本申请公开了一种基于联合仿真的仿生航行器柔性锂电池结构设计优化方法，具体涉及水下能源系统的领域。包括：设置柔性锂电池的固定结构参数，及待优化结构参数的优化范围和迭代间隔；其中，柔性锂电池的形状为波形；建立柔性锂电池的多层块体网格模型，及各层部件的投影辅助面；将多层块体网格模型的网格，分别向投影辅助面投影，得到柔性锂电池；建立鳍条模型和蒙皮模型；设置流固耦合仿真参数使柔性锂电池在流固耦合仿真参数下进行仿真运行，输出柔性锂电池的等效应力最大值；将等效应力最大值最小的柔性锂电池，作为最优的柔性锂电池结构组件。基于上述方法，能节省优化时间，减少人工干预。