根据发射线圈结构的不同,动态无线供电(Dynamic Wireless Power Supply,DWPS)系统的原边导轨可分为长线圈型、阵列线圈型与双极型。其中,双极型具有侧移能力强、功率密度高、占用路面空间小、漏磁小、电磁兼容性好等优点,更适合在电动汽车领域大规模应用。目前,双极型原边导轨动态无线供电系统的关键问题主要有:耦合系数零点补偿问题、系统谐振状态控制问题、系统控制策略快速响应问题、系统能量输出稳定性问题及效率提升控制问题等。本文针对上述关键问题进行研究,主要包括以下几个方面的内容:在使用双极型原边导轨的动态无线供电系统中,传统的单相接收端存在能量传输不连续、传输功率及效率低等问题。文中提出了相位等分型两相及多相接收端结构,通过在接收端中增加一相至多相接收线圈,补偿了传统单相接收端的耦合盲区,提升了传输功率及效率。此外,针对耦合机构磁芯用量大、成本高的问题,提出了Π型原边导轨以及框架型接收端磁芯结构,大幅减少了接收端磁芯用量。同时,给出了两相至多相接收端结构设计方法以及优化流程,得到了一定气隙情况下原边导轨及接收端线圈的最优结构尺寸。在接收端线圈沿原边导轨移动过程中原副边线圈自感、互感大幅度波动。随电动汽车运行状态的不同,其消耗功率也会大范围变化,导致系统谐振频率与原边等效负载随之波动。文中提出了基于切换控制理论的谐振状态跟踪及原边恒流输出控制算法,通过系统状态反馈,建立系统状态空间与切换平面。通过调节系统切换平面在状态空间中的位置与斜率控制原边逆变电路开关器件的通断,保证原边逆变器输出电压与电流相位相同,同时通过调节输出电压的等效占空比调节输出电流。提出的控制方法实现了原边系统谐振状态实时跟踪,提升了系统效率与原边输出功率因数,同时实现了原边线圈电流稳定。由于接收端线圈与发射端线圈耦合程度与负载不断变化,导致系统接收端输出电压与电流不稳定。文中提出了分布式效率最优电流比阻抗匹配策略,通过添加两组辅助测量线圈,利用两组接收端与原边线圈的相对位置信息,根据预先设置的与相对位置相关联的两相接收端输出电流比公式计算出每一相输出电流,在实现总输出电流恒定的前提下实现了系统效率的提升。同时,为了适应线圈互感及负载的大范围变化,提出了两相接收端级联型阻抗匹配电路,实现了0~+∞范围内的阻抗匹配。最后,搭建了双极型动态无线供电系统实验平台,首先对比了提出的两相接收端与传统的单相接收端传输功率与效率,验证了提出的两相接收端耦合机构的功率与效率提升效果;其次,设计了原边控制电路,验证了系统谐振状态跟踪及原边恒流输出算法的有效性;最后,验证了提出的分布式效率优化电流比控制策略对系统效率的提升以及接收端恒流输出性能。