随着能源危机和环境问题愈发严重,电动汽车作为一种环保清洁的交通工具正日益普及。目前电动汽车大都采用传统的有线插头充电方式,这种方式存在接触不可靠、充电头笨重、插拔繁琐和易产生充电火花等安全性问题,而采用无线充电的方式能很好的解决现有有线充电方式的上述不足。电动汽车无线充电是指在不通过导线进行直接电接触的情况下,将电能以无线形式进行充电的技术。感应耦合电能传输(Inductively Coupled Power Transfer,ICPT)技术作为无线电能传输技术的一种,由于其工作频率低、电磁辐射低且易屏蔽、大功率传输更易实现等优点,目前在电动汽车无线充电系统中应用最广。电动汽车无线充电系统工作时会产生磁场耦合区域,当金属异物进入该区域后会造成系统电气参数的变化,影响充电系统的正常工作;同时,金属异物自身温度的上升还可能带来严重的安全隐患。现有的金属异物检测技术主要存在受无线充电系统工作状态影响较大、检测精度较低、抗干扰性较差等问题,因此,本文旨在研究一种新型金属异物检测技术。论文主要研究工作如下:首先,论文从电动汽车无线充电系统基本原理出发,对系统的整流滤波电路、高频逆变电路、谐振补偿电路等基本电路结构和电磁耦合机构理论基础进行研究,建立并分析了电动汽车无线充电系统数学模型。接着,研究了金属异物影响线圈的基本原理,仿真并分析了不同位置、尺寸与材质的金属异物对电磁耦合机构的影响,研究了金属异物对电磁耦合机构的影响特性,为金属异物检测的提出奠定了理论基础。然后,在前文理论研究的基础上,结合金属异物检测系统的设计需求和指标,提出一种外加检测线圈式金属异物检测方法,并基于外加线圈检测机理提出一种评判检测线圈性能的参考依据。以提高检测灵敏性和准确性为目标,对检测线圈的线径、线间距、匝数等参数进行优化,设计并优化了一种带谐振电容的检测电路,介绍了平衡线圈与差分电路的设计方法,提出了改进型无盲区检测线圈结构。最后,对系统逆变电路及其驱动电路、原副边谐振电路、耦合机构和检测电路等进行硬件设计和器件选型,并搭建系统整体仿真模型和实验验证平台,仿真和实验结果均表明当系统存在金属异物时,可以通过检测系统的输出信号判断金属异物的存在,验证本文所提外加线圈式金属异物检测技术的可行性。该论文有图72幅,表8个,参考文献75篇。