方程式赛车是集汽车动力性、制动性、操纵稳定性、车身安全性及空气动力学等先进技术于一体的极速车辆。中国大学生方程式汽车(FSAE)大赛是车辆工程专业学生展现综合技术的舞台,随着电动化、智能化、网联化汽车的发展,纯电动赛车(FSEC)已纳入正式赛事。开展对电动赛车总体设计、系统开发和安全性能研究,可为整车综合性能的提高打下良好基础,对推进我国方程式赛车的进步具有重要的现实意义与应用价值。本文主要从以下几个方面开展工作:(1)依托CATIA软件和人机工程学理论,以操控性为设计目标,对赛车进行总体设计,构建FSEC纯电动赛车整车模型,包括动力系统、车架、车身、悬架、制动、转向和电气系统;(2)依托Hypereorks软件和有限元(FEA)理论,对满载弯曲、紧急制动、急速转弯和满载扭转等工况下的车架结构进行静力学分析,并在自由模态下对车架进行模态分析,验证车架结构安全性;(3)依托ADAMS/Car软件和车辆动力学理论,对悬架系统进行双轮同向跳动±30mm动态仿真,分析悬架结构参数对前轮定位、轮距及侧倾中心等参数的影响,结合ADAMS/Insight进行悬架性能优化;(4)根据赛车动力性和经济性要求进行动力系统参数匹配,结合赛事要求,确定整车动力系统,在Optimum Lap软件中建立赛车和赛道模型,分析FSAE比赛工况,优化传动比;(5)利用CRUISE软件建立整车仿真模型,对赛车的最高车速、75m直线加速性能、续航里程等工况进行仿真分析,验证动力系统参数匹配的合理性;(6)以保证安全及满足赛事规则要求为目标,完成整车电气系统设计,包括高压驱动系统、低压控制系统和安全回路等电气系统等。(7)根据上述研究内容,制造实车,进行相关检查,验证理论设计的可行性。本研究成果可为纯电动方程式赛车提供技术参考。