本文建立以质子交换膜为固体电解质的一体式再生燃料电池的二维、两相、非等温、瞬态及耦合电化学反应的全电池模型。利用上述所建模型，主要研究了一体式再生燃料电池工作在燃料电池模式和电解池模式两种单模式下电池内部的两相传热传质及电信号的瞬态响应规律。在此基础上，本文继续探究了一体式再生燃料电池由燃料电池模式切换至电解池模式的过程中，电池内部所呈现出的两相流、热质传递和电信号的响应特性。最后，本文通过设置不同的模式切换方案，包括控制电池的操作温度、控制供水流量、电压间隔切换及电压渐变切换四种方案，探讨在四种不同模式切换方案下的电池内部的两相传热传质特性。　　基于上述本文所研究的主要内容，通过数值模拟的方法计算实施，得出以下结论:燃料电池模式和电解池模式下，液态水到达稳态所需要的时间比温度、电流密度、气体组分质量分数到达稳态的时间长。电流密度、气体组分浓度、温度、电解质电势、过电势、液态水饱和度会随着模式切换过程而出现骤变，且它们对模式切换后的瞬态响应时间有所不同。模式切换过程中，液态水饱和度沿流动方向上由燃料电池模式下的逐渐增大转变为电解池模式下的逐渐减小;液态水饱和度沿催化层至流道方向上由燃料电池模式下的逐渐减小转变为电解池模式下的逐渐增大。模式切换过程中，电池各层平均温度由燃料电池模式的升温转变为电解池模式下的降温;模式切换后，电池的各层温度均低于电池的初始温度，最大温降不超过1.5K。液态水饱和度随操作温度的升高由模式切换前的逐渐增大转变为模式切换后的逐渐减小，且电解池模式下的液态水饱和度变化梯度大于燃料电池模式下的变化梯度。模式切换过程中，随着供水流量的增大，电解池模式下的工作电流密度在逐渐减小，而氧气摩尔浓度、温降幅度、液态水饱和度则在逐渐增大;液态水饱和度的变化梯度随着供水流量的增大在逐渐减小;供水流量越大，液态水饱和度、温度、气体组分浓度、电流密度在模式切换后的瞬态响应时间越短。间隔切换方案下，随工作电压突变为1.18V，液态水饱和度由燃料电池模式下的逐渐增大在较短的时间内转变为逐渐减小;随着模式切换至电解池模式，液态水饱和度在约为2s的时间内骤然上升。液态水饱和度在渐变切换方案下随工作电压突变为1.5V时，在约为2s的时间内骤然上升。之后随工作电压再次的增大至1.8V时，液态水饱和度出现骤然下降的趋势。