OTA ,指的是汽车的远程在线升级,汽车行业又进一步将其细分为 SOTA软件升级(Sofeware OTA)和 FOTA固件升级(Firmware OTA)。
能做 SOTA 的车企很多,可以说只要在汽车中控台装上大屏,这辆车便能够进行 SOTA。
与特斯拉相似,蔚来的 FOTA 也建立在对电子电气架构和 ECU 的研发基础上。
当前,能实现 FOTA 的车企屈指可数。而这项技术,正成为智能汽车用户们「常用常新」的快乐源泉。
最近,蔚来在上海组织了一场沟通会,对外详细介绍了其 FOTA 的技术能力、升级逻辑和研发流程,让我们得以窥见这家造车新势力的头部公司对 FOTA 和智能汽车研发的理解和实践。
1、FOTA 的开路先锋
要说汽车的 FOTA,要从特斯拉开始讲起。
2015 年 1 月,Elon Musk 在推特上宣布,Model S P85D 将通过 FOTA 的方式,将 0-60mph(0-96km/h)加速时间缩短 0.1 秒,达到 3.2 秒左右。
但从车企的角度来看,刷机这种做法在安全性和稳定性上存在很大的问题。
要给车主提供更好的性能,车企通常会选择推出中期改款车或换代车型。
背后支撑这项体验的,是 OTA 技术。
在 Model S 实现 FOTA 之后,在 Model X 和 Model 3 上,特斯拉对这一技术的应用变得更为成熟。
特斯拉甚至基于 FOTA 开始了软件收费模式的探索。
2019 年 12 月,特斯拉官方宣布,Model 3 的用户将可以通过订购价值 2000 美金的「ECU 升级包」,将运动模式下 Model 3 长续航版的 0-100 公里加速从 4.6 秒提升至 4.1 秒。
特斯拉之所以能够进行 FOTA,与其车辆的电子电气架构和 ECU 设计有关。
在 Model S 开始 FOTA 前,已有汽车极客通过对 ECU 进行「刷机」来提升性能。
除了迅速了解用户的需求,对这些需求进行高效地响应和处理也非常重要。这就需要车企对 ECU 有很强的把控力,会涉及到车企和供应商的关系重建问题。
CCM(中央计算模块)
BCM LH(左车身控制模块)
其实手机行业已经给出了部分答案。
整车 ECU 数量也变得更少。
2.蔚来的玩法
在 2018 款的 ES8 上,蔚来配备了其正向自主研发的智能电动架构。
这一架构中,蔚来将全车系统分成了五大功能域,分别是:动力域、底盘域、辅助驾驶域、信息娱乐域和车身域,并对 35 个核心 ECU 进行了全面自主研发。
这种设计带来的好处是,蔚来可以对三电系统、底盘悬挂、辅助驾驶等领域实现功能新增、优化和问题修复。
具体流程是,将用户需求汇总后,工程师会对整车软件包进行初步规划,然后进行软件开发和集成测试。
蔚来成立至今,累计卖出了 4.6 万辆汽车,这相当于与平均每辆车上都产生了 3 个用户反馈的交互。
但许多人不知道的是,在增加电池包容量之外,蔚来还通过 FOTA 的方式做了续航提升。
FOTA 更加深入底层,主要针对包括底盘悬挂、三电系统等子系统的更新,因此 FOTA 的难度更大。
除了三电系统,蔚来还可以通过 FOTA 对动力输出方式进行升级。
在成立初期,蔚来的车辆以国内南方地区为主要市场。因此为车辆提供了主要应对城市路况的适时四驱配置。
智能手机完全超越了手机原本的通话功能,为用户增加娱乐、学习等功能。或许,有一天智能汽车,同样也会大大超越交通出行的基本功能,为用户带来各种全新的体验。
但后来一位北方用户购买了蔚来,发现在北方常见的冰雪道路上,车辆脱困能力并不突出。
自 2018 年 10 月至今年 6 月,蔚来共进行了超过 35 次重大版本迭代,累计为车辆新增超 90 项功能,优化功能超过 220 项。
从为车辆增加了车道偏离预警等一系列辅助驾驶功能,到远程方向盘/座椅加热、泊车影像界面优化等,车辆也开始变得「常用常新」。
既然 FOTA 这么好,为什么很少见到车企做这件事?
2019 年 10 月,蔚来推送了 NIO OS 2.3.0 版本,借助这一版本,蔚来 ES8 改变了三电系统的控制逻辑,最终将续航提升了 10%,大约三四十公里。
3、难被接受的新模式:预埋硬件
蔚来的 FOTA,会以汽车使用周期为基准,参照产业发展趋势为车辆预埋硬件,这也是其 FOTA 升级的基本前提。
举个例子,蔚来现有的自动驾驶能力处于 L2 级别,但通过预埋自动驾驶硬件,比如预埋 EyeQ4 视觉芯片、三目摄像头等,蔚来接下来可以通过 FOTA 实现更高级别的自动驾驶功能。
回顾历次 FOTA 迭代的功能发现,自动辅助驾驶功能的更新已经占到蔚来 FOTA 更新的 80% 以上。
不过,通过预埋硬件的方式升级车辆,对于传统车企来说是一种全新的打法,各个车企表现出来的接受程度并不一致。
2019 年 11 月,福特发布了一款纯电动 SUV Mustang Mach-E,这款车将搭载自动驾驶辅助系统(hands-free assist system)。
比如,如果采用供应商的技术方案,而不是由车企定义「整车软件包」,工程团队就会很难做群集化的测试。
当时Ford Icons全球总监戴夫?佩里卡克(Dave Pericak)透露,这款车在墨西哥制造后,将配备必要的硬件,以在今后适配用于高速公路自动辅助驾驶的功能。
不同的是,一些车企如今年 3 月首秀 L3 自动驾驶技术的长安 UNI-T,并未进行更高级别的硬件预埋。
BCM RH(右车身控制模块)
一位车企内部人士告诉汽车之心,预埋硬件不止是增加一个硬件,而是会涉及 CAN 总线架构、线束设计等诸多问题,所以必定会增加 BOM 成本。
另外,预埋硬件后,能否溢价卖出去也是个问题。
国内车企对成本的控制非常严格,如果看不到溢价和市场空间,是不会贸然去做。
此举第一次让业内见识了 FOTA 的魅力。
一方面,由供应商提供的 ECU 数量会变少;
4.采集需求和及时响应
这些工作之后,会进入用户验收测试环节。然后将整车软件包发送到 FOTA 系统,完成工具链预验证等工作,最终进行从小批量到大规模的车主端推送。
那么,这是否意味着传统车企会在智能汽车时代落后?
接下来,蔚来将通过控制整车软件包里的 ECU 数量规模、用手机 APP 实现 FOTA 等方式,来压缩升级时长。
而传统车企的做法是??通常会将 FOTA 服务外包给供应商。这就导致升级需求响应和升级节奏的滞后。
FOTA 也并非万能,它还有一项重要的功能是让车辆在出现问题后能免于召回。
「如果主机厂把预埋硬件的价格成本平摊到消费者身上,这对用户是不公平的,因为他们为之买单的预埋硬件可能很长时间内都不会被激活。
而如果预埋硬件的成本由主机厂来承担,对于我们这样的车企来说基本上做不到,因为大家采取的是薄利多销的发展模式。」上述人士表示。
据了解,截至目前,蔚来的 FOTA 团队的研发人员共有 30 余人,整个团队至今收集到的用户反馈高达 11 万个。
除了预埋硬件,实现 FOTA 还要建立一套成熟的用户需求收集和响应机制。
这是什么概念呢?
为了响应用户需求,蔚来设立了一套「DeBug」体系。
特斯拉车型上的百公里加速变快,便是对车辆进行 FOTA 升级的结果。
这一体系可以通过包括车内的 NOMI、蔚来 APP、蔚来 Fellow、400 热线和 NIO House 在内的多渠道进行意见/建议的反馈。
为了做好 FOTA,蔚来还在内部设了「体验经理」一职,主要用来连接用户和产品开发,确保用户能够拥有流畅的升级功能体验。
已有的一些迭代的案例是,在 NIO OS 1.0 到 2.0,以及在 2.6.5 版本中,系统新增了界面浅色主题,以及上面提到的雪地模式等。
也就是说,车辆不能从 L3 级自动驾驶功能直接升级到 L4。如果想体验 L4 的自动驾驶功能,唯一的办法就是换车。
在蔚来的 FOTA 过程中,主要对核心基础功能的 ECU 进行了自主研发,并最终以「整车软件包」的方式进行 FOTA。
也就是说,无论是蔚来自主研发的固件,还是供应商开发的固件,最终都要纳入蔚来的整车软件包进行统一管理。
这意味着,在蔚来的研发体系中:
另一方面,在蔚来后续的版本升级中,ECU 升级的主导权仍然掌握在蔚来手中。
加入了软件迭代能力的智能汽车,正以一种全新的姿态向我们驶来。
发现北方用户的这一需求后,2019 年 12 月,蔚来在 NIO OS 2.5.0 版本中新增了前后轮扭矩配比 50:50 的全时四驱雪地模式,并通过 FOTA 的方式对车辆进行升级。雪地模式改进了动力输出模式,很快受到大量北方用户的欢迎。
这对于满足车企升级灵活性、降低开发成本等都有重要作用。
随着版本迭代的推进,软件测试量会急剧增加,最终导致 FOTA 的推送节奏越来越慢。
而那些尚未实现 FOTA 能力的车企,很大一部分是受制于现有研发能力和盈利模式。
SOTA 主要指对信息娱乐应用的更新,比如中控大屏的 UI 界面、导航地图、游戏等功能。
驾驶一辆「常用常新」的汽车是一种什么感受?这份快乐,恐怕最早只有特斯拉车主才懂。
早期的 Model S 在电子电气架构中分为动力域、底盘域、车身域等几部分,全车拥有 70 多个 ECU,主要通过 CAN 总线、LIN 总线等进行数据传输。
5、当汽车不断进化
现在,蔚来等具备 FOTA 能力的车企,与那些尚未具备此项能力的车企,各家对于智能汽车的理解已经基本清晰。
大家都看到了智能汽车的广阔前景,但区别是:
蔚来等新车企看重车辆不断进化的能力,他们的筹码是自身对新技术的研发能力,赌的是用户一定会为先进技术尤其是自动辅助驾驶买单;
目前从体验上,蔚来的 FOTA 功能仍有改进空间。
在 Model 3 上,特斯拉对其电子电气架构进行简化,主要由三个部分组成:
比如,相比特斯拉常见的 45 分钟升级时长,蔚来的一次升级平均长达 90 分钟。
许多人应该记得,续航是蔚来曾经饱受吐槽的焦点,蔚来后来通过增加电池包的容量的方式进行了改善。
想象一下,当有一天蔚来们借助 FOTA 越来越快地更新车辆,智能汽车会发生什么变化呢?