研究表明,燃料电池的电堆性能随输入空气压力的的提高而得到提升。空压机在这个过程中起着关键作用。目前在车载燃料电池领域最有发展前景的是离心式空压机。提高离心式空压机的等熵效率,扩大空压机高效区范围,能有效提高车载燃料电池电堆性能。目前,工业小流量离心式空压机效率较低并且不能完全满足车载燃料电池的使用要求,针对车载燃料电池离心式空压机的研究较少,高效车载燃料电池离心式空压机设计经验不足。因此本文对车载燃料电池离心式空压机进行效率提升研究并对其进行改型优化以期提高其额定效率并扩大其高效区范围具有一定的经济效益和社会效益。本文主要的研究工作如下:（1）开发了一款高速小流量高压比的车载燃料电池离心式空压机样机。建立了空压机数值计算模型,并对该离心式空压机进行了整机性能和流动特性的数值仿真分析,揭示了离心式空压机的性能变化规律,探讨了离心式空压机内部流动缺陷的形成机理与内部流动特性;（2）通过数值模拟方法研究了不同叶轮结构参数对离心式空压机性能的影响,分析了不同叶轮结构参数下空压机的性能曲线和设计点的流动情况,探讨了不同叶轮参数对离心叶轮内流场的影响及产生影响的原因,揭示了不同叶轮结构参数对离心式空压机压比和等熵效率的影响规律;（3）以提高空压机的额定压比和额定效率并扩展高效区范围为目标,结合叶轮结构参数对离心式空压机压比和等熵效率的影响规律,在保证原型机蜗壳尺寸不变的前提下,对原型空压机进行改型优化。通过数值仿真得到了优化后的离心式空压机系统特性曲线。对比分析了优化前、后样机的系统特性图,发现优化后离心式空压机流量范围有所减小,大流量工况下等熵效率有所下降,但压比范围增大,设计点等熵效率提高并且高效区范围扩大,系统特性曲线向小流量方向移动,综合性能有所提高。（4）参与设计搭建了离心式空压机气动实验台并开展空压机气动系统性能实验,分析了实验所得的离心式空压机样机接近真实情况的系统特性曲线,发现实际压比和额定效率无法满足设计指标,高效区范围较窄,需要进一步优化。通过与仿真结果进行误差分析,发现全流域范围内二者误差值在合理范围内,验证了本文利用数值模拟方法进行车载燃料电池离心式空压机效率提升研究的有效性和准确性。