自动导引车（Automatic Guided Vehicles,AGV）的使用极大地提高了物流快递、港口码头等行业的工作效率。将感应电能传输（Inductive Power Transfer,IPT）技术应用于AGV充电系统中,可解决传统接触式充电接头处存在机械故障、老化、电火花等问题,为AGV提供一种摆脱插座、实现无人化运行的便捷充电方式,提高AGV系统的运转效率。通常情况下,安装于AGV上的拾取线圈与地面发射线圈距离较近,耦合系数高。在这样的条件下,要满足AGV充电时的“低压大电流”需求,IPT系统常常工作在一个发射线圈和接收线圈电流不平衡的状态,存在线圈损耗高、系统效率低的问题。此外,在低压大电流运行下,负载的意外开路或者短路时会引起过电压或过电流,可能严重损坏AGV及其供电系统。为此,本文提出将Z阻抗网络引入IPT系统谐振补偿电路中,利用Z阻抗网络的升降压增益特性与抗开路/短路特性,提高AGV感应电能传输系统的充电效率与充电安全性。本文首先基于Z阻抗网络的二端口混合参数模型,建立了Z阻抗网络在不同参数下的两种理想变压器等效模型,推导并分析了等效模型参数与实际Z阻抗网络参数的对应关系。基于Z阻抗网络的等效模型提出了Z-S、S-Z、LCL-Z三种IPT系统补偿拓扑,并分析对比了三种拓扑的输入输出特性和开短路能力。其次,采用一阶近似法推导了S-Z补偿拓扑等效负载电阻、输入电压、传输效率和传输功率的关系。在相同输出电流条件下,对比分析了S-Z、LCL-LCL和S-S三种恒流输出拓扑的传输效率、补偿网络无源器件容量与传输功率的关系,对比了三种拓扑的损耗分布情况,分析了S-Z补偿拓扑的优点。最后,提出了利用S-Z拓扑实现低压大电流的IPT系统设计方法和控制策略。结合电路和电磁仿真结果,设计并搭建了480W的AGV感应充电实验平台,传输效率最高可达90.08%。传输效率对比实验表明,S-Z拓扑传输效率优于LCL-LCL拓扑,特别在系统轻载时,传输效率可比LCL-LCL补偿拓扑高13%。同时,在实验中模拟了系统负载开路与短路工况,验证了S-Z拓扑抵抗开短路的能力。