车载供氢系统是燃料电池客车的重要组成部分,其主要作用是为燃料电池电堆提供氢气。一旦供氢系统结构受到损坏,可能会造成氢气泄露,使燃料电池电堆能源供给不足。泄露的氢气易引发火灾,威胁人身财产安全,所以供氢系统结构安全性是燃料电池客车能否正常运行的关键。本文在分析车载供氢系统结构特点的基础上,利用软件Pro/E建立了供氢系统氢气瓶固定装置三维模型。根据车辆行驶过程中经常遇到的急启动、急制动、急转弯和颠簸等工况,采用软件Hyper Mesh建立了氢气瓶固定装置静力学有限元仿真模型。依据GB/T 29126-2012《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》、GB/T26990-2011《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》对氢气瓶固定装置进行了强度和刚度校核。仿真结果表明现有氢气瓶固定装置结构的刚度满足要求而强度无法满足要求,最大应力出现在固定座底部螺栓孔附近,而且应力分布集中于螺栓孔周围。根据氢气瓶固定装置结构强度分析结果,采用软件Opti Struct基于SIMP变密度拓扑优化对固定座内部的筋板厚度及布置方式进行重新设计。以结构剩余的体积百分比为约束条件、以应变能最小为目标建立了单工况拓扑优化有限元模型,确定合适的优化体积百分比;在单工况拓扑优化模型的基础上,采用线性加权法以加权应变能最小化为目标函数,对固定座进行了多工况拓扑优化,拓扑优化后的固定座结构能够满足强度和刚度要求。在拓扑优化结果的基础上,利用软件Opti Struct对固定座结构进行尺寸优化。选取固定座各部位的板厚作为尺寸优化的初始设计变量,根据灵敏度分析结果确定出最终优化的设计变量。对固定座进行了尺寸优化,优化后的固定座结构在满足刚度和强度要求的前提下,质量减少了16.1%。对结构优化前后的氢气瓶固定装置分别进行了模态对比分析,结果表明:优化后的氢气瓶固定装置结构的前六阶固有频率均有较大幅度的提高,能够避免发生共振。本文为车载供氢系统氢气瓶固定装置的结构安全性评价方案的选择提供了依据,同时所采用的拓扑优化和尺寸优化的组合优化方法,为其他固定装置或支架的结构优化提供了有益的借鉴。