本发明公开了一种高功率密度永磁同步电机与飞轮集成装置，主要包含电机与大质量飞轮两个部分，其中电机由转子与定子组成，转子采用“工”字形结构，永磁体安装于“工”字上下横的内侧，两套定子分别位于“工”字竖线两侧，处于转子内部，固定于机壳上；大质量飞轮设置于转子外侧，与转子固连。电机左右采用两个被动磁轴承，可实现无接触悬浮转子，实现真空运行。电机两套绕组采用环形结构，短路时磁路通过环形轭部闭合，每套绕组均具有短路情况下的抗短路能力。本发明具有重量轻、铁心损耗低、无齿槽转矩、效率高、自耗散率低、动态性能好、过载能力强等优点。