本发明提出了一种半挂车辆的制动能量耦合系统，属于工程汽车领域。该系统包括动力耦合模块、飞轮、飞轮制动器、变速/减速机构，动力耦合模块包括控制电机/液压马达、单排行星齿轮机构、减速齿轮Z1及Z2。行星架与挂车驱动桥连接从而输出动力；控制电机/液压马达与太阳轮连接；飞轮则通过减速齿轮Z1及Z2与齿圈连接；飞轮制动器与挂车制动器直接相连。车辆制动时，辅助挂车部分制动，同时起到回收制动能量的作用，车辆启动或爬坡时，通过释放回收的能量，辅助驱动挂车部分，减轻牵引车负载，辅助半挂车驱动。运用机电一体化的集成设计，建立控制电机/液压马达与单排行星齿轮机构组成的动力耦合模块，取代传统的动力电池‑电动/发电机系统，能量无需经过机械能‑电能‑机械能的多重转化，提高了能量输入输出的效率。本发明能够实现制动能量高效回收和利用，改善制动和驱动工况，提高车辆安全性能。