【中国汽车工程学会】汽车：智能底盘操作系统白皮书_58页_977kb

智能底盘操作系统白皮书总结

核心内容

《智能底盘操作系统白皮书》由多个行业机构和企业联合编写，旨在推动智能底盘技术发展，提出面向中央集中式电子电气架构的智能底盘操作系统创新架构及关键技术。智能底盘操作系统是支撑智能汽车全面智能化的关键技术之一，是实现车能路云多生态融合的智能底座。

主要观点

• 智能底盘技术正在从传统电子控制向高度集成化、智能化演进，涵盖线控技术、集中控制、滑板底盘、智能化软件技术等。
• 智能底盘操作系统采用分层解耦架构，支持软硬件解耦、跨域通信、SOA架构、车云协同、AI及大模型应用等。
• 智能底盘操作系统需满足高实时性、高安全性要求，包括功能安全、预期功能安全、信息安全、数据安全等。
• 通过软件定义和云原生技术，智能底盘操作系统具备更高的灵活性和可扩展性，支持远程控制、OTA升级、智能扩展等。
• 智能底盘操作系统需结合多种芯片技术，如多核MCU、SoC、安全芯片等，实现高性能、低功耗、高可靠性。

关键信息

智能底盘发展趋势

1. 线控技术：包括线控制动（EHB、EMB）、线控转向、线控悬架、线控驱动等，推动底盘功能集成与智能化。
2. 集中控制：从分布式控制向域控制器和中央域控演进，提升系统协同性与控制效率。
3. 滑板底盘：实现底盘与车身解耦，支持多车型快速开发与迭代，提升整车智能化水平。
4. 智能化软件技术：采用SOA架构、AI、大数据、车云一体等技术，提升底盘系统的感知、决策与控制能力。

智能底盘操作系统架构

• 分层设计：系统软件包括内核层与中间件层，功能软件包括框架层与服务层。
• 关键功能模块：
  • 四项/全向多自由度运动融合服务
  • 能源管理
  • 智能扩展
  • 基础服务
• 架构特点：
  • 分层解耦，提升灵活性与可维护性
  • 异构融合，支持多种硬件和通信协议
  • 高实时与高安全，满足功能安全（ASIL-D）和信息安全要求
  • 软件定义，支持OTA升级、远程控制、V2X等智能扩展功能

智能底盘操作系统关键技术

• 系统软件：
  • 安全实时内核（支持Rust语言、时间分区、内存保护、容错与冗余）
  • 虚拟化管理（资源隔离、复用、跨平台兼容）
• 功能软件：
  • 框架层：接口抽象、实时框架、安全框架、车云协同计算接口
  • 服务层：动力学服务、状态估算、指令执行、能源管理、智能扩展
• 芯片技术：
  • 多核MCU/SoC架构，支持高算力、低功耗、高可靠性
  • 安全芯片（如HSM模块），满足功能安全（ASIL-D）与信息安全要求
  • 支持多种通信协议（如CAN-FD、以太网、SPI、IIC等）

软件开发流程与工具

• 开发流程：
  • 采用敏捷与V模型融合模式，实现快速迭代与高质量交付
  • 推动正向开发，加强用户思维与设计思维，提升研发效能
  • 构建DevOps流程与OTA技术，实现持续集成与系统优化
• 开发工具链：
  • 支持跨平台兼容性，涵盖RTOS、微内核等
  • 集成AI、云原生等技术，提升开发效率与质量
  • 推动工具链自主可控，减少对外部产品的依赖

安全要求

• 功能安全：遵循ISO 26262标准，实现安全设计、开发与测试
• 预期功能安全：通过安全分析、风险评估、测试用例优化，应对系统设计不足带来的风险
• 信息安全与数据安全：采用身份认证、数据加密、入侵检测等技术，构建信息安全防护体系
• 安全机制：包括监控、仲裁、切换、保底等，确保系统在异常情况下的稳定运行

未来展望与建议

1. 顶层设计：推动智能底盘操作系统参考架构形成行业共识，明确标准与技术路线。
2. 标准法规：建立统一的智能底盘操作系统标准体系，促进产业链协同与资源优化。
3. 技术攻关：聚焦系统软件、功能软件与芯片技术，提升自主创新能力与产品竞争力。
4. 开源共建：推动智能底盘操作系统开源项目，构建开放协作的开发生态。
5. 生态建设：加强整车、零部件、软件、芯片等企业协作，构建智能底盘操作系统生态。
6. 产业化落地：加快智能底盘操作系统集成与量产应用，推动示范项目落地，如智能物流、智能公交等。

附录信息

• 产品案例：
  • 东风集团线控转向系统
  • 一汽红旗智能线控底盘域控平台
  • 经纬恒润底盘域控制器
  • 华为多合一动力底盘域控平台
  • 采埃孚 cubiX® 车辆运动控制软件
  • 普华 ORIENTAISOS 实时操作系统
  • 东软睿驰 NeuSAR CP Configurator
  • 紫光同芯 THA6 系列芯片
  • 杰发科技 AC7870 域控MCU
• 缩略语表：
  • ABS：防抱死制动系统
  • ADC：模拟数字转换器
  • AES：高级加密标准
  • AIOT：人工智能物联网
  • APU：加速处理器
  • ASIL：汽车安全完整性等级
  • AUTOSAR：汽车开放系统架构
  • AYC：横摆稳定控制
  • BMS：电池管理系统
  • CAVD：车联网产品安全漏洞专业库
  • CNVD：国家信息安全漏洞共享平台

参与单位与专家

• 编写委员会：包括国家智能网联汽车创新中心、中国汽车工程学会、东风汽车集团等
• 指导专家组：清华大学、复旦大学、奇瑞汽车、长城汽车、博世、华为、经纬恒润等
• 参编单位：包括高校、科研机构及多家汽车零部件企业
• 参研单位：涵盖一汽、长安、北汽、广汽、杰发科技、采埃孚、博世等

总结

《智能底盘操作系统白皮书》为智能底盘技术发展提供了系统性的指导与参考，强调智能底盘操作系统作为智能汽车的重要组成部分，将推动汽车向集中式、智能化、网联化方向发展。通过架构重塑、功能重塑、开发流程重塑，智能底盘操作系统将实现更高的性能、安全与灵活性，同时加强与智能驾驶、智能座舱等系统的融合，构建智能汽车的统一智能平台。