南昌大学电车队梅立仁：上下求索FSC赛车队的现状与出路

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导读：南昌大学电动方程式赛车队，隶属于南昌大学机电工程学院，成立于2014年10月，是南昌大学继致骕SPV赛车队之后组建的第二支车队，同时也是江西省第一支电动车队。顺利参加了2015年第一届中国FSEC大赛，并在第一年参赛的新车队中表现不俗。在接下来的几年比赛里，都取得了优异的成绩。

1月28日20时（今晚）南昌大学电车队教练、仿真秀认证讲师梅立仁老师将在2021大学生方程式赛车技术交流月带来《赛车整车结构与布置那些事》公开直播，推荐大学生方程式赛车参与者学习。

一、部分方程式车队的现状

作为一只刚刚有发展势头的车队，南昌大学电车队从迷茫到道路清晰、从一无所有到慢慢积累、从羡慕别人到奋发向上。六年多的发展过程有太多的问题可以讨论，从中积累出的诸多经验也是值得分享。不敢说对所有车队都有用，但对于中下游的车队还是有很多参考价值的。这几年和很多车队队员的交流过程中也发现很多大问题是共通的，下面简单分享一下：

1、整车布置太糟心

简单讲就是最终做出来的车的细节没法观赏，很多一看就不合理的设计到处都是。比如17赛季我们的电车车重将近300kg。从这么多年的发展看来，单电机电车车重超过260kg基本都有或多或少有布置不合理问题，如果是双电机这个车重标准也能说明一些问题。南昌大学电车队从17赛季300kg到20赛季的202kg的过程就是一个整车布置更加合理的过程，去掉车架的多余钢管，后舱的布置更加合理，电控线束更加合理，坐姿更加合理。

整车布置的成熟是一个非常花时间的过程，我认为应该更多地去学习他人的布置方案，学习更加优秀的布置方案。不过更加需要指出的是，电机数量不同布置方式一定有本质的不同，一定不能走入机械式照搬的误区。

另一个误区就是非单体壳赛车照搬单体壳赛车的布置方案，这也是需要避免的。对于一辆电车其布置难点就在后舱，后舱优则整车优，后舱轻则整车轻。电机数量直接决定了后舱的空间，多年的经验告诉我这一点是非常重要的。如果找一个南昌大学电车队20赛季做的最好的一点，就是完成了多年没有完成的后舱布置优化。

2、人员交流与核心成员话语权

车队内部交流是一个非常头疼的问题，这样的问题又分成两个问题，大车队（关键人员人数25以上）和小车队（关键人员人数25以下）的内部交流问题。我们属于小车队，以下是对于小车队的建议：

人员交流的首要问题是核心成员。两年前南昌大学电车队一直都是把组长及其以上人员作为车队话语核心，其最明显的问题就是总有组长是缺乏经验的，或者说拿不定主意的。并不是因为他啥都不懂，而是他不知道怎么拿定主意。对于新赛季而言，最有发言权以及最应该确定下个赛季具体设计思路的人就是刚刚比完赛的人。而我所说的具体设计思路不能是泛泛而谈的，应当从建模到加工从设计到改进的一套具体流程。我知道这样做是很难的，不过这也是我们摸索出来的被证明有效的方法。

另外一个就是相对容易实现的，那就是长期留队人员应当担负起拿主意的责任，就算你是一个沉默寡言的人。对于比赛而言，有时候最重要的不是具体的做法而是决定做什么，下定决心这么做。我经历过太多因为没有拿定主意而不了了之的事情。所以有经验的队员一定要确定接下来做什么和不应该做什么。

总之，南昌大学发展至今很大因素是有一批人一直作为一个核心带领其他人，这个核心的组成和职务关系不大。当这个核心带领其他人（包括一些新晋组长）再完成一个赛季的时候，他们也就多少知道怎么拿定主意。

3、闭门造车

上面两个问题可能都很难解决，或者说短期解决不了，但是这个问题是很容易解决的。前不久我还和一个车队的成员做了深入的交流，教他CFD的流程。这就是一个很好的学习案例。如果他不问我怎么做，可能有些很简单的问题也会一直解决不了。首先我们可以承诺的是，南昌大学电车是完全欢迎各位来交流的，我本人所学可以托盘交出，所以大家有意愿的一定要主动联系，说出你们的问题。

闭门造车是一个非常严重的问题，两年前我们以为赛场上多走动走动多看看就行了，其实这样是完全不够的。看别人的成品永远不知道具体的过程，而且看别人怎么做一遍都不一定能完全一次性学会。交流一定不能流于表面，要图文并茂，要直达要点，要说出自己疑惑的点到底在什么地方。比如碳纤维工艺，要从摸具加工处理一直问到成品表面处理，要从模型建模一直问到供应商是谁，要从碳布购买渠道一直问到碳布具体铺层方法，要从加工方案的设计一直问到具体操作步骤，总之就是越详细越好，越明确越好。当然完全可以去实地考察，至少南昌大学电车队的加工所有过程为大家完全开放。

同时也希望各家车队分享出各位的经验和秘籍。（致谢2020FSC冠军车队吉林大学吉速车队先前在仿真秀平台做的分享，小伙伴们可以前去反复观看和学习）

笔者认为，以上三个问题都是的老大难问题，其中闭门造车是容易解决的，并且多问别人怎么做也是回答上面两个问题的办法，毕竟自己拿不定主意可以学别人拿主意嘛，你要是实在不知道某个设计是否有把握以及注意事项直接提问是最直接的方法。

二、个人如何更好地服务车队

个人的提升一定会带来车队的提升，这是我多年来的感受，同时车队发展的过程一定伴随着个人的成长过程。简单说几个我在CATIA软件学习和CFD学习中获得的经验。

对于建模软件，我有着自己独特的见解。最开始学习的时候我就喜欢自己摸索，很少看视频，缺点是浪费时间，优点是超出框架独立思考。这一点各位见仁见智，不一定要学习，但是独立思考是非常重要的。

像CATIA这样的建模能力很强的软件功能是非常强大的，它能针对具体问题摸索出独特的处理方案。大学生方程式就是一个具体的问题，商业乘用车就是一个具体的问题，我并不觉得商业乘用车的CATIA解决方案能照搬在我们这个赛事上，最多是借鉴其可取的思路。

不知道有多少人想过，如果给出一套成熟的大学生方程式CATIA建模方案会怎么样，我个人认为会获得一个使用和学习规范，会极大地降低队员间交流成本。通过我们的努力，在南昌大学电车队，这样的建模方案已经慢慢成熟起来。希望有一天能完整的和大家分享这一套方案。不久将在仿真秀平台上线针对CATIA新生培训的视频。

建模软件就是一个工具箱，不同的人用工具箱的习惯都是不一样的，一个成熟的建模工程师都有自己的特点，这些特点就是自己在长期建模过程中独立思考的结果。就像同一个扳手总有不同的握法一样，应该了解更多的建模方案。

同样的，一个工具箱里面你会用的工具越多那你解决的问题就越多，解决速度就越快。南昌大学电车队就曾一直把零件建模和创成式模块分开学习，这是不正确的。从多年的个人学习以来，我能用CATIA解决很多问题同时能提出很多自己的思考，其原因就在于我熟悉的模块和命令多。

软件学习到一定层次应该深入到底层逻辑中，这是个人突破的关键点。CATIA软件有一定的数学底层逻辑，这是我今后要自学的。Fluent软件的底层逻辑当然就是算法、空气动力学原理以及离散数学。任何一个底层逻辑的学习都是艰难的，完全不亚于自学一门学科，但是其收益也是巨大的。

对于中下游车队，大多停留在如下现状：学习一个建模软件大多止步于装配体，学习一个仿真软件大多止步于做出一个案例，等到换届的时候老组长凭借自己粗浅的理解交给新队员，新队员学习效果大打折扣，再过一届就彻底乱了，新队员可能要从头开始学了，甚至可能彻底断层。继续往下就不讨论了，实在是不想看到的结局。

你是否思考过如下问题：装配的逻辑到底是什么样的？为什么装配出来的结果总是乱七八糟？有没有更简单的建模方案？如何利用建模软件来管理和归整设计流程？像CATIA软件是可以处理大型飞机的建模问题的，是如何做到的呢，其中的关键逻辑是什么呢？思考和回答这些问题的过程就是一个提升的过程，一个突破自我能力的过程。同时把这些讲清楚就是一个教学的过程，通过这样教学过后才能传承。

三、如何缩短赛车设计周期

这一小节的内容就完全是干货了。

首先应该明白，我们目前大多数车队面临的巨大问题是设计周期太长，挤占了加工制造的宝贵时间，从而导致出车慢。甚至还会出现某些设计细节迟迟无法敲定而犹豫不决，这些问题都是非常要命的。可以很明确的告诉大家，南昌大学21赛季的机械部分的完整设计在这个假期就能完成，也就是说车架和底盘部分的加工会非常早。

然部分老牌强队可能已经完成了机械部分的设计工作。我所说的设计是包括全部细节的，而不是大体的设计。这一点是非常重要的，如果做不到，下面的经验就很有用。

把已有的建模做成成熟的资产，这一点值得去做。我们新赛季的赛车总是和旧赛季的赛车有相似之处的，除非从钢管车架变成单体壳或者电机数量发生变化。因为这两点会带来巨大的整车布置变化，前面已经说过了。

对于一个单电机钢管车架赛车而言，建模最容易规范的就是车架，下图展示了我自己摸索出来的资产。当然会有更加简单的建模方案，但是如下结果最大的好处并非简单，它可以最大限度修改车架，包括增删节点、主环前环倾斜角、主环前环弯点数量、车架杆件的位置变动以及增删等等。可以说，想要怎么变化就怎么变化，给我一个新的目标我就能很快修改。从树状图中可以看出，建模思路是非常清晰的。

下面是车身建模的规范案例，不过需要指出的是，车身曲面建模的思路不唯一，但是不论什么思路都是可以规范的，只要把建模逻辑提取出来就能顺藤摸瓜设计出自己的资产。当然，如果你们是单体壳，就更加容易规范了，而且单体壳很容易就能达到设计上限，一套设计可以用两三年（只需要微小改动，比如定位孔位）直到需要全新的外形。相比于单体壳，钢管车架的车身建模逻辑可以完全不变。如下设计可以做的改动有：鼻锥高度、后舱宽度、后舱底部高度、座舱开口形状、座舱长度等等。其实，当整车布置足够成熟之后，车架和车身的形状也就没有太多变化空间了。

下面是制动总成的案例。像这样的复杂零件**是很难规范的，下面的案例并不完全成熟，可以看到我把很多零件都放在了一个part里面，分别存放在不同的几何体中。具体的逻辑非常复杂，没办法三言两语讲清楚，我会慢慢的用视频的形式讲解。至于转向、悬架、传动的内容也是可以规范的。总的来说，规范是一个习惯，当你养成这个习惯的时候，你所建模的结果都是一个资产都有传承和学习借鉴的价值，否则就会一团乱麻，最终乱七八糟并且浪费很多时间和精力，不知道有多少人花费了很多时间在隐藏界面找一个点上。

同样，这样的资产也是很容易转化成培训资料的，一般企业培训都是拿出一个完整的案例，从逻辑到操作再到注意事项一路讲解下去。这样一来也就解决了培训过程言之无物的问题。我们在学习教科书的过程中，好的讲师总是从逻辑入手的，先提纲挈领地讲明白该科目的条理再从最关键的核心思想切入课程的讲解。当然，我会在以上内容都成熟后慢慢做成视频资料分享出来，欢迎在仿真秀官网或APP观看。

四、车队上下统一，发展需要耐心

理解赛事是参赛的灵魂问题，包括理解规则、理解裁判意图、理解赛车的极限、理解自身的发展状况、理解整个赛事目前的处境。接下来我将慢慢说出南昌大学点车队的理解。这一节也是实打实的干货。

首先，规则是一定不能僭越的，理解规则的第一条就是明白规则的核心意图。在我们看来，规则的核心意图有两个，一是保障车手安全，二是规定赛车极限。从第一角度来看，我们一定不能养成随意设计和随意操作的坏习惯，诸如在电车防火、防短路、电池规范充电等问题上一定要严格再严格。

从第二个角度来看，我们有三个层面理解，一是电车重量，二是加速度极限，三是电池电量极限。对于单电机电车车重，我们认为在15w资金以内可以达到185kg左右的极限。

对于其他两个问题，我不是相关参与者，没有具体发言权，但是我能认定的是，就目前国内单电机车队而言，达到速度极限和电量极限的很少，我们也在路上。当然，大家都可以提出自己对规则核心的解读，关键是要有解读。这些解读可以一样也可以不一样，关键是如何具体到实践过程中。

下面介绍以下我们关于车重的摸索过程。

曾几何时，我们的车架有很多多余钢管，前面也说了这是整车布置不成熟的结果。然后我们就去掉了这些钢管。说起来简单，其实是反复研读规则并有人果断拿定主意的结果，以前就是相关负责人总是不拿定主意。当然，研读规则的过程中也问了很多其他车队的人，也就是跳出闭门造车的困境。

另外就是碳纤维工艺之一不成熟，总是在成品表面处理时增加多余重量（喷漆贴纸这点重量不算在内）。还有就是线束太乱以及多余重量，我们的经验是电控部分的小件能自制就不要用完全的成品。比如去掉BMS的成品外壳，直接减重1.5kg。最后是紧固件、吊耳、铝制支架等的减重，要充分信任静力学仿真的结果做出相比于上个赛季更轻的结果。

举一个例子，20赛季我们对悬架的吊耳进行了仔细的静力学仿真，最后做出来的结果自己都不敢相信，吊耳宽度就比指甲盖大一点。以上具体的减重方案都是我们亲身经历的，是行之有效的。

理解裁判意图就是说在答辩过程中要听取裁判的反馈，从反馈中提炼出什么方向是该做的什么方向是不合适的。比如20赛季我们得到的反馈就是从“地面”往上思考问题，应该明确圈速目标再去定设计细节。大家应该都知道要听取意见，我觉得应该强调的是，一定要把赛季总结整理在纸面上，长久保存，并常去思考。当然，完全可以拿出来问其他车队，关于空力仿真、建模以及整车布置等问题我这里是知无不言的，欢迎各位叨扰。

理解自身发展状况是我要强调的重点。千万不要随意照搬别人的做法，其他车队做的好的地方一定是长期打磨的结果，自己要从上个赛季的基础出发给出循序渐进的发展方案。比如此次疫情对很多车队打击都很大，这就是目前的发展状况。如果人员紧缺那就不要挑战新的设计，把我前面提到的诸如规范建模、减重等事情做好；如果有很多技术还不成熟就一定要有侧重地逐个解决，比如说如果你们赛车很重后舱又很大，很明显扩散器就不要挑战了。

对于很多车队而言，完全可以做二年车，把时间和精力放在打磨自己已经有的东西上。比如南昌大学电车队目前的状况就是达到了技术瓶颈，想要尝试新技术又被资金卡脖子，那就只能打磨已有的技术，在去年的设计上做精细，做好已经有的仿真流程，实现更极限的减重。我们也畅想过单体壳加四电机，但是万事都是一个过程，先把钢管车架单电机做到极限也是一件巨大的挑战。我想这就是务实精神。我们都需要结合自身状况做到脚踏实地。

五、车队如何面对****困境

大多数车队都会有资金问题，我们也不例外。这里分享3个非常有价值的经验。

1、桌面级3D打印机的运用

4k以内就能买到一个性能优越的桌面级3D打印机，1k以内就能自己DIY一个打印机。可以走车队资金，也可以几个学生凑一起买一个（学生自己买建议先DIY）。我们车队是两年前学生自己买的一个3D打印机，之后能用它解决的问题都用它解决，一方面自身能力得到了充分提高，另一方面解决了很多赛车加工问题，比如焊接定位、一些购买件的替代。19赛季我们就用了3D打印的襟翼，虽然比较重但是确实省钱。虽然省钱是一个巨大的优点，但是有时候最重要的是省时间和精力。

2、赛车保养关键到人

保养可以多次使用的贵重机械大件，一定要负责到最关键人员，比如指导老师、队长、总监等人。贵重物品损坏时非常大的损失。

3、寻求商业赞助（地球人都知道，略）

六、新赛季新征程，我们一直在路上

这么多年走过来，最大的感触就是时间太少了。不知道大家有没有同样的感受，我个人一直在学习和突破的路上，但还是觉得与强队的差距非常大。每个赛季结束的那一天，脑子里都是新赛季的车的样子。

其实，这两年赛车圈子已经有了非常大的变化。从赛事层面来讲，裁判更加关注我们实打实的能力，车检越来越严格，这是一件好事，说明我们都有进步。但是电车队的整体发展依然难以摆脱金字塔的状况，中下游车队仍然面临“老大难”的问题。

我们的真实情况就是大部分队员的留队时间就是两年，如何在有限的时间里做更多事情就是突破的关键。这也是我为什么一直强调做事要有逻辑，要独立思考，要多去问别人怎么做的，因为这样才能提高效率。我也是从小学弟过来的，从最基本的建模到后面的理论原理，一切都是自学的，没有学长教，就连经验都没有留下一点点。

希望今后在仿真秀平台看到更多有关大学生方程式赛车技术交流视频教程，真诚的希望有更多的车队参与进来分享。还是前面说的，南昌大学电车队欢迎大家来交流互动，我个人也会出更多的视频资料提供给大家。

温馨提示，即日起至2月9日，分享本文到朋友圈或大于200人**或QQ群，可免费领取本人在仿真秀平台原创的任意付费课程一套。

六、我的公开课直播

受仿真秀平台邀请，1月28日20时（今晚），笔者将在2021大学生方程式赛车技术交流月第三期公开课《FSC赛车整车结构与布置》，帮助大学生方程式参与者和兴趣爱好者更好理解赛车赛车整车结构与布局那些事（点击文尾的阅读原文可观看）。

以下是课程安排(扫码即可观看直播)

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作者：梅立仁 仿真秀认证讲师， 南昌大学电车队技术指导。负责前期整车布置的把控以及赛车外流场仿真，负责新生培训教学和资料编写，参赛经验丰富。制作过教学视频《大学上方程式新手入20讲》。

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