FSAE电气系统设计与实现张政.doc

附件二

学生科技项目申请表

项目名称： FSAE电气系统设计与实现
项目负责人： 张政
所 在 学 院： 汽车与机械工程学院
专业名称： 车辆工程
指导老师： 伍文广
项目类别：
*自然科学类学术论文
□ 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文
□ 科技发明制作类

共青团长沙理工大学委员会
2016年 2月 20 日
长沙理工大学学生科技项目申请表

研
究
项
目
名称
FSAE电气系统设计与实现
起止时间
2016.3.1-2016.10.13
成果形式
实物展示
申 请
经 费
总 额
1000
其他经费来源
成员自筹
项目负责人
姓 名
张政
性别
男
专业班级

车辆1401
出生年月
1996.6.14
联系电话
15608494174
项
目
主
要
成
员
姓 名
性 别
专 业
所在学院
承担任务
王建
男
光电
物电学院
系统的设计
王慧
男
车辆
汽机学院
ECU调教
张政
男
车辆
汽机学院
线束布置
李林松
男
车辆
汽机学院
赛车的调试
指 导
教 师
姓名
伍广文
职称
讲师
所在学院
汽车与机械工程学院
项目组成员参与科技类赛事获奖情 况

王建：第九届“物电杯”电子设计大赛 二等奖；
第十届“物电杯”电子设计大赛 特等奖、二等奖、企业三等奖；
2014-2015科技立项优胜奖；
王慧：2014-2015科技立项优胜奖、工模大赛三等奖；
李林松：2014-2015科技立项一等奖、CAD竞赛三等奖、工模大赛三等奖；

研究内容、意义及主要技术指标摘要（限300字）
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。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；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。发动机电控系统包括各种传感器和信号处理电路，通过中央控制单元控制执行器达到预定的效果，FSAE用的发动机发动机是本田CBR600为了提高动力性和经济性我们计划利用外置ECU改装成电控燃油喷射式。

经费预算（单位：元）：
设备费
材料费
资料费
其他
合计
400
400
100
100
1000
学院推荐意见：

年 月 日 （盖章）
学校评审推荐意见：

年 月 日 （盖章）

附件三

可行性报告编写提纲

一、 立项的背景和意义。
2010年，FSAE首次在国内举办比赛，主要参赛人群为国内在读的研究生和本科生，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在加速、刹车、操控性方面有优异的表现并且足够稳定耐久，能够成功完成规则中列举的所有项目业余休闲赛车。通过参加本次比赛，可以提升和锻炼学生的动手能力，实践能力，团队合作能力和发现问题解决问题的能力。同时，由于是第一次在国内举办比赛，很多有汽车专业的大学都很重视这项比赛。所以FSAE是一个能够检验汽车专业实力的良好平台。
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、 项目主要研究开发（产品开发）内容、技术关键以及科研创新的主要方式。
1．1FSAE赛车电气系统
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；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。
1．2 FSAE赛车电气系统搭铁方案设计
线束搭铁在整个线束设计中很重要，很多电器故障现象都是由于搭铁不良而引起的．线束搭铁一要安全牢靠，二要防止信号干扰．一般情况下控制器与传感器的搭铁，不应与汽车常规电器件，特别是汽车上的电感器件的搭铁合为一体，弱信号传感器的搭铁最好独立，搭铁点最好设在离器件较近的位置，以保证信号的真实传递.
2 FSAE赛车主要电器部件设计选型
2．1 蓄电池的安装位置设计
FSAE赛车蓄电池的安装应考虑重量平衡问题，与发电机、起动机的接线尽可能短，并远离热源．
2．2调压整流器
FSAE赛车上的电能是由蓄电池与发电机提供的，发电机内虽有整流器，但是经整流后的直流电压仍然会随发动机的转速而波动，因此需通过电压调节器将发电机输出的电压稳定在一定范围．
2．3起动继电器
发动机起动的过程为：按下赛车的起动按钮后，起动继电器吸合接通起动机电源，吸合起动齿轮，起动机转动带动飞轮转动，起动发动机．起动继电器流过的电流高达200 A以上，是一个较易损坏的电器件，安装时应尽可能靠近起动机和电池．
2．6刹车灯及开关
赛车刹车灯选用的是汽车上用的LED高位刹车灯，这样可以更加美观和节能．而刹车开关可选能自动回位的常开式开关，当踩下踏板时，开关电路才接通，刹车灯亮．
2．7刹车超行程开关
FSAE赛车规则上要求装一个刹车超行程开关，具体要求如下：
1)当刹车系统发生故障，比如制动泵漏油使制动踏板超过其有效行程时，此开关必须使发动机停止运转(切断点火系统和电动燃油泵系统的所有电源)；
2)此时即使松开制动踏板，上述部件的电源也不会恢复(此开关具自锁功能)，且此开关的安装位置，必须使得驾驶员(在车上)不能重新启动它；
3)此开关必须通过本身的某部件使其生效(实现应有的功能)，而不能通过可编程的逻辑控制器件、发动机控制单元或类似的数字控制器来控制。
超行程开关安装后，若制动系统发生故障而超过有效行程，则开关被按下，发动机熄火；此时，即使松开制动踏板，发动机也不能重新启动，只有通过拆车身，才可以使开关复位。
2．8 电气系统最终设计方案
综上对各主要电器部件进行说明之后，结合它们的要求和条件，最后形成FSAE赛车的设计方案，如下图

3．发动机电控系统设计
发动机电控系统包括各种传感器和信号处理电路，通过中央控制单元控制执行器达到预定的效果，FSAE提供的发动机发动机是春风的CF-188水冷发动机，由于原装发动机是采用化油器的为了提高动力性和经济性我们计划改装成电控燃油喷射式。下图是电控系统结构简图：

(3)电控系统程序流程图

三、 项目预期目标：赛车能够正常启动，电气系统安全可靠，在比赛中取的良好成绩；撰写学术论文。
四、 项目实施方案及计划进度安排：
3月20号-4月10号
查阅资料，优化电路设计
4月10号-5月15号
确定ECU选型参数，选择合适的型号并搜集模型
5月15号-6月1号
软件学习、数学模型建立，第一版模型的建立
6月1号-7月15号
布置线束，进行发动机台架实验
7月15号-8月1号
最后的优化分析，对不足的地方进行改进；
8月1号-10月13号
加工装配，收集资料，测试，形成最终的设计稿。

五、 经费预算
经费预算
计 划 支 出 经 费
科 目
金额（元）
科 目
金额（元）
学生科技项目经费
1000
设备费
400

材料费
400

资料费
100

其它
100