针对现有的飞轮用无刷直流电机气隙磁密均匀性差、刚度低、功耗高等缺陷,提出一种双圈磁钢结构无刷直流电机方案,并基于现有磁悬浮飞轮结构进行了电机总体结构设计,通过等效面电流法与数值分析法分别对其气隙磁密进行了数学建模与磁场仿真分析,二者分析结果相对误差基本低于5%,验证了双圈磁钢结构无刷直流电机方案设计的合理性。采用有限元软件对双圈磁钢无刷直流电机与传统两种单圈磁钢电机方案进行对比分析,其结果表明,双圈磁钢方案的等效气隙磁密分别提高了57.1%和27.9%,径向气隙磁密最大值分别提高了61%和37.5%,且磁密均匀性明显提高,该结构为无刷直流电机性能的提升提供了新的方案支持。