目前主流的纯电动汽车以电机集中驱动方式为主,随着新能源汽车技术的发展,出现了多种高效的驱动构型,以轮毂电机为动力的直驱式电动汽车具有稳定安全、经济高效等优点,成为国内外学者关注的重点研究领域。可控的电驱动/电制动力能够获得丰富的动力学特性,但同时对多电机协调与整车性能带来挑战,本文针对电动汽车实际行驶环境复杂多变、功率需求变化频繁的问题,提出了面向整车能效最优的轮毂直驱电动汽车驱动力分配方法,主要研究内容围绕以下工作开展。针对研发的一款集中驱动式微型电动汽车,匹配轮毂电机机械特性,通过机械结构与传动系统改装,搭建基于快速原型控制系统架构的轮毂直驱电动汽车样车。分析轮毂直驱电动汽车的机电耦合与动力传动路径,提出采用多领域软件AMESim与Simulink联合仿真的计算平台,基于轮毂电机台架试验获取电机MAP图和控制规律,并建立电机的Simulink模型及驾驶员闭环模型。同时,通过实车道路测试验证了联合仿真模型的有效性。依据驾驶员不同的功率(速度)需求,利用电机的效率工作点可调可控性,提出基于庞特里亚金最小原理(PMP)的轮毂直驱电动汽车驱动力优化方法,构建能量优化的目标函数及轮毂电机转速转矩约束条件,建立了电动汽车驱动力优化设计流程。考虑汽车在城市道路行驶具有频繁加减速的特点,选择典型的FTP和NEDC工况并基于联合仿真平台进行测试评价,结果表明,与传统的驱动力平均分配方法相比,前者工况下其全局能耗减少了约10.8%,在后者城市工况下整车的能耗也对应减少了约8.3%。考虑到轮毂直驱电动汽车实际运行中的动力学稳定问题,对基于PMP算法进行能量优化后的车辆系统通过横摆稳定控制进行二次驱动力分配,提出一种适用于多目标优化的轮毂直驱电动汽车驱动力分配方法,并设计了对应的分层控制系统:上层为基于PMP算法的能量最优驱动力分配,中间层为基于横摆稳定控制的驱动力矩修正,下层为轮毂驱动电机转矩控制。结合联合仿真平台进行模型在环仿真分析,结果表明所提出的分层控制方法能够有效追踪目标横摆力矩,使车辆保持稳定,同时达到整车能耗最佳。轮毂直驱电动汽车的驱动系统需要多个驱动控制器与整车控制器协同工作,因此,基于NI板卡架构,提出了融合超性能FPGA板卡(运行驱动电机模型)、实时系统、模拟单元等的多控制器系统硬件在环(Hardware-in-the-Loop,HiL)仿真测试平台,建立了轮毂直驱电动汽车整车的实时仿真模型,通过标定多个控制器参数以及多次循环工况测试,对所提出的优化算法和分层控制方法的有效性。HiL测试结果表明控制算法可靠、多控制器协调工作,FTP典型工况下实际运行的能耗降低了9.07%,与仿真结果基本一致。与此同时,稳定运行后的控制系统移植到电动汽车样车并进行道路测试,能耗优化效果明显,进一步证明了本文提出的优化方法能够有效改善电动汽车经济性,同时保证汽车行驶的稳定性。