1. 本课题研究的目的及意义

能源短缺一直是全球面临的最重要的问题，作为不可持续能源的石油更是世界各国最关心的问题。对于我国而言，到2025年，石油缺口将达到在4亿吨左右，而石油的产量想要大幅增长己不可能，石油进口将成为主要方式，届时我国的石油进口量将超过4亿吨。我国是石油消耗大国，而汽车又是消耗石油资源的首要工业产品，机动车的石油消耗量己经占到我国石油消耗总量的60%^[1]。

据报道，1993年，我国的石油除了自给还会有部分出口，但是从1993年起，我国已经变成石油的净进口国。据记载2000年时，我国的机动车消耗石油已达到了6560万吨，约占据全国总石油消费量的1 /3。而到2020年时，我国石油消耗量将达4.3亿吨一6.1亿吨，在这个巨大的数字中，国内可提供量仅占约1.8亿吨~2亿吨，缺口高达到2.5亿吨~4.1亿吨。我国的石油对外依存程度也从1995年的7.6%急剧地增加到了2000年的31%。据此态势增长下去，到2020年有可能到达60^[2]。 随着工业及科技的发展，汽车逐渐成为生活必需品，而传统的汽车在消耗大量石油的同时，各种问题也随之而来，包括:石油储备、空气污染、温室效应、城市交通等等^[3]。汽车消耗掉石油产量的一半以上，尾气污染达到了空气污染的60%以上，二氧化碳的排放导致全球每年近2 0C的温升，使冰川急剧融化，海平面升高，城市的交通拥挤己经成为有目共睹的难题^[4]。

根据我国国情，我国只有石油产量不可能在短期内出现大幅增长，所以，今后石油需求量几乎全部要依靠进口。近年来，由于环境自净化能力日趋饱和，导致我国部分城市和地区出现雾霆等严重污染现象。再加上急剧上升的交通压力，使得人们将矛头指向传统

汽车^[5]。

在能源和环境两大矛盾的激化下，电动汽车的开发、应用逐渐成为业内焦点。其电驱动的本质能够较好协调上述矛盾。电动汽车包括混合动力汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车。其中，纯电动汽车由于具有零排放的优势，而被广泛研究。纯电动汽车按照驱动系统种类可分为单电机驱动、双电机驱动和四轮轮毂电机驱动。本文以四轮轮毂电机驱动电动汽车为研究对象，其具有系统响应时间短、整体结构简化、节能效果好、可控性较高等特点^[6]。

四轮轮毂电机驱动电动汽车作为纯电动汽车的一种，实现了汽车底盘的电子化和主动化，大大提高了纯电动汽车的控制性能。此外，传统机械传动系统的省略使得整车质量大大降低，且轮毂电机具有转矩独立可控、响应速度快、控制精确等优点，易于实现电动汽车的主动安全控制^[7]。

1. 国外研究概况

日本在轮毂电机电动汽车研究方面起步较早，日本丰田汽车公司上世纪90年代末就己经开始进行四轮轮毂电机纯电动汽车研发工作，车体结构方面，该公司从汽车底盘着手进行改进设计，以适应轮毂电机的安装，对车体结构、悬架系统、转向系统和制动系统都进行了改进性设计;控制方面，丰田公司通过对四轮制动力的控制研究，实现了轮毂电机车辆的ABS(制动防抱死系统)、TCS(驱动防滑系统)、ESC(稳定性控制系统)功能，并通过车辆垂直振动控制研究，改善了改型车辆的行驶舒适性^[8]。

日本的一些大学也在轮毂电机驱动车辆方面做了大量的研究工作，其中，东京大学的Hori教授先后领导开发了“UOT Electric

March I”和“UOT Electric March II'两种轮毂电机电动车，利用轮毂电机力矩响应快速精确、易获得驱动力矩和可单独控制每个车轮驱动力的特点，Hori教授所领导的实验室重点进行了车辆纵向滑移、横向稳定性和侧倾稳定性控制，并且在提高控制、利用四轮独立驱动电动车优势准确估计车辆状态方面做了深入研究，该实验室最近开发出了具有主动前后轮转向的轮毂电机电动车，应用四轮转向进行车辆的横摆和侧倾稳定性控制^[9]。