本发明提供一种燃料电池机车低功率运行空压机防喘振方法，其中包括：功率电流采集模块、控制对象选择模块、空压机控制单元模块和旁路阀控制模块；功率电流采集模块记录当前燃料电池功率给控制对象选择模块，电流给空压机控制模块和旁路阀控制模块；控制对象选择模块根据采集到的功率和自身设定功率界限输出控制对象的选择信号；空压机控制模块在燃料电池高功率条件下，控制空压机在正常工作情况，按照设定的过氧比控制燃料电池入口的流量；旁路阀控制模块在燃料电池低功率条件下，控制旁路阀的“开度”保证燃料电池的入口流量符合设定的过氧比系数。本发明的在不需要过多增加新的工艺设备或改变工艺流程下，仅通过增加旁路系统，防止燃料电池机车系统中空压机的喘振。