电动车无线充电技术解决了传导式充电技术存在的接口磨损与老化、易受环境影响以及漏电与触电隐患等问题，具备安全可靠、供电灵活以及环境适应性强特点。受限于电动车动力电池组的容量与成本，采用大功率无线充电方式缩短充电时间解决了里程焦虑问题并且提高了用户体验度。然而，由于功率器件容量和成本的限制，传统的单传能通道无线充电系统难以满足大功率能量传输需求。虽然采用多组磁耦合机构串联或并联构成多传能通道降低了器件的电压应力和电流应力，但是此方式存在空间利用率较低、线圈之间交叉耦合影响系统性能、多传能通道中补偿拓扑频率稳定性较差以及系统级电路拓扑与控制方法研究较为薄弱问题。
　　为解决上述问题，本文研究了多传能通道无线充电系统中涉及的若干关键技术，从而实现高灵活性且可靠性的大功率无线能量传输。从传输通道角度出发，研究集成多传能通道的高性能磁耦合机构；从频率稳定性角度出发，研究用于多传能通道中补偿拓扑稳频控制的动态调谐方法；从系统设计角度出发，研究多传能通道无线充电系统电路拓扑与控制方法。
　　针对传统磁耦合机构提升输出功率时存在的问题，在特定发射端和接收端的尺寸约束下,提出具备多传能通道的正交叠层式磁集成耦合机构。分析影响磁耦合机构传输功率的关键因素，采用磁集成技术与正交解耦法构造磁集成交叠线圈，通过磁路理论与互感模型分析其工作机理与结构特性。采用不同构型的磁集成交叠线圈构造多种类型正交叠层式磁集成耦合机构，并且分析其耦合性能和电气特性。同时，提出基于互感辨识与机械辅助定位的自动化位置对准方法，为提升抗偏移性能提供一种可行方案。仿真和实验结果均表明正交叠层式磁集成耦合机构提升了系统输出功率并且降低器件的电压应力和电流应力。
　　由于参数漂移和配谐误差的存在，补偿拓扑失谐状态导致多传能通道的工作特性不一致、系统效率和输出功率降低以及系统工作异常问题。因此，提出基于软开关可控电容的动态调谐方法，实现多传能通道中补偿拓扑稳频控制。分析LCC-S补偿拓扑的稳频控制必要性以及现有调谐方法存在的问题。从电路拓扑角度出发，提出基于对称结构的软开关可控电容，分析其工作机理以及等效电容值调节方法。从控制方法角度出发，提出基于零相位差搜索的动态调谐方法，以零相位差作为频率稳定性判据，并且采用变步长扰动观测法搜零相位差实现调谐状态判定。仿真和实验结果均表明所提方法解决了补偿拓扑中参数波动导致的系统性能降低问题，并且具备无源元件用量较少以及控制方法较为简单的特点。
　　以正交叠层式磁集成耦合机构中多传能通道作为能量传输载体，采用基于软开关可控电容的动态调谐方法实现多传能通道中补偿拓扑稳频控制，据此提出了面向输入串联输出串联（Input Series and Output Series,ISOS）的多传能通道无线充电系统电路拓扑与控制方法，解决了单传能通道无线充电系统中器件电压应力较大、故障容错性较差、功率扩展性较弱以及充电电流/电压波动与非最优效率运行问题。针对现有可控整流电路输入阻抗中虚部降低系统效率和输出功率问题，提出同相控制型可控整流电路实现阻性输入阻抗以及接收端结构简化，并且分析其工作机理。为满足动力电池组的实际充电需求，提出恒流和恒压充电以及系统效率提升用协同充电控制方法。分析系统故障容错方法，实现故障状态下系统降额运行。从功率损耗与谐振电流配比角度出发，研究用于器件选型和散热设计的降损方法。仿真和实验结果表明了ISOS无线充电系统实现了面向多传能通道的恒压和恒流充电，提高了系统效率和容错性能。
　　为拓展无线充电系统的多场合适用性，以无控制级双边通信且简化接收端结构为切入点，提出基于原边反馈控制的无线充电系统，从而改善复杂电磁环境中恒流和恒压充电的稳定性与可靠性。基于原边电气参数建立充电电流，电压和互感值的辨识模型，并且采用原边控制器实现基于参数辨识的恒流和恒压充电。采用正交变换法得到与充电电流和电压辨识值相关的互感值以及相位角的正弦和余弦值。采用递归最小二乘滤波器降低采样误差和测量干扰对参数辨识值精度的影响。搭建实验平台验证了所提方法降低了系统对无线通信的依赖程度，简化了接收端结构。