本发明的目的在于提供磁悬浮飞轮储能装置及其故障诊断方法，包括密封舱体和安装在密封舱体里的飞轮，密封舱体里设置上机械轴承基座和下机械轴承基座，上机械轴承基座里安装上机械轴承，下机械轴承基座安装下机械轴承，飞轮通过飞轮的飞轮轴安装在上机械轴承和下机械轴承上，在上机械轴承和飞轮之间安装轴向磁轴承，在下机械轴承和飞轮之间安装电动发电一体机。本发明具有多部件实时故障诊断能力，基于信息融合的故障诊断方法准确率高，运行过程的能量损耗低，且具有被动容错能力。