本发明提供了一种新型高速公路电动汽车能量补给系统，包括车载端设备以及地面端设备，车载端设备包括车载能量存储系统、车载控制装置、充电对接装置，地面端设备包括移动供电臂、环型供电轨道、轨道供电装置和能量补给控制系统；车载能量存储系统用于接受在轨充电过程中的高倍率电流；车载控制装置用于控制充电对接装置与移动供电臂的对接流程且与能量补给控制系统通讯控制充电流程；充电对接装置与移动供电臂进行对接，用于从地面端设备中获取电力；移动供电臂安装在环型供电轨道上并可自由移动；轨道供电装置用于对车载能量储存系统进行充电。本发明可解决电动汽车的里程焦虑问题，提高电动汽车的能量利用效率，减少车载动力电池的储备。