车载氢燃料电堆安全防护装置是在车辆发生碰撞时保护电堆的关键吸能部件。针对某型氢燃料电池汽车电堆防护装置结构较为简易,难以对电堆进行有效防护的问题,系统研究氢燃料电池碰撞安全性对于氢燃料电池商用车的正常运行,以及被动安全具有重要的意义。为了提高车载氢燃料电堆安全防护装置的耐撞性和稳定性,本文采用仿生学研究方法,对车载氢燃料电堆安全防护装置中薄弱环节进行优化设计。首先,利用Solidworks软件建立车载氢燃料电堆安全防护装置的简化模型,然后,利用ANSYS软件动力学模块对氢燃料电堆安全防护装置进行模拟刚性墙碰撞试验,通过分析仿真结果得到电堆安全防护装置的薄弱环节。生物结构经过多年进化而具有良好的力学特性,为研究氢燃料电堆商用车的安全特性提供了有益的解决思路。模仿生物的多级结构对电堆安全防护装置进行吸能防撞设计,为提高氢燃料电池商用车安全防护装置性能提供了新的解决途径。本文受到香蒲绒结构启发,设计了一种具有多级结构特征的吸能防护装置。根据3D打印技术要求选择并制备打印材料,根据材料状态、挤出情况、打印效果等对样件材料进行选择与分析。进而提出设计一种仿香蒲绒与竹子的复合结构,该仿生复合结构不仅具有香蒲绒的多层级结构特征,而且具有竹子的薄壁结构特征,能够有效减缓和分散氢燃料电堆吸能防护装置在冲击过程中的应力集中问题。采用3D打印技术制备该仿生复合结构,开展缓冲吸能力学特性、高温烧结孔隙形成机理的研究。对采用该结构优化后的电堆吸能防护装置进行刚性墙碰撞仿真,对比分析氢燃料电堆吸能防护装置碰撞前后能量、冲击力、速度、加速度的变化情况,综合测评电堆仿生吸能防护装置在模拟碰撞时的吸能性能。