电磁感应式的动态无线供电技术,可实现电动汽车在路段充电的功能,可大幅减少车载电池成本并延长续驶里程。动态无线供电技术的重点是耦合机构的设计,耦合机构决定了系统功率等级、抗偏移能力、传输距离等无线供电的核心参数。现有动态无线供电多为小功率实验样机,其结构在转化为大功率样机中存在功率密度不足、磁饱和等问题。在功率密度和传输距离上占优的目前为交错磁极型结构。交错磁极型耦合机构中,双极型耦合机构具有结构简单和控制稳定的优点。动态无线供电系统尤其是轿车的小尺寸底盘下,交错磁极型耦合机构最主要问题是功率波动大,对系统稳定性与安全性影响也较大。针对以上问题,本文旨在提出一种适用于电动汽车动态无线供电系统耦合机构的设计方法,在此基础上设计一套应用于乘用车的大功率无线供电系统并对系统所固有的波动性问题提出解决方案。具体工作如下:首先,进行多重线圈接收端结构的分析与参数计算。以此为基础,进行以并联多线圈结构为主的波动系数一般项的推导。并从波动系数、用线量、损耗、尺寸等方面对耦合机构拓扑优选的需求与限制条件进行综合比较。其选优结果对耦合机构接收端设计具有指导意义。根据系统的实际需求,从磁耦合机构角度进行设计。通过对耦合机构的线圈、磁芯结构和拓扑的设计与优化,有效抑制了功率波动。提高了系统安全性与稳定性,降低了系统成本。其次,针对轿车动态无线供电系统的特点,提出普遍适用的系统结构与磁耦合机构设计方法。解决了现有设计方法中设计流程不明确,电路、磁路一体化仿真较困难,仿真及计算迭代步数多,磁耦合机构设计评估参数不明确等问题。可有效提升磁耦合机构设计效率,并对中小功率和静态无线电能传输系统设计有参考意义。随后,给出设计实例,依照系统高离地间隙、高功率密度、低行进波动等需求,进行系统设计与磁耦合机构设计。围绕大功率应用下的电压应力、损耗等问题开展研究,提高了系统的实用性。最终,搭建了纯电动轿车动态无线供电系统。在功率试验平台上,实现了30kHz下,20 kW的动态无线供电,磁耦合机构效率91%,验证了设计方案科学性。功率波动系数降至0.14,验证了三线圈并联结构的有效性。