鉅大LARGE | 點擊量:2094次 | 2018年08月23日
特斯拉的7個核心專利 怎樣改變新能源車市場
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,是很值得深究的。
目前特斯拉累計有多少專利說法不一,現在從專利查詢網站FPO能夠檢索到的特斯拉相關專利有626條,實際擁有量會超過這一數字。我們先看特斯拉專利發布和將帶給新能源車市場的幾大機會,之后我們再分析看看特斯拉共享專利的小心思。
特斯拉專利將在這幾方面加速新能源車發展,也是蘊含機會最多的幾點:
一、電池管理(BMS)
電池管理是很大的一個概念,也是特斯拉專利最集中的地方。相關數據顯示,2008~2013年間,特斯拉申請的核心專利大多與電池安全控制相關。涉及到電池冷卻、安全、電荷平衡等系統。
截止2013年3月,特斯拉申請的此類專利多達140多項,另有258項專利在審核中。
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。在美國國家地理拍攝的超級工廠系列紀錄片特斯拉篇里,此處是少數模糊處理的畫面之一。現在,特斯拉有望開放這一專利,讓在電池選擇上朝這個方向的廠商,少走彎路。
特斯拉的電池管理系統從通過性能測試,篩選性能一致性、安全性較好的電池組開始,通過電池檢測實驗室,數據中心對18650電池溫度進行智能監控。
二、電機技術
特斯拉的動能來自電池帶動電機,電機就相當于特斯拉的發動機,和傳統的汽車三大件對應,也是核心模塊之一,有不少特斯拉獨創技術。
其電機為自主研發的三相感應電機,擁有最優的纏繞線性,能極大減少阻力和能量損耗。同時,相對整車,其電機體積非常小。
特斯拉變速箱為單極變速系統,將交流感應電機產生的扭矩與車速進行最優匹配,比汽油變速箱加速性能更好。
三、動力控制
有了合適的電機和變速箱,如何控制動力的輸入和輸出同樣關鍵。特斯拉通過對應的軟硬件系統,包括轉動變頻器、數字信號處理系統,控制電機扭矩和電池能量輸出,這是整車能量控制系統。
通過高性能信號處理器將制動、剎車、加速、減速等需求轉換為數字信號,控制轉動變頻器將電池組的直流電與交流電的相互轉換,以帶動三相感應電動機提供汽車動力。
在特斯拉操作面板里,可以設定牽引力控制,從而讓用戶在駕駛電動汽車的時候也能有起步緩行,松油門怠速這些汽油車的體驗特點。
四、動力回收
動力回收是在踩下剎車踏板后進行的,是與動力輸出相反的過程。同樣需要復雜的交流電轉直流電過程。
借助前面提到的高性能信號處理器和轉動變頻器一起協作。
動力回收方面,特斯拉系統的控制界面也有相應設置,可以設為標準和較小兩個模式,標準模式下回收更徹底,初次駕駛的用戶可能會對松開油門后很快的降速有不適,所以一般設為較小,更為適應。
五、安全技術
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和電池溫度管理系統,最大限度控制了電池安全隱患。
電荷平衡系統是防止眾多電池中,有少數出現超出電壓上限和下限的情況。當電池組中有電池出現過充、過放、溫度過高等情況導致電量與其他電池不同時,繼電器將能量在電池間轉移,防止電壓超過安全范圍,如果電池易變超出安全范圍,則斷開對應的電源開關,將電池單體隔離。
溫度管理系統則是通過熱敏電阻和光導纖維監測電池溫度變化。
同時特斯拉還研發了一種雙模式冷卻系統,保證每個電池單體溫度低于其安全值以下。
六、充電站技術
充電站技術是特斯拉最為核心和亮點的技術,特別是低電壓高電流的超級充電站技術。
由于其超級充電站輸入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小時就能充滿。
如果這項技術能夠普及,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,還涉及到太陽能和電網并網試用。
七、操作系統和“AppStore”
特斯拉同樣是一款軟硬結合的產品,除了硬件本身,其所采用的一整套操作系統和體驗邏輯,也都是前人所沒有嘗試的,就像iPhone憑借iOS開啟了一個全新的天地一樣。
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。從界面設計到功能邏輯,如果被更廣泛地學去用,也將極大帶動新能源車的智能化步伐。
在試駕特斯拉的時候,讓我看到一個更大的想象空間是特斯拉的AppStore,如果特斯拉系統推出一個其平臺的AppStore,一定大有可為,就像蘋果AppStore一樣,蘋果也是在iOS2.0的時候,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AppStore類似的商店像Android系統一樣兼容不同車型,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專利,除了推進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中,涉及到新能源車的多個標準,比如充放電、電池選擇等等,如果被更多廠商采用,將加速特斯拉標準在全球范圍類普及。
2、除了這首要一點,特斯拉在多次強調,將推出平價款車型。普及型車型需要的是成本更低,現在特斯拉的電池組成本高達3萬美元,基本是其車型在美國售價的一半。如果更多車型選用特斯拉的電池方案,將能更快推進上游電池廠商對電池技術的推進,成本的降低。更大的出貨量,也能進一步推進成本的降低。
3、除此之外,讓特斯拉在新能源車的推進上,在這大義凜然的決定后,形象增添了不少正能量。
總結:
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狀。特斯拉強調,“任何人如果出于善意(ingoodfaith)想要使用特斯拉的技術,特斯拉將不會對其發起專利侵權訴訟”。
這不表示特斯拉會不保留地告訴你技術細節,只是當你發現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,也學習同樣的做法,特斯拉不會發起專利訴訟,所以要免費使用特斯拉專利,也要看你是否能參透并有能力使用上。
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