与传统燃油汽车相比,新能源汽车以其能效高、污染物排放少等优势重新成为世界各国研究开发的热点。目前,一些新能源汽车仍然沿用传统内燃机汽车的车身结构,仅对动力系统进行置换。事实上,由于新能源汽车利用电机作为动力驱动部件,取代了发动机,还增加了蓄电池,必然引起车身载荷的变化,导致了其在结构设计上与燃油汽车存在很大的差别,这就对车身结构设计提出了新的要求。另一方面,动力系统的简化使得汽车车身结构轻量化有了更大的发挥空间。因此设计与新能源汽车动力系统相匹配的车身结构并实现车身的轻量化,成为新能源汽车设计开发中值得研究的重要方面。结构拓扑优化技术为上述设想的实现提供了可能。本文的工作是根据新能源汽车的特点对其进行整车拓扑优化和尺寸优化,基于SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)变密度结构拓扑优化方法,建立了新能源汽车白车身拓扑优化长方体数学模型,并预留动力系统和乘员空间,分析了白车身结构柔度的设计灵敏度,并采用灵敏度过滤技术处理优化问题求解过程中可能出现的数值不稳定问题。在考虑体积约束的条件下,以柔度或应变能最小化为目标,根据对新能源汽车的车身载荷分析,对其白车身结构在静载荷、弯扭载荷相结合工况下利用加权应变能分别进行结构拓扑优化,得到新能源汽车最优拓扑结构。通过建立基于拓扑优化结果的白车身线框模型对其进行尺寸优化,使其满足弯曲刚度和扭转刚度并对其验证。拓扑优化算例结果证明,应用变密度法的拓扑优化方法在不设定定义域的情况下能够得到工程应用中具有实用价值的新能源汽车整车白车身最优结构,在满足车身结构弯曲扭转刚度要求的同时实现车身轻量化。