汽车诞生至今仅百余年时间,但消耗的石油资源和造成的环境污染已经深刻地影响了人类社会发展进程,汽车电动化被广泛认为是解决交通排放和能源安全问题的重要手段。以轮毂电机为动力单元的分布式驱动电动汽车,凭借简化的底盘结构、快速的扭矩响应以及准确的控制执行优势,被誉为汽车底盘未来发展的“终极形态”。得益于轮毂电机的独立控制机制,转矩在四轮间的自由分配赋予了汽车性能优化“软调节”的发挥空间,如何更加有效地控制轮胎力分布并优化电驱动系统能量流动,实现更安全、更节能的高性能底盘控制已经成为研究热点。本文以分布式驱动电动汽车为研究对象,重点关注了轮毂电机转矩分配方式对车辆动力学性能和整车能量效率的耦合影响,研究了如何利用转矩分配实现底盘性能的多目标协同优化,全文主要内容如下:（1）为综合提高车辆在直线行驶工况下的动力性、制动性和经济性表现,分析了电池系统与电机系统的功率流关系,针对前后轴转矩分配问题提出了全新的“能量-附着”联合优化指标函数,融合了车辆附着利用率优化目标与电驱动系统能耗优化目标,解决了当前以节能为目标的转矩分配方法必须实时准确获取路面附着系数的困难。为了保证控制策略的实时性,推导了用车辆结构参数和电机效率参数表征的优化问题全局最优解析表达式,设计了在线优化与离线修正相结合的转矩优化分配策略。仿真结果表明,该策略在WLTP工况下能够获得与能量最优转矩分配策略相近的经济性表现,同时有效提高了车辆动力性并保证了制动安全。（2）针对转矩矢量控制时左右轮毂电机工作负荷不均导致的能耗增加问题,提出了一种协调直接横摆力矩控制作用与转向特性改善需求的转矩分配控制策略,采用分层控制架构实现了转向工况下底盘系统能量效率与转向特性的协同优化。考虑到电机容量限制,采用模型预测控制算法设计了包含执行约束的转向运动上层控制器,优化目标中融入了运动跟踪精度和直接横摆力矩幅值的综合指标,将优化问题转化为二次规划问题在线求解;下层控制器在目标横摆力矩和总纵向力矩需求的约束下,将轮胎负荷率和电驱动系统能耗作为优化目标,根据极小值原理推导了全局最优的四轮转矩分配方法。在Carsim-Simulink联合仿真环境下验证了算法的有效性,研究了不同控制策略对车辆操纵稳定性和电驱动系统能耗的影响规律。（3）为了获取转矩分配控制所必须的纵向车速信息,提出了一种基于运动学信息融合的多工况自适应纵向车速估计方法。通过设计基于线性Kalman滤波的过程噪声和量测噪声自适应算法,补偿了工况变化对传感器信息采集的不利干扰,同时避免了先验噪声统计特性的获取困难;结合衰减记忆滤波器与强迫残差序列保持正交的强跟踪滤波器,有效兼顾了车速估计算法对常规工况下最优估计和极限工况下稳定滤波的双重需求。在Carsim-Simulink联合仿真环境下验证了算法的有效性,并在自主开发的处理器在环试验系统中验证了算法在实际嵌入式微控制器中运行的实时性。（4）通过研究现代汽车电子控制系统V模式开发流程,分析了基于模型的设计方法在汽车控制软件开发领域应用的必要性和显著优势。介绍了基于量产电动汽车底盘平台打造的新一代分布式驱动底盘系统设计方案与整车网络通信架构,确定了整车控制软件的协同开发方案、功能需求与系统集成规范。设计了整车控制架构和相应控制功能,在Simulink环境下以模块化方式开发了应用层控制软件。根据V模式要求,对所开发软件的关键功能进行了测试和实车道路测试,验证了所开发控制软件的有效性。