随着电动汽车的广泛应用，其动力电池作为一种分布式储能系统拥有与电网交互的巨大潜力。双向无线电能传输技术在车载动力电池和电网之间建立双向流动的能量传输通道，不仅为电动汽车提供了高效便捷的新型充电方式，还可以将电池能量回馈给电网，通过有序的充放电实现削峰填谷以提高电网质量。本文以实现能量在电动汽车和电网之间双向流动为目标，设计了磁耦合式无线电能传输系统的电路结构和功率控制策略。主要研究内容如下：
　　分析了双向无线电能传输系统的整体结构。通过ANSYSMaxwell有限元仿真软件完成磁耦合主线圈的参数设计和结构优化。介绍系统处于充电或并网模式时各部分电路的工作状态，对系统中的双边LCC谐振补偿电路、移相调压电路、整流电路以及并网逆变电路的工作原理进行详尽分析，并根据系统技术指标计算关键元件参数和开关器件选型。
　　建立了双向无线电能传输系统的近似线性空间状态方程。根据双向无线电能传输系统高阶非线性的特点，采用广义状态空间平均法(GSSA)建立其近似线性化的整体模型，进一步完成小信号建模得到能量传递函数。此外，对系统中存在的各个功率变换环节进行损耗分析，建立整体损耗模型。
　　设计了系统的能量输出侧逆变器移相控制策略。针对系统在充电模式和并网模式下工作特性的不同，制定不同的控制策略以提高控制精度。充电模式下，将初级侧直流链路输出功率和正弦化的主线圈电流作为被控量，设计能量输出侧双闭环功率控制器；并网模式下，为满足高质量并网的要求，将拾取侧直流电压作为被控量，设计能量输出侧移相调压控制器。
　　最后通过MATLAB和PLECS仿真软件建立联合仿真模型并搭建实验样机，对双向无线电能传输系统进行测试分析。观测系统工作在充电模式或者并网模式时，各个能量变换环节的电压电流波形以及功率传输曲线。仿真与实验结果验证了所设计双向无线电能传输系统结构的可行性和移相控制策略的可靠性。