鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2094次 | 2018年08月23日
特斯拉的7個(gè)核心專利 怎樣改變新能源車市場(chǎng)
特斯拉宣布公開所有專利,這早已是塵埃落定的事。但特斯拉到底有哪些核心專利,這將怎樣改變新能源車市場(chǎng),是很值得深究的。
目前特斯拉累計(jì)有多少專利說法不一,現(xiàn)在從專利查詢網(wǎng)站FPO能夠檢索到的特斯拉相關(guān)專利有626條,實(shí)際擁有量會(huì)超過這一數(shù)字。我們先看特斯拉專利發(fā)布和將帶給新能源車市場(chǎng)的幾大機(jī)會(huì),之后我們?cè)俜治隹纯刺厮估蚕韺@男⌒乃肌?br/>
特斯拉專利將在這幾方面加速新能源車發(fā)展,也是蘊(yùn)含機(jī)會(huì)最多的幾點(diǎn):
一、電池管理(BMS)
電池管理是很大的一個(gè)概念,也是特斯拉專利最集中的地方。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2008~2013年間,特斯拉申請(qǐng)的核心專利大多與電池安全控制相關(guān)。涉及到電池冷卻、安全、電荷平衡等系統(tǒng)。
截止2013年3月,特斯拉申請(qǐng)的此類專利多達(dá)140多項(xiàng),另有258項(xiàng)專利在審核中。
由于特斯拉選擇的是能量密度高且工藝非常成熟的筆記本電腦常用18650電池,如何連接并高效管理超過7000枚電池,成為電池管理最為核心的技術(shù)。在美國(guó)國(guó)家地理拍攝的超級(jí)工廠系列紀(jì)錄片特斯拉篇里,此處是少數(shù)模糊處理的畫面之一?,F(xiàn)在,特斯拉有望開放這一專利,讓在電池選擇上朝這個(gè)方向的廠商,少走彎路。
特斯拉的電池管理系統(tǒng)從通過性能測(cè)試,篩選性能一致性、安全性較好的電池組開始,通過電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室,數(shù)據(jù)中心對(duì)18650電池溫度進(jìn)行智能監(jiān)控。
二、電機(jī)技術(shù)
特斯拉的動(dòng)能來自電池帶動(dòng)電機(jī),電機(jī)就相當(dāng)于特斯拉的發(fā)動(dòng)機(jī),和傳統(tǒng)的汽車三大件對(duì)應(yīng),也是核心模塊之一,有不少特斯拉獨(dú)創(chuàng)技術(shù)。
其電機(jī)為自主研發(fā)的三相感應(yīng)電機(jī),擁有最優(yōu)的纏繞線性,能極大減少阻力和能量損耗。同時(shí),相對(duì)整車,其電機(jī)體積非常小。
特斯拉變速箱為單極變速系統(tǒng),將交流感應(yīng)電機(jī)產(chǎn)生的扭矩與車速進(jìn)行最優(yōu)匹配,比汽油變速箱加速性能更好。
三、動(dòng)力控制
有了合適的電機(jī)和變速箱,如何控制動(dòng)力的輸入和輸出同樣關(guān)鍵。特斯拉通過對(duì)應(yīng)的軟硬件系統(tǒng),包括轉(zhuǎn)動(dòng)變頻器、數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng),控制電機(jī)扭矩和電池能量輸出,這是整車能量控制系統(tǒng)。
通過高性能信號(hào)處理器將制動(dòng)、剎車、加速、減速等需求轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),控制轉(zhuǎn)動(dòng)變頻器將電池組的直流電與交流電的相互轉(zhuǎn)換,以帶動(dòng)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)提供汽車動(dòng)力。
在特斯拉操作面板里,可以設(shè)定牽引力控制,從而讓用戶在駕駛電動(dòng)汽車的時(shí)候也能有起步緩行,松油門怠速這些汽油車的體驗(yàn)特點(diǎn)。
四、動(dòng)力回收
動(dòng)力回收是在踩下剎車踏板后進(jìn)行的,是與動(dòng)力輸出相反的過程。同樣需要復(fù)雜的交流電轉(zhuǎn)直流電過程。
借助前面提到的高性能信號(hào)處理器和轉(zhuǎn)動(dòng)變頻器一起協(xié)作。
動(dòng)力回收方面,特斯拉系統(tǒng)的控制界面也有相應(yīng)設(shè)置,可以設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)和較小兩個(gè)模式,標(biāo)準(zhǔn)模式下回收更徹底,初次駕駛的用戶可能會(huì)對(duì)松開油門后很快的降速有不適,所以一般設(shè)為較小,更為適應(yīng)。
五、安全技術(shù)
電池安全是新能源車最大的顧慮和隱患之一,特斯拉通過電荷平衡系統(tǒng)和電池溫度管理系統(tǒng),最大限度控制了電池安全隱患。
電荷平衡系統(tǒng)是防止眾多電池中,有少數(shù)出現(xiàn)超出電壓上限和下限的情況。當(dāng)電池組中有電池出現(xiàn)過充、過放、溫度過高等情況導(dǎo)致電量與其他電池不同時(shí),繼電器將能量在電池間轉(zhuǎn)移,防止電壓超過安全范圍,如果電池易變超出安全范圍,則斷開對(duì)應(yīng)的電源開關(guān),將電池單體隔離。
溫度管理系統(tǒng)則是通過熱敏電阻和光導(dǎo)纖維監(jiān)測(cè)電池溫度變化。
同時(shí)特斯拉還研發(fā)了一種雙模式冷卻系統(tǒng),保證每個(gè)電池單體溫度低于其安全值以下。
六、充電站技術(shù)
充電站技術(shù)是特斯拉最為核心和亮點(diǎn)的技術(shù),特別是低電壓高電流的超級(jí)充電站技術(shù)。
由于其超級(jí)充電站輸入380~480V的電壓,最高能輸出335A,基本是普通新能源車充電站10倍的電流,能夠跑500公里的ModelSP85車型,1小時(shí)就能充滿。
如果這項(xiàng)技術(shù)能夠普及,等于是困擾新能源車充電速度的瓶頸得到了5~10倍的提升。特斯拉充電站技術(shù),還涉及到太陽能和電網(wǎng)并網(wǎng)試用。
七、操作系統(tǒng)和“AppStore”
特斯拉同樣是一款軟硬結(jié)合的產(chǎn)品,除了硬件本身,其所采用的一整套操作系統(tǒng)和體驗(yàn)邏輯,也都是前人所沒有嘗試的,就像iPhone憑借iOS開啟了一個(gè)全新的天地一樣。
所以特斯拉目前使用的車載OS上,也有很多特斯拉這十年沉淀下來的專利。從界面設(shè)計(jì)到功能邏輯,如果被更廣泛地學(xué)去用,也將極大帶動(dòng)新能源車的智能化步伐。
在試駕特斯拉的時(shí)候,讓我看到一個(gè)更大的想象空間是特斯拉的AppStore,如果特斯拉系統(tǒng)推出一個(gè)其平臺(tái)的AppStore,一定大有可為,就像蘋果AppStore一樣,蘋果也是在iOS2.0的時(shí)候,才加入了AppStore,特斯拉也許還在醞釀。
在專利開放之后,如果這個(gè)AppStore類似的商店像Android系統(tǒng)一樣兼容不同車型,不是一件很好玩的事情嗎?
特斯拉的小心思:
特斯拉為何愿意公開所有技術(shù)專利,除了推進(jìn)新能源車普及的理想主義說法。也有其自身的利益訴求:
1、在特斯拉的核心專利和技術(shù)中,涉及到新能源車的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn),比如充放電、電池選擇等等,如果被更多廠商采用,將加速特斯拉標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍類普及。
2、除了這首要一點(diǎn),特斯拉在多次強(qiáng)調(diào),將推出平價(jià)款車型。普及型車型需要的是成本更低,現(xiàn)在特斯拉的電池組成本高達(dá)3萬美元,基本是其車型在美國(guó)售價(jià)的一半。如果更多車型選用特斯拉的電池方案,將能更快推進(jìn)上游電池廠商對(duì)電池技術(shù)的推進(jìn),成本的降低。更大的出貨量,也能進(jìn)一步推進(jìn)成本的降低。
3、除此之外,讓特斯拉在新能源車的推進(jìn)上,在這大義凜然的決定后,形象增添了不少正能量。
總結(jié):
話說回來,特斯拉的一紙決定,也很難快速改變新能源車小眾化的現(xiàn)狀。特斯拉強(qiáng)調(diào),“任何人如果出于善意(ingoodfaith)想要使用特斯拉的技術(shù),特斯拉將不會(huì)對(duì)其發(fā)起專利侵權(quán)訴訟”。
這不表示特斯拉會(huì)不保留地告訴你技術(shù)細(xì)節(jié),只是當(dāng)你發(fā)現(xiàn)特斯拉的專利做法后,比如拆解分析到了電池組的排列方式,也學(xué)習(xí)同樣的做法,特斯拉不會(huì)發(fā)起專利訴訟,所以要免費(fèi)使用特斯拉專利,也要看你是否能參透并有能力使用上。