国外研究现状自1978年该赛事在美国诞生以来，至今已发展成每年有15个国家举办，数百只来自全球 顶尖院校的队伍参与其中的国际型赛事。国外在上个世纪90年代对于赛车总体设计已经提出 一定的流程规范[3] 在汽车产品的开发过程中，总体设计需要解决的问题是将需求转化为汽 车性能[4]，是汽车设计研发中最重要的一环，往往衔接上一个开发周期并作为下一个开发周 期的起点[5]。69528

国外顶尖院校已经不满足于制造一辆能跑的赛车，而是将FSAE当作一个试验平台， 将最新的设计理念和工艺技术运用于赛车的开发。在轻量化方面，从最开始的钢管桁架车身 到2015年德国赛有近50%的车队开始使用碳纤维单体壳。单体壳的使用在保证底盘刚度的同 时减轻了整车重量[6]，在现行规则下，复合材料的合理使用无疑是减轻赛车整备质量的一个 有效途径。因此在总体设计中对复合材料的运用成为一个关键。基于碳纤维和铝的新型加工 技术制作的悬架总成减小了赛车的簧下载荷[7]这对于提升赛车的操纵稳定性有重要的意义， 但目前这种技术还存在一定的隐患，在2015年美国密歇根大赛上就曾出现车队使用该工艺制 作的悬架系统在比赛中断裂的情况。对于空气动力学的研究也一直是国外高校的研究重点。 通过风洞试验和计算机模拟对赛车空气动力学套件进行优化设计，使赛车在高速工况下的操 纵稳定性得到提升[8~9]，空气动力学因素也给整车总体设计提出新的挑战。在总体设计中需 要考虑到空气动力对整车操控、散热等方面的影响。在底盘新技术方面，一种四轮转向控制 技术在FSAE的运用提升了赛车侧向加速的极限[10]，第三弹簧（3rd spring）、瓦特连杆等原 本用于Formula One悬架的技术也出现在近几年的国际比赛中。对赛车各项参数对整车动态 影响的道路试验[11]也为赛车的调教提供了可靠的试验数据。在动力性能方面，在2015年，代 尔夫理工大学及斯图加特大学研制的四轮电机驱动的FSAE赛车0~100km/h的加速时间分别为 2.134s、1.779s，先后打破世界纪录。燃油组GFR车队的GFR15赛车百公里加速也在3s以内， 这意味着国外对FSAE的研究已经达到趋于成熟规范的程度。论文网

2  国内研究现状

国内对FSAE的研究起步较晚，自2010年开赛以来，随着参赛院校的增加，也积累了一 些设计经验。动力性方面对赛车进气系统的改进与优化[12]对于提高赛车动力有积极意义，天 津大学内燃机研究所自主研发的ECU对动力单元实现了更深层次的控制。轻量化方面通过对 车架有限元分析与优化[13]在一定程度上解决了桁架车身过重的问题。底盘优化方面，悬架仿 真分析及操纵稳定性试验[14]，对于赛车转向总成的设计和改进[15~16]，如何对新悬架几何和 转向几何的合理运用都对于总体布置提出了更高的要求。包括赛车电子电器与仪表的研制[17]

的需求也增加了总体设计需要考虑很权衡的因素。以湖南大学、吉林大学为主的几大高校在 赛车空气动力学、整车轻量化也达到世界领先水平，同时国内各高校对于FSAE平台化也逐 渐重视，北京理工大学在2016年成功将无人驾驶技术引入FSAE，制造了国内第一辆无人驾 驶方程式赛车。但总体而言对于赛车总体设计的研究较少，尤其是如何通过对过去设计经验 及比赛经验的总结来指导赛车的改型设计（Full Model Change）还没有一套成熟的理论。