摘要：首先介绍质子交换膜燃料电池建模的现状，然后结合车用情况采用半经验方法进行建模，主要从理论基础出发，简化电堆模型，从中推导出浓差项，提出浓差阻力的概念。根据车用低压电堆的工作条件，采用断电法来获取不同温度下电堆的欧姆损失，用线性拟合方法获得欧姆损失表达式。在保证其他操作条件不变的情况下，改变空气过量系数，通过比较电堆电压的变化情况，采用实数编码的遗传算法对试验数据进行拟合，获得浓差阻力系数的表达式。在获得欧姆、浓差损失的基础上，推导出电堆的活化损失表达式。最终获得车用低压质子交换膜燃料电池电堆的半经验模型，并采用建立的模型对20组不同温度和过量空气系数下的电堆输出电压进行计算，计算结果与实际测量值比较吻合，说明建模方法相当有效，模型精度达到系统优化和控制的要求。

关键词：质子交换膜燃料电池电堆 模型 浓差阻力系数 欧姆损失 

单位：清华大学汽车安全与节能国家重点实验室; 北京100084