质子交换膜燃料电池是一种高效、清洁的新型能源,具有广阔的应用前景。它在长期运行或者闲置后,容易发生应力松弛,这会增加金属双极板与膜电极组件之间的接触电阻,导致质子交换膜燃料电池堆的性能和寿命下降。因此补偿电池电堆应力松弛,维持电堆正常工作的夹紧力,提高电池的性能和延长寿命具有重要意义。本文基于准零刚度理论,对25Kw燃料电池电堆的应力补偿问题进行了研究,主要工作和结论如下:（1）针对通常所用的利用弹性单元在变形过程中所表现出来的非线性特性补偿应力松弛的基于碟簧的准零刚度结构,建立了该结构的载荷-位移特性曲线模型,并求取了具有准零刚度特性的碟簧参数条件:n=5,D=75mm,d=45mm,h=2mm,t=1.4mm。然后,使用液压万能试验机对标准C系列:外径为63mm的碟簧进行压力加载试验,得到其载荷-位移曲线。同时在ANSYS有限元软件的基础上,建立相应的有限元模型,并进行模拟计算。根据实验数据对模拟计算结果进行检查和校正,校正后模型的仿真结果与实测结果大抵相符,得到模型界面间摩擦系数为0.2,网格划分大小为0.2mm。在此基础上,对具有准零刚度特性的碟形弹簧建立有限元模型,计算其载荷-位移曲线,并系统分析了其最大等效应力云图,验证了优化模型是有效、可用的。经过计算得:此结构在允许的受力范围内的最大位移高达0.79mm。最后,通过设计正交试验探究了碟簧几何参数对位移补偿值影响的大小顺序。结果表明:厚度t最重要,其次是h及h×t也比较重要;至于外径D,内径d就不太重要了。（2）由于加工精度的原因,实现基于碟簧的准零刚度结构有难度。针对此问题,提出了一种将负刚度单元碟形弹簧与正刚度单元圆柱螺旋弹簧并联组合的具备准零刚度特性的结构。通过引入圆柱螺旋弹簧减小碟簧在刚度和载荷方面的误差。首先,分析碟形弹簧和准零刚度结构的受力情况,分别建立了两者的回复力和刚度特性公式,并求取了碟形弹簧具有负刚度,圆柱螺旋弹簧在刚度、强度和稳定性等方面的设计要求以及并联组合结构在平衡位置周围达到准零刚度特性的参数要求:碟簧参数为n=5,D=69mm,d=43mm,h=1.9mm,t=1.2mm时;圆柱螺旋弹簧参数弹簧中径D1=31.2mm弹簧丝直径d1=7.8 mm节距t1=10.92mm,有效圈数3圈。但是因为碟形弹簧的变形量较小,将其作为负刚度单元构建的并联组合具有较小的准零刚度特性范围。对于此问题,负刚度单元碟簧采用对合的方式使变形量加倍;同时由于正刚度单元载荷-位移特性呈线性变化,且并联组合在静平衡位置仍满足准零刚度特性,所以需要正刚度单元刚度变为原来的二分之一。