质子交换膜燃料电池(PEMFC)在新能源汽车、分布式发电领域具有显著的应用潜力，其长期稳定运行高度依赖可靠的密封系统。PEMFC运行过程涉及多相流体传输、变载荷及温湿度循环，密封系统需同时满足力学稳定性与界面适配性要求；而传统橡胶垫片虽贴合性良好，但长期应力松弛易引发密封力衰减、介质泄漏问题。为此，结合金属双极板材料特性，提出一种依靠金属双极板结构弹性与橡胶弹性相结合的新型金属密封结构，旨在通过金属纯弹性阶段的力学特性减少橡胶应力松弛带来的影响。基于有限元软件Abaqus建立简化平面应变模型，对比分析金属密封结构与传统橡胶垫结构在压缩量-结构反力、0～0.6MPa流体压力以及极板装配误差工况下的密封性能。结果表明：不同压装力下，新型金属密封结构与传统橡胶垫结构的压缩响应存在显著差异；0～0.6MPa流体压力范围内，两种结构密封性能相近；存在极板装配误差时，金属密封结构可有效减小膜电极边框变形，降低密封失效概率。