燃料电池汽车作为新能源汽车代表车型之一，具有广阔的市场潜力,研发出具有高可靠性的燃料电池汽车产品是目前国内外汽车界的关注焦点。电驱动单元（电机-减速-差速器系统）作为影响燃料电池汽车整车可靠性关键系统之一，更是受到格外关注。然而，我国目前的燃料电池汽车电驱动单元存在电器部件可靠性偏低、传统机械零件可靠性偏高的问题。本文旨在研究电驱动单元关键传力零件—减速器齿轮的可靠性问题，采用成本最优的可靠度分配方法，对电驱动单元零部件可靠性重新分配后，对齿轮进行可靠性优化设计。本文在结构可靠性及可靠性分配理论中引入低载强化理论，分析了低载强化对传统可靠性分析的影响。在此基础上，通过选取燃料电池车行驶循环工况，确定减速器工作载荷谱，再结合有限元计算，确定齿轮工作应力谱分布。其次，运用可靠性计算原理对减速器齿轮进行静强度可靠性、疲劳强度可靠性、疲劳寿命分析。结果表明：即使不考虑低载强化的影响，减速器齿轮已具有很高的可靠性，所受载荷对其基本不造成损伤，可以认为具有无限寿命。鉴于此，基于整车可靠性分配结果，采用成本最优的可靠度分配方法，对电驱动单元零部件重新进行可靠度分配，适度降低减速器齿轮强度，避免造成成本浪费。最后，基于新的可靠性要求，利用MATLAB优化工具箱对齿轮进行可靠性优化设计，并对新齿轮进行了强度校核、可靠性验证和基于低载强化的可靠性分析。结果表明：齿轮优化后，其达到轻量化效果，同时满足强度和可靠性要求，且仍有一定的可靠性储备，低载强化对齿轮可靠度有进一步提高，更加确保了新齿轮满足可靠度要求。本文基于减速器齿轮实际工作载荷谱，对齿轮可靠性进行了有效分析。针对其强度过剩的问题，结合实际分配的可靠度，对其进行参数优化设计。在保证齿轮可靠性的前提下，实现了齿轮轻量化，为减速器轻量化奠定基础。本文的研究对提高电驱动单元减速器自主开发能力,并为面向下一代燃料电池汽车提供整车可靠性、耐久性技术支持建立了技术基础，也为类似零部件的可靠性设计与改进提供了理论和方法借鉴。