氢燃料电池汽车是一种新能源汽车,以氢作为原料,相较于传统燃油汽车具有零排放、零污染的优点,是目前世界公认的最清洁的汽车。氢燃料电池汽车自诞生以来,它的安全性和可靠性始终受到学者关注,目前氢燃料电池汽车主要采用高压储氢的方式,当受到外载荷碰撞冲击时,如何避免储氢气瓶失效以及如何在设计中对储氢气瓶实现更好的保护,成为影响氢燃料电池汽车发展的关键。同时我国氢燃料电池汽车起步较晚,至今尚未形成完备的氢燃料电池汽车安全评价方法。论文首先对车载储氢气瓶的冲击碰撞问题进行了文献分析,然后对涉及车辆碰撞数值仿真非线性有限元理论以及相关算法进行了研究,随后建立了整车以及气瓶等相关零部件的三维有限元模型,并进行了网格敏感性分析与有限元模型验证,最后对氢燃料电池汽车耐撞性的关键参数进行了对比分析,进而提出气瓶约束装置改进措施。论文针对多种碰撞工况进行研究,结果表明,相较于标准燃油汽车结构,携带气瓶的燃料电池汽车的刚性增大,在碰撞中车身变形量减小,但乘员舱的峰值加速度较大,乘员舱危险性增大,因此在对车辆进行试验时,需设置假人模型或对乘员舱进行监测,加强对于碰撞情况下乘员的保护研究。在对比不同碰撞角度以及不同碰撞偏置程度发现,在所有研究工况中100%后部追尾为最危险工况,车辆及乘员舱加速度波动较大,峰值加速度较高;30°追尾气瓶受力最为复杂,气瓶两端封头都出现较大应力;25%偏置碰撞受冲击一侧乘员舱加速度较大,危险性高,气瓶发生超过27°旋转;侧部碰撞气瓶封头应力较大,入侵速度超过国家标准要求。因此在整车碰撞试验中建议选取100%追尾碰撞、30°追尾碰撞、25%偏置碰撞以及侧部碰撞作为测试工况,并对气瓶筒身及两端封头应力变化以及相对位移进行监测,以及对车身侧部碰撞入侵量以及乘员舱加速度变化进行监测。另外一方面,研究也表明在车辆设计过程中,应对乘员舱与气瓶之间进行缓冲设计,以减小气瓶对于乘员舱的威胁;对于承载气瓶的部件要进行吸能设计,减少气瓶内能的积聚;对于约束带及约束带与车辆连接处应进行加强设计,保证其在碰撞中不发生断裂;对于侧碰中后部翼子板的入侵量问题,应进行特殊设计,尽量减少入侵量,或为气瓶封头设计缓冲装置。通过对约束装置进行优化,并对改进后的模型进行了计算分析,结果表明对约束带的材料和结构进行强化处理可以降低气瓶表面应力,减小气瓶与其他部件的接触力,提高气瓶的安全性。另外,增加约束带的数量,也可以有效降低气瓶的表面应力,减小气瓶的相对位移。最后,对气瓶安置位置进行了研究,比较了三处常见的摆放位置,表明当气瓶放置在后排座椅下方时,气瓶的安全性最高。设计了A、B两型防护架,可以更好的限制气瓶的相对位移,同时在防护架保护下的气瓶应力峰值也更低。