随着能源紧缺和环境污染日益严重,传统燃油汽车弊端开始凸显,电动汽车成为了目前的优选。由于电动汽车整车布置和结构与传统燃油车差异较大,必须研究适用于电动汽车性能要求的车身,概念设计阶段的车身结构优化设计尤为重要,它直接关乎最终车身的刚度、NVH、耐撞性等关键性能。如何开发符合性能要求的电动汽车车身结构,研究以质量和性能平衡为核心快速准确分析并优化车身结构概念设计方法与流程,对保证设计质量,减少设计修改次数,提高研发效率,缩短研发周期具有重要意义。本文以电动汽车车身为研究对象,旨在研究其结构概念设计方法及应用。探讨并建立了电动车身的线框模型,建立了车身半刚性梁刚度链力学模型,通过代理模型技术拟合接头柔度特性。提出用于车身结构应变能分析方法与理论,实现以弯曲、扭转、模态性能指标为约束的主断面优化,实现了车身的轻量化与结构性能的平衡。首先,分析现代电动汽车车身结构特点,提取并改进车身结构线框模型,利用传递矩阵法建立了可用于计算车身静态和模态的半刚性梁刚度链力学模型;其次,采用拉丁超立方抽样方法抽取接头设计变量样本,以三拉簧三扭簧形式的弹簧组作为力学模型模拟真实接头,利用Kriging方法和径向基函数对接头柔度特性进行拟合,可以快速预测接头柔度。接着,阐述了应变能计算方法,并计算了车身结构弯曲、扭转和一阶模态的应变能,分析了车身整体和局部的承载情况,提出了优化设计的约束指标。同时用静态载荷模拟全宽正碰和侧碰工况,利用应变能分析了碰撞能量传递路径,验证车身结构方案的合理性。最后,以车身质量最小为目标,以弯曲、扭转工况的车身整体刚度与局部刚度、一阶模态频率和应变能密度均匀程度为约束,采用遗传算法优化主断面参数。通过和车身CAE模型仿真结果比较,关键指标偏差都在±10%以内,证明了本文提出的方法准确可靠。基于本文研究工作开发了一个以主断面为核心,集存取、编辑、匹配、计算、分析与优化功能的主断面库系统,为车身概念设计提供了一个综合应用平台。