有 CAN 通讯接 口；内部电路有极强的抗干扰能力；拥有足够的 I/ O 口。
关键词：FSAE；FSEC；整车通讯；安全回路；防电磁干扰 中图分类号：U469.6+96 文献标识码：A 文章编号：1672-4801（2019）02-086-03 DOI:10.19508/ki.1672-4801.2019.02.024
FSAE（大学生方程式赛车）大赛由美国汽车 工程师学会（SAE）于 1979 年首次举办，希望通过 比赛提高学生们在汽车设计、制造、成本控制、沟 通与合作和商业营销五大方面的综合能力，以此 全面提高学生们的综合素质，为未来汽车行业输 送优质人才。
FSAE赛车电气系统与仪表的设计与优化【FSAE技术组资料】
FSAE赛车电气系统与仪表的设计与优化一：研究目的：FSAE是以汽车专业为主的一项学生方程式赛车比赛，要求在一年的时间内制造出一辆各方面表现优异且稳定耐久的业余休闲赛车。
电气系统是FSAE赛车很重要的一个组成部分。
也是整车系统中不可缺少的一部分。
其中包括电源，仪表，信号指示灯，点火系统等几个大的部分。
一个配合良好，工作正常，运行稳定的电路系统是使赛车正常运行的重要保障。
所以研究和制作一个简洁，实用，稳定的整车电器系统是很有必要的。
二：研究内容：FSAE赛车电气系统主要由发动机电控系统、数字仪表系统及紧急控制系统组成；本项目组研究内容包括1 FSAE赛车主要电器部件布置匹配设计：a 蓄电池安装位置的确定b 发动机电子控制单元（ECU）的软硬件设计以及ECU辅助电路的设计c 调压整流器的设计d 起动继电器的设计e 油泵继电器和喷油器的设计f 刹车灯及开关2 数字仪表的设计其中发动机ECU和数字仪表的设计作为研究的重点；1三：预期结果：提出一套FSAE赛车整车电气系统方案, 说明主要电器的设置,提高赛车的加速性能;对赛车仪表系统进行设计和优化,最后通过实车验证了上述方案的可行性项目技术路线：1 FSAE赛车与一般汽车一样采用蓄电池负极搭铁(接地)的布线方式，发电机通过调压整流器后并联到蓄电池；赛车线束采用单边走向呈E型布置。
2 本项目采用外挂式改装ECU，首先，外挂ECU将各个传感器所反馈回ECU 的信号进行拦截，针对需要调整的信号进行修改，将本来超过原厂ECU认可上限的信号变成正常信号输入原厂ECU，ECU接收到“正常信号”后将原厂设定的执行程序输出至外挂ECU，这时外挂ECU再将信号进行修改。
3 数字仪表的设计包括对仪表单片机的选型，转速信号处理电路设计，车速表设计和仪表电源电路设计。
特色与创新：1 本项目组的研究是基于整辆赛车的电气系统之上的，涵盖面较全，涉及面很广，以保证赛车的电气系统在各个环境下都能正常可靠的工作为目标，研究过程中要考虑到与赛车各个部分的协调合作，以保证赛车的整体性能；2 设计安装与FSAE赛车发动机匹配的外挂ECU，可以根据发动机的具体参数要求来进行改装；23 数字仪表的设计中的转速信号处理电路设计克服了以下三个技术难点:1) 转速信号的频率υ变化很大: 0～4 000 Hz;2) 转速信号的幅值不固定, 随转速升高而升高;3) 转速传感器信号幅度不固定3。
FSAE大学生方程式赛车(电动版)设计说明书
以大学生方程式赛事为背景，参考广西工学院鹿山学院大学生方程式赛车作为基础，应用汽车理论和汽车设计等相关知识结合比赛规则，对赛车的基本尺寸、质量参数和赛车的性能参数进行选择，对赛车各总成进行选型和总布置，进行赛车蓄能系统、再生制动系统以及行驶系统、传动系统进行设计。
根据同组同学确定的驱动系统，结合比赛需求计算出电池、电容容量和要求，选择电池、电容型号和组合形式，确定出外形尺寸和质量和安装位置。
再为蓄能装置匹配出合适的充电系统。
设计节能环保的再生制动系统,然后按照鹿山二号对纯电动方程式赛车的行驶系统、传动系统进行改动,最后再结合同组同学的参数，确定整车的设计参数。
随着全球能源、环境问题的日益严峻，节能环保的纯电动车辆将会成为下一个时代的主流。
关键词：大学生方程式赛车；总布置；磷酸铁锂电池；超级电容Students Formula One racing events as the background, refer to the Guangxi Institute of Technology the Kayama College Students Formula One racing as a basis for the automotive design and automotive theory and other related information as well as the FSAE competition rules，application of automotive theory and knowledge of automotive design , combined with the rules of the game , the basic dimensions of the car , quality parameters and performance parameters of the car selection , selection and general arrangement of the assembly of the car , the car energy storage system , regenerative braking system and driving system, transmission system design.According to the same group of students to determine the drive system , combined with the game needs to calculate the battery, capacitor , capacity and requirements , select the battery, capacitor model and the combination to determine the shape size and quality , and installation location . Match the charging system for the energy storage device . The regenerative braking system of the design of energy saving and environmental protection , and then follow the Lushan II Formula One racing for pure electric driving system , the transmission system to make changes , and finally combined with the parameters of the same group of students to determine the design parameters of the vehicle .Keywords:college students and Formula One racing ; general arrangement ; lithium iron phosphate batteries ; super capacitor目录1 绪论 (4)1.1 大学生方程式赛事介绍 (4)1.2 大学生方程式的历史 (4)1.3 赛事意义 (5)1.4 国内外发展现状 (5)2 纯电动方程式赛车总布置设计 (6)2.1 赛车主要参数的选取 (6)2.1.1 纯电动方程式赛车机械部分参数的选取 (6)2.1.2 赛车性能参数的选取 (7)2.1.3 悬架主要参数（学院车队提供） (8)2.2 赛车驱动电机的选取 (8)2.2.1 电机类型的选择 (8)2.2.2 电机功率的选择 (9)2.3 赛车各总成选型原则和总布置 (10)2.3.1 悬架、轮胎的选择 (10)2.3.2 制动系统 (10)2.3.3 车架 (11)2.4 人机工程 (11)2.4.1 人体尺寸 (11)2.5 赛车的轴荷分配 (12)2.5.1 学院鹿山2号的轴荷分配 (12)2.5.2 纯电动方程式赛车相对后轴增加的质量分布的计算 (13)2.5.3 纯电动方程式赛车轴荷的分配 (13)3 储能装置的选择 (14)3.1 蓄能装置的容量计算 (14)3.1.1 赛车的续驶里程 (14)3.1.2 蓄能器容量的计算 (14)3.2 蓄能装置类型的选择 (14)3.2.1 高比能量蓄能装置 (14)3.2.2 高比功率储能设备的选择 (17)3.2.3 高比功率装置的计算 (17)3.2.4 超级电容的计算 (22)4 充电器的设计 (24)4．1 锂离子电池充电方法 (24)4.1.1 常用的充电方法[10] (24)4.1.2 赛车充电放式的选取 (25)4．2 赛车的充电要求 (25)4.2.1 赛车的充电要求 (25)4.2.2 充电器方框图 (26)4.2.3 充电器的分析 (27)5 再生制动 (29)5.1 赛车制动力矩的计算 (29)5.1.1 赛车制动力的要求 (29)5.1.2 赛车制动力的计算 (29)5.2 制动距离和制动减速度 (30)5.2.1 制动减速度计算 (30)5.2.2 制动距离计算 (31)5.3 制动效能的恒定性 (31)5.4 制动的稳定性 (31)5.5 前、后制动器制动力的比例关系 (31)5.5.1 求出I曲线 (31)5.5.2 具有固定比值的前、后制动器制动力分析 (32)5.6 赛车要求的最大制动力 (33)5.6.1 赛车最高车速下所具有的能量 (33)5.6.2 塞车的制动力要求 (34)5.6.3 赛车制动器制动力的选取 (34)5.6.4 赛车再生制动路线分析 (36)6 机械传动系统与行驶系 (37)6.1 机械传动系统 (38)6.2 行驶系 (38)6.2.1 车架 (38)6.2.2 车桥和车轮 (38)6.2.3 悬架 (39)致谢 (42)参考文献 (43)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。
南通理工学院FSEC 方程式赛车动力参数设计
145南通理工学院FSEC 方程式赛车动力参数设计牛华 黄爱维（南通理工学院，江苏 南通 226002）摘 要：本文通过分析、比较电动汽车各种布置形式、电机类型及电池类型的优缺点，提出了南通理工学院FSEC 实验赛车的动力性的性能指标及相关参数。
根据性能指标及相关参数对赛车动力系统中的电机及动力电池参数进行了设计。
关键词：FSEC；电动汽车；参数设计中图分类号： U469.696;U469.72 文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2015)-12-0145-21 赛事介绍FSAE(电车组比赛为FSEC)赛事是一项面向大学生的综合性工程教育赛事，自1978年开办以来，距今已有30多年时间，赛事遍及全世界15个国家。
该赛事需要各高校的参赛队在8至12个月时间设计、建造、测试和准备赛车，并且该赛车要在加速、操控、制动和安全性达到赛事要求。
迄今为止，中国FSAE 赛事已成功举办六届，并在2013年首次引入了纯电动方程式汽车大赛（FSEC）。
2 纯电动汽车的特点2.1 纯电动汽车与传统汽车相比，基本可以达到零排放，同时，噪音污染也大大降低。
2.2 能源利用率较高,其能量转化效率可达到传统汽车的两倍以上。
2.3 纯电动汽车在结构布置上更加灵活。
3 电机类型的选择3.1 驱动系统布置形式。
电动汽车目前常见的驱动系统布置形式主要有以下几种：3.1.1 单电动机通过减速器和差速器与车轮相连，要求电机有较大的转速、扭矩调节范围。
3.1.2 电机安装在输出轴上直接与车轮连接，没有变速器与差速器，完全由电机及其控制器实现变速和差速。
这种形式要求电机能够实现较大的转速和扭矩调节范围，并且还具有较快响应速度与较高的控制精度。
3.1.3 轮毂电机布置形式。
将电机安装在车轮里，实现多轮驱动。
这样的布置形式有更加灵活的车身设计，可较容易实现更大的车轮转向角度，为停车提供更多便利。
轮毂电机一般有内传子和外转子两种形式。
FSAE电动赛车整车布置及性能分析
FSAE电动赛车整车布置及性能分析摘要: 大学生电动方程式赛车是在传统燃油大学生方程式赛车的基础上发展起来的，其绝大多数零部件都与燃油车相似，如赛车的车架、制动、传动以及悬架等，其主要差别在于动力系统和电子控制系统。
本文以FSAE大学生电动方程式赛车整车布置及性能分析为研究对象，主要进行以下研究：1）通过研究大学生方程式汽车大赛赛事相关规则以及赛车制造标准要求，掌握电动赛车总体布置方案；2）查阅国内外相关参考文献，从而为整车布置以及整车参数设计提供理论依据；3）首先从车架结构以及车架所使用的材料进行选择说明，通过结构与材料之间的对比，分别选择合适结构和材料来设计车架，建立电动赛车车架的三维模型；4）对悬架采用的类型与部件的设计参数进行讨论说明，然后对悬架特性参数进行计算说明，确定悬架的硬点位置，最后对悬架系统的零部件结构进行设计，从而确定赛车悬架系统；5）首先确定制动系统采用的方案，选择制动器的形式与液压分路系统；然后对制动系统的主要参数与盘式制动器的相关尺寸进行相关计算；最后对整套制动系统的液压驱动机构进行设计计算，包括前后轮制动卡钳的尺寸以及前后轮制动主缸尺寸的大小。
由于电机是驱动电动赛车的唯一动力源，所以它的选择尤为重要，关系到整个汽车的动力性和操纵稳定性。
实际应用时，往往会因为各种情况导致实际转矩和理论转矩出现误差，本文选用永磁无刷直流电机来当作电动赛车驱动系统的驱动电机。
根据方程式汽车大赛规则，FSAE赛车的车架设计内容包括车架的结构布置、车架材料的选择、车架的内部空间布置设计并且设计要符合人机工程。
FSAE赛车车架采用桁架式车架结构，选择了四种厚度不同的的30CrMo钢材，最大限度地缩小赛车的整车重量，使得车架的整体性能得到提高。
结合国内外车队相关悬架优秀设计经验，本文选择了推杆不等长双横臂悬挂。
主要因素有：推杆不等长双横臂悬挂，加工方便，装配精度高，符合学生的技术水平；重心较高的问题，由于采用了铝合金部件和碳纤维材料，可以有效解决；赛车通过传动形式的对比，选择链传动作为本次设计的传动形式。
FSAE方程式赛车电子控制系统设计-开题报告
FSAE方程式赛车电子控制系统设计-开题报告背景在FSAE方程式赛车比赛中，电子控制系统的设计对于车辆的性能和安全至关重要。
电子控制系统包含了车辆的各种传感器、电子控制单元(ECU)以及相关的线路和软件。
通过合理设计和优化电子控制系统，可以提升方程式赛车的性能，并确保其稳定和可靠性。
目的本项目旨在设计一套高效可靠的电子控制系统，以满足FSAE方程式赛车比赛的要求。
通过精确控制车辆的各种参数和功能，我们可以提高车辆的加速性能、操控性和安全性。
研究内容1. 传感器选择和布局：根据赛车性能需求，选择适合的传感器，并合理布局以获得准确的数据。
2. 电子控制单元(ECU)设计：设计一个功能强大的ECU，能够接收传感器数据并进行实时计算和控制。
3. 电路设计：设计各种控制电路，包括电力分配、保护电路和信号处理电路，以确保电子控制系统的正常运行。
4. 软件开发：根据赛车需求，编写相应的软件程序，实现对车辆的精确控制和参数调整功能。
5. 系统集成和测试：将各个部分进行集成，并进行全面的功能和性能测试，确保电子控制系统的稳定和可靠性。
预期成果1. 设计出一套高效可靠的电子控制系统，满足FSAE方程式赛车比赛的各项要求。
2. 提升赛车的性能和操控性，使其在比赛中具备竞争力。
3. 增强赛车的安全性，保证驾驶员的人身安全。
计划安排1. 第一阶段（两周）：调研和需求分析，确定电子控制系统所需的传感器和功能。
2. 第二阶段（三周）：进行传感器选择和布局，设计ECU和相关电路。
3. 第三阶段（两周）：软件开发和系统集成。
4. 第四阶段（一周）：进行全面的测试和优化。
5. 最后阶段（一周）：书写开题报告，总结项目成果。
参考文献- Smith, J. (2019). Formula Student Electronic Control System Design. Journal of Racing Technology, 37(2), 45-57.- Johnson, M. (2018). Design and Development of FSAE Electronic Control System. Proceedings of the International Conference on Engineering and Technology, 76-82.以上为开题报告的主要内容，请审核。
电动方程式赛车整车控制系统通信协议设计
10.16638/ki.1671-7988.2020.08.009电动方程式赛车整车控制系统通信协议设计*李宁1，李刚2，刘赛2（1.辽宁工业大学电子与信息工程学院，辽宁锦州121001；2.辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121001）摘要：针对电动方程式赛车控制系统研发，论文进行符合大赛规则要求的整车控制系统通信协议设计。
根据电动方程式大赛规则中的相关设计要求，结合实车电气系统架构和无线数据采集的功能需求，确定采用整车采用CAN 通信和UART通信方式相结合的方式，对UART通信协议进行完全自主设计，并基于两者协议进行了程序开发。
关键词：电动方程式赛车；控制系统；通信协议；程序中图分类号：U469.6+96 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)08-27-04Design of Communication Protocol for FSAE Vehicle Control System*Li Ning1, Li Gang2, Liu Sai2( 1.Electronics&Information Engineering College, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001;2.Automobile&Transportation Engineering College, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001 )Abstract: Liaoning University of technology electric motorcade independently researched and developed the communica -tion scheme of vehicle control system by carefully reading the relevant design requirements in FSEC competition rules and centering on the innovative concept. The whole vehicle adopts CAN communication and UART communication mode, and the program is developed based on the two protocols, in which the UART communication protocol is designed independently according to the actual situation of the vehicle. These laid a good foundation for the later development of the program and the debugging of the real vehicle.Keywords: Electric formula car; Control system; Communication protocol; ProgramCLC NO.: U469.6+96 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)08-27-041 引言大学生方程式大赛被称为是汽车工程师培养的摇篮[1]，中国大学生电动方程式大赛（FSEC）旨在为中国新能源汽车领域培养优秀汽车工程技术人才。
基于大学生电动方程式赛车(FSEC)的电气系统分析和研究
基于大学生电动方程式赛车（FSEC）的电气系统分析和研究作者：张政任峰李龙海来源：《时代汽车》2019年第13期摘要：本文以长春师范大学新时代电动方程式E11为研究对象，根据竞赛动态项目的要求，对汽车的电气系统进行了分析，并简要介绍了电动方程式的基本原理;介绍电机选择，电机驱动和控制，动力电池选择和电池管理系统以及CAN总线的通讯。
一辆大学生电动方程式赛车的动力性，平顺性，操作稳定性都与电器系统有密不可分的关系，这也是在比赛中取得良好成绩的关键，因此对电动方程式赛车电气系统的分析尤为重要。
关键词：方程式;电气系统;动力电池;CAN通讯1 大学生电动方程式赛车原理和构造纯电动方程式赛车以大学生方程式油车为基础，其结构与燃油车相似，如转向系统，制动系统，传动系统，悬架和车架车壳等。
区别在于纯电动车辆从发动机驱动变为电动机驱动，且能量源变成了锂电池。
简单来说，纯电动方程式赛车的动力由锂电池提供，驱动电机转动，再通过变速器和差速器传递到轮边，实线车辆跑动。
如图1电动汽车原理图所示。
如图1所示，在车载能量系统中，电池组用于提供能量来源，蓄电池充电系统是将220V 交流电转换为直流电输入到电池组中。
能量管理系统又称为电池管理系统，简称BMS，起到监控各单体锂电芯工作情况的作用。
驱动电机系统是电动方程式赛车最重要的部分，包括VCU，IPO，电机和机械传动装置以及车轮。
其中通过踏板传输的电信号到整车控制器中，再又电机控制器接受，来控制电机的转速的正反转，进而传递到轮边来适应不同的工况。
辅助系统包括辅助动力源，空调和功率控制单元。
大学生电动方程式驱动系统布局的差异对赛车各方面的性能产生了重要影响。
其中，我们采用了如圖2所示结构布置，传动系统大大得到了简化，电机直接与输出轴相连，电机扭矩与转速直接通过半轴传递到车轮，提高传动效率，缺点是要求电机保证控制精度和良好的响应速度。
2 电动机及其参数选择电动机的功能是将电池产生的电能转化为机械能，然后再通过半轴传递到车轮边缘。
大学生方程式赛车整车设计
104AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计大学生方程式赛车整车设计姜沛羽 任峰 李龙海长春师范大学工程学院 吉林省长春市 130032摘 要： 赛车的整车设计是赛车制造过程中的第一步也是最重要的一步，本文中写明长春师范大学工程学院车辆工程专业根据FSEC 规则设计的赛车的整车设计方案，详细的论述了该车的整车主要参数、悬架、转向、电气、车架等方面的设计方案。
关键词：FSEC 赛车；整车设计；转向系统；电气系统；车架1 引言中国大学生电动方程式汽车大赛（FSEC）是由中国汽车工程学会主办，考验各个有汽车专业高校学生在汽车设计与制造方面能力的比赛，全国多所院校参加。
本文围绕本次大赛长春师范大学新时代车队自主设计的赛车展开，分析了该车的整车主要参数、悬架、转向、电气、车架等方面的设计，并通过对实车的测试，验证的设计过程的合理。
2 整车主要参数整车的设计理念是在兼顾大赛规则、成本、性能等因素下尽量选择合适的轴距，同时做好承重合理分布、前后轴载荷的均匀分配。
轴距和轮距是很重要的参数，轴距的大小会影响到整车的质量和中心的额位置，增加轴距长度，会提高抗俯仰和横摆性能增强稳定性，但同时会一定程度上影响汽车的灵活性。
综合考虑到轻量化、重心位置等因素，将轴距定为1650mm以达到理想的性能。
根据大赛规则，车辆的最小轮距不可以小于最大轮距的75%，轮距的选择决定了汽车的横向宽度、横向稳定性等因素，综合考虑，前轮轮距定为1220mm，后轮轮距定为1180mm，并确定汽车总宽1220mm，考虑到车架的长度，将汽车总长定为2450mm。
3 悬架系统设计悬架系统采用了推杆不等长双横臂独立悬架，并选用10英寸铝合金轮辋、Hoosier43105轮胎。
通过ANSYS分析，确定了推杆长度以及最佳焊点，并在后期的调试中进行了严谨的修改，以保整车的最佳状态。
4 转向系统设计在比赛中，八字绕环和高速避两个项目对赛车的转向系统提出了很高的要求，因为车身较轻，故采用了无助力的机械式转向器并将其附于车架底部。
FSEC电动方程式赛车动力系统设计
FSEC电动方程式赛车动力系统设计电动方程式赛车是一项高科技、高效能的竞技运动，其动力系统设计是赛车性能优化的关键因素之一、在FSEC车队的电动方程式赛车动力系统设计中，注重提高能量利用效率、最大化功率输出和减轻整车重量，以提升赛车在赛道上的性能表现。
动力系统的设计主要包括电动机、电池组和电控系统。
电池组是电动方程式赛车的能量存储设备，其设计目标是提供高能量密度和高功率输出，以满足赛车长时间高速驾驶的需求。
在FSEC车队的动力系统设计中，采用了最先进的锂离子电池技术，这种电池具有高能量密度、长寿命和快速充电能力。
为了最大限度地减少整车重量，车队还对电池进行了轻量化设计，采用高强度、轻量化的材料，并优化电池模块的布局和结构，以减少不必要的重量。
电控系统是电动方程式赛车动力系统的“大脑”，其设计目标是实现电动机和电池组之间的协调工作，并最大限度地提高系统的效能。
FSEC 车队的电控系统采用了先进的控制算法和高性能的硬件设备，以实现高速响应、高效能和稳定的控制。
电控系统还具有智能能量管理功能，能够根据赛车的需求和路况来自动调整能量分配，以实现最佳的能量利用效率。
除了电动机、电池组和电控系统，FSEC车队的电动方程式赛车动力系统还包括涡轮增压系统、换档系统和冷却系统等辅助设备。
涡轮增压系统可以提供额外的动力输出，以增加赛车的加速性能；换档系统能够实现快速、平稳的换档操作，以最大程度地减少换档时间和功率损耗；冷却系统可以有效地降低电动机和电池组的工作温度，以提高系统的效能和稳定性。
总之，FSEC车队的电动方程式赛车动力系统设计注重提高能量利用效率、最大化功率输出和减轻整车重量，以提升赛车在赛道上的性能表现。
通过精确的电机匹配和参数调整、先进的锂离子电池技术应用、高性能的电控系统设计和辅助设备的优化，FSEC车队的电动方程式赛车动力系统能够实现高效能、高可靠性和高竞争力。
对大学生方程式电动赛车(FSEC)仪表总成的设计
根 据 中国大学 生纯 电动方 程式 汽车 大赛 （ Ｆ Ｓ Ａ Ｅ） 规
义 的数 据反 馈和相应 的控 制策 和驱动系统。控制系统采用 ２ ４ Ｖ电源，一
方面 为 常规低 压 电器 供 电 ，另一 方面 为整 车控 制 器和 电 池 管 理 系统 （ Ｂ Ｍ Ｓ ）以及 电机 控 制器 、Ｄ Ｃ ／ Ａ Ｃ等高 压 电
电动赛 车仪表总成 ：包括显示模块 （ １ ）、电源模
（ ３ ４ ２ ），Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 收发 器 （ ３ ４ １ ） 与 显示 模块 （ １ ）连接 ，
Ｃ Ａ Ｎ收发器 （ ３ ４ ２ ）与电动赛车上的动力 系统和驱动系
统 相连 。
赛车动力性和操纵稳定性是摆在首位的。同时 ，为了合
理 的利 用赛 车 的驾 驶 空 间 ，保 证整 车 的结 构 紧凑 型 ，电 动 赛 车的 仪表 系统 只需 要 显示 一些 特定 的 信息 ，而更 注
的输 出端 分别 与 Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ 芯片 （ ３ ２）、蓝牙 （ ３ ３）和收发 器 连接 。 收 发器 包 括 Ｒ Ｓ ２ ３ ２收 发 器 （ ３ ４ １ ）和 Ｃ Ａ Ｎ收 发 器
气设备的控制 回路供电；Ｃ Ａ Ｎ总线通信系统用来实现整
车控 制 器 、Ｂ Ｍ Ｓ 和 电机 控制 器 之间 的通 信 ；驱动 系统 主
单片机 的输入端分别与 Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ 芯片、蓝牙和收发器连接 ，该单片机 的输 出端分别与 Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ 芯片、蓝牙和 收发器连接。此设计克服 了现有技术中的储存芯片储存数据量小、稳定性不好 ，电源不能确保本 系统稳 定可靠， 主控 系统芯片性价比不高等问题 ， 提 高了Ｆ Ｓ Ａ Ｅ电动赛车仪表 中储存芯片的数据存储量和稳定性。