面对日益严重的环境污染和能源危机问题,寻找可再生、可持续的清洁能源得到世界各国的重视。质子交换膜燃料电池是通过电化学反应将氢能转化为电能的能量转化装置,具有效率高、噪音低、污染少等特点,被认为是未来电动汽车的主要动力源之一,受到世界各国的青睐。为研究封装力对质子交换膜燃料电池的影响,本文以单电池中的单流道为研究对象,考虑封装力对GDL孔隙率和渗透率、双极板与GDL之间的接触电阻的影响,在Fluent中建立三维数值模型并进行稳态分析。结果表明,考虑封装力之后,PEMFC电池性能均低于原模型,高电压、低电流密度时,性能降低较小,低电压、高电流密度时,性能降低较为显著;封装力较小时,接触电阻降低对电池所带来的正效应占主导地位,而封装力较大时,GDL孔隙率降低所带来的负效应占主导地位;对本文的PEMFC电池而言,其最优封装力为1.0 MPa;封装力对流道几何参数、液态水饱和度分布和温度分布的影响较小。根据单电池的实际几何结构,在ABAQUS中建立有限元模型,通过压敏实验验证有限元模型的准确性,研究螺栓封装时电池内部的力学响应。结果表明,施加均匀载荷时,随着螺栓载荷增大,GDL表面上接触压力的最小值、最大值、平均值、标准差均线性增加,而变异系数基本不变,约为14.4%,说明均匀性较差。为提高GDL表面接触压力分布的均匀性,调整端板上螺栓的位置、每个螺栓上的封装力等封装参数。通过以下两种方法实现这一目的:其一,利用最优拉丁超立方抽样-RBFNN方法建立的代理模型可以有效表征GDL表面观测点的接触压力,同时优化计算效率;采用遗传算法（GA）对封装参数进行优化,变异系数降低约5%,同时满足密封要求;在进行封装设计时,应避免在端板直角处设置螺栓。其二,根据薄板的小挠度弯曲理论以及有限差分法,将PEMFC的端板视为薄板,其余部件视为薄板的弹性地基,在MATLAB中建立较为精确且计算速度快的单电池封装力学模型,结果表明,单电池封装力学模型的计算误差小于4%;采用遗传算法对封装参数进行优化,变异系数降低约5%;封装力学模型依据物理规律建立,并非数据驱动,相比代理模型可进一步节约计算资源。