随着电子科技的日益进步,便携式电子设备俨然成为日常生活中不可或缺的一部分,制约其推广和发展的电池充能和成本问题已逐渐显现。磁耦合谐振式无线能量传输（Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT）技术作为一种新型电能传输技术,与其他无线能量传输技术相比在传输距离、传输功率以及传输安全性等方面有着明显优势,因此在便携式电子设备、植入式医疗等领域有着广泛应用。目前,国内外关于MCR-WPT系统中收发线圈阵列的探讨,学者广泛关注了二维阵列的优化设计,而对于三维结构及其传能控制的研究少见公开报道。为了改善智能家居中无线充电系统的抗偏移特性,针对“抽屉型”立体空间无线传能应用场景,文章提出了一种空间立体型多发射端MCR-WPT系统。该系统主要由能量发射单元（底面、侧面和背面线圈阵列）、传能控制单元以及受电端三部分构成,能够实现受电端位于传能区域不同位置时电能的高功效积传输。首先,归纳近年来国内外对于WPT技术的研究现状,通过电路理论推导并分析了四种基本拓扑结构的能量传输效率表达式,选取SS型结构作为后续系统的基本电路拓扑。以功效积指标为优化目标,在有限元仿真软件中建立双线圈MCR-WPT系统仿真模型,采用控制变量法优化设计了谐振线圈（线圈阵元）结构参数。研究结果表明,文章设计的双线圈MCR-WPT系统的传输功效积达到了7.71。其次,在前述研究结果基础上,当受电端在传能区域内不同空间位置分布时,考虑无线能量传输的特性,分别建立三组线圈阵列仿真模型,采用改变多发射线圈间距以及叠加补偿线圈的方法,探索了线圈阵列结构参数对空间立体型多发射端MCR-WPT系统功效积的影响,进而完成了该系统的结构设计。结合线圈阵列中各线圈阵元电流分布情况,基于K-Means聚类算法,归纳出单发射、双发射和三发射三种传能模态,设计了系统的传能控制策略,以保证受电端获得稳定功率。最后,搭建空间立体型多发射端MCR-WPT系统实验平台,开展受电端处于特定空间位置的传能实验,验证了所设计传能控制策略的有效性,当受电端分别平行底面、侧面和背面线圈阵列时,系统功效积均高于0.84。进一步开展受电端在空间位置随机切换的传能实验,验证了传能控制策略可自适应受电端的空间位置变化,且系统功效积在三种发射模态下分别高于4.36、1.73和0.84,受电端获得的功率均高于4.57W。实验结果表明,文章提出的MCR-WPT系统实现了“抽屉型”立体空间内多自由度无线能量传输。