摘要： 质子交换膜燃料电池由于具有高效率、高能量密度、低排放等优点，在汽车行业有广泛的应用前景。车用燃料电池电堆由于路况会受到振动和冲击，可能导致螺栓松动、气体泄漏和结构损伤，从而导致电堆功率降低。大功率车用电堆组件多，且几何特征和连接方式复杂，难以建立准确高效的有限元模型。对双极板、膜电极组件和螺栓等进行了结构等效研究，建立了大功率车用电堆的等效有限元分析模型。基于此模型，开展了大功率车用电堆的模态分析，探究了等效材料参数和电堆压缩量对电堆模态的影响。研究表明，电堆主要模态表现为堆芯在垂直方向的振动，当电堆压缩量为20%时，堆芯模态频率为53.13 Hz;电堆堆叠方向的等效杨氏模量增加，会导致堆芯的模态频率增大，其他等效参数的影响可忽略不计；电堆压缩量增加，堆芯的应力增大，会导致堆芯的模态频率减小。最后开展了大功率车用电堆的振动实验，验证了有限元模型的有效性。
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