本发明涉及一种车用高效复合储能系统，它包括超级电容及控制其工作的超级电容管理系统、动力电池及控制其工作的动力电池管理系统、单向DC/DC变换器、功率二极管，功能耗散装置、功率开关和储能系统控制器；单向DC/DC变换器并联功率二极管，功率二极管的阳极连接单向DC/DC变换器的输出端，功率二极管的阴极连接单向DC/DC变换器的输入端；功率二极管的阳极还连接动力电池的正极，阴极还连接超级电容的正极；动力电池负极、超级电容负极和单向DC/DC变换器共地；超级电容的正极和负极之间还连接有串联的功率开关和功率耗散装置；动力电池管理系统、超级电容管理系统、功率开关和单向DC/DC变换器均由储能系统控制器协调控制工作。本发明能广泛应用于新能源汽车储能系统应用中。