作为一种可将化学能直接转化为电能的装置，固体氧化物燃料电池(SOFC)以其高效率、低排放、安静无噪声、燃料来源丰富、可快速充电等诸多优点，带来了广阔的应用前景。电堆作为 SOFC系统中最核心的部分，其热特性得到有效控制与管理是 SOFC系统稳定、高效率、长寿命运行的重要保证。而电堆热特性管理的首要问题是解决其内部温度的可观测问题。因此，本文基于 SOFC电堆，从电堆动态建模、温度定量分析和观测器的温度控制策略等三方面对其热特性进行了深入研究，并给出了相关的仿真结果。　　首先，本文采用有限元的方法，分别为交叉流和同向流SOFC电堆建立了2D和1D微分方程模型，并采用定量分析的方法分析了模型内部的温度分布情况，且模型的准确性经过了大量实验数据的验证。本文先以交叉流电堆为例，通过对其内部热能的产生和扩散的定量分析，得到了气体流向对电堆内部温度分布的影响机制。同样的，本文又用该方法简单分析了同向流电堆内部的温度分布，证明了该方法的适用性，从而也为电堆温度安全控制奠定了基础。　　然后，为了将模型与实际对象联系起来，本文基于同向流电堆线性化状态空间模型和最易测量输出变量组合，设计了非线性龙伯格温度观测器和线性卡尔曼温度观测器，实现了电堆内部温度实时准确的观测。仿真结果表明：在满足稳态实时准确温度观测的同时，龙伯格观测器能实现温度的动态跟踪，而卡尔曼观测器则能实现温度的快速跟踪。　　最后，基于电堆的动态模型和非线性龙伯格温度观测器，设计出了能保证电堆安全运行的PID温度约束控制系统。该控制系统可以将电堆内最大工作温度和最大温度梯度控制在安全阈值内，最终实现电堆热特性的有效管理。