无线能量传输技术的提出,使得用电设备摆脱了电线的束缚,解决了用电设备移动灵活性差、接触产生电火花等问题,在恶劣环境下可保证工作的安全性与可靠性。目前国内无线能量传输技术的研究多针对于空气中的能量传输,对于水下环境无线充电的研究还比较缺乏。水下设备供电采用湿插拔连接,长期操作接口处会产生磨损造成漏电的隐患。因此,将无线能量传输技术应用到水下设备的供电,通过非接触式的能量传输,可以有效避免以上问题。本文主要针对水下应用无线能量传输系统关键技术进行研究。首先,针对海水介质导电特性的不同,从电磁波水下传输特性研究入手,提出适用于水下无线能量传输系统的工作频率范围;基于该工作频段设计一套面向水下应用的无线能量传输系统;建立松耦合变压器互感模型,考虑海水因素影响,提出一种适用于海水环境的无线能量传输系统建模方法,分析改进后的模型与原始模型之间性能的差异。其次,针对谐振补偿网络传输特性研究,提出一种不同目标下谐振补偿网络结构参数调节方法,针对四种谐振补偿网络传输特性对比分析所优选出的PSSS和PSSP结构完成系统参数整合设计,为系统实现大功率、高效率且稳定的工作特性奠定设计基础;针对传统分析方法过程复杂且不具有通用性的问题,提出一种适于广义补偿的松耦合变压器双口网络统一建模方法,针对单边补偿和双边补偿网络结构建立统一的输出功率模型与传输效率模型,在保证计算精度的基础上简化分析过程。再次,针对系统发生频率分叉、负载突变及负载阻抗不匹配对系统稳定性的影响,提出一种分级参数调整的系统稳定性优化设计方法,从系统频率稳定性、输出电压稳定性及负载匹配三个方面加以优化,使系统在满足稳定性的前提下,实现输出功率最大化以及传输效率最优的工作性能。接下来,根据系统性能指标设计一套完整的无线能量传输系统,完成系统主电路各部分的设计;综合考虑影响松耦合变压器的各种因素,提出一种多参数影响下的电磁场仿真分析方法,综合分析磁芯、线圈、气隙间距、周围介质及外部电路参数对磁场分布的影响,进而优化松耦合变压器设计;通过电路仿真验证系统设计的合理性及负载变化对不同谐振补偿系统的影响。最后,搭建适用于水下应用的无线能量传输系统试验平台。在空气介质中对系统功能实现、轴向偏移情况下系统适用性、松耦合变压器优化性能以及外电路参数对系统性能影响等方面加以验证。完成系统应用于空气、淡水及海水三种不同介质的传输性能测试,验证所设计的系统在一定气隙间距或水平偏移的情况下,仍可实现较高的传输效率,对于水下环境干扰(如海流)或位置姿态控制偏差等对无线能量传输所带来的影响具有适用性。