整車OTA難度這麼大，小鵬爲什麼能做到？
隨着汽車智能化、網聯化、電氣化變革的深入推進OTA開始在汽車領域走熱，並逐漸成爲越來越多新車的主要營銷賣點。據觀察，大約從2019年開始，OTA在國內汽車市場的普及速度明顯加快，尤其在新造車品牌中間，幾乎所有的玩家都將OTA當做了提升產品力的關鍵在量產車上廣泛搭載，如蔚來ES6（參數丨圖片）、ES8，小鵬G3、P7，威馬EX5、EX6，理想ONE等車型，都對OTA進行了標配。可以說，OTA已成爲智能網聯汽車必備的基礎能力之一。
OTA又稱“空中下載技術”，英文全稱爲“Over-the-Air Technology”，是指通過網絡從遠程服務器下載新的軟件更新包對自身系統進行升級。在日常生活中，用戶接觸最多的智能手機、平板等產品的系統升級就屬於OTA的範疇，通過升級不僅可以修補系統漏洞，還可以增添很多新功能。那麼，對於智能網聯汽車而言，OTA的好處或者說價值是多方位的呈現，下面主要從行業和用戶兩個維度來看。
從行業角度來看，車企通過OTA可以快速地更新汽車軟件，特別是對於一些需要大量用戶數據驗證的功能，車企可以將此類功能逐步開放給用戶，並在功能演進的過程中根據用戶使用反饋快速改善功能，完成下一階段功能驗證，這樣可以大大縮短新功能的開發時間，加速汽車的迭代速度，促進行業智能化的發展；其次OTA可以改變車企與用戶之間的關係，讓傳統的“客戶”逐漸變成“用戶”，在傳統汽車時代，車企把車賣給客戶或者是經銷商後，其與後者的關係就結束了。OTA則可讓用戶在用車過程中依然與車企產生強關聯，車企可以根據用戶使用的數據、反饋的建議不斷改善功能體驗，甚至增加用戶想要的新功能，這也成爲智能汽車區別於傳統汽車的核心特點之一；第三，OTA可以幫助企業更好地瞭解用戶在車載場景下的需求，明確行業技術的發展方向。
對於用戶而言，OTA的好處主要體現在以下幾個方面：一、縮短新技術、新功能的上車週期，通過OTA技術，可以採用硬件提前預埋，軟件OTA推送的方式，待軟件開發驗證完成時，用戶就能通過在線升級享受新技術、新功能，不再需要等待新車排產、交付，或到店升級；二、不斷提升使用體驗，OTA可以實現車輛軟件快速迭代，持續爲車輛增加新功能或優化現有功能，給用戶“越用越新”的用車體驗；三、根據需求改善車輛表現，節省用戶時間成本，車企可以根據收集到的用戶意見、建議進行軟件優化，然後通過OTA將新版本的軟件推送給用戶，快速改善軟件設定導致的用戶較差體驗，或遠程爲用戶修復軟件問題，大幅度縮短中間步驟的時間，減少用戶回店的時間成本；四、爲用戶提供更多服務，增加車輛的附加值，通過OTA可以加強車企與用戶之間的情感連結，比如軟件後裝服務、節假日預埋彩蛋等等。
由此可見，汽車OTA的出現很大程度上顛覆了廣大車主的用車體驗，這也就不難理解，爲何越來越多的車企都將OTA當做提升其產品力的關鍵技術之一。有專家分析指出，在過去，汽車上的發動機、底盤等硬件是汽車的主體，而在未來的汽車，軟件的地位和規模都會急速上升，佔據越來越大的比重。伴隨着軟件的發展，軟件需要不斷的升級，OTA將被越來越多的車企納入戰略規劃之中。
誠然，OTA已成爲大部分車企都會去做的技術，但是從OTA實際能實現的功能來看，各家的情況又有所不同。蓋世汽車此前發佈的一項針對汽車OTA應用現狀的調查顯示，在將近1500人蔘與的樣本數據中，佔比23%的人表示OTA需進一步豐富其升級內容，這也就是說目前車輛可進行OTA的內容太少。
據瞭解，汽車OTA可以分爲SOTA和FOTA兩類。SOTA爲軟件空中升級，FOTA爲固件空中升級，通常稱爲整車OTA。整車OTA是指對整車相關控制器（ECU）進行OTA，即除信息娛樂以外的控制器進行OTA，也可以理解爲整車OTA是對底盤、自動駕駛、車身電子、信息娛樂等相關的控制器進行OTA。相比非整車OTA，整車OTA涉及的ECU更多，對OTA技術的要求更高，支持整車OTA的汽車可升級潛力更大，用戶可以通過OTA獲得的功能提升也更多。
雖然整車OTA獲益更多，但考慮到技術開展的難度，一些車企在應用OTA功能時，主要選擇以車載系統SOTA作爲切入點，在整車FOTA上則持以謹慎的態度。不過也並非沒有敢於突破的企業，造車新勢力小鵬汽車就是其中之一。
據瞭解，小鵬汽車目前所有的車型都支持整車OTA。2019年1月，小鵬汽車開啓首次整車OTA，升級了自動泊車功能，並新增了車輛鑰匙召喚功能；2019年6月，小鵬汽車整車OTA開放了ICA智能巡航輔助功能，智能駕駛進入XPILOT2.0時代；1個月後，小鵬汽車整車OTA全面開放TJA、ACC、ALC智能駕駛能力，進入XPILOT2.5時代；2021年1月，小鵬汽車整車OTA進行了超200項的升級，智能駕駛進入XPILOT3.0時代。
在兩年多的時間裡，小鵬汽車通過整車OTA向G3及P7用戶推送了多項新功能，實現了自動駕駛輔助系統和智能座艙的升級和迭代。其中，XPILOT 3.0自動駕駛輔助系統的明星功能——NGP和全語音車載系統的明星功能——全場景語音備受用戶和業內關注。截止至4月底，NGP的用戶選裝率超過了20%，小鵬汽車智能語音日滲透率已連續23個月超過90%。
核心技術自主研發，確保整車OTA穩定及安全
在業界看來，整車OTA（FOTA固件更新）和非整車OTA（SOTA應用軟件升級）屬於兩個完全不同層級的升級，固件升級由於涉及到車載軟件的底層系統，比如操作系統，驅動程序等，它們的迭代週期一般沒有應用軟件高，但是對穩定性及安全性要求很高，實施OTA升級之前需要進行嚴格的測試及質量控制，所以開展起來更難，一般需要制定嚴格的升級方案及應對策略。
據小鵬汽車方面介紹，爲了實現整車OTA，其OTA核心技術完全自主研發，並在此基礎上採用分佈式系統整體升級的解決方案、多項安全保護措施及嚴格測試驗證等技術手段。
相比手機OTA，整車OTA複雜很多，不僅是單模塊簡單升級方案，而是包括平臺版本存儲和發佈、通道信息安全、車內網絡傳輸和節點控制、車輛功能安全等的整體升級解決方案，需同時具備互聯網和汽車電子兩方面能力。爲此，小鵬汽車OTA技術採用分佈式系統整體升級的解決方案，可同時具備互聯網和汽車電子兩方面的能力。
爲防止升級過程卡死“變磚”，小鵬汽車除了採用當前比較流行的AB 分區升級之外，還有安全檢查、異常處理、掉電保護等多項安全保護措施，並投入額外車輛硬件和研發成本。同時，每個版本發佈都會進行嚴格的測試驗證，盡最大可能降低OTA的安全風險。
在網絡信息安全保障方面，小鵬汽車主要通過雲端服務器安全、通訊安全和車端安全三方面來保障OTA數據安全。完整的OTA過程需要車端和雲端進行身份和數據的雙向認證和加密，小鵬OTA對雲端固件、軟件包和系統服務接口均採用雙向簽名認證和加密機制，保障數據在傳輸過程不被竊取和纂改，確保OTA升級安全可靠。
在保障OTA升級服務的穩定性上，小鵬汽車在系統建設上後端採用基於k8s 的微服務架構，具備實時動態擴容能力，同時具備實時的服務監控、業務指標監控、異常預警和流控等能力，確保服務能夠低延時快速響應車端請求，除此之外還包括弱網優化、CDN下載優化和流控等策略，保障OTA升級服務的穩定，讓用戶更快更可靠地接收到升級推送。
這裡值得一提的是，小鵬汽車整車OTA還可以快速迭代、快速響應市場需求。2020年初，面對疫情，小鵬汽車的工程師爲用戶緊急開發了車內高溫抑菌功能，降低車內空間中藏匿病菌的可能性。該項目需要更新高壓相關的空調控制系統底層軟件，屬於深層次的、複雜的OTA項目，但是從1月提出想法至3月2日軟件充分驗證後正式推送給用戶，小鵬汽車僅用時2個月。
小鵬P7整車OTA；圖片來源：小鵬汽車
小結：經過兩年多時間的探索耕耘，5月26日，小鵬汽車發佈OTA編年史，回顧了其OTA的歷史成就。截止至2021年5月，小鵬汽車通過OTA已累計爲G3及P7用戶推送了23次重大版本更新，新增功能134項，優化功能2326項，車輛OTA累計升級次數超過38萬次。
小鵬汽車方面透露，2021年6月，小鵬P7將迎來一次重大版本的OTA升級，Xmart OS對應版本號爲2.6.0。在新版OTA中，首個可量產且不依賴停車場改造的“最後一公里”自動泊車功能——停車場記憶泊車即將上線，該功能有望進一步加強小鵬XPILOT自動駕駛輔助系統在超低速自動駕駛領域的能力，鞏固XPILOT自動駕駛輔助系統在業內領先的地位。