实验室建设历时6个月，于2009年9月顺利竣工，通过了四方联合验收，验收合格率100%，各项指标均达到国际一流水平。建设期间，所有工作均按计划推进，无任何技术难题或资金问题导致延误，充分体现了四方协同合作的高效性。
研发工作于实验室竣工后立即启动，研发团队首先明确了核心目标：开发出功率密度≥5.0kW/kg、最高效率≥97%、峰值扭矩≥350N·m、使用寿命≥15万公里的新能源汽车电机，涵盖50kW、80kW、120kW三个功率等级，分别适配紧凑型、中型、中大型新能源汽车，核心性能指标达到国际先进水平，可完全替代进口产品。
研发过程分为三个阶段：方案设计、原型试制、性能测试与优化。方案设计阶段，研发团队基于合作车企的需求，结合飞天集团永磁体的性能参数，开展了电机拓扑结构设计、电磁方案优化、热管理系统设计、控制算法开发等工作。针对永磁体的高磁能积特性，采用了内置式永磁同步电机拓扑结构，通过有限元仿真软件进行了1000余次电磁仿真，优化了定子绕组匝数、转子磁钢排列方式、气隙长度等关键参数，使电机的功率密度较传统结构提升了20%；热管理系统采用水冷式设计，优化了冷却水道布局，使电机的散热效率提升了30%，确保电机在高负荷工况下稳定运行；控制算法方面，开发了基于模型预测控制的矢量控制策略，提高了电机的动态响应速度和控制精度，动态响应时间≤50ms。方案设计完成后，经过四方专家评审，一致认为方案技术可行、性能优越，正式进入原型试制阶段。
原型试制阶段，研发团队依托试制区的先进设备，开展了电机零部件加工和总装工作。电机的核心零部件包括定子、转子、机壳、端盖、控制器等，其中定子铁芯采用0.35mm厚的硅钢片叠压而成（叠压系数0.95），绕组采用铜漆包线（导电率≥58MS/m）；转子采用飞天集团生产的50MGOe高端稀有矿产永磁体，经过充磁、磨削等加工工艺，磁钢尺寸精度控制在±0.01mm；机壳和端盖采用铝合金压铸而成（抗拉强度≥250MPa），重量较传统铸铁机壳减轻了40%；控制器采用英飞凌IGBT模块（开关频率20kHz，导通压降≤1.2V），配备自主研发的控制电路板，集成了过流、过压、过热、过温等多重保护功能。
首批原型试制共计生产了30台样品（每个功率等级10台），试制过程中，研发团队严格把控每一个环节的质量，定子绕组绕线、转子压装、电机总装等关键工序均安排专人负责，零部件加工精度和装配精度均达到设计要求。试制完成后，30台原型样品全部进入测试区进行全面性能测试。
性能测试阶段是研发工作的关键，测试团队按照国际标准和合作车企的要求，对原型样品进行了为期3个月的严苛测试。功率性能测试中，50kW电机的实测功率密度达到5.2kW/kg，最高效率97.5%，峰值扭矩360N·m；80kW电机的实测功率密度达到5.3kW/kg，最高效率97.8%，峰值扭矩420N·m；120kW电机的实测功率密度达到5.5kW/kg，最高效率98.0%，峰值扭矩500N·m，所有核心性能指标均超过预设目标。高低温适应性测试中，样品在-40℃低温环境下可正常启动，启动时间≤3秒；在85℃高温环境下连续运行24小时，性能衰减≤3%，满足不同气候条件下的使用需求。电磁兼容性测试中，样品的辐射骚扰和传导骚扰均符合GB/T -2008标准要求，不会对车辆的其他电子设备造成干扰。耐久性测试中，样品连续运行1000小时后，性能衰减≤5%，折算使用寿命可达18万公里，超过预设的15万公里目标。
测试过程中，研发团队发现部分样品的控制器散热效率存在小幅优化空间，立即对冷却风道进行了调整，优化后控制器的最高温度降低了5℃，散热性能进一步提升。除此外，测试过程中未发现任何重大问题，所有样品的性能均稳定可靠，完全满足合作客户的技术要求。
原型样品测试通过后，研发团队根据合作车企的订单需求，启动了首批量产样品的试制工作。首批样品共计100台，其中50kW功率等级40台（适配李家成新能源公司紧凑型轿车）、80kW功率等级30台（适配龙国北方工业集团中型SUV）、120kW功率等级30台（适配另外3家合作车企的中大型新能源汽车）。量产样品的试制严格按照原型样品的技术方案和工艺要求进行，生产过程中实行“三检制”（自检、互检、交接检），每台样品都经过了100%的性能测试，确保产品质量一致性。
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