共振磁耦合无线电能传输技术近几年广泛应用于手机、无人机、机器人、电动汽车等场合的电能补充。金属异物的存在不仅会影响系统的传输效率，降低传输功率，若长时间得不到清理，甚至引发火灾造成安全事故。本文研究金属异物检测这一课题，提出了一种基于相位差测量的主动式无线电能传输系统金属异物检测方案，并通过理论分析，仿真与实验验证了本文提出方案的可行性。
　　本文对目前主流的检测方案进行归类总结并进行优缺点分析，将现有的外加检测线圈的检测方案与无外加线圈的检测方案进行对比，阐述了传统的被动式检测方案存在的无法进行掉电检测的缺陷。
　　对磁耦合无线电能传输系统的传输特性的分析，绘制了传统无线电能传输系统的传输效率曲线、传输功率曲线等，建立了金属异物与检测线圈的耦合等效模型，分析了金属异物对检测线圈回路参数的影响。在此基础上，提出了无检测失灵风险的基于相位测量的金属异物检测方案，分析了影响检测精度的因素。
　　为了对理论分析结果进行验证，本文搭建了有限元仿真模型，仿真分析了金属异物的存在对无线电能传输系统的影响，同时对金属异物检测方案进行整体设计，分析不同类型金属异物对检测线圈回路参数的影响，验证了检测线圈的可行性。设计全新的相位差测量电路，在电路仿真软件中验证了波形转换电路的精确性与可行性。
　　本文对样机的发射线圈与接收线圈耦合机构以及高频逆变器进行设计，搭建无线电能传输样机，测试搭建的无线电能传输系统的传输特性。实验对比测试了有无金属异物以及金属异物位于不同位置的情况下，无线电能系统传输效率与传输功率的变化情况。
　　在搭建的金属异物实验样机的上对金属异物检测功能进行实验验证，实验表明，对不同类型的不同位置的金属异物，所提出的金属异物检测方案能够正确的完成检测。当一元硬币放置于检测线圈表面时，检测改变量达到-5.17，而表面不存在金属异物的线圈对应检测量不变。与传统金属异物检测方案对比，本文所提出的金属异物方案不仅避免了掉电检测难与检测失灵的问题，而且还有更高的检测精度，更准确的检测结果。