永磁同步电机（PMSM）目前主导着电动汽车市场，因其具备高效率、高扭矩密度与高功率密度等优势。然而，其对稀土永磁体的依赖使制造商面临供应链制约及PMSM技术本身固有的技术局限。印度初创公司Vimag Labs宣称已成功研发出一种无线励磁电机架构，在不使用稀土永磁体的前提下实现与PMSM相当的性能表现。
该公司将该技术命名为“虚拟磁体同步电机”（VMSM），并将电机中的磁体描述为“软件定义磁体”。
创始人兼首席执行官Manish Seth向《电子工程时报》表示：“我们希望解决的问题有两个：一是彻底摆脱对永磁体的依赖；二是永磁体自身存在若干技术瓶颈。”
除降低对稀土材料的依赖外，Seth进一步指出，永磁体还会带来热管理约束——当温度超过居里点时，其磁性会显著衰减；在高速运转时产生反电动势（back EMF），当该电压接近电池供电电压时，PMSM将进入弱磁区域，此时控制器需主动削弱转子磁场以实现更高转速，此过程不仅消耗电能，还导致效率下降。
为克服上述限制，Vimag Labs曾评估开关磁阻电机、同步磁阻电机及交流感应电机，最终认定这些方案均无法达到PMSM的性能目标。Seth提到，公司创始团队与顾问团队此前在各类电机技术领域累计持有约100至200项专利，因此判断现有架构已难有突破空间。
“我们必须发明一种全新技术，并回归物理本质重新思考。”Seth强调。
重构转子设计
Vimag Labs的VMSM以铜绕组替代永磁体，并通过感应式无线能量传输方式对转子进行无线励磁，从而在转子内部形成电磁铁。与固定磁场不同，软件可实时动态调节该“虚拟磁体”的强度，即通过控制转子电流实现精准调控。此举将大量机械复杂性转移至电子系统与控制算法层面，同时力求在不依赖稀土磁材的前提下达成与PMSM相当的性能水平。
该方案基于外部励磁同步电机原理，后者已在部分量产车型（如某些宝马车型）中应用。此类电机以电励磁替代永磁体，但需借助电刷与滑环供电，易引发机械磨损、电气噪声及维护需求等问题。
Vimag Labs通过自主研发的专利感应式无线供电系统，彻底取消了电刷与滑环等物理接触部件，实现转子无接触励磁。
技术研发远非简单适配既有电机设计。由于市面上尚无商用软件可建模该新型架构，工程团队不得不自行开发专用设计与验证工具，方得以完成首台原型机制造。
“当我们首次启动样机，它真的动了起来——那一刻感受到强劲磁力，我意识到我们走对了方向。”Seth回忆道。他补充称，2021或2022年建成的初代原型虽离量产尚远，却确证了底层物理原理的可行性。
最终成品在外观上与传统PMSM高度相似，可无缝适配现有整车平台。电池电能先输送至定子，再经无线方式传递至转子；定子结构基本沿用常规设计; 转子则以铜绕组取代永磁体，通电后即构成电磁铁。
为降低产业化门槛，公司保留了传统电机制造工艺，仅将新增功能集成于控制电子系统中。
该技术整合了电磁学、无线电力传输、电机控制、功率开关电子、制造工艺及整车级标定等多学科知识。“每一项本身就是一个独立的物理学分支，”Seth指出，“研究人员往往需耗费数年专精其中一项。”
软件主导转子励磁控制
软件系统持续实时计算各工况下所需的转子励磁强度与定子电流值。
“当你爬坡时需要更大动力，”Seth解释道，“系统会动态判断：是应通过定子提升扭矩输出，还是增强转子磁体强度？”
相关运算以高于20 kHz的频率实时执行。控制系统融合逻辑算法、回归模型与机器学习技术，以预测最优组合——即转子磁场强度与定子扭矩的协同配置，从而实现最高效率运行。
目前性能测试已覆盖标准汽车行驶循环，包括全球统一轻型车测试循环（WLTC）。据Seth介绍，Vimag的VMSM在驱动循环效率方面与PMSM持平，部分场景甚至略优，且同等功率输出下可采用更小型化电机设计。
效率提升主要体现在弱磁区域以上——此区间正是传统PMSM效率损失最大的阶段。在低速工况下，Vimag Labs运用其专利控制策略，通过优化电流分配与磁饱和管理，可在相同电流输入下提升20%至30%的扭矩输出。控制器亦采用类似“最大转矩/安培比”（MTPA）原则，并持续动态调整工作点以维持最高效率。
Seth将该电机描述为一个高度复杂的多变量系统，无法完全依靠确定性方程求解。因此，公司构建了基于大量实测数据与回归分析训练而成的虚拟模型。他表示，全球范围内仅有少数企业正推进类似技术路径，其兴起主要得益于现代电子器件已具备支撑实时控制所需的算力基础。
尽管Vimag Labs为其电机硬件申请了多项专利，但控制软件始终作为核心商业机密予以严格保密。
“控制算法就是我们的大脑，”Seth强调，“我们不会申请算法专利，因为绝不能公开——它们是我们的核心资产。”
公司并未依赖高性能处理器，而是采用标准车规级电机控制微控制器，并通过软件优化大幅压缩内存占用与计算时间。在部分场景中，团队甚至以机器学习替代传统确定性计算，进一步降低算力需求。
未来，Vimag Labs计划将控制功能迁移至专用半导体芯片中。因通用电机控制器包含诸多冗余硬件模块，推高成本与电路板面积，而定制化芯片可显著提升集成度与性价比。
从实验室走向道路
该技术自2020年起持续研发，公司于2024年末正式注册成立，其汽车产品线以“Volektra”品牌对外推广。
目前原型机开发已完成，正进入量产意向电机验证阶段。Seth估计，经数百小时台架与实车测试后，该技术已达到技术就绪等级8级（TRL 8）。预计未来数月内将启动客户实车路试，为量产铺路。
公司主要面向整车厂（OEM）合作，同时与部分一级供应商开展联合开发。印度为其首批量产市场，欧洲项目已启动，美国市场谈判亦在推进中。
现阶段，Vimag Labs已开发适用于两轮车、三轮车、乘用车、客车及卡车的通用电机架构。同一硬件平台可通过软件校准、安装结构、外壳适配及变速箱集成等方式灵活匹配不同OEM需求。虽然物理尺寸通常小于传统PMSM，但常被封装于相同安装空间内以利兼容。
展望未来，Seth认为公司的长期差异化优势将愈发集中于电子与半导体技术领域。“瓶颈正从电机本体转向半导体器件。”他指出。
公司技术路线图明确规划：首先评估定制SoC方案，继而开展RTL设计、FPGA验证，最终迈向自主流片专用芯片。这一进程将有力支撑其在新能源汽车核心动力系统领域的持续创新。
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