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淺析汽車上的OTA 技術

2021-09-06 來源:eefocus

OTA(Over the air Technoloogy)即空中下載技術,是通過移動通信的空中接口實現對移動終端設備及SIM卡數據進行遠程管理的技術,是一種為設備分發新軟件、配置,乃至更新加密密鑰的方法,經過多年的發展,OTA技術已經十分成熟。對于大部分人來說,OTA技術并不陌生,隨著智能手機的普及,在手機制造商更新手機系統時,都會采用OTA的方式進行,OTA可以修復軟件中存在的Bug,確保軟件的安全性;也可以增加新的功能,豐富產品的可玩性;還可以通過OTA升級軟件,給用戶提供更多的服務,從而增加用戶的粘性。

 

現在的汽車軟件升級,普遍使用的是線下升級方式,車主需要將車輛駕駛到對應品牌的4S店,并將車輛交由維修技師進行升級,維修技師在進行車輛軟件升級時,需要將車輛連接到專用檢測儀,并下載對應車型的升級軟件,再通過有線的方式將最新軟件安裝到車輛上,這樣的升級方式,不僅花費車主大量時間,也增加了汽車主車廠和汽車維修企業運營成本,這就需要花費大量的費用去攤平這部分的人力成本。隨著汽車消費的升級,高級輔助駕駛系統已經在汽車上逐漸商用化,OTA的升級方式也在汽車上開始普及,很多造車新勢力會將OTA升級作為面向消費者的宣傳方式。汽車發展到現在,娛樂性硬件屬性愈發明顯,汽車軟件升級也將和手機等娛樂硬件設備一樣,采用更為人性化的OTA升級方式,在車輛無需使用的時候,車主只需將車輛連入網絡,進行OTA升級即可,這樣的升級方式機動性較強,且節省了車主很多時間和汽車主車廠的人力成本。

 

汽車OTA最早出現是在2012年,OTA技術首次在特斯拉推出的Model S上使用,更新范圍包括人機交互、自動駕駛、動力電池系統等模塊,當時特斯拉可以通過OTA完成鑰匙卡漏洞、提升續航里程、提高最高速度、提升乘坐舒適度等,讓車輛的功能迭代更加靈活和便捷。隨后,國內的蔚來、理想、小鵬、比亞迪等也陸續推出了可以實現OTA的車型。傳統燃油車由于整體機械數據比較固定,像是發動機數據、變速箱數據等每個硬件設備都有固定的物理指標,所以在OTA升級上出現了一定的限制,但是隨著OTA技術的不斷發展,OTA升級已經不僅僅是造車新勢力的專屬,在很多的傳傳統燃油車企業也開始布局OTA升級,像是豐田、福特、大眾、寶馬等傳統燃油車企業都在OTA上進行嘗試,軟件定義汽車在OTA上得到了很好的體現。

 

汽車OTA可分為SOTA和FOTA兩種,但是這兩種OTA并不同,SOTA(SoftwareOver The Air)是現在很多汽車主車廠使用的一種OTA升級方式,該升級方式偏向于軟件升級,主要是更新車輛內的軟件應用,類似導航地圖的升級、娛樂軟件、人機交互等的升級,并不涉及到核心的系統升級,屬于智能座艙領域升級的一種。FOTA(Firmware Over The Air)是固件空中升級,即通過云端升級技術,為具有聯網的硬件設備,進行固件版本的更新,汽車領域特斯拉的升級就是FOTA升級,能夠對包括娛樂系統和中控大屏之外的所有整車各項控制器,包括域控制器進行獨立的OTA升級,甚至能夠通過OTA升級改變續航能力、加速、剎車等涉及到動力相關的性能。將SOTA與FOTA映射到手機上,SOTA更像是手機軟件的更新,只是針對一個軟件的功能和使用進行更新,而FOTA則是系統的更新,可以改變手機的底層系統,從而改善交互方式、使用感受等,FOTA相對SOTA設計難度更大,給用戶帶來的功能和性能提升幅度也更大,現階段汽車領域宣傳的OTA更多為SOTA。

 

 

之所以OTA沒有進行大規模的使用,是因為OTA涉及的設計要求更高,會影響的方面也更大,與手機不同,手機OTA升級失效,最多是影響手機的功能丟失,從而影響手機的使用,而汽車FOTA更新失效,則會影響乘車人的生命安全。2019年1月,在北京長安街發生了蔚來汽車“趴窩“事件,主要原因是買家在乘車試車時,不小心點到了OTA升級,這就導致車輛”趴窩“事件的出現。由此可見,OTA雖然是未來發展的趨勢,但是在實際使用上還會存在一定的安全隱患和技術難點,OTA升級,尤其是FOTA升級,是將車輛從一個狀態導入到另一個狀態,在傳統的車輛系統升級中,主要使用的有線連接升級方式,信息傳遞效率高,出錯率低,而OTA升級,主要通過無線網絡進行升級,整個過程涉及到從軟件開發者到汽車主車廠到單個汽車之間的數據傳輸過程,這些過程是需要所有的數據通道都是安全的,數據都是經過加密的,否則就會出現網絡被劫持的風險,如果出現OTA更新錯誤的情況,這就需要汽車主車廠能夠很快地完成回滾措施,讓車輛系統恢復到上一個版本,從而保證用戶的體驗。

 

軟件定義汽車下的OTA升級會成為汽車主車廠盈利的模式之一,對于不同的功能,通過OTA升級方式進行選配將成為未來汽車性能升級的一大主要方式,這一點已經在特斯拉汽車上進行了體現,像是2400元在線解鎖座椅加熱功能、1.41萬元獲得0.5秒百公里加速,5.6萬元升級FDS功能等,已經成為汽車行業內OTA升級商用化的模板。OTA未來是否會朝著這個方向商用化發展不得而知,但隨著汽車發展的不斷加速,硬件設備都會相對固定,唯一可以區分的就是軟件系統,不同的軟件系統匹配到不同的硬件設備上,將會帶給使用者不同的體驗,這也會改變人們對于車輛的使用習慣。

 

為了更好提升OTA升級安全性,國家也出臺了相關政策,其中由工業和信息化部在2021年7月30日發布的《工業和信息化部關于加強智能網聯汽車生產企業及產品準入管理的意見》中指出,“企業生產具有在線升級(又稱OTA升級)功能的汽車產品的,應當建立與汽車產品及升級活動相適應的管理能力,具有在線升級安全影響評估、測試驗證、實施過程保障、信息記錄等能力,確保車輛進行在線升級時處于安全狀態,并向車輛用戶告知在線升級的目的、內容、所需時長、注意事項、升級結果等信息。企業實施在線升級活動前,應當確保汽車產品符合國家法律法規、技術標準及技術規范等相關要求并向工業和信息化部備案,涉及安全、節能、環保、防盜等技術參數變更的應提前向工業和信息化部申報,保證汽車產品生產一致性。未經審批,不得通過在線等軟件升級方式新增或更新汽車自動駕駛功能。”《工業和信息化部關于加強智能網聯汽車生產企業及產品準入管理的意見》的提出對OTA升級提出了明確的要求,從而杜絕汽車主車廠鉆空子,打擦邊球的可能,也規范了OTA升級,改善了汽車市場的OTA升級亂象。

 

汽車技術的發展,會讓智能座艙、單車智能、車聯網甚至自動駕駛成為可能,這些技術的發展都將會與OTA息息相關,雖然現在OTA升級還未普遍使用,但未來將會是汽車軟件升級的主要解決方案。


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