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质子交换膜(PEM)燃料电池因其高效、低污染、良好的环境友好性及紧凑的物理结构被认为是最有前途的车载动力源之一。阴极侧氧气的供给是影响PEM燃料电池输出功率和使用寿命的重要因素。当电池负载增加时，其输出电流也将发生变化，此时电堆内部化学反应进程加速，反应气体质量减少，如果不及时加以控制，就会导致空气供给系统氧匮乏问题的产生。基于Pukrushpan建立的反应气体流率模型，本文讨论了PEM燃料电池空气供给系统氧匮乏的模型预测控制。设计的控制系统在负载电流需求发生变化时，可以通过调节进气歧管压力，改变阴极入口氧气流量，使燃料电池系统效率保持在期望值附近，同时保证满足系统的约束。