液氢作为一种高效清洁能源,现已广泛应用在国防、航天领域,且在燃料电池汽车领域具有广阔的应用前景。然而,液氢泄漏汽化后将与空气混合产生易燃、易爆、低温的氢气云团,对人员设备造成重大安全隐患。就液氢燃料电池汽车液氢泄漏扩散特性及液氢泄漏监测系统开展研究,对于液氢泄漏扩散机制的掌握、液氢泄漏事故的监测、应急预案的制定、事故危害后果的评估都具有非常重要的现实意义。本文在综合分析国内外相关研究成果的基础上,基于Mixture两相流和Realizable k-ε湍流模型,通过Fluent建立了的液氢泄漏扩散数值模型。利用美国国家航空航天局（NASA）液氢泄漏扩散实验对建立的液氢泄漏扩散数值模型的准确性进行验证,结合实验数据及文献仿真数据,对比分析了液氢泄漏扩散氢气云团的扩散趋势、整体氢浓度分布情况、采样点氢浓度随时间变化情况,并分析误差。在液氢泄漏扩散数值模型的基础上,简化燃料电池汽车车体模型,建立了车载液氢储供系统液氢泄漏扩散模型,并对该模型进行了不同风速、不同风向、不同温度、不同泄漏速率下七种工况的影响分析。预先选取了七个氢浓度安装点位,根据每个点在七种工况下的数据分析,选取了监测范围及响应速度最优的氢浓度传感器安装点位集合。对Amesim建立的液氢储供系统中4种故障进行模拟,获取液氢瓶压力、液氢瓶温度等8组诊断变量数据,并将方差为0.1的高斯噪声加入到数据中以模拟真实数据,归一化建立样本数据集。通过ABC-SVM算法对液氢储供系统进行故障诊断,将故障诊断结果与GA-SVM、PSO-SVM算法的诊断结果进行对比。对液氢储供系统氢泄漏监测系统进行需求分析,根据需求分析设计总体方案,并对系统关键器件进行选型。通过Altium Desgin设计硬件电路,完成氢泄漏监测系统样机开发。通过Tasking和Dave开发氢泄漏监测系统软件,包括多级故障报警策略、底层驱动软件开发、总程序流程开发。对氢泄漏监测系统故障进行分级并制定故障代码。完成氢泄漏监测系统软硬件联调及实验,包括氢泄漏监测系统AD采样频率测试、CAN通讯测试、液氮泄放实验和低温氢气泄漏监测实验。