电动汽车以其绿色环保、污染排放少、能源结构多样等优点,渐渐成为各个国家汽车产业发展的定位和潮流。然而,电动汽车的有线充电方式存在着一些不足和危险。而非接触充电方式也即无线电能传输方式更安全、更方便、更灵活,弥补了以上不足,具有很大的应用前景。论文针对电动汽车领域的无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术展开研究,研制了为电动汽车动力电池充电的WPT系统和充电机,主要工作内容有:(1)建立了SS、SP和LCL-S三种补偿拓扑的互感耦合模型,得到了各个拓扑的输出电压电流源特性;以MATLAB作为分析工具,研究了负载电阻、互感耦合系数和系统工作频率三个变量的变化对SS、SP和LCL-S三种补偿拓扑的输出电压增益、系统阻抗角和电能传输效率的影响,经过比较分析后,选择LCL-S作为补偿拓扑;(2)确定了WPT系统和充电机的组成结构和各模块的拓扑结构,确定了为电动汽车动力电池充电的恒流恒压充电方式,分析了无线电能传输系统和DC/DC全桥变换器的工作阶段和软开关情况,最后使用PSIM仿真软件验证了以上分析;(3)提出了WPT系统和充电机的设计目标和总体设计方案,并根据设计目标确定了松耦合变压器原副边线圈、充电机谐振电感、隔直电容、滤波电感和滤波电容等关键元器件的参数;(4)利用Altium Designer绘制了WPT系统和充电机的原理图和相关硬件电路,具体包括全桥逆变电路、MOSFET驱动电路、保护电路、电压电流采样电路、信号调理电路、整流电路等,并给出了各电路中关键元器件的选型及依据;(5)使用TMS320F28335作为控制芯片,使用ePWM模块产生驱动信号,使用ADC模块对电流电压进行采样,使用DMA模块处理采样数据,设计了WPT系统和充电机的软件控制,包括WPT系统的双极性方式控制和充电机的移相控制。最后,搭建了WPT系统样机和充电机样机,并分析了WPT系统和充电机的软开关情况,并测试了充电机的恒流充电模式和恒压充电模式。测试表明,所设计的系统样机均实现了软开关,且充电机实现了软件设计的充电策略;当满载时,WPT系统和充电机的传输功率和电能传输效率均达到了设计要求。