通过机理分析法和参数辨识实验法可以建立PEMFC系统模型(即电堆及其辅助单元模型),为电堆内部机理研究和系统优化集成提供依据. 九十年代初,国外Bernardi和Verbrugge[2]建立了1D的单电池稳态模型.随后,Amphlett等[3]基于Ballard Mark IV 电堆的经验模型被广泛用于电堆电压计算.Pukrushpan等[4,5]针对车用75kW级PEMFC系统建立了动态模型(包括空压机和进气歧管的动态模型).国内对PEMFC系统模型的研究起步要晚于国外. 2004年周苏等[6]较早将三步催化反应的动力学机理应用在PEMFC电堆模型中,2010年在电堆模型中考虑了膜水含量的动态特性[7],2011年提出了基于实验值查表方法的车用高压PEMFC系统模型[8].李奇等[9-12]应用电容-电阻等效电路模拟了燃料电池极化特性.张建琴等[13]将机理建模与经验建模相结合,其中PEMFC电堆电化学特性采用经验建模,辅助部件如鼓风机等采用机理建模.贺建军等[14]通过分析影响输出性能的主要因素,建立了相 应的燃料电池数学模型.卫爱国等[15]对PEMFC系统空压机部件采用神经网络进行模型辨识.李曦等[16,17]针对PEMFC热管理系统开展了建模工作.