动态无线供电（Dynamic wireless charging,DWC）技术以非接触的方式实现了电动汽车行驶过程中的实时能量补给,为电动汽车摆脱续航里程不足、车载电池成本高、停车充电频繁等瓶颈问题提供了一个根本的解决途径。动态无线供电系统中,磁耦合机构作为能量传输的核心部件,是决定系统传输性能以及经济性、安全性和可靠性的关键。纵向磁通导轨型（Longitudinal flux stretched track,LFST）磁耦合机构凭借传输距离远、发射端宽度窄和功率密度高等优点,具有极好的应用前景。然而,车辆行驶过程中,发射、接收线圈之间互感的变化使得这类结构的输出电压存在较大的波动,影响了能量的稳定传输。本文以LFST磁耦合机构为研究对象,围绕车辆行驶过程中的输出电压波动问题,从数学模型建立、互感计算方法、输出电压波动产生机理和输出电压波动抑制方法四个方面展开研究。为了明晰磁耦合机构结构参数与动态无线供电系统输出电压波动特性和传输性能之间的解析关系,对反映磁耦合机构结构参数和互感间解析关系的数学计算模型建模方法展开研究。从单相LFST磁耦合机构出发,揭示了发射线圈在接收平面产生的磁场分布规律,给出了磁场的解析表达式。计算了互感磁链,建立了不同磁耦合机构结构参数下的互感计算模型。该模型通过提出的互感结构参数计算函数来构建结构参数与互感之间的解析关系,物理概念清晰,建模思路明确,可以为磁耦合机构的输出电压波动特性分析、互感计算和结构参数设计提供理论基础。以三相双极型结构为例,将该数学模型建模方法推广至多相LFST磁耦合机构当中。搭建动态无线供电实验平台,验证了建立的互感计算模型的正确性。为了进一步解决互感计算过程中存在的仿真工作量大、计算时间长等问题,对LFST磁耦合机构的互感快速计算方法展开研究。首先,提出单相LFST磁耦合机构中互感的快速计算方法。该方法使用各互感结构参数计算函数的乘积来求解互感,在计算过程中可以通过改变各计算函数的取值来替代有限元仿真过程中的参数化扫描,进而提高计算速度。将提出的计算方法推广至多相LFST磁耦合机构当中,并给出了多相结构中互感结构参数计算函数的修正方法。对比该方法与有限元计算方法在分析输出电压波动特性时的互感计算速度,结果表明该方法可以在保证和有限元同等精度的前提下,将计算时间由几百小时降低为几分钟。基于结构参数计算函数,给出了磁耦合机构结构设计过程中各参数的设计准则。搭建样机进行实验,结果表明互感计算结果与测量结果的最大误差为1.56%,证明了该计算方法的可行性与准确性。基于提出的互感计算模型,研究了单相LFST磁耦合机构的输出电压波动产生机理及其波动特性,指出磁场垂直分量Bz沿行车方向的余弦分布特性是导致输出电压波动的根本原因。推导了三相LFST磁耦合机构中行波磁场的解析表达式,提出了基于磁场分解的输出电压波动分析方法,将发射线圈产生的行波磁场分为基波分量和谐波分量展开分析,指出5次及5次以上的谐波行波磁场是导致输出电压波动的根本原因。在影响因素方面,分析了磁耦合机构结构参数对输出电压波动特性的影响,指出传输距离与极距的比值是决定三相蜿蜒型结构波动特性的核心因素;而发射端导轨磁芯会对三相双极型结构的输出电压波动特性产生较大影响。提出了基于行波电动势的输出电压的计算方法,对比了三相双极型结构与蜿蜒型结构的输出电压波动特性,结果表明双极型结构在相对传输距离较小时具有更低的输出电压波动率。通过无线供电系统实验平台,验证了理论分析的正确性。为了解决单相LFST磁耦合机构的输出电压波动问题,提出了一种低输出波动率的混合绕组接收端结构。该结构由整距接收绕组和混距接收绕组构成,相比于传统的双重DD型接收端,可以在相同的输出功率和输出电压波动率下,将总长度降低20%,并解决接收绕组间的相间耦合问题。为了解决三相LFST磁耦合机构的输出电压波动问题,分析了三相结构中输出电压波动的抑制机理,指出消除发射线圈产生的谐波磁场和消除谐波磁场在接收线圈中产生的感应电势是抑制输出电压波动的两种基本机理。在此基础上,从消除谐波行波磁场的角度提出了基于相对传输距离优化、分布发射线圈和短距发射线圈3种具体的输出电压波动抑制方法,分别阐述了各方法的工作原理、适用结构和设计准则。从消除谐波感应电势的角度提出了基于分布接收线圈和短距接收线圈的输出电压波动抑制方法,给出了各方法的设计准则和适用领域。搭建实验平台,验证了各方法的可行性与有效性。本文的研究为动态无线供电系统中输出电压波动问题的分析提供了数学模型、计算方法和机理揭示,为输出电压波动抑制方法的设计奠定了理论基础。本文提出的互感计算方法和输出电压计算方法还可以为磁耦合机构结构参数的设计和优化提供理论指导。