飞行汽车背后的技术-高功率电驱系统

飞行汽车的高功率电驱系统技术是一个涉及多方面的先进技术，融合了航空和电动车辆相关技术的优点。

在航空领域，对电力电子转换器的要求极高，需要具备高效率、高可靠性和高功率密度等特性。将这种电力电子转换器技术应用于飞行汽车的高功率电驱系统中，能够有效地提升驱动系统的整体效率，显著降低能源的损耗。例如，航航电驱系统中的电力电子转换器借鉴航天领域的技术优势，可以精确地将电池电能转换为适合电机运行的电能，提高电能的利用效率，减少能量在转换过程中的浪费。

高效率的转换器对于飞行汽车的飞行阶段至关重要。在垂直起降阶段，电力电子转换器需要迅速将电能转换为能够满足电机瞬间大功率需求的电能形式，以实现起飞和降落过程中的精准操控；而在巡航阶段，也能稳定地为电机持续供应合适的电能，确保飞行的平稳性和长效性。

航航电驱系统需要整合成一个整体的动力系统，这一过程包含了对电机、逆变器等核心部件的集成。通过动力系统集成技术，可以实现高效且轻量化的设计理念。比如在飞行汽车的设计当中，要在有限的空间内合理安排电机和逆变器的布局，通过集成化的设计减少不必要的线路和连接部件，从而减轻整个电驱系统的重量。

该集成方式能够提高系统的整体性能。考虑到飞行汽车在飞行和行驶状态下，面临不同的动力需求和空间限制，这种一体化的系统集成能够更好地适应复杂工作条件。像在小型飞行汽车概念设计中，如果没有高效的动力系统集成，可能会导致能源的过度消耗和空间的不合理占用，而集成性的电驱系统可以在保持高性能的同时，避让有限空间带来的限制因素，为其他飞行相关设备留出充足的空间。

先进的控制策略与算法是飞行汽车高功率电驱系统的关键部分。借鉴航天领域的控制技术，并结合电动汽车的驱动模式，开发出来适应航航电驱特性的控制策略。这些策略与算法主要用于实现对电机、电池等部件的高效控制。

在电机控制方面，通过精确的算法控制电机的运行状态。在不同的飞行模态下，如起飞时需要电机快速达到高转速提供足够的推力，在巡航时则需要稳定的低速运行以节省能量。控制算法能够根据飞行模式和驾驶指令来调整电机向最佳效果运行，确保电机功率的稳定输出，像某些飞行汽车的电驱系统能够根据实时空气质量、温度等环境数据来智能调整电机功率输出曲线。对于电池部分的控制算法，可以实现对电池充放电过程的最优管理。例如避免电池过度充电和过度放电以提高电池寿命，尤其是在飞行汽车频繁起降和长时飞行过程中，确保电池性能的稳定和持久。根据电池的剩余电量、温度状态以及飞行汽车预计的后续行驶/飞行需求，合理分配电池输出电能并安排充电计划，保障飞行汽车的能源供应稳定可靠。

飞行汽车的高功率电驱系统还拥有完善的能源管理系统，对系统能源进行合理分配与高效利用。在电池的充放电管理上，它可以动态控制电池的充电速度和放电功率。不同飞行阶段对电能的需求不同，如在起飞悬停阶段常需要快速的电池放电来满足高功率电机需求。能源管理系统会相应调整电池输出，保障电能的高效供应，并避免电池放电过度造成损坏。在充电时，依据电池状态设定安全且最优化的充电数值，加快充电时间同时保护电池寿命。

能源管理系统针对电机的运行控制也起到很大的作用。根据飞行汽车实际行驶或者飞行的工况需求，如爬坡、加速飞行时要增加电机的功率供应，根据传感器收集到的环境因素和驾驶员指令，能源管理系统会调整电能分配到电机的电量，让电机提供合适的动力。并且在电机不需要全功率运行时，通过调节输入电能来达到降低能耗节约能源的目的，这对高功率电驱系统极为重要，因为飞行汽车能源的有效使用直接关系到其续航表现与整体性能。

全方位的产品布局

卧龙电驱在低空经济飞行汽车领域形成了3 + 1的产品布局，其中涵盖针对电动航空领域的小、中、大三种功率等级的电动力系统，并建立了一套民航适航标准。这些设计主要应用在eVTOL（电动垂直起降飞行器）和无人机领域。小功率的产品针对较为小型的飞行器，比如1 - 2座的eVTOL或者工业无人机。而中功率产品则服务于4座载人eVTOL这样规模的飞行器，大功率产品（200kW至1MW以上）应用于十几座到几十座的支线飞机，虽然部分大功率产品还处于预研阶段，但展现了卧龙电驱在飞行汽车高功率电驱系统方向的全面布局策略。这种针对不同载客量或用途飞行器的产品布局使得卧龙电驱能够精准满足多种飞行汽车的需求，在飞行汽车产业链中占据重要地位。

技术和研发的优势转化

该公司在高功率电驱技术方面具有先发优势，特别是在算法和新材料研发的领域，成功满足航空领域对其产品高可靠性和轻量化的严格需求。在算法方面，卧龙电驱的研发成果能够实现对高功率电驱系统更为精准的控制，无论是电机的功率输出控制还是整个系统的能源管理控制，其算法的先进性都体现在适应航空领域复杂的工况要求上。对于新材料的研发，能让电驱系统在满足航空结构强度要求的同时，大大减轻系统重量。通过这一系列的技术进步，卧龙电驱在小功率和高功率电动力系统方面取得了非常重要的进展，并顺利完成了台架及铁鸟测试，完成相关验收工作，这证明了其在电驱技术领域的前沿性，也加强了该企业在飞行汽车电驱系统市场的竞争力以及与其他企业合作的筹码。

合作关系的建立与拓展

卧龙电驱在飞行汽车开发领域积极与多方面建立合作，这些合作关系帮助它在这一领域进一步巩固技术实力并且拓展应用场景。卧龙电驱与万丰奥威签订战略合作协议，共同推动适航级产品的研发，与国内eVTOL主机厂合作进行适航级产品的研发也表明了公司在飞行汽车领域的高度确定性，并参与到从产品研发到实际适航性测试的整个流程中。此外，与商飞北研中心共同建设航空电动力系统创新中心，这进一步提升了其在航空电动化领域的技术研发能力以及与航空产业相关部门合作的深度。通过与众多知名企业和研究院的合作，卧龙电驱不仅可以共享研发资源，还能够紧跟飞行汽车产业发展趋势，及时对自己的高功率电驱系统进行优化改进以适合不同合作方的需求。同时，对整个行业而言，这些合作也有利于促进飞行汽车产业链的整合与发展，形成一个多方共赢的局面。

接收市场认可

卧龙电驱作为唯一一家电动力系统企业成功入选《2023中国低空经济领军企业TOP20》，这无疑是对其在飞行汽车高功率电驱系统领域能力和地位的强有力认可。体现出在众多竞争企业中，卧龙电驱在技术水平、市场占有率、发展潜力以及推动低空经济发展的贡献等方面得到了权威的认定。这种市场认可度吸引了更多的合作者，像多家飞行器制造企业会更愿意选用卧龙电驱的高功率电驱系统，因为由此可以确保其在技术先进性和可靠性方面符合飞行汽车的高标准要求。同时，这也增强了投资者对卧龙电驱的信心，在飞行汽车高功率电驱系统研发投入、成果转化等过程中会有更多的资金和资源流入，从而维持和提高卧龙电驱在这一细分领域的优势地位。

电驱系统与其他部件协同

小鹏汇天的旅航者X2采用了400V高功率风冷电驱系统。在这个飞行汽车系统中，高功率电驱系统与电池系统、飞行控制、空气动力等多个部件相互协同工作，保证飞行汽车的正常运行。通过电驱系统为飞行器提供动力，配合采用碳纤维电池壳体的400V飞行汽车电池系统，实现单包和整机的轻量化效果，使飞行汽车能在整体承载较重的电力设备（电池和电驱等）情况下保障飞行安全裕度。同时在飞行过程的每一个飞行姿态及转换动作中，如从起飞到巡航以及降落过程中，电驱系统依据飞行控制指令，在不同情况下提供合适的动力输出。并且该电驱系统最大扭矩高达200N.M，采用无刷外转子结构的电机，与高效的电控系统配合，电控系统采用均热板辅助散热技术，为电驱系统提供更大的功率输出能力，确保旅航者X2在整个飞行过程中的动力稳定和高效。这表明合理的电驱系统与其他飞行汽车系统部件协同的设计可以大幅度提升飞行器的整体性能。

创新的设计提升飞行性能

旅航者X2采用分布式动力布局，这种布局方式体现在电驱系统（电机）和电池包在物理位置上相互区隔。这样的布局创新能使得即使飞行器单一部件（如某个电池包或者电机）出现问题，其他部件依然能够正常工作，极大地提升了飞行汽车的安全性，保证可以安全降落。例如在某个电机突发故障时，其他正常电机依然能够依据电驱系统的复合逻辑继续提供飞行所需动力，维持飞行汽车的动力供应格局，避免动力的突然失衡或者完全缺失造成严重飞行事故。这种整体的设计理念在满足飞行汽车高功率电驱系统需求方面展现了一种创新和可靠性相结合的思路，有助于进一步推动飞行汽车电驱系统在实际应用场景中的安全性和稳定性设计发展趋势。

实现零部件通用性

广汽集团研发的AirJet飞行汽车搭载了自主研发的高性能电驱动系统，最为独特的是这一系统实现了飞行汽车与电动汽车之间高达70%的零部件通用性。这种通用性的实现不仅有利于降低飞行汽车的生产成本，而且在维护维修时，由于大部分零部件和电动汽车零件通用，可以借助电动汽车现有的维护体系和零部件供应链，大大降低维护难度。例如，如果某个高功率电驱系统中类似电机或者电力转换部件出现故障，维修团队可以很快地从电动汽车的售后渠道获取到相应零部件，减少维修耗时，这也是高功率电驱系统在飞行汽车应用上一种独特的创新之处，或许为飞行汽车大规模实用化奠定一定的商业基础[20]。

保障飞行性能

在性能参数方面，AirJet飞行汽车的电机扭矩密度相较于传统电动汽车提升了200%，这一提升得益于高性能电驱系统。在高扭矩密度的支持下，AirJet的最大飞行速度可达250km/h，航程里程已超过200km等优秀飞行性能指标得以实现。同时，它还支持30分钟的快速补能技术。这一技术也和其高性能电驱系统息息相关，通过对电池和电驱系统技术的协同优化，使得在较短时间内补充足够电能成为可能，满足飞行汽车这样特种交通工具在频繁使用场景下对电能快速补充的需求，进一步展示了其高功率电驱系统在保障飞行汽车性能方面起到的关键作用[20]。

大功率输出与能量持久供应的平衡

在飞行汽车所有飞行过程中，起飞、垂直起降以及一些特殊的机动飞行阶段都需要电驱系统瞬间输出大功率来提供强大动力。例如某些飞行汽车的需求达到瞬间几十千瓦甚至更高功率输出，这类似于汽车的瞬间加速性能，但对于在空中飞行的飞行器而言要求更高的瞬时功率输出可靠性。同时飞行器在空中飞行尤其是长距离巡航时，电驱系统要有稳定、持久的能量供应能力。这就要求飞行汽车的高功率电驱系统中的电机、电池以及能量管理系统等能很好地协调和平衡这种功率和能量的需求。例如目前能量密度为300Wh/kg的NCM811三元锂电池，若直接应用于飞行汽车中难以满足这种既要满足大功率又要长时间低功率持续工作的需求。因为在保证大功率输出时，电池很有可能在短时间内耗尽电量，而单纯追求长时间低功率工作电池可能不能提供足够的瞬间大功率。这种矛盾的需求在设计高功率电驱系统时是一个需要解决的重点和难点问题。

兼顾高功率密度与高能量密度

对于飞行汽车的高功率电驱系统来说，高功率密度和高能量密度是两个关键指标，但提升这两个指标不易。高功率密度通常意味着更快速的充电能力、更强的瞬间放电能力，这对电池和功率输出组件（如电机控制器）要求很高。高能量密度则更多涉及到电池的储能能力和电驱系统长时间稳定运行水平。如果要提高功率密度，传统的做法可能会降低电池的能量密度，并可能影响电池寿命；反之如果仅仅追求能量密度的提高，可能导致充放电速度很慢，电驱系统的瞬间响应能力变差，无法满足飞行汽车起飞着陆以及紧急机动等场景下对大功率的要求，难以最终契合飞行汽车高性能电驱的全方位需求。

轻量化与高强度的冲突

飞行汽车的设计需要遵循一个重要的原则便是轻量化，因为过重的车身或者组件会增加能耗，尤其对于依靠电力飞行的飞行汽车而言这会严重影响其航程等飞行性能。在高功率电驱系统中，如电机、电池包的外壳等既要能满足航空级别的安全性和强度要求又不能增加太多重量成为一个设计难点。应用传统的厚实金属材料虽然能保证足够的强度，但其重量过重不适用于飞行汽车；而使用一些新型的较轻的复合结构材料，如果在技术上没有经过充分的验证和优化，则难以确保其强度足以支撑飞行汽车在高功率驱动下的各种应力，所以需要在新型轻量化材料的研发和高强度需求之间找到合适的平衡点是研发高功率电驱系统要面临的挑战之一。

重量影响下的系统效率

高功率电驱系统自身重量还影响着系统的整体效率。过重的电驱系统会导致飞行汽车在飞行及地面行驶过程中摩擦力增加或者飞行时的负载过大从而使需要的驱动功率增加，这造成资源的浪费并且缩短飞行汽车航程。例如一个设计不合理的电驱系统如果单纯为了追求高功率输出而不顾及重量因素，会导致飞行汽车每次起飞所消耗的能量过多而无法实现更远距离的飞行目标或者无意义的增加电池的能量储备（增加了电池重量）。并且在地面行驶过程中，如果电驱系统较重会影响行驶效能和地面操控性能，所以在设计电驱系统时要进行多轮试验和优化以达到在考虑其重量同时不降低系统效率的效果。

承受功率带来的散热压力

飞行汽车的高功率电驱系统在运行时会产生大量的热量，尤其是在持续高功率输出或者重复大功率脉冲输出的情况下。例如当飞行汽车紧急起降或者进行一些高强度机动飞行操作时，电驱系统中的电机、电力电子元件以及电池都会产生很大的热量。如果不能及时有效地散热，高热环境可能对这些组件造成永久性的损坏，影响系统的可靠性。像电机温度过高可能造成电机绕组绝缘性能下降甚至烧毁电机，电池温度过高可能引发电池热失控（一系列化学反应可能导致电池爆炸或者起火等严重后果）。当前，解决这样的散热问题需要有效的热管理设计，然而在飞行汽车有限的空间里既有能够承受大功率负载又有良好散热能力的设计是有一定的技术难度的，而且这一设计还要适应飞行汽车各种飞行姿态和不同环境条件下的散热需求。

飞行安全的特殊要求

飞行汽车行业相比于普通汽车行业对安全性的要求更为严苛，特别是在空中飞行时由于任何小故障都可能引发严重的飞行事故。对于高功率电驱系统而言，首先要确保系统故障概率低。其中一个方面便是要保障电力供应的恒定与稳定，在整个飞行过程中，从起飞、巡航到降落的每一个环节，电驱系统必须稳定运行，避免电力中断或者功率突然波动。另外，如何在极端情况下（如突发的电池故障或者电机故障）确保飞行汽车依然能保持一定的动力进行安全降落或者紧急处理也极为重要。例如，设计新的冗余架构或者故障保护机制放入高功率电驱系统中就需要考虑复杂的技术合理性、成本控制以及与其他飞行系统的兼容性等多方面问题，这无疑对高功率电驱系统的设计安全性保障部分带来很多的挑战。

多重法规规范飞行组件

飞行汽车既要遵守航空领域的众多法规又要兼顾汽车领域的相关规范。航空领域对飞机的各个组件都有极其严格详细的规定，这些规定涵盖了电驱系统从设计、制造工艺、材料选用到最终飞行测试等各个方面。例如在材料可燃性、电磁兼容性、设备抗振性等很多指标都必须达到航空法规设定的标准。而这些指标对于高功率电驱系统而言并不是普通汽车电驱系统那样简单，需要针对飞行汽车的环境和特殊应用场景进行重新设计和优化。同时，如何确保电驱系统遵循不同国家航空管理部门规范（如美国FAA和欧盟EASA等航空管理部门法规）并且满足国际航空通用标准也是一项复杂的任务，因为这些法规可能在具体要求和执行细节上存在一定差异。

艰难的适航认证过程

飞行汽车想要商业化运作必须通过适航认证，高功率电驱系统作为飞行汽车的关键部件也需要在认证过程满足多项苛刻的要求。适航认证包括实验室测试、模拟飞行测试、实际飞行测试等多个环节。例如在实验室测试环节中，要对电驱系统的性能、可靠性、安全性等进行全方位测试，参数的测试范围非常广泛而且精度要求极高；模拟飞行测试则需要模拟各种正常、极端的飞行状态下电驱系统的表现；实际飞行测试更是要面对真实的飞行环境考验。整个认证过程周期较长、成本极高并且任何一次测试的失败都可能意味着需要重新设计或者改进电驱系统，这也为飞行汽车高功率电驱系统的研发增加很大难度。

碳化硅器件的优势体现

碳化硅（SiC）材料在飞行汽车高功率电驱系统的应用中有诸多天然优势。它具有高击穿电压、高开关频率以及低损耗等特性，这些特性在提高电驱系统效率方面表现明显。例如，主驱逆变器使用碳化硅MOSFET或IGBT器件时，能够在相同条件下比传统器件大幅提高逆变器的效率，同时减小其体积和重量。这种优势源于碳化硅材料的物理特性，高击穿电压使得器件能够承受更高的电压冲击从而在高功率电路使用上更为可靠，高开关频率允许其更快速地实现电能转换功能，减少电能转换过程中的能量损耗，低损耗则直接体现为电能转化率的提高。在飞行汽车这样对能量密度和功率密度要求极高的设备上，可以更有效地利用电能，减少电能在传输和转换中的浪费，对提高飞行汽车的续航能力、动力性能具有显著帮助。

多方位的功能提升

在电池管理系统（BMS）方面，碳化硅器件在飞行汽车高功率电驱系统中的应用也能起到重要作用。它可以提高电能转换效率，在电池充电和放电过程中能够有效减少能量损失。当飞行汽车的电池处于充电过程时，碳化硅器件能够更高效地将充电设备的电能转移到电池内部，避免传统充电过程中的能量损耗，从而使得电池能够以更短的时间获取更多的电量。在电池放电过程中，同样可以减少能量在电池与用电设备（如电机）之间传输的损耗，确保飞行汽车能够利用电池更多的存储能量，不仅有助于延长飞行汽车的航程，而且提升了整体能效。另外，在飞行汽车的电机控制器上碳化硅的优势依然显著。飞行汽车可能采用多旋翼或分布式电动推进系统，这类系统往往需要高效、紧凑的电机控制器，碳化硅功率器件因为能够承受更高的工作温度和功率循环，所以能够为这类电机控制器设计提供优势基础。工程师可以利用碳化硅功率器件开发出小型化、轻量化且性能可靠的电机控制器，这对于飞行汽车的整体结构设计和性能优化具有重要意义，有助于实现飞行汽车高效的动力输出和精确的飞行控制。

有助于热管理与通信等方面

碳化硅在飞行汽车的热管理方面也具有独特优势。由于碳化硅具有优异的热导率，可以用作飞行汽车电力电子设备的散热基板或热交换器材料。飞行汽车在高功率运行情况下（比如起飞、快速爬升或者高速巡航等飞行模式）电力电子设备会产生大量热量，碳化硅散热基板或者热交换器能够有效地将高温元件产生的热量迅速散发，保证整个高功率电驱系统甚至包括飞行汽车的其他电子设备在高速飞行或高温环境下能够稳定运行。此外，碳化硅基的射频功率放大器、混频器等器件具有较高的工作频率和功率容量，在飞行汽车的毫米波雷达、卫星通信以及避障导航系统中有很好的应用前景。这些高频射频器件可以提供更加精确的态势感知和远程通信能力，这对于飞行汽车在复杂的空域环境下安全飞行非常关键，能更好地满足飞行汽车在飞行过程中对周围环境感知、规避风险、与地面或其他飞行器进行准确通信等要求。

多样化的产品战略布局

卧龙电驱拥有从2kW - 30kW的小功率到200kW至1MW以上的大功率的全功率等级电驱动产品布局，涵盖了不同功率需求的飞行汽车市场。小功率产品主要应用于工业无人机及1 - 2座eVTOL，特别是可以满足小型、轻型飞行汽车或者特殊任务无人机对电驱系统功率相对较小但效率要求高的需求。中功率产品（50kW - 175kW左右）则重点服务于4座载人eVTOL，能够根据4座载人飞行汽车需要携带载人负载以及实现不同飞行模式功能下提供适度的功率供应并且确保整体飞行系统的稳定性。大功率产品则聚焦在十几座到几十座的支线飞机方向，为大型、承载能力强、飞行距离长的飞行装置提供强大稳定的高功率电动力支持，展示出卧龙电驱高功率电驱系统产品布局全面性适应多样化飞行汽车发展需求的特点。

技术研发成果的优势

在研发方面，卧龙电驱投入大量资源开发飞行汽车高功率电驱系统，并与民航局以及航科院合作建立航空相关机构，利用这些合作资源推动电驱系统在航空领域适用性和先进性的发展。其在高效率、轻量化、智能化电机设计方面取得的显著成果在飞行汽车对应的高功率电驱系统中发挥积极的作用。比如在高效率电机设计方面，有效提高了电能转换为机械能的效率，在减少总体能源需求的同时保障飞行汽车高功率需求下的动力输出；轻量化的设计减少了电机的重量从而降低飞行汽车整体重量，有助于提高飞行汽车的有效载荷和航程等飞行性能；智能化电机设计则能使电机更好地适应飞行汽车复杂的飞行工况需求，通过根据不同的飞行环境和运行条件自动调整电机运行参数（如转速、扭矩等），进一步优化飞行汽车的飞行操控性能和能源使用效率。

适应航空要求的可靠性与安全性

卧龙电驱深知飞行汽车的航空级要求，因此其高功率电驱系统设计着重在高可靠性和安全性方面下功夫。航行于空中的飞行汽车相较于普通汽车或者地面设备，一旦出现电驱系统故障风险往往是灾难性的后果，因此卧龙电驱在产品设计中采用冗余设计、可靠的航空级适航材料、优化的电路结构等多方面措施确保高功率电驱系统在各种飞行条件下稳定运行。例如在电机控制系统中设置备份控制系统以防止主控制系统故障对飞行汽车安全产生影响，并且采用能够满足航空环境抗干扰、抗恶劣气候、杭高强度振动等要求的电子元件，同时确保电驱系统整体结构符合航空飞行器关于防火、防水、防电磁干扰等一系列严格要求，在保障飞行汽车基本飞行性能的同时不断提升整体飞行安全性。

起飞与垂直起降能力增强

在飞行汽车起飞尤其是垂直起降过程中，需要电驱系统能够瞬间输出大功率来克服飞行器自身重力，确保顺利升空。高功率电驱系统正好能够满足这一需求，其电机能够在短时间内迅速提升转速达到额定高功率输出状态，产生足够的向上推力。例如一些采用多旋翼结构的飞行汽车，高速转动的旋翼依靠电机带动，高性能的电驱系统可以驱动电机快速达到设计转速，保证飞行器能够稳定地从地面垂直起飞。与低功率电驱系统相比，这可以大大缩短起飞准备时间并且在起飞重量较重或者飞行环境条件不够理想（如空气密度较低的高海拔地区）时更具优势，使得飞行汽车能够在更复杂的环境下实现垂直起降功能，从而拓展飞行汽车的应用场景范围。

加速与机动性能改善

飞行汽车在飞行过程中需要具备良好的加速性能和机动性能，以满足空中交通调配、避让障碍或者特殊任务飞行需求。高功率电驱系统在这个环节中发挥关键作用。通过强大的功率输出能力，飞行汽车的电机可以迅速提高运转速度或者改变扭矩输出方向，从而推动飞行汽车进行加速飞行或者快速做出转弯、俯冲、跃升等机动动作。这样的高性能电驱系统能够使飞行汽车更加灵活敏捷地适应不同的飞行情况。比如在参考一些可以进行空中救援任务的飞行汽车设计概念时，高性能的电驱系统可以确保飞行汽车在接到救援任务指令后迅速加速前往目的地，并且在接近目标区域时进行精准的机动操作，尽快抵达目标位置。

高速巡航能力优化

在飞行汽车进入巡航阶段后，尽管此时不需要瞬间的大功率输出，但高功率电驱系统仍有助于提升飞行汽车的巡航性能。高功率电驱系统中的能量管理系统可以更高效、稳定地为电机提供持续的电能供应，这确保电机能够在较长时间内保持一种在最佳功耗和最稳定的运行状态，降低电机工作过程中的能量损耗，使得飞行汽车可以在相对低功率消耗的情况下保持高速飞行。这在长途飞行或者跨区域飞行任务场景下非常重要。举例来说，如果两个不同电驱功率性能的飞行汽车同时从甲地飞往乙地且飞行路线等条件相同，具备高功率电驱系统的飞行汽车将会更有可能使用更少的能量且在更短的时间内到达目的地，造成这种差异的原因在于高功率电驱系统优化了整个巡航过程的能源利用效率。

电池能量高效利用

高功率电驱系统能够提升电池能量的利用效率。在飞行汽车的各个飞行阶段，从起飞、飞行到降落，高功率电驱系统可根据飞行状态动态地管理电池的输出电能，避免电池处于低效的放电区域。例如某些先进的电驱系统可以根据电池的当前电量、温度、飞行汽车的飞行姿态等多种因素实时调整电机从电池获取电量的速率和电量大小，以此来最大化电池电能转化为有用的飞行动力，降低电池能量的无谓损耗。在这个过程中，电驱系统与电池管理系统的协同运行是关键，这种协同可以减少电池在飞行过程中的过度放电现象并且确保电能的高效利用，从而延长飞行汽车基于现有电池容量下的续航能力。

减轻能源储备压力

如果飞行汽车的电驱系统效率低下则需要更大的电池储备电能来满足飞行需求，这会导致电池重量增加从而进一步减少飞行汽车的有效航程。相反，高性能的高功率电驱系统能够在保证飞行汽车基本动力和飞行性能需求的前提下，用相对较小的电池容量实现较长的飞行距离，这有助于减轻飞行汽车的能源储备压力。例如在一些轻型飞行汽车概念设计中，通过优化的高功率电驱系统设计，可以将原本因为低效电驱系统而需要巨大电池组的设计改为使用容量适中的电池，减少电池重量的同时能够为其他飞行设备和系统留出更多重量余量，最终达到提高飞行汽车航程的目的，而且还可能在电池技术没有大幅变革的情况下通过电驱系统创新提高飞行汽车的续航表现。

稳定运行减少故障风险

高功率电驱系统的稳定高性能运行是飞行汽车安全的基础保障。如果电驱系统在飞行过程中出现闪失，例如突然的功率下降或者不稳定的功率输出，这可能导致飞行汽车失去动力平衡或者无法满足飞行姿态控制需求，进而引发严重的飞行事故。一个良好的高功率电驱系统能够保证在所有飞行阶段（起飞、巡航、降落等）电机的稳定可靠运行，通过精确的控制算法、高效的电力转换和稳定的电池管理，有效避免因为电驱系统自身故障带来的飞行危险，这大大降低了飞行汽车的系统故障风险。

冗余设计应对突发状况

在应对突发状况方面，现代的高功率电驱系统可以采用冗余设计理念。部分飞行汽车的高功率电驱系统为关键组件（如电机、电力电子转换器、电池模块等）设置备份，一旦在飞行过程中某个主要组件发生故障，备份组件可以迅速投入使用，使得飞行汽车依然能够保持必要的动力和操控性能实现安全降落。这样的设计思路使得飞行汽车在面临高空中电驱系统突发故障时大大提高了生存概率和安全性，进一步体现高功率电驱系统对于飞行汽车飞行安全性和可靠性的重要意义。