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近年来,基于传统集中式驱动燃油车结构改造的电动汽车取得了巨大的进步。但是,这种只改变动力源,继承传统燃油车底盘结构和动力传输形式的改进,只能有限地改善整车性能。相比之下,四轮独立驱动轮毂电动汽车(下称轮毂电动汽车)采用线控系统,将驱动和制动系统集成在车轮内,从根本上改变了汽车的结构和控制。轮毂电动汽车作为一种全新的汽车形态,容易实现四轮驱动力矩和制动力矩的独立控制,在节能控制和主动安全方面具有独特优势。论文围绕优化轮毂电动汽车的转矩分配,在保证制动效能和制动稳定性的前提下,开展了轮毂电动汽车的节能与ABS的协调控制策略的研究工作,主要内容如下:(1)四轮独立驱动轮毂电动汽车的建模与仿真基于深圳大学四轮独立驱动轮毂电动汽车硬件平台,分析轮毂电动汽车的动力学原理以及各重要组成部分的工作原理,应用Matlab/Simulink和Car Sim软件搭建了四轮驱动轮毂电动汽车模型,其中包括整车动力学模型、驾驶员模型、电机模型、车载动力电池模型和电磁制动器模型。仿真时,采用Car Sim中基准车作为对比项,选取典型的汽车试验工况进行仿真试验,包括纵向的ECE速度跟踪仿真试验和纵横向耦合的双移线工况试验,完成轮毂电动汽车的动力学建模和人-车-路闭环控制系统的验证。(2)基于分层式控制框架的轮毂电动汽车节能控制策略研究依据轮毂电动汽车节能控制策略的总体结构,提出了包含参考车速输入层、运动跟踪控制层、转矩优化分配层、执行器执行层和状态观测层的分层式轮毂电动汽车节能控制结构框架。以转矩优化分配层为核心,针对驱动和制动分别建立了轮毂电动汽车能耗目标函数,考虑了ECE法规、电机最大转矩、再生制动时电池充电状态,建立了相关约束的等式和不等式,采用遗传算法和有限循环插值法对前后轴驱动和制动分配系数分别进行了寻优求解,并基于汽车实际运行工况中的影响因素,对电池SOC和车速这两个参数制定了相应的修正策略。仿真验证时,选取三种不同制动强度工况,典型循环工况NEDC和UDDS,以传统转矩分配策略作为对比进行仿真试验,完成轮毂电动汽车基于分层式控制框架的节能控制策略的有效性验证。(3)基于最佳滑移率的ABS控制策略研究分析了液压式ABS的组成和工作原理,从结构、控制目标和控制方法三个维度对比了传统液压式ABS和电磁机械式ABS。根据电磁机械式ABS的结构,结合路面类型在线识别,以最佳滑移率为控制目标,搭建了基于1/4车辆动力学模型的ABS滑模控制系统。仿真时,分别在高、低附着路面和对接路面条件下,比较了滑模控制器和PID控制器在ABS上应用的性能,以及基于最佳滑移率控制和基于固定滑移率控制的ABS制动性能。(4)再生制动与ABS的协调控制策略设计结合轮毂电动汽车的再生制动控制策略和ABS控制策略,以分层式控制结构为基础,并将采用滑模控制器的ABS植入整车制动模型,以制动强度、制动滑移率规划的再生制动转矩和电机最大再生制动转矩的最小值作为实际再生制动转矩值,设计了紧急制动工况下电磁制动器耦合再生制动的ABS的协调控制策略,并分别在高附着路面和低附着路面条件下进行了仿真验证。