近年来,无线电能传输(Wireless Power Transfer-WPT)技术成为国内外研究热点,并逐渐在军事、医疗、智能家居和汽车等行业得到推广和应用。其中磁场耦合无线电能传输(Magnetic Coupled Wireless Power Transfer,MC-WPT)技术具有传输距离远,效率高,对周围环境辐射小等特点,其为电动汽车提供了一种新的充电方式。在电动汽车MC-WPT系统实际应用中,当汽车停驻到充电位置时,由于驾驶员人为操作具有不确定性,因此存在车辆底盘内的拾取端和地面电能发射端发生偏移的情况,这会降低系统的输出功率和效率,延长充电时间并且增加损耗,情况严重时甚至会使系统无法正常工作。故需要提升耦合机构的抗偏移能力,保证系统在原副边发生偏移时仍具有稳定的传输性能。针对上述问题,本文旨在对MC-WPT系统的磁耦合机构进行设计,提升耦合机构抗偏移性能和效率。为减小系统发生偏移时拾取端负载变化对原边的影响,本文选用SS型补偿网络,并对系统进行建模,分析互感、耦合系数、品质因数对系统功率和效率的影响。对常用耦合线圈结构进行比较,由此确定圆-圆形线圈结构,并探究线圈半径与互感及耦合系数之间的关系。为提升抗偏移性能,提出多发射线圈结构,并基于上述规律以提升耦合机构效率为目标给出线圈参数设计方法。为减小耦合机构用线量,并提高发射线圈和接收线圈之间的耦合系数,选用凹凸型和L型混和磁芯结构,基于磁芯尺寸对耦合系数和抗偏移能力的影响规律,以减小系统重量和成本,提升耦合系数为目标,给出磁芯尺寸设计方法。最后以实际项目中3.3KW电动汽车无线充电系统为例,根据线圈和磁芯设计方法得到线圈及磁芯参数,基于COMSOL仿真平台建立多发射线圈耦合机构仿真模型,对系统传输和抗偏移性能进行验证,并与传统耦合机构进行对比分析。随后绕制多发射线圈耦合机构实物,测试两种耦合机构的传输性能。实验结果表明,本文提出的多发射线圈耦合机构在线圈外径相同且磁芯体积减小48%的情况下,系统抗偏移距离提升了50mm,且在偏移210mm时,耦合机构效率提升了25.36%。