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交流阻抗谱法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)是分析质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)内部复杂反应过程的有力工具.该文设计并搭建出了EIS综合抗干扰测试系统,对40片质子交换膜燃料电池堆阳极首片单池2.5～25 A不同负载电流下的EIS谱图进行了测试.观察到了高频45°直线分支畸变和用以描述阴极水淹程度的低频半圆弧等现象;提出了R(RQ)(RQ)(RQ)的等效电路模型及相关元件参数初值,得到总体误差较小的EIS拟合曲线,其在高频、中频和低频段,都与实测数据变化趋势具有理想的关联度;通过对拟合数据的统计和分析,从PEMFC内部电化学反应机理的角度讨论并解释了单池在整个电池堆中的运行性能随电流密度变化的响应规律及其原因.