本发明涉及一种用于大功率燃料电池的富氧装置及大功率燃料电池系统。富氧装置包括富氧罐，其中富氧罐包括相互独立的第一腔体和第二腔体，第一腔体位于第二腔体下方；第一腔体为富氧腔，腔体内设置有中空纤维管束以将空气分离为贫氧气体和富氧气体，所得富氧气体进入燃料电池系统；所产生贫氧气体进入第二腔体贫氧腔，同时贫氧腔可直接向燃料电池输入贫氧气体。本发明可较好的实现空气分离，从而相较于空气提升输出气体的氧气浓度，满足大功率燃料电池高氧耗的需求；通过在大功率燃料电池系统氧化剂气体进气端加装富氧罐，可选择更小的空压机、中冷器、增湿器等减小系统的零部件成本，从而减小系统的辅助功耗和整体生产成本。