本发明公开的一种飞轮储能装置，该飞轮储能装置包括端盖、飞轮、转轴和储能机构；转轴安装于端盖上且穿过端盖与储能机构相连接，飞轮设置于储能机构的两端且与储能机构连接，储能机构沿转轴的轴向方向对称分为上层储能机构和下层储能机构，上层储能机构和下层储能机构均包括多层转子组件和多层定子组件；多层定子组件与多层转子组件层层叠套均匀设置于转轴与飞轮之间。该飞轮储能装置通过储能机构中设置的多层结构的设置，在多层转子组件的每层相邻转子的间隙之间设置有定子电枢绕组，大幅度提高了该飞轮储能装置的功率密度和输出功率，解决了传统的电枢绕组长度设计短、功率密度低、单机输出功率小的问题，减小了电机空载时的铁心损耗。