磁共振耦合无线电能传输技术在电动汽车、手机的无线充电和引信的无线装定等领域应用广泛,相比传统有线传输方式更加安全、便捷,前景可观。目前关于无线电能传输技术的研究主要是能量传输通道周围无外界物体干扰的系统,针对金属环境影响下的磁共振耦合无线电能传输技术研究较少,有必要开展金属环境影响下的磁共振耦合无线电能传输特性及优化方面研究,为工程应用提供理论参考。在能量传输过程中,金属物体在交变磁场影响下表面产生电涡流,对系统线圈自身参数及传输性能造成干扰。针对该问题引入电阻修正参数,建立了金属管影响下的线圈阻抗等效参数修正模型。建立了金属板影响下的线圈涡流损耗模型。综合考虑非相邻线圈交叉耦合效应,建立了金属环境影响下的双线圈、单中继和双中继模型,推导出系统传输功率、效率表达式。采用Maxwell和Simplorer电磁仿真软件建立了金属环境影响下的单线圈和双线圈系统仿真模型,揭示了不同尺寸、形状和相对位置铝、铜和钢金属介质对线圈自身参数和系统传输性能影响规律,发现了现有模型不能准确描述非铁磁性金属介质对线圈电阻参数影响规律,阐明了非铁磁性金属介质影响下的线圈电阻参数非线性变化趋势,电阻参数变化量与间隙相关且存在变化趋势分界点。铝管、铜管与线圈间隙变化趋势分界点为15 mm左右;铝板、铜板与线圈间隙变化趋势分界点为25 mm左右。实验验证了数值拟合给出的铝管影响下修正电阻参数参考计算公式的准确性。实验研究了不同尺寸结构铝、钢金属介质对系统传输性能的影响规律,不同尺寸结构金属介质影响下系统传输性能均有不同程度衰减,铁磁性金属介质相比非铁磁性金属介质对系统传输性能影响更强,系统传输性能参数衰减更多,实验与仿真结论一致。采用理论分析和实验相结合的方法,优化了不同形状接收线圈半径和匝数,实验证明空气中传输效率提升20%左右。提出了多种磁性材料优化方案,经仿真与实验验证各优化方案有效。金属环境影响下的综合优化方案经实验验证传输效率提升10%左右。