随着社会对能源和环境问题关注度的增加,消耗大量化石能源的内燃机汽车将逐渐被电动汽车和混合动力汽车代替。应用于电动汽车的无线充电系统凭借安全性、充电过程自动化、维护成本低、消耗土地面积少的优点,正在得到越来越多的关注。本论文介绍了一种新型的基于矩阵变换器的电动汽车用双向无线充电系统设计,其优点在于:（1）使用直接式矩阵变换器,能实现一步式AC-AC转换,避免了不可靠和体积大的直流电容器,提高了系统的效率和可靠性;（2）矩阵变换器使用三相接口与电网连接,在开关的低伏安应力下增加了功率传输;（3）通过电流空间矢量调制来实现电网功率因数校正的能力;（4）灵活的双向功率流动控制。主要研究内容如下:1.介绍电动汽车无线充电技术的研究背景,总结了电动汽车无线充电系统的技术分类、商用设备、设计标准等研究现状。并从线圈耦合、电路、控制技术的多个角度介绍了无线充电系统已有的设计思路和优化方式。2.介绍无线充电系统的基本原理和线圈等效电路模型。分析了各种补偿网络的特点和应用范围,最后选择双LCC补偿作为补偿网络。然后,对双LCC补偿型电动汽车无线充电系统进行建模,基于基波等效模型推导了双LCC型补偿网络应用于双有源无线充电系统和单有源无线充电系统的功率关系、元件应力和效率的表达式。3.介绍直接式矩阵变换器的特点和控制技术,首先总结了矩阵变换器的分类,选择三相-单相直接式矩阵变换器作为研究对象。其次,确定MOSFET共源极串联式双向开关作为功率器件的实现方案,采用电流型四步换流法和RC钳位电路进行安全换流。进一步介绍了交-交型电流空间矢量调制策略的实现原理,选择其作为矩阵变换器控制策略。最后,分别在MATLAB/SIMULINK软件和实验平台中对交-交型电流空间矢量调制策略进行了验证。4.围绕基于直接式矩阵变换器的电动汽车无线充电系统,设计了双向无线充电的协调控制策略。为了抑制电网侧谐波、减少滤波元件体积,设计了主动阻尼谐波抑制策略。然后,在SIMULINK对1.8k W的仿真模型进行了验证。同时,在实验中,首先介绍了系统的软硬件设计,包括主电路参数选取流程、四步换流方案;最后给出了实验硬件平台的照片和搭建方法;实验采用圆形电磁耦合装置进行了小功率的双向无线充电实验,实验证实系统能实现单位功率因素并网、有功无功功率控制、双向功率传输和变换器传递无功电流为零的设计要求。