随着电子设备移动端无线充电技术的发展,电动汽车的无线充电逐渐成为可能。电动汽车无线充电系统由发射器、接收器、电源盒和车载控制器等组成,日常使用中,车辆碾压可能导致发射器线圈及内芯的破坏;而线圈工作产生的热量聚集可能影响发射器的工作效率、稳定性及使用寿命。本研究旨在提出纯电动汽车小功率无线充电发射器的设计方法,进而开发综合性能最优的无线充电发射器。本文主要研究内容如下:1)发射器设计。以现有2.0kW无线充电内芯和线圈及原始发射器为基础,通过结构设计及材料优选对电动汽车无线充电发射器进行初始设计,为下一阶段的研究奠定模型基础。2)发射器碾压仿真及轻量化设计。使用刚柔耦合分析方法建立车辆单轮碾压发射器的仿真模型,评估发射器的抗碾压性能。采用拓扑优化方法开展发射器的轻量化设计,以此为基础完成样机制作并开展实车碾压实验。研究表明:初始发射器抗压性能提升明显且符合强度设计要求,然而材料利用率整体较低;轻量化后发射器质量较初始发射器降低了42.5%;实车碾压实验结果显示:仿真与试验测试结果相似度高,无线充电发射器设计符合设计要求。3)发射器温度场数值分析与散热优化。使用CFD数值分析的方法,评估太阳辐射对发射器温度场的影响并根据评估结果对发射器进行温度场数值分析;在发射器外框层增加散热孔,研究自然散热与强制散热状态下,不同尺寸散热孔的散热效果。研究表明:太阳辐射对发射器温度场影响较大,新设计发射器相较于企业初代发射器散热效果有所提升,但提升不明显;增加散热孔后自然散热状态下发射器外表面平均温度和表面最高温度下降明显,以长80mm散热孔为例,发射器外表面平均温度降低了 11.8K,最高温度降低了21.5K,散热效果提升明显;强制散热状态下发射器散热效果优异,后期可为第二代发射器散热设计提供一定的参考。4)基于遗传算法的多目标优化。以带有散热孔的发射器模型为基础,基于Matlab遗传算法工具箱建立散热性能、抗碾压性能和轻量化的多目标函数,对带有散热孔的发射器进行多目标结构优化,获得一种综合性能较优的发射器。将优化后的模型进行车辆碾压仿真分析以及散热特性数值分析,评估基于遗传算法建立的多目标函数优化发射器结构的可靠性与合理性,研究表明:最终多目标优化后的发射器的抗碾压性能有所提高且总质量再降低7.43%,同时满足了抗碾压、散热性能要求。