随着智能电网的兴起和电动汽车的普及,电动汽车无线充电技术也得到了快速的发展。本文以串联-串联补偿的电动汽车双向无线电能传输系统为研究对象,以系统传输功率与效率的协同优化为目标,提出了两种谐波功率传输策略,传输功率较低时下可提高系统传输效率;同时给出了基波功率传输与谐波功率传输平滑切换的过渡策略,可在整个负载功率范围内优化系统的传输效率。为了验证所提的基波-谐波混合功率传输策略,本文基于一台额定功率为3.7k W的双向无线电能传输系统样机,进行了传输功率与效率的实验测试,实验结果表明,在100%额定负载、25%额定负载和10%额定负载条件下传输效率均高于97%。基于基波近似法,分析了串联-串联补偿型双向无线电能传输系统的传输功率与内移相角βp、βs和外移向角δ的关系,推导了双边开关管实现零点压开通的条件。基于系统等效损耗电路模型,分析了系统传输效率η与双边激励电压比κac和外移向角δ的关系。通过三移相协同控制策略实现了系统功率调节和效率优化,验证了基波对称三移相控制策略的可行性。在基于基波对称三移相的双线无线充电系统中,当电动汽车充电初始阶段,系统传输功率较小,为保证实现软开关,需减小外移向角δ,由此将导致传输效率η降低。针对上述低传输功率时效率降低的问题,本文建立了基于三次谐波的功率传输模型,分析了双边阻抗匹配和实现软开关的条件,基于单向无线电能传输系统的三次谐波功率传输,采用了改进型的双边双侧三次谐波和双边单侧三次谐波两种谐波功率传输策略。基于双向无线电能传输系统样机,进行了基波对称三移相、双边双侧三次谐波三移相和双边单侧三次谐波三移相策略的1/9额定负载的对比实验,实验结果表明,所使用的三次谐波功率传输策略在1/9额定负载条件下可有效提高系统传输效率。为了进一步拓展谐波功率传输的功率适用范围,本文建立了基于二次谐波的功率传输模型,结合一个开关周期内双边全桥变换器的开关模态,推导了双边阻抗匹配和实现软开关的条件,提出了一种基于不对称二次谐波的功率传输策略,提高1/4额定负载条件下的系统传输效率。基于双向无线电能传输系统样机,进行了不对称二次谐波和基波对称三移相的1/4额定负载对比实验,对比实验结果表明,二次谐波功率传输策略在较轻负载条件下能够有效提高系统传输效率。针对功率传输方式从基波切换到二次或三次谐波时所存在的电流振荡问题,以全桥电路的连续两个开关周期为研究对象,分析了第二周期的输出脉冲宽度角αp、αs与基波幅值|Vpm|、|Vsm|和相位φp、φs的关系,考虑基波功率传输和谐波功率传输的平滑切换,提出了一种不对称二次谐波+基波的混合功率传输策略。基于双向无线电能传输系统样机,进行了基波对称双移相、基波对称三移相和不对称二次谐波+基波混合功率传输策略的对比实验,实验结果表明,不对称二次谐波+基波的混合功率传输策略可在全负载范围内提高系统传输效率。