汽车在行驶过程中的安全问题日趋突出,汽车安全技术已经成为了汽车行业创新和发展的重要研究方向。近年来,随着电子、通信和控制等技术的进步,汽车主动安全技术也在飞速的发展,该技术对减少事故的发生次数和降低不可避免事故的严重程度具有着重要作用。尤其在极限工况下,汽车的运动性能和驾驶员的操纵能力都急剧下降,从而更加容易引发严重的交通事故。汽车稳定性控制是极限工况下汽车运动控制的基础与核心,其对提高汽车的运动安全性具有着重要的意义。四轮轮毂驱动电动汽车比传统汽车的集成化程度更高,驱动力矩和制动力矩都可以在车轮内直接快速的产生,并且四轮扭矩独立精确可控。凭借这几方面的优势,轮毂驱动电动汽车已经成为汽车主动安全技术的重要研究对象。对于轮毂驱动电动汽车,可以通过主动控制车轮的扭矩分配来显著改善车辆稳定性能,通常称之为扭矩矢量控制（TV）,这种方法可以在不影响纵向速度的情况下产生横摆力矩。为了提升极限工况下汽车的安全性与经济型,本文针对轮毂驱动电动汽车进行了扭矩矢量控制的研究。首先,建立了二自由度车辆动力学模型和具有较高精度的非线性轮胎模型,设计了基于非线性模型预测控制（NMPC）的上层扭矩矢量控制器,对代表着汽车理想的操纵性与稳定性的二自由度参考模型进行跟踪,下层采用了基于规则的扭矩分配策略。通过Car Sim和Matlab/Simulink对上下层进行联合仿真验证,其横摆角速度和质心侧偏角可以准确的跟踪上参考值,验证了在极限工况下基于NMPC的扭矩矢量控制系统的有效性。然后,为了提升扭矩矢量系统的实时性,对其进行适当简化,将高精度的非线性轮胎模型进行线性化处理,得到线性切换轮胎模型,并验证了线性切换模型能够满足控制需求。基于线性模型预测控制（MPC）进行了上层控制器的设计,并将其整理为二次规划问题的形式。使用基于内点法的C语言进行二次规划求解器的编写,将计算时间控制在0.07ms以下,相比于Matlab的二次规划求解工具quadprog,把计算速度提升64倍了。通过仿真验证了基于线性MPC的控制算法有效的提高车辆的操纵性和稳定性,同时能够实现快速求解。最后,为了扩大车辆稳定裕度、减小能量消耗,对于下层扭矩分配,构建了目的为降低轮胎利用率和减小电机扭矩的目标函数,并考虑电机扭矩、路面附着系数等约束条件,将优化问题推导成二次规划问题的形式。使用C语言编写的内点法对其下层扭矩分配优化问题进行求解,并结合上层基于MPC的线性切换稳定性控制器进行了上下层联合仿真,验证了扭矩矢量控制系统的有效性。搭建了硬件在环仿真试验台架,对整个扭矩矢量控制系统进行了硬件在环仿真,验证了上述方法的有效性,并且验证了其在采样时间为5ms的条件具备良好的实时性。