燃料電池堆工作原理：利用質(zhì)子交換膜技術(shù)，使氫氣在覆蓋有催化劑的質(zhì)子交換膜作用下，在陽極將氫氣催化分解成為質(zhì)子，氯氣泵這些質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜到達陰極，在氫氣的分解過程中釋放出電子，電子通過負載被引出到陰極，這樣就產(chǎn)生了電能。

    氫氣循環(huán)系統(tǒng)工作原理：車載儲氫瓶里的氫氣 經(jīng)過減壓/穩(wěn)壓閥后，壓力降為所需要求，再通過電動調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器、流量計和加濕器進入電堆進行反應(yīng)，少量多余的氫氣進入氫氣再循環(huán)系統(tǒng)，或經(jīng)過處理后排入大氣。

    空氣循環(huán)系統(tǒng)成本占電池系統(tǒng)22%，耗能占輸出功率20~30%?？諝庋h(huán)系統(tǒng)主要由空氣壓縮機、膨脹機、電機、連接管道等組成，總成本占燃料電池系統(tǒng)的22%，工作能耗占燃料電池輸出功率的20~30%。

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的系統(tǒng)工作原理：空氣通過壓縮機增壓之后，經(jīng)過加濕處理送入到燃料電池反應(yīng)堆，在那里和來自于氫源的氫氣發(fā)生電化學反應(yīng)，輸出電能用于動力輸出。 輸入氣體在消耗了部分氧氣之后，壓力有所下降，排出反應(yīng)堆，通過分水，去霧之后，通過膨脹器從壓力氣體中回

收部分壓力能，將其轉(zhuǎn)化為機械能反饋到空氣壓縮機，從而節(jié)省供氣單元所需要的電能。

燃料電池系統(tǒng)核心零部件：電堆、空氣循環(huán)系統(tǒng)和氫氣循環(huán)系統(tǒng)。其中，空氣循環(huán)系統(tǒng)能否運作直接決定著新能源汽車的質(zhì)量，而空氣循環(huán)系統(tǒng)必不可少的核心部件就是空氣壓縮機。

    在相同電流密度下，隨著供氣壓力的提高，電池的輸出電壓也將出現(xiàn)相應(yīng)的升高，從而提高了燃料電池的輸出功率。提高反應(yīng)壓力對于燃料電池內(nèi)的水/熱管理有明顯的改進。燃料電池中的水管理的目的是保持燃料電池入口空氣的濕潤所需要的水量、電池內(nèi)電化學反應(yīng)所產(chǎn)生的水，以及從電堆出口回收的水的總和相平衡，一旦這個平衡被打破，燃料電池就無法正常工作。在低壓的條件下，空氣的含水量將增加，同時低壓將減緩燃料電池的電化學反應(yīng)，所以更多的水分被排出到大氣中，水平衡就有可能被打破。20％～30％的燃料電池輸出功率將被用于提升空氣的壓力，占附加能耗的95%。以壓縮機為主要部件的空氣管理系統(tǒng)也就成為了除驅(qū)動電機之外燃料電池大的能量消耗部件，其綜合性能在很大程度上決定了裝備燃料電池的電動汽車性能，因此研究、緊湊、可靠和低成本的空氣管理系統(tǒng)就成為了當前車載燃料電池研究領(lǐng)域中的重要任務(wù)。