随着传统能源日益枯竭、环境不断恶化,寻找和开发车用新能源成为了热点问题,而太阳能因其无污染、零排放、取之不尽等特点具有独特的优势。尤其对于野外作业的工程车辆来说,作业环境常常是交通不便、燃料供应匮乏但光照条件好、光照时间充足的野外工地,太阳能工程车更能发挥其节能、环保、可持续的优势。本文也是以课题组自主研制的太阳能焊接工程试验车为研究对象,针对其相关技术和关键总成进行分析和优化设计。本文首先对太阳能车的车身结构进行分析,在ANSYS Workbench中建立了车身骨架有限元模型,分析了典型工况下的车身总体刚度特性和局部开口情况,对车身轻量化潜力进行评估。随后通过灵敏度分析方法筛选出关键的骨架梁截面参数作为设计变量,并利用基于响应面法(RSM)的近似模型技术对优化问题求解,最终在满足力学性能的前提下,车身骨架减重8.01%,实现了轻量化目标。随后对车载光伏阵列发电效率进行研究,通过对光伏电池等效电路模型的分析,在MATLAB环境下搭建了太阳能车光伏组件的Simulink仿真模型,仿真得到在辐照度、温度等多因子影响下的组件输出特性曲线。进一步的,针对车辆移动过程中阴影遮挡导致光伏阵列功率失配,从而影响发电效率这一问题进行了重点研究,分析了车载光伏阵列在不同连接方式、不同阴影分布影响下的输出特性,并根据分析结果提出了基于组态优化配置的控制策略。最后通过ADVISOR平台验证整车性能,本文针对目前主流的车辆仿真软件均没有太阳能车模块这一情况,在纯电动车(EV)模块基础上进行了太阳能车模块(EV_PV)的ADVISOR二次开发,从而完成了对太阳能车在不同行驶工况下的续航能力评估,验证了优化设计对整车性能的积极作用。