电动汽车磁耦合谐振式无线充电系统（Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT）以磁共振的方式将电源的电能传送到副边侧,对动力电池进行充电,有效避免了传统有线充电方式的接口设计、场地限制等缺点,提升了充电过程的安全性。在电动汽车无线充电系统中,拓扑结构、工作频率及负载等因素对系统的传输特性均有不同程度的影响。本文为了实现系统恒压与恒流模式的控制目的,进行了电动汽车无线充电系统的变拓扑谐振结构的设计,在进行系统设计的基础上,采用仿真和实验平台完成了包括恒压恒流输出、系统能效在内的传输特性分析,主要工作如下:首先,阐述了本文所选课题的研究背景与意义,总结了电动汽车无线充电系统、拓扑结构、控制策略等方面的国内外研究现状,给出本文主要研究内容,包括变拓扑谐振结构的设计和能效分析、系统总体设计和模块设计及性能分析、系统输出特性和能效的仿真分析与实验验证。其次,对比分析了具备自然恒流恒压输出特性的谐振补偿结构,设计了以改进双LCL型补偿网络为基础的电动汽车无线充电系统变拓扑结构。运用等效电路理论建立了系统模型,推导了其传输特性公式,利用MATLAB仿真软件分析了耦合系数、频率及负载等因素对系统能效的影响。最后利用Simulink对变拓扑谐振结构进行了恒压恒流特性的仿真分析,验证了设计的合理性。然后,利用已有的无线充电系统平台,进行了变拓扑谐振结构的无线充电系统的整体和补偿开关切换模块、整流模块、DC/DC模块及耦合模块等关键模块的设计,确定了各关键模块的实现方法;并对其他模块包括软开关电路、频率跟踪电路和通讯模块进行了特性分析。最后,针对变拓扑谐振结构的电动汽车无线充电系统,设计了系统仿真与实验平台,对系统的恒流或恒压输出功能、频率跟踪功能、软开关功能、输出功率进行了仿真和实验,完成了包括系统能效在内的传输特性分析。在恒流模式下,系统输出功率快速上升,能够实现电池的快速充电;在恒压模式下,系统输出功率下降,充电电流随之降低,对电池寿命有延长作用。结果证明本文所设计的基于变拓扑结构的电动汽车无线充电系统实现了恒流与恒压模式的切换,避免了单一恒流模式造成过充和单一恒压模式造成的欠充,提升了电池使用效率和寿命。