2007年6月29日，苹果公司发布了第一代iPhone。这是手机历史上的一个重要里程碑，它引领了移动设备在互联网时代的技术革新。iPhone改变了生活，也改变了世界，当时的手机或许只是一台接打电话的工具，但苹果赋予了其不一样的“生命”，完成了从手机到智能手机的进阶。

14年后的今天，随着汽车行业对“新四化”（电动化、网联化、智能化、共享化）的步伐进一步加快，现在的汽车也不仅仅只是一辆交通工具。在智能化大行其道的时代，从汽车到智能汽车的进阶，背后是机械向电子的变革。在这场变革中，OTA技术尤为关键。

OTA技术的背后是汽车智能化的变革

首先我们来了解一下OTA到底是什么，直接翻译过来是“在线下载更新技术”Over the Air Technology。通过服务器、移动通信网络和终端等的网络连接，从远程云服务器下载软件更新包，最终实现终端内存储数据的更新，进而改善终端的功能和服务的技术。这项技术最早应用在PC 机上，后来广泛应用在移动手机行业，近几年才开始在汽车行业里广泛应用。

业内公认的汽车OTA最早出现是在2012年，特斯拉推出的Modes S首次采用OTA技术，更新范围涉及人机交互、自动驾驶、动力电池系统等模块，修补了钥匙卡漏洞、提升续航里程、改善了车辆底盘、增强了娱乐信息等等，让车的功能迭代更加灵活和便捷。

后来，OTA技术开始被丰田、福特、大众、宝马等传统车企所尝试。期间，国内的蔚来、理想、小鹏、上汽、比亚迪等也陆续推出了可以实现部分功能或整车OTA的车型。

而OTA在汽车领域所涉及的面是非常广泛的，并不像手机那样简单。事实上，OTA升级主要分为FOTA和SOTA两大类，FOTA侧重于底层固件升级，比如涉及驾驶、转向、自动辅助驾驶系统等部分的优化，类比手机的话，更像是系统升级。SOTA则偏向于应用层软件升级，如车机UI、地图导航、车机操作系统等内容，简单的类比，更像是手机APP升级。

两者相比，显然FOTA要比SOTA功能更强大，技术难度也更高。FOTA甚至可以改写硬件，深层次改变汽车控制系统、管理系统及性能表现。一些车型可以预留硬件，通过后期的OTA 开放一些新功能。具备FOTA的车型理论上可以给用户带来更多智能化的新体验。

那么FOTA具体表现是怎样的呢？以小鹏汽车为例，小鹏目前有三款汽车，分别为G3、P7和P5，均支持了整车OTA，其中P5于今年4月份刚刚发布，已于10月底正式交付。作为国内首个实现手机远程操控车辆OTA升级的车企，截止今年10月份，小鹏通过OTA累计已经想G3和P7推送了23次中大版本更新，其中新增功能130余项，功能优化更是搭载了2300余项。其中非常重要的哨兵模式、ACC、ALC智能巡航辅助、高温抑菌、全场景语音、自动泊车和NGP自动导航辅助驾驶都是通过OTA下发到用户手中的。

此外，小鹏最近已经向少量P7用户推送了VPA停车场记忆泊车功能，预计很快就能向用户大面积推送。

数据预测显示，到2022年将有2.03亿辆汽车能通过OTA方式更新软件，其中至少2200万辆汽车还能通过OTA更新固件。为什么当前无论是主流传统车企还是造车新势力都在不遗余力地开发OTA呢？

首先是节约成本，传统的召回需要走内部及外部审批过程，时间和金钱的成本都非常高。通过OTA方式可以有效提高召回效率和完成率。现在一个召回可能需要两年时间，而通过OTA召回，可能两周就能解决，同时，还可大幅降低召回成本。根据咨询机构HIS曾预测，车企从OTA软件更新中节省的成本将从2015年的27亿美元增长到2022年的350亿美元。

对于消费者来说，通过OTA远程修复软件问题，省去了来回经销商等待的繁琐步骤，大大减少了用户回店的时间和金钱成本。

其次，可以重塑车企与客户的关系。在传统汽车的时代，买车就是一锤子买卖，付完钱后车企与用户的关系基本就结束了。而整车OTA的出现，可以让车企和用户在车辆全生命周期都产生关联，车企可以根据用户使用的数据、反馈的建议不断改善功能体验，增加功能，优化产品体验，进行快速迭代，真正让车主感受到什么是“常开常新”。

此外，现在很多车企都采取硬件预装，软件锁定的方式进行车辆开发，后续可以通过付费解锁相应功能。这部分付费功能也能为车企带来额外收入，增加车辆附加值。

最后也是最重要的一点，快速修复系统缺陷。传统汽车在用户行驶验证中出现了系统方面的缺陷，而这些问题的解决办法只有一个，汽车厂家启动召回程序，在用户收到召回程序后返厂进行系统的统一升级。而OTA技术则可以通过远程快速的通过数据包的形式完成缺陷的修复，避免了持续数月的进厂召回带来的风险。

目前，新车的价值构成中，硬件仍然占据绝对比例，软件仅占10%左右。未来，一辆智能网联汽车的价值构成会变成40%的硬件、40%的软件以及20%的内容和服务。OTA将成为智能汽车的关键，助推新四化的发展进程。

OTA安全标准亟待完善

随着互联网和5G技术的发展，OTA技术将成为未来车载标配和车联网的发展趋势，但是汽车数字化和智能化的发展，往往伴随着新的安全性挑战。OTA升级逐渐由娱乐系统扩展至车辆控制系统，如何保障升级过程中的云管端的安全是产业级OTA需要解决的问题。

从全球范围来看，各个国家地区以及主要的国际性联盟，都在尝试制定OTA标淮。2016年12月由英国和日本作为主席国，成立了专门的汽车信息安全标准任务组UNTask Force on Cyber security and OTA issues(CS/OTA)，围绕汽车网络安全数据保护和软件升级OTA三部分开展国际法规及标准的制定工作国际电信联盟(ITU-SG17)也全面与参与了该任务组的相关工作。中国各行业专家也在中国汽车技术研究中心的组织下参与了该任务组的部分工作，并有相关国际标准建议提案。

从2017年1月1日起国标《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》(GB/T329601-2016)规定新生产的全部新能源汽车安装车载终端，通过企业监测平台对整车及动力电池等关键系统运行安全状态进行监测和管理。按照国家标准公共服务领域车辆相关安全状态信息要上传至地方监测平台，从中也会产生OTA需求。

2020年11月国家市场监督总局发布《关于进一步加强汽车远程升级(OTA)技术召回监管的通知》明确指出，车企“采用OTA方式对已售车辆开展技术服务活动的”，要向市监总局备案:而“采用OTA方式消除汽车产品缺陷实施召回的”，要制定召回计划、向市监总局备案，并依法履行召回主体责任。今年(2021年)6月4日市监总局又发布《汽车远程升级(OTA)技术召回备案的补充通知》。

2021年3月工信部立项了《汽车软件升级通用技术要求》国家强制性标准，该标准计划2021年12月推出征求意见稿。该标准正式实施后，具备OTA功能的整车都需要通过该法规的检测。

通过标准法规的制定监管机构需承担相应责任，明确测试流程，从而确保汽车OTA生态系统的健康发展。

OTA打响技术争夺战

升级是刚需

得益于高联网率，重型卡车驾驶舱的各种电子设备可以为司机提供从天气到交通的多种信息。各类传感器也可以监控车速、定位、损耗程度以及驾驶员状态。而这些装置如同手机上的APP，需要及时下载最新版本，才能确保使用体验的提升。

此外，车队的需求会不断变化，因此需要OTA及时更新参数来确保发动机性能、燃油经济性、卡车运输效率、车辆安全性等维度的提升。

而值得注意的是，以重卡行业刚需的ADAS技术为例，其软件算法并不能一开始就适应全部的场景，所以不断的更新以适应新出现的场景会成为常态。

与乘用车不同，商用车本质为生产工具，对故障的容忍度极低，又对效率的要求极高。因此，使用远程升级刷写扫除故障来减少维修时间和成本是刚需。

同时，相比于乘用车的4S店，商用车的服务体系在能力上还存在一定的差距，特别是在电子电气系统的维修和保养上。加之，商用车的使用场景与乘用车有较大的差距，使用时间要远超乘用车，对于移动维修的诉求较高，因此通过OTA来解决软件问题能大幅减少社会成本。

此外，OEM可以借助OTA针对不同区域设置不同的参数，让产品更适应相关该车辆的使用场景，帮助车辆节约成本。

参数的更新供了更高的灵活性，使车辆所有者能够在多种优化的操作模式之间自如切换。比如从液体罐车转向干散货车。或是在不同地区运行多条路线，有利于在不同交通法规管辖的地区之间运营的公司。

“OTA对于商用车而言更有价值，目前国内商用车，特别是重型卡车的联网率非常高，基本上都配备了T-BOX（部分低端轻卡除外）。但车辆网络的价值还没有被发挥到最大，大都还停留在收集车辆数据、满足政策要求等方面。”艾拉比车联网副总裁李彬表示。

囿于当前远程OTA技术发展进度，乘用车主要应用在娱乐控制和智能驾驶模块，而卡车则主要应用在发动机模块。

“产生这种差异的原因在于乘用车用户主要看重的是车辆的娱乐功能，而卡车买家更注重车辆的实用性，对娱乐模块的要求偏低，但对成本极为敏感，所谓钱要用在刀刃上。”李彬解释。

随着排放政策的不断升级，柴油发动机实现排放达标日益困难。另外，运输车辆的使用环境复杂，发动机限扭限速故障日益频繁，因此对远程解决故障或暂时屏蔽故障的需求很大。可以说，商用车OTA的市场还有很大的空间。

据了解，目前国内支持发动机升级的有康明斯、重汽、解放、云动等主流厂商。

“但与大众熟知的模式不同，这种升级方法相当于在发动机上专门装了一个TBOX来负责刷写其中的程序及参数，达到油耗降低，增强动力性的目的。另外。发动机厂商需要回收车辆的行驶数据来做后期标定或内部燃油算法的标定，更好地匹配车辆。因为不同的车重和驾驶习惯对于发动机的喷油、响应的要求不一样。”李彬介绍。

按照艾拉比四段论的说法（具体了解“四段论”可点击下方链接），多数商用车升级还属于零部件升级的状态。

据了解，除特殊场景的自动驾驶车辆外，目前行业领先的福田卡车也仅仅停留在车机和TBOX的升级阶段，暂未出现涉及车辆内部其他零部件的刷写案例。

做好商用车升级服务的关键

与乘用车相比，商用车做FOTA更多，但在架构方面基本落后于乘用车。多数乘用车都是基于SOA或域控制器进行升级，而商用车大多仍停留在CAN传输的阶段，且升级环境极其复杂。

由于商用车内网络多为4G，升级包从升级主控零部件到待升级零部件的时间会受到CAN协议传输速度上限的制约，整体的升级速度也会大受限制。

不过这也从另一方面表明，差分升级在商用车领域内发挥空间很大，特别是针对车机、仪表等升级包大的零部件。

国内OTA头部厂商艾拉比率先推出了差分算法，可支持所有主流操作系统（Linux、QNX、FreeRTOS等，支持无操作系统），制作出极小的差分包。依据大量实验数据统计结果，艾拉比差分算法制作差分包大小仅为整包大小的 5% ，可极大效率提升商用车的FOTA速度。

李彬表示，总体来讲，商用车升级需求量很高，但目前还暂未爆发，供应商仍然有广阔的市场空间。而结合商用车的特性，OTA系统的应用其实还需要关注诸多问题，适配复杂的车型和零件环境。这也对供应商的技术和经验提出了更高的挑战。

首先，商用车类型繁多，对定制化需求极高。OEM为了获取更多的市场份额，围绕细分市场上的竞争更为激烈，针对车功能类型划分的颗粒度也在不断细化。

例如：在冷链运输细分市场中，商用车都会区分出海产运输和河鲜运输的区别，并设计出具备针对性的产品。细分市场上的竞争，使得商用车的产品变种更多。但如果针对每一次车端的小变种都需要做一次OTA车端软件的开发，对于OEM来说将会是一笔非常大的成本支出。

李彬强调，对于这个痛点，车端软件架构的设计是关键。“最好能够做到云端配置车端执行，通过脚本的方式来定义车端软件的刷写过程。”

其次，车型和零部件众多，也意味其软件管理的复杂程度明显高于乘用车。因此，OTA系统的设计需要常规的车辆软件版本上报机制，让云端及时了解车辆的软件版本状态。

而云端也要做好相应的软件管理机制，颗粒度精细到每辆车、每个零部件的当前版本及历史版本。

需要注意的是，车辆在升级过程中，一般都会被置于不可用状态。因此，软件升级的时机和稳定性是关键。

李彬强调，”要保障升级的稳定性，就需要对升级过程中出现的情况做详细的记录，以确保出现问题时可以对升级过程进行追溯。因此，对升级任务运行状况记录的能力也是OTA系统应该考虑的因素。”

受限于汽车电子架构和控制器的成本，汽车控制器刷写的稳定性也受到了一定程度的挑战，特别是算力和存储空间不足的控制器，在刷写过程中，问题总是不可避免。

OTA系统的设计中，也要充分考虑升级失败的预防举措。一般而言，预防举措包括断点续传、断电保护、重试和回滚。

另外，相应的防护举措应该在什么场景下实施，实施的方式是什么，都是值得关注的点。一般而言，重试在预防措施中的使用是最多的。

最后，作为生产工具，商用车内的娱乐性电子设备相对较少，只有少部分车辆具备导航车机屏幕。对用户而言，车辆升级的通知、下载、升级控制便会受到一定的限制。