能源危机和环境污染问题的日益突出决定了电动汽车是今后汽车产业的发展方向。与集中式驱动电动汽车相比,轮毂电机电动汽车具有传动效率更高、动力学可控性更好的优势,是开发高性能汽车的理想平台,但由于轮毂电机电动汽车取消了传统机械差速器,转弯时的安全性和可控性成为影响其应用的关键因素,因此,有必要对轮毂电机电动汽车进行电子差速控制研究。长期以来,汽车的安全性就是伴随汽车发展的重要主题,轮毂电机电动汽车作为高性能汽车的稳定性控制也成为汽车领域的研究热点。由于轮毂电机电动汽车具有驱动车轮驱动力矩独立可调的优势,能够为直接横摆力矩控制提供更多实施方案,是研究直接横摆力矩控制的理想平台,因此,有必要对轮毂电机电动汽车的直接横摆力矩控制开展研究。本文主要研究内容如下:(1)在MATLAB/Simulink中搭建了整车八自由度模型,为确保所建模型精度,基于Carsim和MATLAB/Simulink搭建了轮毂电机电动汽车模型,并在多种工况下对八自由度整车模型进行验证,验证结果表明:所建八自由度整车模型具有较高的精度,可用于轮毂电机电动汽车稳定性控制系统中。(2)基于阿克曼转向模型计算轮毂电机电动汽车转弯时各驱动轮目标转速,建立d-q坐标系下的电机模型,并基于滑模控制设计转速环使轮毂电机实际转速能够跟随由阿克曼转向模型计算得到的目标转速。并在低速大转弯和中速正弦转向行驶工况下进行验证,仿真结果表明:本文设计的电子差速控制能够满足转弯行驶时内外侧车轮的的差速要求,有效抑制轮胎滑转,控制后汽车的操纵稳定性也得到提高。(3)基于质心侧偏角-质心侧偏角速度(dβ-β)相平面设计了稳定性判据,采用两边界直线方程划分dβ-β相平面的稳定域和不稳定域,分析了车速、路面附着系数对dβ-β相平面稳定域的影响;建立稳定域边界直线斜率和截距的map图,由二维查表的方式得到稳定域参数,将参数同质心侧偏角和质心侧偏角速度带入稳定域判别式判断汽车是否发生失稳。通过不同行驶工况对稳定性判据进行验证,仿真结果表明:基于dβ-β相平面设计的稳定判据有效,能够为直接横摆力矩控制提供依据。(4)针对质心侧偏角难以直接测量问题,设计了基于扩展卡尔曼滤波的质心侧偏角估算算法。并在不同行驶工况下对估算效果进行验证,仿真结果说明:本文所设计的基于扩展卡尔曼滤波算法的质心侧偏角估计在车辆稳定和不稳定时,均可跟随Carsim的输出值,能够满足稳定性控制系统的需求。(5)采用分层结构对轮毂电机电动汽车进行直接横摆力矩控制研究,基于线性二次型最优控制理论设计上层控制器用于决策出使汽车保持稳定行驶所需的附加横摆力矩,并以各车轮负荷率平方和最小为优化目标基于二次规划设计了下层控制器,将附加横摆力矩具体分配到各车轮上。在双移线工况下对比平均转矩分配方式的稳定性控制效果,仿真结果表明:基于线性二次规划的转矩分配方式的控制效果优于平均转矩分配方式,在满足当前横摆力矩控制前提下使得各车轮负荷率平方和最小,为轮胎力留有更大可调空间,有利于汽车稳定。