以某款车用碳纤维全缠绕储氢气瓶为研究对象，基于 ANSYS Workbench 平台，充分考虑气瓶不同结构层的差异性和温度载荷分布不均匀性，进行了流热固耦合模拟计算分析。首先对气瓶快速充装过程内部气体流场进行三维数值模拟研究其温升规律，然后将流场计算结果加载到气瓶结构层进行稳态热分析，最后将流场及热分析结果均加载到气瓶结构层进行结构静力学分析。结果表明：当充装结束时，气瓶最高温度及碳纤维复合层受到的最大应力均出现在瓶尾封头和筒体的连接处；相较于内压引起的机械应力，温度载荷引起的热应力很小；机械应力与耦合应力数值相差不大，碳纤维复合层的机械应力略小于耦合应力，而铝合金内胆层由于膨胀系数大，温度载荷引起的压缩热应力抵消了一部分机械应力，使得耦合应力小于机械应力。