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质子交换膜燃料电池的操作参数、模型参数、物性参数都存在着非确定因素，影响着电池性能的不确定和稳定性。本文建立基于随机抽样的模拟框架，分析不同非确定参数对电池输出功率密度多变性的影响，结果表明工作温度、工作压力、传送系数和活化面积对电池性能的影响程度较大。本文建立了电池功率密度期望值与标准方差、非确定因素变化系数的关系等高图，设计工作者可以此为依据，找出可实现功率密度达到最大时的设计结构，为稳健性优化设计进一步的工作做准备。