近年来,全球工业化进程受到来自于能源储量以及环境方面的限制越来越大,因此,各国政府逐渐将目光聚焦到对新型能源的研究上,其中氢能是最受瞩目的能源形式。风冷燃料电池(PEMFC)作为一种利用氢能的能量转换装置,被广泛用于无人机、备用电源等领域。而风冷燃料电池内部环境复杂,特别是对水分布的检测十分困难。水分布与电堆输出性能密切相关,而对水分布的检测是研究水管理策略的必要条件。本文通过基于分区电池的原位检测技术对水分布进行检测,分析出温度、装配压力以及阳极尾排是影响电堆内部水分布的关键因素。基于以上因素,提出一套适用于风冷燃料电池整个运行过程中的水管理策略,将本文所用风冷燃料电池的最大电流输出能力提升了40%,本文主要工作如下:首先,设计搭建了燃料电池原位检测系统,主要分为硬件设计与软件设计。对该系统进行了离线测试,得到各分区阻抗的方差都低于0.011,然后通过在线测试,得到整个系统测试误差低于4.5%,特别的,当电流大于20A时,测试误差低于1%。该原位检测系统各分区阻抗一致性高以及在不同电流下的性能线性度好。其次,利用所设计的检测系统对风冷燃料电池堆进行了稳态实验。基于实验结果,分析本文所用燃料电池的稳态性能。然后将电堆运行过程分成了低电流、中等电流以及高电流三种条件下的运行过程,分别研究了水分布。结合所用电堆的结构与设计对该电堆水分布所呈现的现象进行解释,分析出了温度以及装配压力为影响该燃料电池堆水分布的主要因素。最后,结合电堆的实际操作条件,首先分别研究了针对温度以及阳极尾排的策略对电堆水分布以及输出性能的影响,然后研究了温度与阳极尾排相结合的策略对电堆输出性能的影响,最后结合实验结果,提出一套针对风冷电堆整个运行区间的水管理策略,并对该水管理策略的有效性进行了对比验证。