在燃料电池汽车中，电能转换是一个核心问题。结合燃料电池的特性，简要说明了燃料电池汽车中现有变换器的不足。同时，为了克服传统燃料电池汽车电能变换器两级结构固有的不足，进一步提高其稳定性，提出了一种性能较高的Z源逆变器，分析了该结构的工作原理，采用了一种新型的具有直通零矢量的三相电压空间矢量调制方法，介绍了其工作特点以及直通零矢量的产生方法，进行了相关的仿真实验。仿真结果表明，该电路结构能够达到较高的性能要求，适合在燃料电池汽车上应用。