随着能源危机以及环境问题日趋严重,电动汽车因其环保优势成为了研究的热点。但是,目前有线充电模式有许多缺点,限制了电动汽车的推广。电动汽车无线电能传输技术因其便捷性、安全性越来越受到人们的关注。本文研制了一种基于圆形电磁耦合结构的电动汽车感应式无线电能传输系统,采用定频控制的双LCL谐振补偿拓扑结构,实现了电动汽车的较大功率的无线电能传输。目前电磁耦合结构的设计是限制电动汽车高效感应式无线电能传输能力的主要因素,本文提出一种针对圆形电磁耦合结构的优化设计方法。通过三维有限元分析软件Ansoft建立圆形电磁耦合结构仿真模型,以装置功率传输能力、线圈和磁心利用率为参照标准,对线圈中心位置、匝数和磁心长度、宽度、厚度、数量以及位置等关键性参数进行优化设计。根据优化参数搭建一个直径600 mm圆形电磁耦合结构,通过对比其仿真和实测的纵向及横向偏移特性验证优化设计正确性和有效性。基于互感模型,分析电动汽车感应式无线电能传输的电磁耦合特性,简单介绍了4种基本谐振补偿拓扑结构。等效推导了双LCL谐振补偿拓扑结构发射端与接收端的设计理论,探讨了电动汽车感应式无线电能传输系统发射端与接收端发生横向及纵向相对偏移时的工作特性。采用优化后的600 mm圆形电磁耦合结构搭建一个双LCL谐振补偿电动汽车感应式无线电能传输实验系统,对系统横向偏移(纵向距离200 mm)和纵向偏移(无横向偏移)时的工作特性进行验证。该系统在纵向距离200 mm时,最大功率传输能力为7.26 kW,同时达到最大效率点95.37%。