OTA更新如何让电动车焕然一新?

电动车如今已不再是交付当天就完工的产品,而是一个通过无线更新持续进化多年的活的软件.
电动车如今已不再是交付当天就完工的产品,而是一个通过无线更新持续进化多年的活的软件.

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无线升级(OTA, over-the-air)是指无需前往服务站,通过移动网络对电动汽车的软件进行更新.借助这种方式,即使在购买电动汽车之后,也可以改善续航估算、驾驶特性、充电行为和安全软件;车辆的某些硬件还可以转变为后续可解锁的功能.简而言之,现代电动汽车已不再是交付当天定型的产物,而是整个使用寿命期间不断演进的产品.

亮点

  • 全球新车中 超过70% 具备OTA能力.
  • 区域架构使车内线束长度 最多减少 25%.
  • 软件更新的基础监管框架是 UNECE R156 法规.
  • 数字/软件收入目前占汽车行业收入的 15%;预计到2035年 将上升至 51%.
  • 预计到2030年,与车辆相关的创新中 90% 将由软件构成.

一辆电动汽车可以有三个电机、双层驾驶辅助系统和热泵;这些都是硬件.但决定这些硬件如何工作的,越来越多地是软件.从电机控制到再生制动校准,从续航估算到座舱舒适度,许多功能如今都由代码行来定义.因此,行业将这些新一代汽车称为"软件定义汽车"(SDV, software-defined vehicle):核心功能由软件而非固定硬件来控制、更新和改进的汽车.

这种差异并非抽象概念.在传统汽车中,各项功能在出厂前就已由硬件固定;新功能或缺陷修复意味着物理改动或安装新的控制单元.而在软件定义汽车中,同一个物理套件可以通过一次更新获得更好的导航、更优的能效或新的驾驶模式.无需预约经销商.

OTA升级究竟是如何工作的?

Yüz binlerce elektrikli araca tek gecede güvenlik düzeltmesi ulaştırmak artık servis çağırmayı değil, sadece Wi-Fi sinyalini gerektiriyor.

OTA升级是指车辆软件以无线方式更新,通常通过重新编程车内的非易失性存储器("闪存")芯片来实现.在实践中,它类似于向智能手机下载应用的逻辑:车辆通过移动网络下载更新包,在合适的时机安装并替换相关软件模块.

这里的关键点在于,OTA只是一种交付方式.无论更新的内容是什么,同样的工作也可以在经销商处通过服务设备或诊断工具完成;无线方式则加快并扩大了这项工作的规模.要在同一周内向数十万辆车辆推送安全修复,无需召集任何人前往服务站.对电动汽车而言还有一个额外的优势:更新通常可以在停放状态下、在夜间进行;用户第二天醒来时车辆就运行着不同的软件.

通过更新可以改变什么?

覆盖范围比大多数人预期的要广.信息娱乐无疑是最显眼的领域:地图数据、语音助手和应用程序都会定期更新.但真正令人印象深刻的,是与驾驶直接相关的层面:

  • 动力传动系统标定: 对发动机控制的精细调整可以对动力输出和效率产生影响.
  • 能量回收制动算法: 通过重新调整能量回收曲线,可以同时提升效率和踏板感受.
  • 电池管理与续航: 更新可以让电池得到更高效的使用,从而延长续航和电池寿命;续航估算可以变得更加精准,还可以添加新的充电站位置.
  • 安全召回: 一些安全召回现在可以通过OTA完成修复,车主无需前往服务中心.

舒适层面也有例子;比如通过限制空调的功耗来保护续航的模式,就可以通过软件启用.远程诊断也属于同一基础设施的一部分:由于故障迹象可以通过更新渠道反馈,物理保养和维修服务的次数可能会减少.这些都会直接影响车辆在整个使用寿命期间的价值;随着核心驾驶功能的改进,车辆不会变旧,反而会显得更加年轻.

硬件如何先成为ECU集群,然后又成为计算机?

OTA之所以能覆盖如此广泛的范围,离不开架构上的变革.在传统架构中,每个功能都有自己的电子控制单元(ECU);某些车辆的ECU数量甚至 超过100个 .这种情况既意味着复杂性,也意味着长达数公里的线束.由于每个单元都携带自己的软件,向车辆推送整体式更新在实践中几乎是不可能的.

这一演进经历了三个阶段:首先是分布式ECU,然后是整合驾驶辅助和信息娱乐等领域功能的域控制器,最后是高性能计算机(HPC)和区域架构.在区域架构中,区域控制器——前、后、左、右——连接到一个中央计算平台.结果是可量化的:线束长度最多可减少 25% .用更少的线缆实现更多的功能,无论在重量还是装配方面都是优势.

软件方面也需要一个共同的基础.AUTOSAR标准使软件变得可复用;在基于Linux和以太网的高性能平台上,AUTOSAR Adaptive专为动态实时服务而设计.如果没有这种共同语言,每家制造商都将不得不在自己的封闭世界里开发更新.实际上,目前存在一个明显的分水岭:OTA的前提条件是集中式或区域式架构,而某些品牌至今仍未提供全功能的OTA.

更新如何获得批准,谁来保证安全性?

为一辆车下载歌单与安装数万行发动机控制软件之间的责任差别巨大;这一差别也决定了监管框架.基本框架是 UNECE R156 法规:为车辆软件更新的安全、可追溯和合规管理设定了条件,并包含OTA软件更新的型式认证.根据WP.29要求,制造商必须拥有能够确定某次软件更新目标车辆的流程——也就是说,哪个版本发给了哪辆车,必须始终可追溯.在美国方面,联邦机动车安全标准由NHTSA负责监管.

网络安全方面则采用多层防御:安全启动(secure boot)、加密通信、实时监控和未授权访问检测.安全启动简单来说就是这样做的:车辆启动时,未经签名验证的软件模块一律不予加载.更新过程本身也是一个工程纪律问题;管理不善的更新可能导致系统故障和用户不满.因此,大型更新通常分阶段推送,且车辆在安装期间必须处于安全状态(例如停驻状态,而非行驶中).

还有一点需要明确:OTA只是一个渠道,并非质量保证.更新也可以通过服务设备或受控的服务访问以相同内容完成;监管框架涵盖更新的管理,与交付方式无关.

你买的车为什么按订阅出售功能?

软件定义架构的商业化面貌,就是"按需解锁功能"(features-on-demand)模式.硬件变成了购车后可以开启的功能:高级驾驶辅助系统、座椅加热、性能模式.访问方式可分为三类:

  • 按月或按年订阅
  • 一次性大额付款(买断)
  • 按使用付费(pay-per-use)

对制造商而言,这个逻辑很有说服力:同一套硬件在交付后持续产生收入,而车主也有机会以每月几美元的价格"试用"某些功能.行业数据显示了这一趋势的规模:数字/软件收入目前占汽车行业收入的 15% ,预计到2035年将 升至51% .预计汽车OTA市场到2034年也将 达到220亿美元 .据估算,到2030年,与车辆相关的所有创新中 90% 将由软件构成;约 75% 的汽车业高管预计,软件定义体验将在2035年前成为品牌价值的核心.

而在用户方面,情况就没有这么清晰了.对曾经属于标准配置的功能——如座椅加热或自适应巡航控制——实行订阅制访问,可能会让客户感到恼火,并损害品牌认知."为什么我要为已经安装在我车里的硬件再付一次钱?"这个问题是对该模式最常见的质疑.从工程角度看,情况很简单:加热元件在座椅里,但开关在软件中.商业争论正是围绕着这个开关归谁所有而展开的.

联网汽车带来什么,又伴随哪些风险?

OTA的价值主张是实实在在的:错误修复、安全补丁和功能升级均可远程完成,无需前往经销商.到2027年,预计将有超过3.27亿辆 联网汽车行驶在路上,而且 OEM高管中有 79% 认为软件定义汽车的计划将在未来三年内持续推进; 76% 的高管还补充说,人工智能将为这一进程做出贡献.2026年的趋势包括逐步转向区域架构、应用层的创新以及AI辅助开发.

另一方面,每一次连接都意味着一个攻击面.日益增强的互联性使车辆控制、数据隐私和云服务暴露于网络攻击之下.在数据方面,问题更加令人不安:软件定义汽车会持续收集数据;这些数据在未经明确同意的情况下如何被存储和使用,引发了伦理和监管层面的疑问.法律层面也尚不明朗——通过软件更新车辆行为,引出了发生事故时责任归属以及数据所有权归属谁的问题.

行业内部的障碍也不容小觑: 74%的高管表示,以机械为主的文化难以改变,并且预计该行业到2034年才能达到软件定义目标所需的劳动力水平.一个建立在钢铁、铸造和装配线之上长达一个世纪的产业,要把自己重组得像一家软件公司,绝非一夜之间的转变.

常见问题:我的车真的会变快吗,续航会增加吗?

简短回答:某些情况下可以,但需要了解其局限.电动汽车电机的物理功率在硬件上是固定的,软件更新无法突破这一上限.但由于功率输出曲线、能量回收制动深度、功率管理和续航预估都是由软件决定的,更新确实能带来可感知的差异.在某些车型上,通过更新改善了加速和制动表现,使续航预估更加准确,并新增了充电站点.而续航本身受限于电池化学特性;软件只是让现有电池得到更聪明的利用——而不是让它变得更强.

再问一个实际问题:更新是否需要给车辆充电或前往服务中心?大多数情况下不需要;更新在停车状态下以无线方式完成,许多车主在此过程中未曾去过服务中心就完成了多次大版本升级.

结论:汽车不再是一件产品,而是一个平台

软件定义汽车的概念正在把汽车从“交付即完成”的产品转变为一个持续更新的平台.OTA更新是这场转变的显性一面;其背后则是区域架构、集中式计算和统一软件标准等规模大得多的工程变革.从购车者的角度看,关键问题也随这一转变而改变:在“这辆车动力有多强?”之外,又多了一个问题:“它多久更新一次,哪些功能可以后续开通,费用是多少?”硬件依然遵循物理定律;但如何呈现同一辆实体车的体验,越来越多地由软件决定.

参考资料