本发明涉及一种车载锂离子动力电池包热管理系统多目标优化设计方法，包括以下步骤：步骤S1、确定电池包热管理系统的设计参数；步骤S2、根据实际车载工况获取各设计参数的初始取值及实际取值范围；步骤S3、对各设计参数所构成值域空间进行代表性样本抽取，得到多个初步设计方案；步骤S4、定义优化目标；步骤S5、获取设计参数与优化目标参数的数学模型；步骤S6、根据设计参数、优化目标和设计参数与优化目标参数的数学模型构建优化设计数学模型，并基于仿真与数值计算获取样本各初步设计方案的优化目标参数值；步骤S7、基于各优化目标间权衡，筛选得到最优设计方案。与现有技术相比，本发明具有研发周期短、设计效果好、研发成本低等优点。