近年来，随着能源问题凸显以及环保意识的提升，电动汽车领域的研究得到了世界各国越来越多的关注与重视，电动化已成为未来汽车转型以及长足发展的重要方向。受当前电池技术的影响，电动汽车面临着续航里程不足的发展瓶颈，因此针对电动汽车的“心脏”动力电池包的轻量化设计具有重要意义。基于此，本文将轻量化潜力巨大的复合材料替代传统的金属材料应用于电动汽车电池包箱体结构，对电池包箱体结构进行有限元分析，并分别对上盖板和下箱体进行结构优化，实现电池包的轻量化设计，并对优化方案的有效性进行验证。主要研究内容如下：
（1）首先参考传统电池包产品尺寸进行电池包箱体三维模型，结合有限元软件进行复合材料模型建立，具体步骤包括网格划分以及检查网格质量、赋予材料属性、对层合板的铺层方向以及厚度进行设置等，保留模型的实际特征。随后，根据某电动汽车的典型工况对模型设置不同工况下的载荷和约束。通过仿真分析获取刚度、强度和模态性能值，将仿真分析结果作为后续优化设计中的参考值。
（2）针对电池包箱体不同部件的设计要求，将电池包箱体分为上盖板和下箱体进行优化设计。对于实际工况中受载简单的上盖板依次进行形貌优化和尺寸优化，形貌优化通过加强筋得到最佳结构特征并提升其固有频率至50.63Hz，尺寸优化后的得到上盖板最佳厚度，使上盖板实现减重31%；针对实际工况更为复杂的下箱体采用多步优化，首先进行自由尺寸优化并对优化结果进行修整，得到各铺层的裁剪形状，之后通过尺寸优化确定每个铺层形状的初始厚度，将尺寸优化结果作为后续多目标优化设计的参考。
（3）以质量最小和一阶固有频率最大作为有优化目标，以最优拉丁超立方法进行试验设计，以二阶响应面法建立近似模型，采用NSGA-II算法对下箱体铺层进行多目标优化，得到包含所有备选解的的Pareto解集。采用熵-TOPSIS的多准则决策方法从Pareto解集中确定最优铺层厚度方案，并完成铺层的顺序优化，优化后的下箱体实现减重58.9%。对优化后的上盖板与下箱体进行组合，进行多个工况下的仿真分析，验证了优化方案的的可靠性。
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