为解决汽车保有量增加和道路交通状况恶化带来的交通拥堵等问题，飞行汽车是其中一种创新的解决方案。飞行器相关技术研发中的一个重要分支就是纯电动飞行器的研发。电驱动作为新型飞行汽车的重要组成部分之一，其核心部件为电机。飞行汽车启动发电一体机与普通电机的工作特点有很大的不同，转子是电机结构设计的核心部件，因此对飞行汽车启动发电一体机转子的设计具有重要意义。通过对比分析飞行汽车启动发电一体机与传统电机工作特点，本文为飞行汽车启动发电一体机设计了Halbach阵列转子结构，并针对其结构参数以及工作特性进行了研究。详细工作如下：　　（1）通过分析永磁电机研究现状，确定出Halbach阵列结构相对于传统永磁电机的具有众多的优越性；并进一步对Halbach永磁阵列结构特点以及基本工作原理研究分析，初步确定其结构满足航空电机高功率密度以及安全、可靠性等基本性能要求。　　（2）根据飞行汽车启动发电一体机额定功率使用解析法初步确定转子尺寸参数；考虑各种工况下会出现的功率需求，并保证在任何工况下都能提供安全飞行，通过航空电机峰值功率对转子尺寸参数进一步优化，以保证系统的安全冗余度。　　（3）鉴于Halbach阵列结构生产难度大，本研究提出了转子结构采用轴向三段Halbach经典阵列空心结构内嵌转轴结构，转子磁钢采用每极离散式结构、单块充磁方式，来降低转子磁钢加工工艺难度。通过对转子结构各部分材料进行选型，完成航空电机转子整体结构的设计。　　（4）针对飞行汽车启动发电一体机开发周期长、制造成本高，对设计的航空电机Halbach阵列结构转子，使用Taguchi算法对磁钢厚度、每极分块数充磁角度进行参数优化。结合有限元法对实验组进行验证最终确定出满足航空电机高功率密度、高气隙磁密的转子结构参数。　　（5）使用有限元法对飞行汽车启动发电一体机各工况下磁通密度分布进行分析计算，仿真结果显示，电机在各工况下均能产生均匀的气隙磁通密度，呈现出良好的正弦周期性，且轴向分段未产生明显漏磁。最后考虑电机在额定发电工况下定子在高频磁场下的涡流损耗值，对电机进行电磁热流的耦合分析，验证转子磁钢材料的热特性，通过对转子结构质量进行计算，结果表明转子材料质量控制满足飞行汽车启动发电一体机高功率密度的要求。　　研究结果表明，本文设计的轴向三段Halbach经典阵列空心结构内嵌转轴结构，转子磁钢采用每极离散式3块结构、单块60°充磁方式，采用该设计方案的飞行汽车启动发电一体机转子能够满足高功率密度与高气隙磁通要求，可用于实际的生产制造。