电动汽车作为一种新型可再生能源汽车因其具有清洁、污染的优势而逐渐走进人们的生活。而电动汽车电池的充电问题成为限制其发展的主要技术瓶颈。如今，电动汽车主要采用传统有线充电方式，然而其充电不灵活、不方便等因素正在对电动汽车充电技术提出更高的要求。而无线充电技术作为一种新兴充电技术，具有安全、灵活和高效的优点。但是其在充电效率、稳定性上仍需进一步研究。
　　针对无线充电技术在充电效率和传输稳定性上存在的不足之处，论文一方面对无线充电系统的磁耦合机构进行优化设计来提高传输耦合系数，进而提高传输效率；另一方面采用变频控制的方法对无线充电系统进行跟踪控制以提高系统传输条件改变时的充电稳定性。
　　首先，将无线电能传输系统等效为含有互感原件的二端口网络，并从系统输入阻抗的角度推导了谐振状态下原副边的补偿电容值，确定了主拓扑结构；从数学角度分析了频率分裂产生的机理以及系统等效负载、耦合系数对传输特性的影响。
　　接着，借助于有限元软件ANSOFT对DD线圈的磁芯结构进行了优化设计。首先推导了DD磁耦合机构的耦合系数的表达式，并对耦合系数进行分析和优化。进而根据耦合系数分析结果对4种不同形状的磁芯结构进行了仿真以验证优化效果。提出以条形磁芯结构代替平板磁芯结构来减小磁芯重量，并进行了仿真。最后对比了圆角方形线圈和DD线圈耦合系数与线圈形状系数的关系。
　　随后，针对无线充电过程中功率传输特性曲线随传输状态而随时改变的问题，提出粒子群频率跟踪控制方式，并与扰动法进行了对比仿真，结果显示粒子群算法的各项指标均优于扰动法，当耦合系数突变时可以准确的跟踪到系统最优工作点。
　　最后，搭建了实验平台并进行实验。首先进行磁耦合机构优化实验，实验表明本文的优化磁耦合机构在保留DD线圈抗偏移性优势的基础上提高了系统传输效率；其次进行了频率控制实验，实验结果表明通过本文所提出的方法可以使得系统在传输状态改变后快速的寻找到新的最优工作点。