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操作系统对于一家车企而言,有多重要?
在智能电动汽车行业从“电动化”向“智能化”深度转型的过程中,操作系统作为连接硬件、承载软件功能、定义用户体验的核心底座,其战略价值日益凸显。蔚小理作为中国新势力车企的代表,纷纷走上自研操作系统的道路。长远来看,这一决定并非盲目,而是基于技术自主、成本控制、用户体验优化及行业竞争格局的综合考量。
例如车辆的自动驾驶、车控、车联、数字座舱,都需要通过自研系统实现底层支撑,避免因使用通用系统导致的体验同质化,构建难以复制的竞争壁垒。李斌曾披露蔚来在芯片和操作系统上的研发投入规模,称“这笔投入可以建成2000余座换电站”。
自研操作系统虽然前期投入巨大,但能从根本上摆脱第三方授权依赖,掌握技术迭代的主动权,长期来看具备显著的成本优势,李斌也明确表示2025年搭载自研系统和芯片的车型“将为毛利率贡献数个百分点的提升”。
2018年,蔚来最先在内部形成共识,推动自研操作系统。同期,蔚来在第一代车型上启动核心模块自研,完成智能网关、通信协议栈等关键技术正向研发 —— 其中智能网关成为后续 “SkyOS・天枢” 的技术雏形,形成操作系统研发的早期基础。如今,搭载全量SkyOS的NT3.0平台的全新ES8、乐道L90等车型成为主力。蔚来操作系统的6年长跑,成为一次集中的价值兑现。
2018年的某一天,在蔚来的一间办公室里,蔚来数字系统团队的成员们正对着电脑屏幕发愁。
事情源于一些蔚来车主发现,车辆在日常行驶过程中,底盘时不时会突然抖动,仿佛受到某种无形力量的干扰。奇怪的是,当车主到蔚来售后中心检测时,抖动又莫名消失。随着影响范围的扩大,这个难以复现的问题被用户调侃为“薛定谔的底盘”。
面对车主们大量相同问题的反馈,蔚来团队最终将问题锁定在空气悬架的控制上。当时,蔚来车辆使用的空气悬架是来自德国大陆的产品。理论上说,发现问题后尽早解决就能渡过难关,但让蔚来团队没想到的是,这么简单的事解决起来却困难重重。
由于问题涉及复杂的技术细节以及跨国沟通协调,整个沟通过程如同一场漫长的马拉松,时间跨度极长。每一次的讨论、测试和分析,都耗费了大量的精力和时间。等德国大陆解决好问题时,车主们的不满情绪已接近临界点。
德国大陆给蔚来上了生动一课,而类似事件并非仅此一次。
2020年的某天,部分用户向蔚来团队反馈,车辆在低温环境下偶尔会出现网络连接不稳定、断网的情况。在汽车领域,这类问题较为常见,可能受各种条件影响。但时任蔚来数字系统助理副总裁的王启研收到反馈后,敏锐地察觉到事情或许不简单。
随后,王启研带领团队逐一排查问题,最终将问题定位到车上一个负责通信的模块。然而,这个模块究竟哪里出了问题,蔚来团队无从得知,因为这一底层通信模块是由意大利供应商u-blox提供的黑盒,他们只能看到异常行为,却无法定位问题所在。
很快,蔚来团队与u-blox展开沟通,但对王启研来说,这仅仅是噩梦的开始。
“那会儿,我们团队在美国,供应商在欧洲,产品封测在国内,说实话,效率很低,三方开会基本上隔天开一次,还得拉上供应商的VP来开会。”王启研回忆道,“用户反馈很强烈,我们却无能为力,供应商效率特别低,我们想尽了各种办法帮助他们解决这个问题。”
“因为用户反馈不断积累,斌哥也很烦恼,所以就给供应商的CEO发信,要求务必解决这个问题。但u-blox同时给好几家企业供货,而蔚来当时只是一家刚成立不久的小车企。”
在蔚来团队提供大量测试数据后,u-blox最终定位到问题,事后,王启研颇为好奇地查看了u-blox分享过来的代码,结果发现,这仅仅只是一个很小的Bug,如果这是蔚来自己的代码,最多两天就能解决。
“这就是为什么把命运交给供应商会面临更多困境,你真的会感到无能为力。”
2018年,李斌出差到位于美国硅谷圣何塞市的蔚来北美总部,王启研拉着他在会议室里畅谈了几个小时,讨论的内容是:蔚来到底要不要打造自己的整车全域操作系统?
彼时,蔚来内部已经有过讨论,认为为功能汽车而生的AUTOSAR已经落后。作为传统汽车操作系统,AUTOSAR已有20多年没有重大更新,QNX也差不多如此,它们无法支撑集中高算力、高数据吞吐的新架构。此外,AUTOSAR是面向零部件的,并非面向整车,即便其最新版本,也难以实现智能汽车所需的跨域融合。
更何况,使用AUTOSAR必须付费。王启研曾与李斌一起算账,只要车辆达到一定销量,就能摊平自研操作系统的研发成本。
从长远看,这无疑是一笔极为划算的买卖。要知道,仅在2018年,蔚来就向AUTOSAR支付了超过2000万元的使用费。每一款车型、每一个域控制器都需单独购买,甚至硬件的每一次更改,都得再买一份。
两人对自研整车全域操作系统一拍即合,然而,没想到蔚来很快迎来了艰难的2019年,所有计划都被搁置。
在李斌和王启研的设想中,自研整车全域操作系统并非仅仅为了省钱。早在一代车型上,蔚来就开始构建核心中间件的研发能力,自研了稳定OTA的相关刷写技术。然而,由于没有统一的操作系统,每次OTA升级都如同“拆弹”。
王启研曾提到,一款车大概有五六十个大的ECU(电子控制单元),每个ECU因定制化问题,在众多车型中存在多种版本。当时蔚来约有上百个大功能,小功能更是不计其数,每次更新,蔚来团队都需进行一次回归。
以蔚来早期的OTA升级为例,工程师们需为不同硬件版本、不同车型单独适配升级包,测试周期长达数月。一辆车的软件更新,往往需要多个团队协同工作,沟通成本高、出错率高,用户体验时好时坏。
“用户更新后可能会发现各种奇怪的Bug,但由于没有统一的底层平台支持,无法快速定位问题。”一位蔚来早期软件工程师告诉雷峰网。
诸多痛点让蔚来意识到:智能汽车时代,需要的不是一个个“黑盒子”零部件,而是一个能整合整车能力的“统一语言”,且这个“语言”必须由车企自己掌握。
2020年,蔚来逐渐恢复元气,也有精力对整个数字系统的底层进行全面思考,整车全域操作系统便是其中重要的一环。
经过两年思考,蔚来对自研整车全域操作系统的构思已初具雏形。首先,要实现一些硬件底层的自主可控,因为底层一旦出问题,影响面大且难以解决,所以供应商全封闭的黑盒交付的模式需要做出改变。
其次,蔚来能否搭建一个自己的平台,让供应商的产品在上面运行,这样既能利用供应商多年的技术积累,又能依靠自身平台快速定位、解决问题。
不过,新的整车全域操作系统是一个庞大体系,蔚来团队决定一步一个脚印,稳扎稳打。
2022年,蔚来在第二代车型上率先量产SkyOS-L,这是首个实现AUTOSAR国产替代并规模化商用的实时操作系统。SkyOS-L支持所有主流车载MCU芯片架构,相比行业通用方案,其实时周期性信号准时送达率提升30 - 40%。
此外,在同一时期,蔚来还自研了SkyOS-M,这是全球首个基于sel4微内核构架的商用量产双安全实时系统,该系统的核心在于实现双重冗余。
sel4是全球应用最广泛、最安全且高性能的微内核,蔚来将其应用于车控、车身、底盘悬架等的高阶控制逻辑。王启研介绍:“SkyOS-M的核心优势是安全隔离,具备2类CPU隔离、2级内存隔离、5类IO接口隔离以及25个核心服务隔离,能保证任何异常都不会影响到该模块以外的其他部分。遇到问题时,系统可快速自恢复,自恢复速度快100倍。”
显然,蔚来对以往的教训“耿耿于怀”,这也让SkyOS逐渐完善。
在第三代车型上,蔚来实现了高性能虚拟机SkyOS-H的自研,用于管理和调度整车的异构大算力资源。如果将整车的算力资源比作一个大房子,虚拟化技术就像是把这个房子分割成不同功能小房间的工具,比如厨房、客厅、卧室,以满足不同用途。
在完整的「SkyOS·天枢」上,蔚来团队共构建了40多个中间件,将整车提炼出1600多个原子能力,以服务和API的方式提供给各域功能调用。这些中间件就像一个工具箱,车上功能开发所需的工具都能从中找到。基于此,蔚来通过这些中间件实现了功能的快速开发和迭代。
如今的「SkyOS·天枢」已实现蔚来的愿景,具备足够的定制化能力,支持向下兼容不同硬件并进行各种优化和适配,实现全栈自主可控,不再依赖外部,避免不确定性。
蔚来选择的注定是一条艰难但正确的道路。从2020年正式启动项目,到2024年7月蔚来在NIO IN上全量发布「SkyOS·天枢」整车全域操作系统,蔚来结束了长达四年的“打地基”之旅;2025年整车全域操作系统「SkyOS·天枢」全面搭载在蔚来、乐道和firefly萤火虫的在售车型上,这也成为李斌口中的“兑现”时刻。
2020年,蔚来还在为支付给AUTOSAR超过2000万元的使用费而纠结,到2024年,「SkyOS·天枢」已为蔚来节约QNX、AUTOSAR、Hypervisor等商用操作系统采购费用超2.5亿元,节约供应商二次开发费用3000万元。
更关键的是,SkyOS让蔚来自主掌控了软件研发节奏,此后非首发车型的数字化研发成本降低了90%,开发部署时间缩短了50%,这意味着蔚来每款车型的开发成本大幅下降,研发效率大幅提升。
2025年9月28日,在第七届世界新能源汽车大会上,蔚来整车全域操作系统「SkyOS·天枢」从近百项技术中脱颖而出,获评「全球新能源汽车创新技术」奖。
对蔚来团队而言,这是最好的褒奖,也是对外部“质疑”最有力的回击。
截至目前,「SkyOS·天枢」已全面应用于车辆,大大提升了蔚来新一代车型的安全上限和体验上限。基于全域贯通,蔚来团队实现了许多复杂的高阶智能化体验,如全场景智能光毯、4D全域舒适领航、代客换电、ET9上的5D座舱、飞航环影等。
基于「SkyOS·天枢」体系化的底层支持,「自动紧急制动 AEB」的全链路时延不到0.4秒,刹停距离更短;能耗控制在行业内也极为出色,即便在车库停放1000天也不会出现趴窝情况,守卫模式1天耗电不到1度。
值得一提的是,发展至今,SkyOS在蔚来内部已经变成了一个开源项目进行推进,如果其他部门的同事有好的想法与能力,均可以参与到这个项目的开发当中,流程上的变化使得蔚来可以更高效的提高研发效率与产品迭代速度,如同“滚雪球”一般飞速前进。
在SkyOS的助力下,沉淀多年的蔚来迎来了自己的丰收季。今年年初,蔚来月销量还在1 - 2万辆之间波动,而在出色产品力的影响下,10月份蔚来月销量突破四万大关。
今年10月,蔚来实现连续三周销量破万,整月交付新车40397辆,同比增长92.6%。其中,蔚来品牌交付新车17143辆;乐道品牌交付新车17342辆;firefly萤火虫品牌交付新车5912辆。
在蔚来的销量占比中,搭载全量SkyOS的NT3.0平台的全新ES8、乐道L90等车型成为主力。全新ES8在正式交付41天后,达成一万辆新车交付,创造了40万元以上纯电SUV最快破万记录。
为此,蔚来也不断释放出提升产能的信号,为了消除后续下定用户的担忧,蔚来还主动选择为排产期较久的用户兜底购置税。
另外,乐道L90上市后,也已连续三个月交付破万,并连续三个月占据纯电大型SUV销量榜首,其标志性的前备舱设计也被市场友商效仿。
或许只有当销量数据呈现时,外界才能理解李斌常说的“日拱一卒,久久为功”的真正含义。(雷峰网(公众号:雷峰网))
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