感应电能传输(Inductive Power Transfer,IPT)技术以其安全、便利等优势受到国内外的广泛关注,然而,由于电磁耦合机构的耦合系数较低,制约着系统的传输效率,成为了IPT技术发展的一大瓶颈。为增大IPT系统的传输距离,提高IPT系统的效率和传输功率,本文基于IPT系统的电路模型和电磁耦合机构的空间特性,确立电磁耦合机构的互感和耦合系数对系统效率和传输功率的影响,并针对典型的平面线圈和双面线圈展开研究。针对平面线圈,首先,本文基于圆形阿基米德螺旋线圈,不添加任何屏蔽材料,通过计算圆形线圈的自感和互感,找出影响线圈电感的关键参数;保持线圈电感参数不变,提出三种匝间距圆形线圈在不同尺寸下对偏移的变化趋势,并通过有限元分析软件,对比分析三种匝间距线圈的磁场分布特性。其次,针对不同输出功率等级的需求,通过对磁耦合线圈电感参数的设计,基于方形的平面螺旋线圈,设计一种具有中心抽头的线圈结构;该结构通过切换线圈的抽头来改变线圈的电感参数,实现多种输出功率等级的切换。针对具有兼容性的双面螺旋线圈,本文基于双面对称的螺旋线圈,对电磁耦合机构的磁路进行研究,结合仿真结果,分析线圈两个绕组的间距对线圈自感及电磁耦合机构的互感和耦合系数的影响,并研究螺旋线圈双面耦合的结构特性。本文基于双面对称线圈的结构特性提出一种改进的双面线圈,该结构不仅可以延续双面对称螺旋线圈耦合的兼容性,避免原、副边线圈对齐时的感应零点,还能提高相应的互感和耦合系数,增大系统的传输效率。此外,将改进线圈的两个面分别类比典型的平面线圈,在含有金属屏蔽的电磁机构中,对比研究改进型线圈和两种平面线圈的偏移特性。最后,针对平面线圈,绕制不同稀疏程度的圆形阿基米德螺旋线圈,验证圆形线圈匝间距仿真研究的合理性。其次,搭建IPT系统的实验平台,通过切换线圈的抽头,实现500W和1.1kW两种功率等级的切换,验证本文设计的有效性与可行性。此外,针对双面线圈,基于IPT系统的实验平台,通过绕制改进线圈与双面对称的线圈结构进行实验对比,并将改进的线圈分别和类比的平面线圈进行偏移实验,验证改进型双面线圈理论与仿真的有效性与先进性。