随着政府部门大力推广新能源汽车,越来越多的用户选择购买纯电动汽车或者是油电混合汽车,对应的充电器需求也不断增加。目前市场上传统的充电桩存在位置固定、易老化磨损、维护成本高等缺点。无线能量传输技术(WPT)为新能源汽车的充电提供了一种更便捷、更安全的选择。在不同的应用场景下无线能量传输技术具有不同的设计原理,其中磁耦合谐振式凭借其穿透障碍能力强、传输距离远、传输功率大等优势十分适合应用在新能源汽车充电领域。本文首先分析了各种无线能量传输技术的原理与拓扑结构,针对不同的拓扑验证了各种补偿电路,并总结了近年来国内外对该技术的研究现状。然后通过Maxwell仿真软件对线圈进行建模,并通过特性分析和磁场分析研究了磁芯、几何形状等参数对线圈的影响。针对无线电能传输过程中的伪影问题,本文提出通过添加中继线圈的方法约束磁链通路,从而提升传输系统的鲁棒性。对相关的三线圈系统进行实验分析,实验结果符合预期。在理论分析的基础之上,本文设计了一款大功率无线能量传输系统。对该系统的主要电路和主要元器件展开介绍,其中包括功率调节电路、全桥逆变电路、驱动电路和过流保护电路等。最后,本文对搭建完成的系统进行上电测试与波形分析。测试结果表明该系统的输出电压有效值达到U_o=194V,输出电流有效值达到I_o=11.36A,输出功率达到P_o=2203.84W,传输效率达到86.88%,满足课题的设计要求。通过水平偏移测试,测试结果表明三线圈系统具有抗错位的能力。