随着电动汽车越来越普及,其换电的方式一度成为研究的热点。现今绝大多数电动汽车充电都是通过输电线传输能量,这种有线充电方式并不适用于一些特殊场合,因而电动汽车无线电能传输WPT（Wireless Power Transfer）技术应运而生,其中要数磁耦合谐振式的电动汽车无线充电系统研究较为热门。然而WPT技术起步不久,虽然其具有安全、方便的优点,但就实际的工业产品应用来说,系统传输效率还有待进一步研究。磁耦合谐振式电动无线充电系统容易受到外界的干扰,导致系统的传输效率低下的原因很多,其中一方面作为能量传输关键部件磁耦合线圈,它的设计是重中之中;另一方面因其的谐振工作原理,如何保证系统总是处在谐振状态,这两个方面都是涉及系统能否高效率传输能量的重点所在;重点之所在,必为研究之热点,为此,本文主要以上述两个方面为基础展开了有关方面的研究:首先,当WPT系统正常工作时,谐振状态下为了提高WPT系统传输的效率,选择先对WPT系统进行简化的电路建模。得到系统传输效率的表达式,从数学角度分析了提高系统传输效率的目标在于提高磁耦合线圈的耦合系数。借助有限元分析软件Ansys中的Maxwell磁场分析软件分析磁耦合线圈的一些主要参数对系统能效的影响,进而总结磁场耦合式的耦合机构的优化设计的思路。其次,结合上述优化思路,再通过有限元分析软件Ansys Maxwell对磁耦合线圈结构进行优化设计。设计了一种新型的组合型抗偏移的线圈结构,其兼顾了抗纵向和横向偏移的优点;并联合Simplorer软件,仿真并验证了线圈设计满足系统传输效率的要求,可供日后电动汽车无线充电线圈设计参考。然后,考虑电动汽车无线充电系统总是工作在高频下,作为无线充电系统能量发生端的发射线圈电感发生微弱变化时,无线充电系统谐振频率发生变化,系统处在非谐振状态下,从而会降低系统的传输效率。为了提高系统的传输效率,实时保证系统特别是能量发射端的线圈工作在谐振状态是非常有必要的,进而选择在Matlab/Simulink电路分析软件中搭建了频率跟踪器,并进行了仿真验证。最后论文设计了一种电动汽车无线充电系统,给出系统的设计指标,对主要的电路参数进行计算和设计。为了更加真实模拟电动汽车无线充电系统,在Simplorer中搭建了电动汽车无线充电系统仿真模型,并结合Maxwell中设计和计算的线圈模型和Matlab/Simulink频率稳定控制电路进行了联合仿真,进一步验证线圈设计的合理性与频率跟踪器的实用性。