电子设备的广泛应用使得无线电能传输技术在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,然而现有的单发射机单接收机无线充电方式应用场景有限,无法满足人们的实际需求。由于接收机位置的随机变化,实际运行过程中存在线圈偏移错位的问题,错位超过一定范围,传输效率迅速下降。因此,为了获得更广泛充电范围及更灵活的无线电能传输系统,本课题研究了多发射机无线电能传输系统的能量波束形成及发射阵列的优化设计,提出了一种具有接收设备位置偏移下高鲁棒性、高传输效率的无线电能传输系统设计方案。本论文的主要研究内容有:（1）对单发射单接收系统应用互感理论建模,通过有限元多物理仿真软件,对工作频率、传输距离、径向偏移距离、角度偏转进行分析,研究对系统传输特性的影响;研究耦合线圈结构的互感、谐振电容、耦合系数、品质因数等因素,进而对耦合线圈的形状、结构、匝数、半径进行设计优化。（2）类比于无线通信领域中MIMO波束形成技术,使得多发射机通过构造组合磁场聚焦到目标接收位置,从而提升系统的传输效率。推导出了波束形成方法中对发射机电流调整的规律,即发射机的电流与互感成正比;讨论了应用波束形成方法下的多发射机系统优于单发射机系统的边界条件。（3）针对发射机间的内耦合对系统传输性能的影响,根据发射机间的重叠程度与相互解耦的关系,对发射机的位置进行优化调整以尽可能地降低内耦合,提高系统的功率因数,减少无功功率的消耗,使得系统更安全、稳定、高效。（4）针对传输线圈在实际工作中存在的损耗发热进而引起系统温度变化的问题,首先由线圈发热损耗入手,并结合线圈传输性能优化线圈参数;然后由传热学角度入手讨论线圈工作过程中的温度分布,进而扩展到多发射源系统的耦合结构的发热问题。本文通过理论建模与实验验证,论证了多发射线圈系统应用波束形成法的优越性,从内耦合和阵列温度场的角度对发射线圈阵列进行优化,为多发射线圈系统的进一步研究提供了可行性研究。