随着工业4.0和中国制造2025的到来,以电动汽车为代表的新能源汽车在中国汽车市场的销量逐年增高。轮毂电机驱动汽车相比传统集中式驱动电动汽车具有转矩独立控制,响应速度快的特点,因此在横摆稳定性控制方面具有极大优势。本文依托国家重点研发项目“高性能轮毂电机及模块化总成集成关键技术与应用”（SQ2021YFB2500007）,以轮毂电机驱动汽车为研究对象,以提高车辆的横摆稳定性为研究目标,对车辆动力学建模、状态估计与预测、稳定状态判断以及直接横摆力矩的计算和分配等关键技术进行了深入研究。本文主要研究工作如下:（1）轮毂电机驱动汽车动力学分析与建模。首先,对车身和车轮运动组成的七自由度模型、轮胎模型、驾驶员模型和轮毂电机模型进行建模,并基于动力性指标对轮毂电机的转矩和功率进行匹配;然后利用Car Sim建立轮毂电机驱动汽车的仿真模型;最后,对所建立的车辆动力学模型进行仿真分析,结果表明:车辆动力学模型在线性区具有较高的精度,可为后文的预稳定控制策略提供理论基础。（2）车辆稳定性分析及状态估计、预测方法研究。首先,对车辆稳定性原理以及横摆运动控制方法进行深入分析;然后,基于线性二自由度模型和路面附着限制得到理想状态参数,并对前轴和后轴的等效侧偏刚度进行辨识和校核;其次,基于简化后的非线性二自由度模型和扩展卡尔曼滤波算法对车辆质心侧偏角进行估计;最后,提出一种基于线性模型与数据趋势的车辆状态预测方法,对车辆未来周期的状态进行预测,并在不同附着系数的路面上进行仿真,结果表明:所提出的预测方法具有较高的准确性。（3）基于预稳定判断的车辆分层控制策略研究。首先,提出一种稳定性判断方法:根据车辆状态预测的结果,利用稳定阈值判断车辆未来周期的稳定性;然后,基于LQR设计上层控制器,根据当前周期的车辆状态与理想状态作为输入计算出附加横摆力矩,并根据质心侧偏角对Q矩阵的权重系数进行调节,在正弦和阶跃转角输入工况下对上层控制器与预稳定判断方法进行仿真验证,结果表明:预稳定判断方法有效地使车辆提前介入稳定性控制,上层控制器改善了车辆的横摆稳定性;最后,基于以轮胎负荷率平方之和最小为优化目标的二次规划算法设计下层控制器,对轮毂电机的驱动/制动力矩进行了最优分配,并在正弦迟滞和双移线工况下进行仿真验证,结果表明:相比于平均转矩分配方法,最优转矩分配方法可以增大车辆的稳定裕度,提高车辆的稳定性。（4）预稳定控制驾驶员在环实验验证。利用d SPACE、Micro Auto Box和罗技G27驾驶模拟器搭建驾驶员在环实时仿真平台,并在阶跃和正弦转角输入工况下进行实验验证,结果表明:所设计的预稳定分层控制策略,可使车辆提前介入稳定性控制,提高了车辆的稳定性。