在汽车概念设计阶段,为实现车身结构减重,本文提出了基于车身刚度、模态、强度疲劳和碰撞安全多学科性能约束的车身结构轻量化优化设计方法。采用拓扑优化技术识别车身结构关键传力路径,实现车体结构性能提升,然后根据车身料厚灵敏度分析结果筛选车身结构关重结构件,确定车身结构轻量化设计空间;基于参数化建模技术,对选定的材料厚度以及材料牌号设计参数建立参数化模型,实现参数驱动的多学科仿真分析模型自动更新;最后,基于商业集成优化平台,分别集成车身有限元参数化模型、仿真分析模块以及结果后处理模块,搭建完成车身结构轻量化优化设计流程,采用基于代理模型的优化设计方法获得最优的轻量化设计方案。通过工程化应用案例验证本文所提方法的有效性。优化结果表明:相较于初始设计状态,车身结构减重8.7kg,各学科性能满足设计要求。