其次，对于悬架的跳动分析，我
们一直分析其跳动中内倾角以及轮距
的变化，但这次的分析中更多的考虑
悬架在车身侧倾的时候侧倾中心的变
化。基于这种优化后思路的悬架，在
车身侧倾的时候，其侧倾中心高度变
化优化在5mm 之内。内倾角与轮距
变化都在很小的范围之内
车身侧倾时的车轮倾角变化随侧
倾中心高度，瞬时中心变化。类似这
样的参数优化还有很多，悬架分析了
上下叉臂受力分配随叉臂后掠角大小
的影响，并通过优化得到了常定不变
的悬架摇臂传递比，同时通过前后的
侧倾刚度分配优化得方法优化前后偏
频的取值。这些参数上的效果在仿真
中都得到了很好的结果，需要实车测
试数据才能验证。所以今年的数据采
集系统中，用于悬架的传感器包括线
位移传感器和三轴加速度将能协助悬
架的调校
结构上面，立柱、轮毂、制动
盘安装、摇臂均采用轻量化设计的
7075CNC加工结构。所有结构都是
的车重情况下，我们需要一个在后轴
产生200N左右下压力的底部扩散器
对此，我们使用基于Modolica语
言的仿真软件平台Dymona来对不同
参数的电机以及电池进行分析
从备选的4款电机（上海电驱动，
北京精进电机，博世电机，大地和电
机）以及备选的3款电池单体（格氏
软包电池，EP软包电池，力神18650
单体）中，选择了今年的动力总成方
案。 根据电机参数，轮胎的需求和
最高车速的要求，确定出减速箱减速
比为7。此时能够达到的最高车速为
140km/h,并达到1.18G的起步加速度
其中，因为采用空气动力学套件，电
机的功率被升高到45kw，双电机功
率将限制在85kw。同时为了降低高
压系统中的电流，来减小发热以及其
他功率耗散，我们将系统电压升高到
额定532.8V。而这一电压等级也比较
方便我们使用格氏这一款15Ah的软
包电池，可以直接使用144块单体串
联成组。这样我们就确定了本赛季的
动力总成方案
其次，根据规则要求和赛道特征，
我们确定了整车尺寸基本参数。就进
入子系统设计阶段
Modolica语言的仿真软件平台
Dymona
动力总成参数
三.赛车子系统设计与
优化
车架：DRe14的车架采用购买的
4130钢管，设计时首先根据悬架，
电机以及电机控制器的布置位置，在
规则要求的框架下设计出一个最初版
本的车架。然后根据受力对于部分杆
件进行加强或者减小壁厚。对于受力
比较大的钢管节点，我们添加了一系
列的加强肋来增加车架的扭转刚度
整个车架的设计中，25.4mm外径的
钢管采用了三种不同壁厚的钢管。整
个车架的强度能够满足规则要求的全
部强度要求（CAE仿真结构）。经
过轻量化的车架，重量只有31KG，
扭转刚度达到了6413.27Nm/deg。但
是在加载中的形变较大，之后我们在
对形变影响较大的关键节点加入一些
加强肋之后，形变从一开始的30mm,
下降到10mm以下。 相比车架的设
计，车架的加工和焊接更加显得尤为
重要。对此，我们专门设计了一套适
应性很强的夹具配合我们使用的焊接
平台对钢管进行固定
底部扩散器：DRe14的空气动力
学套件第一次尝试只采用了一款优化
后的底部扩散器，因为受到轮胎性能
的限制，车重300kg情况下，后轴上
的下压力太大会使得空气动力学的效
果向变坏的方向发展。所以扩散器的
设计目标为：在将阻力控制在有限范
围内增大的情况下，增加赛车的下压
力。扩散器的设计过程：基于CFD
数值模拟的方法对赛车外流场进行仿
真模拟，并对赛车底板扩散器进行外
形优化。在仿真过程中保留整车所有
几何细节，计及地面效应以及车轮旋
转影响，考虑侧箱进气，得到最接近
真实工况下赛车的外流场
扩散器的性能参数：未安装扩散
器时赛车升力系数达0.69，阻力系
数0.59；安装扩散器后赛车升力系数
为-0.30，阻力系数为0.61
悬架系统：DRe14悬架的设计从
对于轮胎的分析开始。通过对于轮胎
侧向和纵向提供的G值极限受其车
轮外倾角，侧偏角以及滑移率的影响，
可以得到车轮工作最佳区间。并对轮
胎数据进行大量分析之后，可以得到
轮胎的模型
以及轮胎侧向附着力在不同外
倾角下随侧偏角变化曲线轮胎数据
PAC模型拟合DRe14选用了来自深圳格氏公司的
15Ah软包电池单体并自行开发研制
电池的封装和成组。在选择这款单体
之前，车队对于国内车队使用较多的
几款单体做了大量的测试
在对单体做了大量测试之后，车
队选择了格氏电池作为整包的方案
电池整包方案为144串1并，单串的
结构很好的避免了电池之前形成自放
电回路而降低电池寿命。同时，144
串单体结合我们选用的电池管理系
统， 很好的降低了电池管理系统复
用CAE软件（ANSYS）进行过受力
分析和疲劳分析。（但由于没有较为
真实的载荷谱，疲劳分析只能作为对
标型分析，载荷谱将通过试车测试数
据计算得到）
悬架的加工对于精度要求极高，
立柱以及所有的耳片都有专门的夹具
在焊接台上固定。保证了赛车落地之
后轮距，轴距都是精确的设计值
其中，悬架今年采用ZF赞助的
Sachs减震器，其压缩和回弹阻尼均
可调节，所有减震器都安装有Marelli
的线位移传感器。方便于后期的调试
转向系：DRe14转向系的设计在
今年主要解决了去年的两个问题：转
向较重和游隙较大。今年的角传递比
增大到5.2，实车验证很好的解决了
DRe13的转向很重的问题。同时，转
向器客体采用了7075铝结构，并采
用分体式设计，设计有不同厚度的标
准块，能够在试车过程中随时解决转
向间隙大的问题。同时，上管柱部分
采用形配合的连接方式替代打销的连
接方式，进一步增加转向系统的刚度
制动系：DRe14的制动设计的亮
点主要在增加了制动回收空行程。车
手在踩踏制动踏板的时候，首先经过
一段不作动油缸的空行程，制动的力
反馈由弹簧提供。这一段空行程中，
电机制动将会取代机械液压制动进行
一些辅助的减速和能量回收。而且，
能量回收的比例可以通过调节机械结
构可调
传动系：DRe14的传动系统采用
集成一体化减速器设计，优化后的减
速器在轴向尺寸上面尽可能的缩小来
满足整车布置的要求。 两个两级减
速器集成到一个减速箱壳体里面。对
于两级减速器的速比分配根据体积最
优进行了优化，并对于整个机械结构
进行了轻量化。齿轮结构中，为了对
齿轮减重，齿轮的内齿架采用7075
铝制造完成，而外表面则采用20Cr
的软齿面调制的钢齿圈。 对于减速
箱壳体，则采用拓扑优化进行进一步
轻量化减重。 最后，在满足减速箱
1500km的耐久性要求下，实际制造
出来的减速器重量在9.9KG。电机与电机控制器：DRe14的电
机控制器从总布置参数中可以得知，
将会采用升高电压的方案。升高电压
的同时，提高转速到11000转每分钟
同时，为了满足整车布置的要求，电
机的壳体被重新设计使得轴向尺寸
从250mm 减少到190mm，实现了电
机的同轴布置。同时电机控制器的壳
体也被重新设计而能够刚好满足车架
布置的要求。电机在减小轴向尺寸的
同时，重量轻量化到27kg，二合一
的控制器集成了532.8v的高压部件，
重量控制在22KG。 在优化电机控制
器结构的同时，我们同时将HVD集
成到了电机控制器与电池连接的总正
上。同时，也将比赛时需要使用的能
量计集成到了电机控制器的总负上
电机的台架测试
电池：DRe14设计的最大难点就
是自主设计完成的电池。为了实现
电压升高，并降低电池整包重量，
电机与电机控制器
格氏15Ah软包电池6C放电曲线杂程度。车队选用12个LECU（底
层电控单元）来实时监测电池的电压
以及温度，每一块单体的电压都会被
实时监测，而每个LECU可以检测4
个电池单体的温度。12个LECU通
过子网CAN通信与BMS（电池管理
系统）的CECU（中央电控单元）相连，
CECU监控每一个LECU上的最高单
体电压和最低单体电压，并同时上报
电池温度。如果电压和温度出现故障，
CECU将会将故障发送到VMS（整
车控制器）进行后续控制
电池的结构设计方面。车队采用
大量的3D打印件与碳纤维壳体相结
合的结构，对整包的封装设计进一
步轻量化。得到的电池整包重量在
57.6KG。最终，车队对电池整包做了
测试，试验表明整包内阻在0.3欧
性能优秀
数据采集与无线传输系统：
DRe14的数据采集和无线传输系统也
是我们今年的一个设计目标。整车有
包括油门，刹车，方向盘转角，陀螺
仪，三轴加速度，线位移传感器，水
温传感器等大量数据采集传感器。所
有车上数据采集得到的数据如果需要
整车控制器进行处理并用于整车性能
控制的话，则通过CAN通信与整车
控制器传输，并通过wifi 将数据无线
传输到场外的移动设备上。而像悬架
线位移传感器等不需要进入整车控制
器的参数则可以通过无线数据传输设
备传输到电脑上实时查看
整车电路：DRe14的整车电路更
加简单明晰，整车采用一些分布的子
控制器来优化整车的电路布置
整车控制器：DRe14 延用上一年
使用的NI（美国国家仪器）的整车
控制器。通过该控制器控制两个电机
控制器，仪表板子控制器，以及电池
管理系统和其他整车电路上的驱动模
块。去年采用了一款性能更为强劲的
CRio，今年则根据车队需求选用了一
块更加轻薄的SBRIO
重量由去年的2.5kg 降低到
610g。 控制器与所有子控制器之间
采用CAN总线连接。保证了通信的
高效有序。同时，自己制定的整车协
议在今后的调试中也凸显其明显的优
势
整车控制功能：车队率先在旧车
上实现了驱动防滑的功能。赛车在起