Los vehículos de nueva energía han surgido como un enfoque destacado en la industria automotriz. Este estudio desarrolla una especificación de modelado integral para sistemas de celdas de combustible en vehículos de nueva energía y establece un marco para el análisis de la vida útil por fatiga en el dominio de la frecuencia. Primero, se creó un modelo de elementos finitos del sistema de celdas de combustible de acuerdo con los estándares establecidos, seguido de un análisis de convergencia de la malla y corrección de la calidad de la malla para mejorar la precisión del modelo. A continuación, se realizó un análisis de vibración aleatoria para determinar la distribución de tensión de valor cuadrático medio (RMS) del ensamblaje de la placa fija en un entorno de vibración aleatoria, y los resultados fueron validados a través de pruebas experimentales. Finalmente, se aplicaron la regla de daño acumulativo lineal de Miner y el modelo de distribución de flujo de lluvia para procesos aleatorios para predecir la vida útil por fatiga del ensamblaje de la placa fija y los pernos de conexión. Se identificaron ubicaciones críticas para la posible fatiga estructural, y los resultados de la simulación fueron corroborados a través de pruebas de fatiga. Los hallazgos validan la precisión del marco de análisis de fatiga propuesto y ofrecen valiosas ideas para el desarrollo continuo de sistemas de celdas de combustible.