氢气的加注与天然气加注系统的原理是一样的，但是其操作压力更高，安全性要求很高。加注系统通常由高压管路、阀门、加气枪、计量系统、计价系统等部件组成。加气枪上要安装压力传感器、温度传感器，同时还应具有过电压保护、环境温度补偿、软管拉断裂保护及优先顺序加气控制系统等功能。当1台加氢机为两种不同储氢压力的燃料电池汽车加氢时，还必须使用不可互换的喷嘴。加注机的设计已引用工业界常采用的故障模式和效应分析（FMEA）程序以及过程危险性分析程序。

氢气的加注可采用以下几种方式：

1）直接加注。气体不经过存储容器，从压缩机出口直接输入储氢容器，达到规定的压力，该加注方法耗费时间较长。

2）单级储气，增压加注。采用这种方式时，固定容器的压力可以低于储氢容器的充装压力，但需要在储气系统上并联一个增压压缩机。例如为了使车载气瓶压力达到35MPa，可以先用存储于固定容器中的压力较低的气体（如25MPa）部分充压，当压力达到平衡时，再自动启动增压压缩机，直接向储氢容器充装氢气至35MPa。(www.daowen.com)

3）单级储气，单级加注。通过固定容器向储氢容器充气，容器不分组，而是串联起来。该加注方法要求固定容器的压力适当高于储氢容器充装压力，充装时所有固定容器的压力变化保持一致。

4）多级储气，多级加注。通过固定容器向车载容器充气，将固定容器分成并联的数组（如分成高、低二组或高、中、低三组），并在压缩系统和储氢系统、储氢系统和加注系统之间配置优先顺序盘，按需要的顺序向固定容器和储氢容器充气。如果分为高、低两组，当低组向储氢容器加气达到压力平衡而停止充气时，就用高组充气。只要高组的压力适当高于储氢容器的充装压力，就可将储氢容器加满。同样，如果分成高、中、低三组，充装过程就可能需经历两次压力平衡。各组容器均分别设定了最低压力，当高组容器中的压力降到设定的最低压力，而仍有储氢容器需要加气时，压缩系统排出的氢气可不经过分级存储系统，直接对储氢容器加气。

不同加注方式的氢气利用率是不同的，一般来说，相同存储压力级别时，多级充气较单级充气压力更高。此外氢气利用率还受固定容器压力、各组容器容积匹配等参数影响。