随着电动汽车数量的日益增长,电动汽车的充电问题成为目前研究的重点,无线电能传输技术作为一种更安全的充电方式为电动汽车充电提供了新的可能。双向无线电能传输(Bidirectional Wireless Power Transfer,BD-WPT)系统可以支持电能双向流动。具有一定规模的电动汽车群可以作为分布式能源缓解电网压力。混合储能系统(Hybrid Energy Storage System,HESS)兼具高能量密度和高功率密度的优点,被用以改善电动汽车的性能。为了发挥BD-WPT系统和HESS的优势,本文对基于HESS的BD-WPT系统进行研究。本文的主要研究工作和创新点如下:(1)系统补偿结构的设计。对S-S、S-LCC、LCC-S、LCC-LCC这4种补偿结构进行数学推导,对比4种补偿网络的传输功率、传输效率和电压传输能力,最终选取了具有恒压输出特性的LCC-S型补偿结构。(2)系统充放电控制策略的设计。针对LCC-S型补偿结构,设计了基于BD-WPT系统的电池恒压、恒流充电控制策略。通过采用移相控制策略,保证系统在能量双向流动时可以实现恒压恒流模式切换。(3)系统功率分配策略的设计。针对基于HESS的BD-WPT系统设计功率分配策略。在电动汽车无线充放电过程中,通过设计HESS在6种工作模式下的功率分配策略,使超级电容承担高频功率波动,当需求功率大于蓄电池功率时,超级电容短时间内承担剩余功率,改善蓄电池的充放电工况。(4)系统传输线圈自动对准控制策略的设计。为了提高电能的传输效率,需要保证传输线圈处于对准状态。本文设计了一种传输线圈自动对准控制策略,在传输线圈偏移时,通过增大原边侧输出功率保证副边侧输出功率恒定。当电源侧电流最小时,系统的传输效率最大,传输线圈处于对准状态。因此通过实时检测电源侧电流的大小,控制电机带动发射线圈进行位置搜索,从而提高电能的传输效率。(5)建立仿真系统,并搭建实验平台,对提出的控制策略进行了仿真试验和实验验证,结果表明本文提出的研究方法和控制策略是可行的。