安全、节能和环保是当今汽车工业重要的发展方向和热点研究领域。随着汽车生产量和保有量的激增，对交通、资源和环境造成了巨大压力。近年来，迫于资源和环境的压力，电动汽车成为全球汽车工业发展的热点。在不同形式的电动汽车中，轮毂电机电动汽车以其结构简洁、传动效率高而成为富有发展前景的一种车型，同时，轮毂电机电动汽车各轮的驱/制动相对独立可控，相对传统汽车具有更多的可控自由度，因而成为现代研究汽车控制技术、探索车辆最优动力学性能和燃油经济性能的理想载体。以往的研究中，对于汽车制动过程的研究大多是基于线性化模型，然而车辆的各个子系统的非线性特性较强，同时部分子系统之间还存在强耦合现象。随着汽车控制领域的发展，不断提高的控制要求使得传统的线性化模型难以继续有效替代汽车的非线性系统。面对汽车系统的非线性和强耦合特性，寻求控制精度高、处理速度快的控制方法成为了现代汽车控制领域急需解决的问题。以轮毂电机电动汽车为对象，探索了再生制动中能够有效保证车辆稳定性、提高控制精度和再生制动能量回收率的控制方法。在仿真模型的建立、各个子系统非线性特性分析、基于电机效率图的电动汽车再生制动控制算法的改进和控制器的设计以及仿真平台的开发等方面开展研究，主要内容如下：根据轮毂电机电动汽车结构特点，针对再生制动过程，经过理论分析，得到了用于研究制动稳定性和能量回收效率的子系统数学模型，根据不同的控制目标建立了相对应的子系统和整车模型。通过所建模型和电机特性试验结果，对再生制动过程各个子系统非线性行为和耦合特性进行分析，并在此基础上得出车辆稳定性控制机理和控制条件。针对电动汽车这样的快速非线性系统，对传统的模型预测控制算法进行改进，在保证控制安全性、提高再生制动效率的前提下，提高了算法的运算效率。针对电动汽车再生制动过程，设计了基于改进的非线性模型预测控制算法的控制器，在不同的制动工况下，通过仿真和分析，确立了不同控制目标下权重的最优区间，验证了算法的合理性和可行性。