结构轻量化可使汽车排放降低、油耗减少、续航时间和里程增加、操控性和安全性提高等,是新能源汽车重点发展方向之一,对我国实现能源安全、“碳达标”、“碳中和”等具有重大现实意义。本文以一款18米纯电动铰接客车作为研究对象,进行整车有限元分析及轻量化设计。首先,将铰接客车几何模型导入有限元软件并建立有限元模型,通过仿真计算得出整车骨架在四种典型工况下的刚、强度以及固有频率和振型,分析得知整车性能满足设计要求,并且有很大的轻量化空间;同时根据几种类型试验结果与仿真值对比,验证了有限元分析方法的可行性,为后续轻量化任务奠定基础。其次,结合有限元分析结果,采用尺寸优化的方法进行整车骨架轻量化设计。由于本文模型庞大,选取了部分零件,通过改变零件厚度,对电动铰接客车原有结构进行调整。结合仿真优化结果,继续采用人工干预的方法对零件厚度进行规整,反复计算研究后选取最佳优化方案,最终方案下整车骨架质量比原骨架减轻了 0.6t,减重率大约为13.1%。再次,采用更换材料的方法进行整车骨架轻量化设计。选用6061铝和Q345两种材料,设计了三种方案分别进行更换,结果显示:车身换为Q345后,整车骨架减轻了 0.27t,减重率约为5.89%;车身换为6061铝后,整车骨架质量比原骨架减轻了1.77t,减重率约为38.65%;而整车骨架均换为6061铝时,质量减少了 2.84t,减重率约为62%。最后,将两种轻量化方法结果进行比较。结果表明:基于尺寸优化的整车骨架轻量化设计方案中,在保证整车性能基本符合设计要求的前提下,获得了一定的轻量化效果;基于材料的整车骨架轻量化设计方案中,车身换为Q345时整车性能最好,但轻量化效果一般;而换为6061铝时轻量化效果十分明显,但对比原骨架刚度性能降低,抗变形能力有所下降,其中整车均换为6061铝时,固有频率与路面激励频率有重合的可能,需针对薄弱部位进行进一步优化。综上所述,本文所提出的两种轻量化设计方法均是合理、有效的,但实际生产过程中需结合制造难度及材料成本等因素,进一步改善优化。本文的研究对于纯电动汽车增加续航里程、改善动力性能、提高能源利用率具有重要意义,同时也能够为企业设计产品提供可行的参考方案,降低产品设计成本,提高企业设计效率。