随着汽车产业的不断发展,能源安全问题和环境污染问题的双重压力,已经成为制约传统汽车产业发展的重要因素。设计制造少污染,低能耗,高性能的电动汽车是实现环境保护、节能减排,提升汽车结构性能的重要途径。当前,结构轻量化技术作为构建新能源和开发高水平汽车的关键技术之一,是未来汽车制造业发展的重要研究方向。因此,针对电动汽车开展结构轻量化设计具有极为重要的研究意义和工程价值。拓扑优化作为结构优化的一种概念设计方法,将其应用于电动汽车的设计、改进中,可以有效实现汽车轻量化设计,提高结构的力学特性,发挥材料的应用潜能。鉴于此,本文针对电动汽车动力电池箱电池散热结构,提出一种考虑区域温度控制的瞬态热固耦合多材料拓扑优化设计方法,主要研究内容如下:（1）基于功能梯度约束的多材料结构稳态热传导拓扑优化设计方法。对比运用有序固体各向同性微结构惩罚（Ordered-SIMP）模型法和有序有理近似材料属性（OrderedRAMP）模型法,针对散热结构进行多材料插值。考虑以结构散热弱度为目标,体积为约束,对设计域进行梯度划分,通过全局拓扑获取各划分梯度层的体积分数。为更好探究宏/微观结构的一体化设计,开展结构模块化加工的优化思路,在划分梯度层中施加周期性约束设计。并借助移动渐近线法（method of moving asymptotes,MMA）进行设计优化,实现周期性功能梯度结构的拓扑优化设计。最后通过数值算例验证该设计方法在散热结构上开展优化设计的可行性以及多材料插值模型的适用性。（2）开展周期性功能梯度的结构瞬态热传导多材料拓扑优化设计。考虑到实际工程应用中传热问题的本质为瞬态,采用Ordered-RAMP法搭建多材料结构瞬态热传导拓扑优化数学模型。针对时间历程内目标响应最大值最小化问题,引入聚合函数处理设计变量不可微问题,最大限度地减少瞬态响应,并借助伴随变量法进行灵敏度推导。分别针对周期性约束和功能梯度约束散热结构,对比研究结构最高温度、最高散热弱度、最高散热耗能三个设计目标,探讨聚合参数对优化结构中材料分布的影响。（3）针对电池箱电池散热结构开展瞬态热固耦合多材料拓扑优化设计研究。以电动汽车电池散热结构为研究对象,考虑其在实际工作环境中受热载荷和机械载荷共同作用的影响,以某款锂电池在NEDC工况下放热功率为热载,开展瞬态热固耦合拓扑优化研究。设计目标考虑散热结构的柔度最小,并以结构体积和最高温度构建多约束条件。引入聚合函数减轻温度约束函数中的最大瞬态响应,采用区域温度控制函数近似结构的最高温度。最后通过数值算例验证了该设计方法的有效性,并将其应用到电池散热结构的优化设计中。