本实用新型公开了一种复合电源系统，包括动力电池、超级电容、DC/DC变换器、功率分配控制器、信号采集模块、滤波电容、电流传感器、第一接入端口、第二接入端口以及电池组合开关。动力电池与电池组合开关串联后并联到总线上为负载提供能量；超级电容连接到DC/DC变换器boost模式的输入端，而DC/DC变换器在该模式下的输出端则与总线相连；信号采集模块检测当前动力电池的电流和超级电容的电压，并将其传递给所述功率分配控制器；功率分配控制器根据电流传感器、信号采集模块传递的数据，结合外部功率需求信号控制第一至第三IGBT开关工作。本实用新型系统电路结构简单，能够实现多种能量流动方式的控制，实时分配功率需求，提高能量利用效率。