无线电能传输技术的运用使有线电能传输时代的各类供电问题得到了很大的改善。磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)技术作为其中最具发展前景的一种技术,常常工作于高频工况,意味着空间中存在高频电磁场。在高频电磁场中,非铁磁性金属与铁磁性材料的涡流效应与磁效应会改变系统的等效参数,影响系统性能并且造成安全隐患。目前,有关无线电能传输的工作主要集中于无金属异物的情况,并且对金属异物的检测依旧主要集中于大尺寸异物的情况,因此分析金属异物对无线电能传输系统的影响以及研究小尺寸外界金属异物的检测方法至关重要。首先,本文从电磁场理论与有限元仿真的角度分析验证涡流效应与磁效应对MCR-WPT系统参数的影响,即涡流效应使线圈等效自感及线圈间互感减小,谐振点右移;磁效应使线圈等效自感增大,谐振点左移,而其对互感的影响需要考虑异物的大小与位置。同时,本文给出了线圈间互感与收发线圈相对位置以及部分系统性能指标(输出功率、传输效率、输入电流)的关系。其次,对电磁屏蔽理论进行介绍,继而分析系统金属外壳对MCR-WPT系统空间电磁场的影响。在纵向非传能空间采用非铁磁性的铝板对几乎全部空间内的磁场都有衰减作用,而采用铝板与铁氧体的双层结构在有效屏蔽非传能空间磁场的同时,能够增大传能空间内的磁场。在侧边非传能空间采用铝板能够有效减小纵向屏蔽金属外壳的边缘效应以及侧边非传能空间的磁场,且侧边铝板的高度与宽度越大,屏蔽效果越好。对于传能空间一侧的金属外壳,采用断开式切割的方案,能够有效减小切割半径,并且在一定范围内能够增大线圈间互感。然后,分析了检测线圈对金属异物的检测灵敏度,提出了一种具有高灵敏度的双层检测线圈集。从增大频率的角度出发,在发射端采用双谐振结构,使发射电流包括用于异物检测的9次分量,而接收电流9次分量极小。通过转换电路滤除检测线圈组的感应电压中的基波分量,并且设置检测阈值,则能保证检测电压与接收电流无关,解决了收发线圈错位时金属异物检测失效的问题。此外,借助BP神经网络,利用简单的定位线圈集实现了较为精确的接收线圈定位。最后搭建了MCR-WPT系统实验平台,验证了金属异物对自感以及传输性能的影响。同时表明了双层式检测线圈集与高次谐波电流能够有效提高对小尺寸异物的检测灵敏度,而且借助BP神经网络实现了误差3mm的精确定位。