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传统汽车在消耗石油资源的同时排出大量有害气体，是导致环境不断恶化的主要因素之一，已构成限制传统汽车行业发展的瓶颈。而新能源汽车相对于传统汽车在节能减排方面效果明显，因此发展新能源汽车是可持续发展的需要。混合动力汽车由于兼具传统汽车和纯电动汽车的优点成为目前重点发展的新能源车型之一。但在数量上混合动力汽车并不能短时间内动摇传统燃油汽车的地位，因此本文认为将传统燃油汽车升级改造为混合动力汽车是降低其能源消耗和排放的有效手段，是打破传统汽车行业发展瓶颈的关键技术，由此本文首次提出了将轮毂电机用于传统汽车混合动力改造的技术思路。 首先，本文针对这一思路提出基于传统汽车的轮毂电机式混合动力汽车的结构形式，根据传统汽车及轮毂电机特点确定了两者融合的总体方案，即将传统汽车的非驱动轮更换为轮毂电机。轮毂电机式混合动力汽车有四种驱动模式：发动机驱动模式、纯电动模式、节能模式和四驱模式，制动时，在电池荷电状态允许的前提下以最大能量回收为目标，确定轮毂电机是否提供再生制动，因此制动模式可分为：机械制动和联合制动，联合制动时，根据制动踏板的开度确定轮毂电机再生制动和机械摩擦制动的分配比例。仅轮毂电机提供动力时，通过自动离合断开发动机与驱动轮的连接以减小阻力，混合动力汽车的制动系统不再依靠发动机进气歧管产生的真空来提供助力而是改用自控真空泵保证真空助力器的正常运行，采用电子油泵替代传统车的机械液压助力转向泵，通过电子油门调节发动机节气门开度辅助实现驱动力及模式的切换。 其次，根据设计要求及确定方案进行详细设计，包括轮毂电机参数设计及选型、动力电池参数设计及选型，以及自控真空泵、自动离合器、电子油泵、电子油门的产品选型。另外，对本文所研究汽车进行了协调控制分析，建立了控制策略并编写了相关控制流程图。通过对凯越1.6LX-MT车型仿真数据与测试数据的对比证明了用Cruise软件建模仿真的可行性。 最后，根据已确定的参数及控制策略利用Cruise软件建立了整车物理模型，利用Cruise软件内置的Function函数模块及Matlab/simulink建立了整车控制器模型。提出了以冲击度作为协调控制的评价标准，在此基础上对该车节能模式下驱动力切换及单驱动与四驱动模式切换进行了仿真分析，根据仿真结果对控制策略进行了优化，以保证冲击度符合相关标准，另外对改造前后的整车动力性及燃油排放进行了仿真对比研究，效果显著。