汽车在市区道路行驶时，由于受交通流状态的影响需要频繁的起动和制动，因此导致了较大的能量损失。如果将这部分损失的制动能量进行有效的回收利用，对汽车的节能具有重要意义。以飞轮储能作为制动能量回收的载体和磁齿轮作为变速传动形式的设计方案，可为汽车制动能量回收系统提供新的传动技术。　　论文在对磁齿轮传动原理进行分析的基础上，研究了磁齿轮传动的设计方法；导出了磁齿轮周围磁场强度及传递力矩的表达式，并通过试验测量了公式计算所需的相关参数；利用Ansys有限元软件建立仿真模型，分析了永磁体尺寸、气隙以及磁极对数对永磁齿轮传递转矩的影响；结果表明，随着永磁体半径和厚度的增加，永磁体间相互作用力增大；随着气隙的减小，永磁体间相互作用力增大；随着磁极对数的增加，永磁齿轮传递转矩增加。　　根据两级传动飞轮储能装置性能的基本要求，设计了磁齿轮式飞轮储能装置中飞轮结构参数并确定了飞轮容量；基于汽车制动能量回收模拟试验的要求构建了模拟试验台，并进行了磁齿轮传动方式的储能特性试验。通过建立汽车制动过程模型，计算汽车制动过程中可回收的能量。研究结果表明，所提出的磁齿轮式飞轮储能装置是可行的，可为制动能量回收装置设计提供理论指导与技术应用基础。