智能底盘操作系统白皮书

中国汽车工程学会汽车基础软件分会电动汽车产业技术创新战略联盟中国汽车工程学会智能底盘分会国家智能网联汽车创新中心东风汽车集团有限公司研发总院 编写委员会 主任 张 文 杰国家智能网联汽车创新中心、中国汽车工程学会汽车基础软件分会赵 立 金中国汽车工程学会、电动汽车产业技术创新战略联盟张衡东风汽车集团有限公司研发总院 副主任 尚进国汽智控（北京）科技有限公司、中国汽车工程学会汽车基础软件分会刘 国 芳中国汽车工程学会、电动汽车产业技术创新战略联盟彭鑫复旦大学高 家 兵奇瑞汽车股份有限公司吕 健 波合众新能源汽车股份有限公司黄钧紫光同芯微电子有限公司钟 卫 东中瓴智行（成都）科技有限公司范 成 建北京经纬恒润科技股份有限公司 指导专家组 组长 张 俊 智清华大学、中国汽车工程学会智能底盘分会 成员 陈赟复旦大学张 晓 谦中国第一汽车股份有限公司研发总院李论中国第一汽车股份有限公司研发总院（红旗）李 泽 彬东风汽车集团有限公司研发总院文洋重庆长安汽车股份有限公司张 毅 峰上汽集团创新研究开发总院刘 慧 建奇瑞汽车股份有限公司杨 文 谦长城汽车股份有限公司方 高 明采埃孚汽车科技（上海）有限公司章 京 瑶博世汽车部件（苏州）有限公司刘栋博世华域转向系统有限公司任强华为数字能源有限公司于 雅 琪北京经纬恒润科技股份有限公司梁浩普华基础软件股份有限公司张 东 旭东软睿驰汽车技术（上海）有限公司徐克合肥杰发科技有限公司杨斌紫光同芯微电子有限公司刘 志 坤国家智能网联汽车创新中心柴 文 蔚苏州爱索企业管理咨询有限公司 参编单位 复旦大学香港理工大学南京理工大学国家智能网联汽车创新中心电动汽车产业技术创新战略联盟东风汽车集团有限公司研发总院上汽集团创新研究开发总院奇瑞汽车股份有限公司长城汽车股份有限公司合众新能源汽车股份有限公司博世汽车部件（苏州）有限公司博世华域转向系统有限公司采埃孚汽车科技（上海）有限公司华为数字能源有限公司北京经纬恒润科技股份有限公司国汽智控（北京）科技有限公司吉孚汽车技术（苏州）有限公司易特驰汽车技术（上海）有限公司普华基础软件股份有限公司国科础石（重庆）软件有限公司东软睿驰汽车技术（上海）有限公司中瓴智行（成都）科技有限公司 紫光同芯微电子有限公司合肥杰发科技有限公司英特尔中国有限公司苏州爱索企业管理咨询有限公司 参研单位 中国第一汽车股份有限公司研发总院重庆长安汽车股份有限公司北京汽车研究总院有限公司广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院雷达新能源汽车（浙江）有限公司中汽创智科技有限公司浙江万安科技股份有限公司上海保隆汽车科技股份有限公司恒创智行（浙江）电控制动系统有限公司比博斯特（上海）汽车电子有限公司惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司布雷博制动系统有限公司 目录 导言................................................................................................................9第1章.智能底盘发展现状及趋势........................................................101.1线控技术.....................................................................................101.2集中控制.....................................................................................131.3滑板底盘.....................................................................................151.4智能化软件技术.........................................................................16第2章.智能底盘操作系统架构及关键技术........................................192.1智能底盘软件演进.....................................................................192.2智能底盘操作系统架构.............................................................202.2.1智能底盘操作系统参考架构..........................................202.2.2智能底盘操作系统架构特点..........................................232.3智能底盘操作系统关键技术.....................................................262.3.1系统软件..........................................................................262.3.2功能软件..........................................................................302.3.3芯片技术..........................................................................37第3章.智能底盘应用开发....................................................................393.1软件开发工具.............................................................................393.2软件开发流程.............................................................................413.3软件开发安全要求.....................................................................42第4章.未来展望和发展建议................................................................45 附录1：产品案例......................................................................................49附录2：缩略语表......................................................................................54附录3：主要参与单位及专家..................................................................57 导言 智能底盘操作系统是一种运行在智能汽车底盘的广义操作系统，用于管理和控制智能汽车底盘系统的基础软件平台，支撑底盘功能集中开发、跨域融合，最终实现整车中央集中控制，也是汽车智能化的重要组成部分之一。 传统底盘围绕发动机、变速箱等部件设计，众多子系统通过机械连接和传动实现功能，结构复杂，运动方式相对固定。传统底盘大多由分布式多个独立的ECU组成，包含以AUTOSARCP为主的实时操作系统及通用中间件等，其支持各个控制单元的实时控制功能以及底盘各系统的实时数据交换和协同控制。 近年来，随着电子电气架构向集中式演进，车内计算与通信能力迅猛发展，高阶自动驾驶技术加速落地，分散式底盘多ECU形态加速向集中式智能底盘域控制器发展。智能底盘操作系统面向域控制器更复杂的功能场景和硬件需求，实现与域控硬件的解耦及优化，支撑底盘域内各子系统高效融合开发集成、以及与动力域、智能驾驶域、车外网联等跨域功能扩展，融入数据闭环、安全技术、支撑AI和云计算等。智能底盘操作系统是支撑智能汽车的全面智能化，更加安全和高效的自动驾驶的关键技术之一，也是实现车能路云多生态融合的智能底座。 依托电动汽车产业技术创新战略联盟、中国汽车工程学会汽车基础软件分会、中国汽车工程学会智能底盘分会，《智能底盘操作系统白皮书》联合行业力量，共同提出面向中央集中式电子电气架构趋势的智能底盘操作系统创新架构及关键技术，助力智能底盘技术创新与产业落地，推动汽车产业的升级，提升我国汽车产业在全球市场竞争力。 第1章.智能底盘发展现状及趋势 智能底盘技术作为汽车智能化与电动化发展的关键支撑，正经历着从基础电子控制到高度集成化、智能化的转变。线控技术、集中控制、滑板底盘和智能化等多方面技术的发展使智能底盘各子系统更加深入地融合，完成车辆动态控制，实现高阶自动驾驶功能，为用户带来更加安全、高效和个性化的驾驶体验。 1.1线控技术 线控系统由传感器采集驾驶员的操纵信息，ECU对传感器信息进行分析，并通过应用算法控制执行器实现驾驶员期望动作。线控系统主要包括线控制动、线控转向、线控悬架、线控驱动等子系统。 （1）线控制动 线控制动可分为EHB和EMB。EHB是目前产业化主流产品，分为Two-box和One-box方案。Two-Box方案中，ESC和电子助力器相互独立、互为冗余；One-box方案集成真空助力器、主缸、电子真空泵、ESC等，可实现减重、降本。随着EHB技术逐步成熟，产品的搭载率持续提升。 EMB绕开电磁阀类等核心部件，取消制动液回路，是真正意义上的全线控制动，具有控制灵活、结构简单、效率更高等优势。当前国内有近30余家企业正在开展EMB技术的开发。同时，我国在EMB标准法规方面的取得重要突破，预计2025-2026年可实现EMB国产上市。 （2）线控转向 线控转向摒弃了传统转向系统中方向盘与转向轮之间的机械连接，完全通过电子信号和电气元件来实现转向操作的传递与控制。线控转向技术 可以根据不同的驾驶场景和车速自动或手动调节转向传动比，同时通过电子信号传输指令能够实现快速响应，使车辆的转向更加敏捷。 早期的线控转向通过离合器控制转向传动轴的通断实现方向盘与转向器的解耦，系统正常时离合器断开，通过电信号控制转向；系统故障时离合器接合，通过机械系统控制转向。当前市场上的线控转向方案取消中间传动轴，完全通过电信号控制转向动作及冗余。目前国内多家企业正在开展线控转向技术研发，预计2025-2026年可实现线控转向量产。 后轮转向目前在全球范围内正处于快速发展阶段，豪华车型搭载率相对较高。随着技术成本的降低和消费者对驾驶体验要求的提高，预计后轮转向技术在未来新能源汽车的搭载率将会进一步提升。 （3）线控悬架 线控悬架通过整合传感器和电控系统，将传统的弹性和减震元件升级为可主动调节的智能元件，实现了悬架系统的智能化和精准调节，包括连续可调阻尼控制减振器、空气弹簧、磁流变减振器、主动稳定杆和液压全主动悬架等主要组成部分。磁流变减振器技术具有减振效果好、响应速度快等特点；主动稳定杆通过电动马达控制稳定杆两侧的摆动，实现整车侧倾刚度的实时变化，进而提升车辆的稳定性、舒适性及越野性能；液压主动悬架可根据汽车的运动和路面状况检测与预瞄适时调节悬架的刚度和阻尼，在车身振动的全频段范围内兼顾平顺性与操纵稳定性。由于磁流变减振器、主动稳定杆及液压主动悬架成本较高，其应用尚不如空气弹簧和连续可调阻尼控制普及，未来随着成本降低和技术进步，有望获得更多市场份额。 汽车悬架正在经历由被动悬架向主动悬架