总装车间对于AGV小车的应用是最成熟的，其自动化程度也是最高的，运送过程可以实现完全的自动化，不需要人工参与输送，其典型的应用生产线主要包括内饰和底盘等。每个整车厂的总装车间都至少有2～3条的内饰和底盘输送装配线，而且大多采用SPS配料形式。这为AGV小车的自动化输送应用提供了良好的应用环境，同时根据主线体和具体现场环境（空间、设备形式等）的不同，可以采用不同的物料随线输送形式来满足AGV小车物流输送方案的需求，从而优化方案、简化系统复杂性并减少整体项目投资。
汽车合装基本采用连续运转装配方式，在工艺链及车身连续运行下装配（不停线装配）是动态合装的关键。前后悬合装详细工艺内容为：AGV小车驶入底盘线与车身随行，前后悬合装工装举升到位（副车架与车身贴合），对正发动机悬置，打紧发动机悬置连接紧固件，打紧副车架与车身连接螺栓，降下工装，AGV小车复位。当AGV小车进入被装车身下方，检测到合作目标时，AGV小车通过检测安放在被装车身下方的合作目标上，计算AGV与被装车身间的位置，调整AGV的运行速度，使AGV保持与被装车身同步运行，实现动态合装。该种方式下，AGV小车直接与被装车身的位置同步，避免了由于吊具安装、工艺链条节距匹配等原因造成的位置误差，并可对悬链的爬行等问题做出及时反应，是目前最有效的同步跟踪方式。由于跟踪同步是由AGV本体进行独立采样完成的，即使是在AGV手动离线状态下仍能完成动态同步合装工作，因而更具备整体的灵活性。其次是总装车间的分装线体车门线和仪表线等分装线。此类线体一般也采用SPS配料，但其单配料的数量和容器的体积较小，一般采用物料箱的形式，而且主线体的输送方式很有特点，再加上物料箱的随线形式和员工取料方式的不同，就产生了另外一种应用形式。AGV与物料承载车不脱离，通过自身或辅助设备，在指定的位置和时间段进行物料承载车和物料箱的分离和平移，从而实现自动物料配送的需求。
底盘的合装工位段目前对AGV的应用也非常成熟，是举升式负载AGV的应用典范，整体底盘组件，如前后车桥、发动机和变速器等部件的定位放置到AGV车身上，通过与主线体的同步随行，同时AGV本身的举升机构进行托举，与吊具上车身进行准确定位和自动装配，通过人工固定螺栓的方式进行组件连接，大大减少了人员的劳动强度，提升了装配质量和效率。Agv在汽车底盘盒装中因为具有强大的自动化集成度和现场适应性，因此被汽车制造行业广泛应用。在汽车总装线底盘装配发动机、后桥的工艺环节中，由于发动机及后桥零件的质量、体积均较大，底盘举升agv小车发挥着巨大的作用。
（1）上料 在小车运行环线上，料位操作者将发动机总成吊运到小车上，并按【运行】按钮，小车快速运行到等待位。
（2）同步运行 当装配位要车时，小车从等待位出发，运行到主装配线时小车接收到同步信号，调整速度达到与主装配线同步，操作工进行装配工作。
（3）装配 操作者按【上升】按钮，小车将发动机总成举升到安装部位，安装完成后，操作者按【完成】按钮，升降装置快速下降（手动操作）。
（4）小车返回 当升降装置下降到位后，小车自动快速返回到上料位，如上料位有车占位，则在积放段等待发车。
在焊装常规零部件从车间中转库运送到线体的物料输送中引入AGV自动输送系统，此时的物流输送采用定时配送机制，同时兼顾拉动式生产配送方式的及时需求方式，即根据预先设定好的配送顺序进行装配工位的定时配送，AGV则通过中转库的配送通过上位系统进行统一调度实现资源优化的目的。根据此种应用所设计的路径规划非常复杂，包括多循环、单道岔、双道岔和交叉线路等，要求系统拥有强大的调度、单车以及最佳路径计算等较复杂的计算和统筹功能。
另外在焊装车间的分线到主线的工件转运方面，也可以采用AGV小车的输送方式，此种应用为批量运输方式，将现场员工发出的信息作为配送启动指令，在运送到位后进行对应工位空工装的返回，满工装和空工装的切换完全由AGV自动完成，空工装是否允许运输由AGV小车调度系统和主线体控制系统进行信息交互确认后才能够给AGV小车发送允许运送的指令。
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