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智能环境友好型车辆（intelligent-Environment Friendly Vehicle, i-EFV）是具有清洁能源动力、电控化底盘与智能信息交互三大系统，集成结构共用、信息融合与控制协同三大技术，能够综合实现安全、舒适、节能与环保四大功能的下一代先进汽车 [5-7] 。基于该新概念的汽车集成了机械、液压、电子、电力和通信等子系统，是一种典型的复杂机电系统。
其中涉及的关键术语描述包括：智能环境友好型车辆，智能信息交互，清洁能源动力，电控化底盘，结构共用，信息融合，控制协同，安全、舒适、节能与环保，下一代先进汽车。
“智能环境友好型”综合了智能交通系统（ITS）与电动化驱动系统的特点，不仅能针对自车进行能量优化与安全行驶，也可与交通系统、电力系统进行协同优化，实现车辆自身的安全、舒适与节能、环保的综合性能，并保证交通系统与能源系统的和谐运转。
“智能环境友好型车辆”中：“智能”代表其融合了常规智能汽车的技术，具备常规智能汽车的功能，着眼于应用ITS技术解决驾驶乐趣、行车安全等问题，提高整车舒适性与安全性，尤其是车辆的主动安全性；“环境友好”表示其融合了以电驱动为平台的清洁能源汽车技术，实现了车辆的节能与环保；“智能环境友好型”则意味着融合多学科理论，综合应用ITS与电驱动系统在结构、信息及控制等方面的特点与优势，提高车辆综合性能，实现车辆与其行驶交通环境、能源供给系统的和谐与优化，解决车辆大规模应用所带来的能源紧缺、环境恶化、交通拥堵、事故频发以及与其相关的电力供给等问题。
“智能信息交互”：着眼于应用ITS进行完整的车辆行驶环境的识别以及车-车、车-路的信息交换，实现以车为核心的环境信息感知、以路为核心的交通系统监控管理以及相关系统的综合调度与管理。
“清洁能源动力”：主要以电驱动系统为平台，通过多能源系统的协同优化，实现车辆清洁、高效的行驶。
“电控化底盘”：强调以线控技术为基础，对驱动、制动、转向与悬架等系统进行快速、准确与协同的控制，实现车辆舒适与安全的行驶。
智能信息交互、清洁能源动力与电控化底盘三大系统，构成了i-EFV车辆的硬件平台，是实现车辆最优行驶的基础。其中，智能信息交互实现了车辆及环境信息的感知和车辆与环境的信息交互，是i-EFV实现智能化、最优化控制的前提。而清洁能源动力与电控化底盘均基于线控技术设计，构成相互耦合的车辆驱动、制动、转向以及悬架系统，支持车辆安全、高效和舒适的行驶。
在信息技术飞速发展的时代，车联网的概念首先被应用于汽车。随着电动车辆技术的成熟和民众对电动车辆智能系统的迫切需求，对于电动车辆而言，从长时间尺度的出行规划角度，通过获得前方路网的交通环境信息、道路地形信息，能够使电动车辆更为合理地优化出行策略，实现减少行驶时间、优化出行路径、降低出行能耗的目的；而在电动车辆行驶控制的过程中，通过获知前方与周围车辆在当前时刻的位置、速度、加速度、踏板信号等信息，电动车辆对周围车辆运动行为进行建模并预测，并结合前方道路坡度变化信息，可以合理优化车辆的功率输出与行驶速度，保证在安全行驶的同时，节约行驶过程中的能量消耗。因此，得益于多种智能交通系统信息的有效利用，电动车辆的出行策略优化和行驶过程控制的效果均存在着进一步提升的潜力。对于纯电动车辆来说，考虑到当前电动车辆的诸多固有局限，如何通过合理利用智能交通系统的信息，进而提高电动车辆的使用性能，满足驾驶员的使用需求，是电动车辆一个重要的研究课题与前沿研究方向。
从车际网来看，电动车辆车联网的一个重要特点就是车辆和车辆之间能够实现信息交换，所以每一辆车都可以被看成是一个不同节点。对于电动车辆车联网中的每个对象来说，仅仅识别车辆的身份是远远不够的，无线传感器网络可以获取车辆的动态特征，包括路径、位置等。根据电动车辆车联网的定义，其网络体系架构如图1.1所示 [8] 。
从网络上看，车联网的整体结构也可以分为“端网云”三个层次。
第一层端系统是车联网的硬件平台，由多种智能传感器和控制器组合而成。与电动车辆中控系统连接的传感器负责获取车辆状态和周围环境信息，并将其转换为控制中心可以识别和处理的电信号。端系统是车内通信、车际通信、车载移动互联网通信的基础。
第二层网系统是车联网实现通信的基础。通过蜂窝通信技术以及WiFi、蓝牙等短距离无线通信技术，实现车与车（V2V）、车与路（V2I）、车与网（V2N）、车与人（V2P）等的信息交换和数据通信，将车辆自组网和多种异构网络连接起来，保障对车联网实时、有效的检测和控制。
图1.1 电动汽车的车联网体系架构
第三层是云系统，电动车辆车联网必须是一个基于云架构进行管理的系统。主要结合不同用户的需求提供不同的服务，利用车云端与车辆的信息交互，实现真正的绿色与便捷出行。
车联网作为物联网技术在交通系统领域的延伸，结合车联网定义，我们将电动车辆车联网系统分为从低到高三层架构，分别是感知层、网络层和应用层，如图1.1所示。
1）最底层是感知层，是整个车联网体系的基础。感知层由部署在电动车辆内部的传感器、控制器等硬件设备与中控芯片，以及车辆行驶环境中的具备感知和数据传输功能的终端设备等连接组成，负责采集人、车、环境的相关信息，并可以通过接收和执行相关指令，实现对车辆的控制。
2）中间层是网络层，起到数据传递的作用。网络层为感知层提供统一接口，由于感知层设备复杂多样，网络层包含各类通信网络技术，如蜂窝移动通信网、无线局域网、蓝牙/射频等近距离无线通信技术以及互联网等。
3）最上层是应用层，提供各种类型的服务，实现对车辆获取数据的计算、处理、监控和管理。应用层的作用是为用户提供电动车辆车联网的可视化服务，降低操作的复杂度。
i-EFV融合了智能化、网联化汽车与新能源汽车的优势，立足于智能交通系统与电驱动系统两大系统，通过协同优化多个复杂机电系统与多性能目标，实现安全、舒适、节能与环保四大综合需求。结合i-EFV的系统结构组成与设计目标，对其各项内涵进行分析。从这个角度上看，智能环境友好车辆是目前公认的未来汽车智能化、网联化、电动化等发展方向的集成载体和工程实现，如图1.2所示。
图1.2 智能环境友好型汽车的概念
为实现智能环境友好型车辆体系，需要结构共用、信息融合与控制协同三大关键技术的支持。i-EFV涉及“机械-电子-液压-传感-通信”多复杂系统的耦合，需要利用“结构共用”理论指导结构优化，集成简化该复杂强耦合车辆系统。“信息融合”针对车载传感器与无线通信设备存在信息冗余的特性，应用多源信息融合理论与状态估计理论，对车辆的状态、行驶工况进行更准确的辨识与建模。“控制协同”体现利用多系统协调、多目标协同优化的概念，协调多个能源系统进行能量输出，控制包括制动、转向及悬架等系统，实现车辆行驶过程中对安全、节能、环保等多目标的综合优化。
1）“结构共用”：面向智能信息交互、清洁能源动力与电控化底盘等复杂的“机械-电子-液压-传感-通信”系统，强调应用结构共用的结构优化设计理论，集成、优化具有复杂耦合结构的车辆系统。
2）“信息融合”：针对具有冗余特性的车载传感信息与无线通信信息，应用多源信息融合与多尺度估计理论，实现对车辆状态、交通环境的识别及预测。
3）“控制协同”：应用多系统动态协调、多目标协同优化等控制理论，协调控制多能源驱动、制动、转向以及悬架等系统，实现车辆行驶过程中“人-车-路”一体化的安全性、经济性与舒适性的协同优化。
“安全、舒适、节能与环保”等i-EFV四大功能，是现代汽车发展的综合需求。安全不仅包含车辆自身的操纵稳定性，还涉及车辆与相邻车辆、道路边界以及行人等的安全问题，而这些安全问题，往往相互耦合、同时产生，如车辆的稳定性和车辆与邻车、道路边界以及行人等的碰撞均可能同时出现。节能、环保的性能除与车辆的动力系统控制相关外，对于电驱动平台，其与上游的电能制备效率、综合调度与管理还存在一定关系。从车辆控制的角度，节能、环保的性能与车辆的安全性也存在一定联系，如对i-EFV自适应巡航控制，不同的纵向跟踪安全性能需求对于整车的经济性具有一定的影响。过于追求跟踪安全性，会使得车辆频繁加减速，损失不必要的能量，同时降低系统能量可优化的空间，进一步降低整车经济性，从而影响整车节能、环保的性能。而过于追求经济性，则会在一定程度上影响跟踪安全性。舒适性内涵广泛，一方面体现了驾驶员对车辆驾驶的乐趣性以及便捷性，另一方面还体现在车辆行驶过程中由于加速、减速、横摆、侧倾等运动传递给驾驶员的主观感受。同样以i-EFV自适应巡航控制为例，舒适性主要体现在车辆跟踪的效果、跟踪过程中车辆加速度、减速度的变化等方面，过大的跟踪加速度在提高跟踪安全性的同时，可能降低舒适性。因此，安全、舒适、节能与环保等车辆性能，其主要涉及的问题不同，具有一定的矛盾与冲突，在i-EFV整车综合控制过程中，需要根据实际的应用场景进行协同优化。
“下一代先进汽车”：代表所提出的“i-EFV”新概念系统，立足于解决车辆、交通及电力等多系统面临的安全、舒适、节能与环保的综合问题，着眼于车辆自身结构设计及其综合控制，而车辆以节点的方式融入交通及电力系统的协同与优化管理之中，其理念以及所涉及的基础理论将为未来汽车的设计提供有益的技术支撑。