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的升级。以空气悬架和连续可调阻尼控制为主的半主动悬架成本逐年下降，已成为整车舒适性和差异化的重要配置；线控悬架成本较高，目前仅在部分高端车型上实现应用，国内高校及相关企业均已开展相关自主研发并取得一定成果。随着技术持续进步和成本不断降低，线控悬架将得到更广泛的应用。
（4）线控驱动
线控驱动系统根据驾驶员动作和汽车各种行驶信息分析驾驶员意图，实时控制动力装置（发动机或电机）输出功率，通过变速器、减速器等装置将动力传递至车轮，驱动车辆行驶。
随着我国汽车电动化的发展，驱动电机占据的比重越来越多，驱动电机根据数量及布置位置可分为（前/后）单电机、双电机四驱、后双电机、三电机、四电机，多电机分布式驱动系统为底盘带来动力性、操控性等性能提升的优势，驱动扭矩链路闭环时间的缩短，可以实现驱动和制动的高效协同，扩大车辆控制的物理边界提升整车价值。多电机分布式驱动系统逐步成为行业热点，搭载率逐年增加。同时，伴随着多电机分布式驱动的应用，推动轮边电机、CTB、CTC等技术发展，驱动系统与制动、转向等系统产生了更多的耦合功能，动力与底盘域的功能整合趋势愈发明显。
线控技术推动智能底盘向分布式执行演进，如将制动、转向、悬架、驱动等执行器集成在轮端等。同时，线控技术发展对操作系统提出更高要求，线控制动及转向系统作为整车的安全保障，需要高实时性、高安全（包括功能安全、信息安全、网络安全等）操作系统；与各类传感器的感知融合是线控悬架技术的高端应用，线控驱动技术促进底盘与动力系统更深融合，均需要操作系统支持更高性能及算力的芯片。
1.2集中控制
智能底盘一体化集中控制打破了传统底盘各系统之间的界限，实现了各部分的深度协同，从底盘域控、动力底盘域控逐步向中央域控的集成化方向发展。
（1）底盘域控
底盘控制分为传统分布式控制（单个控制器控制单个系统）和底盘域控（域控制器控制多个系统），底盘域控是底盘控制发展的方向。底盘域控融合硬件与智能底盘操作系统，定制和扩展多向协同应用功能，将原本分散的底盘系统统一调度，实现XYZ三向高效精准的协同控制，优化系统间的协调与通信，增强不同系统之间的兼容性和互操作性，提升车辆的操控稳定性及驾驶舒适性，实现软件更新和高效功能升级，更好的支撑高等级自动驾驶，并为进一步实现跨域、多域融合协同控制和智能扩展奠定基础。
当前底盘各个系统控制仍以分布式为主，部分主机厂正在尝试将底盘系统的控制功能逐步集成到域控制器中，如转向悬架和制动、转向和制动、 转向和轮边电机等的融合。
（2）动力底盘融合控制
随着汽车电动化、轻量化、智能化的发展以及用户对汽车极致性能的追求，动力域和底盘域的界限逐渐模糊，向更高的集成度发展。动力底盘域的融合控制使汽车实现更多智能化功能，例如，差动转向功能通过矢量电机智能扭矩分配策略控制左右车轮的转速差异甚至反转，实现驱动、转向系统的高效协同，改善转向性能，提升整车灵活性；复合制动和能量回收功能通过矢量电机的智能扭矩分配策略使矢量电机在制动不足或者制动失灵时高效 协同制动器，保证操纵的稳定性，增强安全性等。
智能底盘-动力底盘域控制器
越来越多的主机厂及供应商投身于动力底盘融合控制的研究，并在新能源车型实现量产。通过动力底盘域的深度融合和智能化控制，车辆能够根据不同的驾驶场景和路况信息智能调整车身姿态和动力输出，为驾驶者提供更加智能、安全的驾驶体验，实现车辆在不同工况下的最优性能表现和动态驾驶性能。
（3）中央域控
中央域控架构将多个独立系统（如智能座舱、智能驾驶、智能底盘等）集成到一个计算平台上，不仅简化了整车的电子电气架构设计，降低了线束长度和成本，还提升了数据传输效率和车辆智能化水平。通过中央集成控制管理车辆的底盘域、动力域、智驾域和车身域等关键系统，可以实现更高效、 更安全、更舒适的驾驶体验。中央域控计算单元由多种异构芯片组成，集成广义操作系统，实现整车数据处理与分析、算法执行、系统协调与控制、决策与响应、安全与冗余管理。
国内外已经有多家主机厂通过智驾域与座舱域的融合逐步实现中央计算平台的落地。随着下一代电子电器架构逐步向中央集中、车云一体化计算架构发展，中央域控及整车全域操作系统的应用前景将会更加广阔。
目前，如何实现各子系统间标准化、兼容性和扩展性，满足复杂系统环境中严格的实时性、安全性、可靠性需求仍是智能底盘集中控制技术面临的重要挑战；与智能驾驶类似，大算力、芯片加速、数据闭环、信息安全、云计算、AI甚至大模型等也是智能底盘集中控制技术发展的关键因素；同时，如何实现复杂软件系统开发与验证，以及对整车成本的控制也是主机厂重要探索方向。
1.3滑板底盘
滑板底盘作为一种创新的设计概念，其核心在于底盘与车身及座舱的分离，并将分散在底盘各处的机电零部件整合进一个“箱体”，作为独立模块进行开发和优化。滑板底盘技术能够实现上下车身机电的完全解耦，仅依靠电子设备指挥与控制和车辆运动相关的执行器，满足高级智能驾驶、人工驾驶或其他智能体驾驶的控制需求。高度电气化减少了机械零部件的使用，不仅能够释放出更多空间，也推动了车辆的高级智能化进程。滑板底盘具备高通用性，可以缩短整车研发周期，如基于同一滑板底盘开发不同车型时，三电与底盘控制系统只需进行适应性微调，即可满足多款车型的多元化需求。 在轻量化方面，滑板底盘结合CTC 技术降低整车重量。此外，滑板底盘以通用硬件为基础实现软件定义，通过OTA 技术持续迭代滑板底盘功能，推动整车智能化升级。
随着智能驾驶技术的不断成熟及商业化落地，滑板底盘受到整车厂及Tier1供应商关注。在国际市场上，多家电动汽车初创公司将制动、转向、悬架、驱动系统集成在一个紧凑的模块中，进一步简化了滑板底盘。在国内市场上，也有基于滑板底盘研发的纯电物流车、Robotaxi 及量产乘用车。
滑板底盘通过集中控制实现底盘与动力功能融合，操作系统需要支撑不同子系统在新的融合系统中功能协同及解耦、软件兼容和扩展、系统迭代、集成调试等。
1.4 智能化软件技术
智能底盘不仅仅是现有功能实现的硬件集中、软件统一和协同，更是底盘功能的智能化提升，如SOA、AI 技术、大数据甚至大模型应用、车云一体实时协同等。如智能底盘依托智驾域和SOA 架构能够实时感知和理解驾驶场景，通过自身和更多数据，基于大数据分析或大模型，在域内、车内或边缘云端计算和自动优化底盘参数，以适应不同的驾驶条件，从而提供最佳的驾驶体验。当下，智能底盘的SOA 及车云一体计算架构、跨域跨车云通信、大数据大模型技术已经在研究或应用中。
当前几种面向服务、云原生和车云一体的开源架构，可应用在智能驾驶域、智能底盘域以及整车全域。如 EclipseSDV开源软件平台，为底盘控制软件开发提供灵活架构以应对复杂的硬件环境，并通过模块化设计支持不同的汽车厂商和供应商在共享基础上进行差异化开发。SOAFEE是一种用于支持汽车行业中边缘计算和实时处理的开放架构和开源参考实现，适合复杂的底盘控制系统，在需要大规模处理数据的情况下仍能保持高性能和高效能。
跨模块、跨操作系统、跨CPU 及跨域通信已经广泛应用在智能驾驶域及底盘域，如DDS、SOME/IP 等技术得到业界的广泛关注和应用。DDS 是一个实时的发布-订阅通信中间件，提供了高度可靠的低延迟数据传输能力，支持车辆传感器、执行器和控制单元之间的高速数据交换。SOME/IP 是一种基于IP 协议的服务导向通信中间件，它允许车辆的各个子系统通过网络进行通信，并提供了丰富的服务发现和管理机制。
SOA 架构和跨域通信技术的应用，使底盘的数字感知与处理能力得到了极大提升和扩展，新的底盘应用层出不穷，如可通过智驾域感知服务得到及预测3D 场景中的体素占据状态和语义信息，实现对复杂环境的全面理解和智能化控制；通过底盘域控内的云原生架构以及车云统一接口，在云端存储及管理海量单车及车队数据，通过数据湖与数据仓库实现高效查询和分析，如分析优化底盘控制参数并实时下传到域控内，提高驾驶的安全性和舒适性；底盘实时控制模型可跨域及车云协同运行，MPC和RL 是两种主流的参数动态调优算法，MPC 通过模型实时预测车辆动态行为，自动调整控制底盘参数，RL 通过与环境交互学习，优化底盘控制策略，应对不确定性和复杂性。此外，AI甚至大模型也应用到动力底盘控制，智能底盘需要持续收集并在车端或和云端协同分析计算，优化和更新 AI模型和控制算法，优化后的底盘控制参数如在云端需传输回车内，车辆运行效果作为新的数据反馈回云端，形成闭环控制，进一步提升模型和系统性能。
全球汽车产业正在经历百年未有之大变局，作为汽车电动化与智能化融合的有机载体，底盘正面临技术升级和智能化赋能的迫切需求。线控技术、集中控制、滑板底盘、SOA、AI及云计算架构等推动底盘向智能化方向发展，智能底盘操作系统将进行新一轮重塑：
架构重塑。传统底盘操作系统架构基于硬件功能划分，结构封闭，相互独立。随着智能底盘功能集成，需要新的操作系统架构统筹规划智能底盘软件应具备的功能模块及交互关系。在分布式、模块化的统一操作系统架构下，系统可灵活调用功能模块支撑应用，同时各模块可独立开发和升级，使得软件的开发、测试和维护更加高效。
功能重塑。传统底盘操作系统侧重于基本的机械控制，如简单的转向助力调节和制动压力控制。智能底盘操作系统在传统功能基础上，需要支撑更加智能的底盘功能实现，如根据车辆的行驶速度、路面状况自动调整底盘的悬挂硬度，以实现更好的舒适性和操控性。在与智能驾驶深度融合场景下，智能底盘操作系统要能够接收来自智能驾驶系统的指令或通过计算实现简单的路径规划，完成对车辆行驶轨迹的精确控制。
开发流程重塑。传统底盘操作系统的开发是在硬件基本确定之后进行软硬件适配。智能底盘采用软硬件并行开发模式，实现更高效的功能开发及迭代。开发团队先定义软件的功能和接口，在按照这些要求进行硬件的设计和优化。例如，可以提前规划好电池管理系统与底盘动力控制系统之间的交互方式，同步设计合适的电池和电机接口，大大缩短产品的开发周期。
智能底盘操作系统重塑需要更广泛的定义支撑智能底盘与智能驾驶及智能座舱向融合演进，同时也需要创新架构为智能底盘软硬件技术协同发展及产业分工提供参考和指引。
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