随着新能源技术的不断发展,传统燃油汽车逐渐被绿色经济的新能源电动汽车所替代。为了解决电动汽车有线充电模式安全性、可靠性、灵活性较低及环境适应性差等缺点,电动汽车动态无线电能传输(Dynamic Wireless Power Transfer,DWPT)技术应运而生,该技术不仅可以大大提高电动汽车续航能力,而且有效避免了车载电池技术限制的问题,具有广阔的市场应用前景。由于电动汽车DWPT系统复杂的动态特性影响及行驶路线的不确定性,导致电动汽车在行驶过程中系统耦合机构相对位置发生不同程度的偏移,从而影响系统传输性能。针对上述问题,本文就电动汽车动态无线电能传输系统展开研究。首先,本文对动态无线电能传输技术原理及关键性问题进行分析。针对谐振补偿网络对系统传输性能的影响,重点对比分析了基于SS型及SP型谐振补偿网络的无线电能传输系统在不同负载阻值及耦合系数时的传输特性,并基于上述分析建立了TS型无线电能传输系统数学模型。为进一步提高系统抗偏移性能,从传输功率、效率及ZVS软开关等方面对谐振补偿网络参数进行优化设计,使系统在耦合系数波动时保持较高的传输性能。其次,分析了耦合线圈结构等参数对系统耦合性能的影响,并以提高耦合性能及增强抗偏移能力为目的对耦合机构进行优化。通过ANSYS软件建立磁场仿真模型,研究了初级线圈链铺设间距、电流相位及次级线圈横向宽度对空间磁场的影响。同时,为了减小系统磁泄露程度,对不同磁芯结构进行了分析,并结合实际应用要求提出一种组合型磁芯结构,仿真结果表明该磁芯结构不仅有效实现了磁屏蔽功能,而且提高了系统耦合能力。再次,基于上述分析设计了小功率动态无线电能传输系统,详细分析了系统各模块功能,重点根据系统实际运行需求对各模块硬件电路进行设计及相关器件的选型,搭建了小功率系统实验平台。同时针对系统发生偏移时输出功率的波动问题,基于所设计的系统提出了一种基于人工神经网络的抗偏移控制策略,当系统发生偏移时通过控制次级侧DC/DC变换器占空比实现对输出电流的调控,从而实现对输出功率的平稳控制。最后,为了验证所设计系统参数优化的正确性及所提出控制策略的有效性,利用Matlab/Simulink搭建了仿真模型。分析了系统在发生偏移时的传输特性,并通过所搭建的实验平台进行实验验证,证明了本文理论分析及仿真结果的正确性。