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汽车OTA是个什么鬼?

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OTA:Over the Air Technology

这描述的是手机吧!不过一开始的手机也是不可以直接OTA的。

1997年之前的所有汽车都设计为独立的机械系统,在方向盘配置、操作台设置以及变速系统等细节上各自成体。互动仅限于这些方面。随着技术的发展,在这一阶段内所有的娱乐设备都已经彻底转化为收音机或CD机的形式。

于2001年推出的第一代嵌入式蓝牙系统标志着车载音频技术的进步。早期版本的车载蓝牙仅支持免提通话功能。而当时最先进的手机仍然是具有蓝屏问题的诺基亚8250

该汽车必须采用较为集中的电子电气架构设计,并能够控制车身部分执行机构的动作的同时还需要具备联网通信功能及计算处理能力。基于这些特点来看,电动汽车在这一领域具有明显优势。因此第一台采用OTA升级技术的汽车是2012年6月推出的特斯拉Model S(首批发售于3个月后)。这个技术路线与手机APP软件升级的方式存在相似之处。这样的做法是否让人觉得与手机APP软件升级的方式不谋而合?

什么是OTA?汽车上的OTA主要分为两类:

SOTA:

FOTA:

一种方式是对整车部分性能进行优化并加以扩展。举例来说,在发布时未配备蓝牙功能的iPod Touch 2,在升级至3.0版本后突然新增了一个蓝牙功能——事实上是其蓝牙模块已在前述版本中就被预先集成好了;只是由于当时的技术限制而被隐藏起来而已。早在2015年特斯拉便通过OTA推送Autopilot 7.0版本给Model系列车型;此次增添了一系列新的功能包括自动转向、自动变道以及自动泊车等新特性;这一做法引发了人们对自动驾驶技术可能性的重新审视。因为这些驾驶辅助功能都是在车辆设计之初便已规划好这一技术路线;而特斯拉则是经过算法模拟以及较长里程数的实际测试之后才对已售车型进行软件更新以补充新增的功能

特斯拉最初将汽车视为移动设备进行设计,并在系统架构设计初期就以整体性为基础,在集中式电子电气架构下实现零部件的整合与优化。

早期版本的 Models 包含几十个 ECU,并在 Models 3 版本时仅剩下 3 个主要控制器

蔚来的理想系列多款车型都具备OTA功能支持,在开发过程中始终以智能座舱技术和智能驾驶系统为核心需求进行优化和改进。

电动车具备FOTA功能的可能性相较于燃油车而言相对容易实现。电动纯动力系统在动力架构上主要包含三个关键部分即通常所说的三电:电池、电机和电控系统。

通过程序调整即可实现三电性能的变化。其余部分如中控屏、驾驶辅助系统等均与电力密切相关。相较于较为简单的三电系统而言,燃油车所具有的机械构造更加复杂,其物理参数在出厂时已预先设定完毕,并且各组件间的匹配度处于最佳状态。

车辆设计中的电子电气架构体系是实现FOTA升级的前提条件。例如,在2019年通用汽车推出了新一代全球B型电子电气架构(Global B)。在其设计过程中就已充分考虑了FOTA升级的需求。基于这一架构开发出凯迪拉克CT5车型后,在传动系统、电气控制系统以及底盘系统中都实现了功能模块的智能化升级。这些系统的固件模块均支持OTA升级功能的正常运行。要达到上述多领域控制器融合所需的高级别OTA功能还需要满足哪些具体条件呢?

比亚迪将架构集成为动力、底盘、安全、娱乐和车身电子域五大功能,

做到软件可升级,硬件可更换,传感器可拓展。

宝马创建了分层的电气架构,基于需求对ECU进行分类,统一研发。

大众把200多个不同的供应商的70多个ECU,压缩成三台中央车载电脑。

基于智能化技术发展来看,在未来的 cars 领域中将涵盖智能座舱系统、云计算服务以及可能延伸至自动驾驶与智能家居等多个方向。 cars 都将作为一个集成了计算能力的核心智能设备存在,并且随着技术进步 cars 的功能将会得到优化升级; cars 的智能化架构将更加先进,并依赖于更好的软件控制能力和更快捷的信息通信系统

基于智能化技术发展来看,在未来的 cars 领域中将涵盖智能座舱系统、云计算服务以及可能延伸至自动驾驶与智能家居等多个方向。 cars 都将作为一个集成了计算能力的核心智能设备存在,并且随着技术进步 cars 的功能将会得到优化升级; cars 的智能化架构将更加先进,并依赖于更好的软件控制能力和更快捷的信息通信系统

2汽车将适应未来智能化交通体系的发展需求,并从单一的物理形态开始融入智能化社会下的5G信息网络中去。如同现代智能手机般借助外部5G高速网络互联能力与交通数据平台以及其它智能车辆实现联动协作,在提升整体交通服务质量和效率方面发挥重要作用

3降低成本,任何商业化活动的本质都是逐利的。

这个问题属于通信模块软件设计领域。对于这类问题而言,在FOTA功能的支持下,在厂商完成对软件的修正后可以直接传输至用户的车辆中进行处理。车主只需按照系统提示进行更新即可。

让我们先做一些背景知识的介绍。被誉为汽车界‘Eve’的特斯拉,在其推出首辆ModelS后,在过去五年多的时间里总共进行了25次远程升级。特斯拉每次发布新系统或新功能时都可以通过OTA的方式被免费推送至车主手中;这样就能让车主每次都能带来开新车的感觉了;那么这里所说的OTA到底是个什么神奇的东西呢?让我们一起来探讨一下吧!
一、什么是汽车OTA

在移动设备领域中,OTA技术(Over-the-Air Technology)是一种远程无线更新机制,在智能手机时代已经逐渐成熟,并广泛应用于各类IT设备及智能汽车领域。从技术实现方式上可分为两种类型:基于流数据的FOTA(Frequent Over-the-Air Transmissions)和基于静态数据的SOTA(Selective Over-the-Air Transmissions)。

  • FOTA(即firmware upgrade over the air),作为固件远程升级技术,在手机行业具有重要地位。通过日常使用经验可知,“固件版本号”是一个关键指标;而手机中的固件提升过程正是采用了这一技术。

  • SOTA(即software upgrade over the air),通常被定义为软件远程更新技术。然而需要指出的是,在实际应用中FOTA与SOTA之间存在一定模糊性:例如Windows系统更新、智能手机系统优化以及嵌入式设备配置调整等均可归类为FOTA;在汽车电子领域,则将车载APP的迭代更新视为S OTA,并将所有ECU及相关功能参数同步优化的过程统称为OT A。

而前文所述的特斯拉,则可视为整车OTA技术发展的开山之作。自 Model S诞生之初便配备有基础版OTA功能。据相关资料显示,在 Model S上市至2017年3月这5年间的时间里(截至发稿时),特斯拉累计完成了25次功能迭代升级。这些大大小小的版本变动几乎覆盖了整车各核心功能领域:从控制器到中控屏(包括显示界面、报警提示、交互操作及控制设置),再到动力与电池系统运行状态监测、雨刮器工作状态监控、座椅调节参数管理以及门把手的操作反馈等方面均有涉及。
受特斯拉技术革新影响下,如今国内各大造车新势力如蔚来汽车、小鹏汽车等纷纷跟进……
今天汽车的OTA升级主要分为两种类型:FOTA与SOTA。它们的主要区别在于:前者是对整个车辆系统的全生命周期进行全面更新优化;后者则是对现有配置进行渐进式优化升级。

  1. FOTA技术体系

再说说FOTA(FIRMWARE-Over-The-Air, 固件在线升级)。它主要涉及的是向汽车发送完整的固件镜像文件或修复现有固件。

例如,在这个方法中我们可以实现系统的性能提升通过优化算法结构使得计算效率得到显著提高同时还可以通过引入新的硬件资源进一步增强系统的扩展性

在特斯拉Model 3上市之后,在其刹车系统中存在一定的技术缺陷,在百公里/小时的行驶速度下完成完整的制动动作所需的刹车距离为46米。通过实施软件升级优化(SOTA),这一数值被成功缩短至40米(减少6米),显著提升了车辆在驾驶过程中的安全性与可靠性。

相较于FOTA而言,SOTA(软件在线升级)的方式相对更为简洁,这一特点使得其在实施过程中更加高效.具体来说,它通常会以一个迭代更新的形式呈现,即作为一个增量被引入系统中.这种增量通常涉及对某些特定功能或模块进行修改,汽车厂商只需要发送这些需要更新的内容即可.从操作层面来看,这与其我们在常规软件更新中所使用的'补丁'非常相似.

这种修改方式有两个明显的好处:第一是尽可能地减少了系统的下载时间和所涉及的数据量;第二是明显减少了系统更新过程中发生故障的概率。

在进行多媒体系统的升级时(例如:更换操作界面、主题以及仪表盘显示风格等),我们主要采用该方案作为升级的主要方法(即SOTA)。这也是目前自主品牌汽车进行OTA升级的主要手段之一。

提到OTA在汽车方面的优势,则主要体现在能够修复汽车内部系统的某些问题,并且迅速地解决问题。当传统车企发现旗下某款车型出现系统BUG时,则会采取统一召回的方式进行处理……

有了OTA升级后,我们无需前往4S店,在汽车上即可通过厂商发送的更新包进行升级。操作过程与安装手机系统相当简便,并且能够避免了不必要的耗时和经济投入。

例如,在过去,汽车的导航系统需要前往4S店或修理厂获取地图包进行更新。如今可以通过OTA升级快速获取最新地图数据。既实用又便捷。

汽车OTA升级另一个显著的优势是可以实现更为全面的升级方案,例如特斯拉通过其OTA系统几乎实现了整车功能模块的高度覆盖

从中控屏界面到娱乐系统这一系列的功能模块开始逐步实施再到驾驶相关的刹车系统油门踏板等细节部分几乎都可以实现OTA升级每一次这样的更新都能为您的爱车带来惊喜与更舒适的使用体验

虽然强调了诸多优势与便利性……然而实际上并非如此:
1、在硬件层面存在一定的限制。

主要来说,在这个过程中无法实现全息复制的情况下

还记得在电影《速度与激情8》中整条街道上的汽车都被黑客远程操控的画面吗?如果这些车辆真的遭到黑客入侵那其破坏性非常大。然而作为一种依赖互联网进行下载的技术OTA系统一旦连接到互联网就存在遭受网络攻击的风险。

正因为如此,在这一领域内并不罕见有诸多汽车厂商选择不开放OTA升级这一策略。这种做法并非出于技术上的不足或者缺乏相应能力,并非如此;而是出于更为根本的安全考量。一些厂商则采取了更为谨慎的措施——比如在涉及驾驶系统的核心部分始终掌握在厂商自身手中以确保安全稳定。
这可能使某些高端车型面临品质控制下降的风险。

许多造车新势力为加快生产进度以求尽快交付汽车而牺牲了必要的质量检验环节,在最终产品的质量控制上出现了明显不足。在实际使用过程中频繁出现功能性问题,在技术升级方面表现出明显滞后性。然而,在软件系统不断优化的过程中,“通过OTA更新支持实现XXX功能”的宣传语逐渐成为这些企业推广的核心卖点

于是乎,在网上就有了这样一个有趣的调侃:

  • 当你称赞一个人长相一般却性情暴躁、智力平庸却又既没毅力又囊中羞涩时,
    我们只能说:其实他的心地还是不错的。
  • 当你抱怨一辆车技术含量低至让人发愁,
    工艺粗糙到令人无措,
    外观不够好看以至于吸引力不足,
    但性能有待提升的时候,
    我们只能说:其实它通过OTA升级后会更好。

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