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面對(duì)地球環(huán)境危機(jī)的日益加重，特斯拉堅(jiān)信轉(zhuǎn)變?nèi)祟惓鲂蟹绞绞腔膺@場(chǎng)危機(jī)的核心。然而汽車電氣化仍然有著諸多難題，例如電動(dòng)汽車能否在性能上比肩甚至超越傳統(tǒng)燃油車，特斯拉又是否能夠作為行業(yè)開拓者打破傳統(tǒng)汽車行業(yè)堅(jiān)固的壁壘？本文從特斯拉的技術(shù)路線、技術(shù)優(yōu)勢(shì)和專利開放等方面，分析特斯拉純電動(dòng)汽車技術(shù)。

1特斯拉的技術(shù)路線及選擇原因

特斯拉的首要任務(wù)不是要成為全球最大的汽車公司，而是要彌補(bǔ)電動(dòng)汽車長期存在的若干缺陷，并通過驚艷的產(chǎn)品顛覆人們對(duì)電動(dòng)汽車的看法，然后通過競(jìng)爭使全球汽車巨頭不得不去開發(fā)自己的電動(dòng)汽車，其終極目標(biāo)及公司的宗旨是「盡快在市場(chǎng)上推出大眾市場(chǎng)接受的電動(dòng)汽車，加速實(shí)現(xiàn)可持續(xù)交通」。

特斯拉成立之初，遇到的一個(gè)大難題就是新技術(shù)的早期研發(fā)成本會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的價(jià)格過高。這也是第一部手機(jī)或第一臺(tái)計(jì)算機(jī)價(jià)格非常昂貴的主要原因。

但是特斯拉是電動(dòng)汽車領(lǐng)域的首創(chuàng)者，所以即使產(chǎn)品價(jià)格昂貴，物有所值也會(huì)被人們接受。由于市場(chǎng)上已有質(zhì)量較好且價(jià)格合適的燃油汽車，推出質(zhì)量與 2.5 萬美元的燃油汽車相當(dāng)?shù)珔s要賣 10 多萬美元的電動(dòng)汽車是行不通的。因此，特斯拉制訂了「三步走」的商業(yè)計(jì)劃：

第一階段

向超級(jí)富豪推出高價(jià)、小批量汽車。推出第一款產(chǎn)品時(shí)價(jià)格很高，但確保汽車的高檔品位，使其物有所值，即生產(chǎn)出的汽車足以媲美頂級(jí)性能車，那么定價(jià)為 10 萬美元也就不存在問題。

圖 1 特斯拉第一階段電動(dòng)汽車 Roadster

先生產(chǎn)面向小眾的高端產(chǎn)品，是為了吸引第一批目標(biāo)顧客成為電動(dòng)汽車的「鐵粉」，向公眾證明電動(dòng)汽車可以達(dá)到甚至超越傳統(tǒng)燃油汽車的技術(shù)水平，特斯拉在第一階段推出了 Roadster （圖 1）。

第二階段

以中高端價(jià)位向更多相對(duì)富裕的消費(fèi)者推出中等價(jià)位、中等批量生產(chǎn)的電動(dòng)汽車。借助第一階段獲得的利潤，開發(fā)第二階段的汽車。第二階段的汽車依然比較貴，但其競(jìng)爭對(duì)象更像是 7.5 萬美元價(jià)位的奔馳或?qū)汃R，而不再是法拉利。

圖 2 特斯拉電動(dòng)汽車 Model X

這樣做的目的是為了擴(kuò)大公眾對(duì)電動(dòng)汽車的接受面，特斯拉為此推出了 Model S 及 Model X（圖 2），這也是特斯拉正在經(jīng)歷的階段。

第三階段

向普通大眾推出低價(jià)、量產(chǎn)的汽車（圖 3）。通過第二階段獲取的利潤和積累的經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)更經(jīng)濟(jì)、更大規(guī)模量產(chǎn)的大眾化電動(dòng)汽車，其相對(duì)便宜的價(jià)格和保養(yǎng)的節(jié)省，使中產(chǎn)階級(jí)完全可以負(fù)擔(dān)得起。

圖 3 特斯拉生產(chǎn)線

這一階段主要是為了促使更多傳統(tǒng)汽車廠商在電動(dòng)汽車項(xiàng)目上進(jìn)行投資，刺激競(jìng)爭，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)朝著可持續(xù)交通的方向轉(zhuǎn)變。特斯拉在第三階段將推出 Model 3 車型，價(jià)格很可能只有 3.5 萬美元左右。

在汽車行業(yè)有這樣一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則：汽車價(jià)格每下降 5000 美元，能夠買得起汽車的買家數(shù)量就會(huì)大約增加 1 倍。所以說，如果特斯拉能夠推出比 Model S 便宜 35000 美元的主流電動(dòng)汽車，買家數(shù)量會(huì)翻 7 番，也就是之前的 128 倍，屆時(shí)大多數(shù)人都能夠買得起這款車。如果選擇購買 Model 3 的人很多，也將促使其他汽車公司在電動(dòng)汽車項(xiàng)目上進(jìn)行大量投資，從而間接地通過刺激競(jìng)爭，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)朝著電動(dòng)汽車的方向?qū)崿F(xiàn)多個(gè)數(shù)量級(jí)的躍進(jìn)，而特斯拉在其中就將發(fā)揮重要的催化劑作用。因此，第三階段就是特斯拉存在的意義。

可以看出，特斯拉最艱難的階段是第一和第二階段，因?yàn)槠囀亲畹湫偷囊?guī)模產(chǎn)業(yè)，沒有大規(guī)模量產(chǎn)，就沒有盈利。特斯拉已經(jīng)成功走過了第一階段，第二階段也將在 2017 年完成。2017 年后，特斯拉 Model 3 車型將會(huì)面世，這將是一款徹底顛覆整個(gè)汽車行業(yè)、改變世界交通狀況的節(jié)點(diǎn)性產(chǎn)品。

2特斯拉目前的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 電池

特斯拉是唯一一家采用 18650 型三元鋰離子電池的電動(dòng)汽車公司。這種類型電池曾一直用于筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等電子消費(fèi)產(chǎn)品中。針對(duì)電動(dòng)汽車的應(yīng)用環(huán)境，特斯拉使用的 18650 型電池又不同于筆記本等數(shù)碼設(shè)備所使用的 18650 型電池，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也要高于后者，例如在設(shè)計(jì)上特斯拉使用的 18650 型電池能量密度高于同時(shí)期其它類鋰電池 50% 以上（圖 4）。

特斯拉選擇松下 18650 型電池的原因主要有：能量密度大，穩(wěn)定性、一致性更高；技術(shù)較為成熟、出貨量大、生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，可以有效降低電池系統(tǒng)成本；全球每年生產(chǎn)數(shù) 10 億個(gè) 18650 型電池，安全級(jí)別不斷提高；單體電池尺寸小但可控性高，可降低單個(gè)電池發(fā)生故障帶來的影響，即使電池組的某個(gè)單元發(fā)生故障，也不會(huì)對(duì)電池整體性能產(chǎn)生影響，但車輛會(huì)顯示出錯(cuò)誤信息，對(duì)用戶進(jìn)行警示，這也是配備較多單體電池的好處。

特斯拉旗下量產(chǎn)車型 Model S（圖 5）使用的是松下定制的三元材料電池，即鎳鈷鋁三元正極材料的鋰電池。雖然 18650 型電池是全球頂尖電池，但傳統(tǒng) 18650 型鋰電池也有其自身特性所無法忽略的一些相對(duì)弱點(diǎn)，例如對(duì)溫度相對(duì)敏感、一致性差等。電動(dòng)汽車對(duì)電池的要求是單次充電續(xù)航里程大、性能穩(wěn)定可靠、安全系數(shù)高且可循環(huán)充電次數(shù)多。

特斯拉解決 18650 型傳統(tǒng)電池短板的辦法包括：活性的電化學(xué)材料、改進(jìn)的電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化模組設(shè)計(jì)、先進(jìn)的故障保護(hù)機(jī)制和電池充放電控制，以及其業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的熱管理系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)。

活性材料和改進(jìn)的電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，帶來單位體積/重量內(nèi)能量存儲(chǔ)更高，提高充電電壓的同時(shí)，電芯穩(wěn)定性更好。

采用多電芯并聯(lián)成組方式，提高電池包瞬間放電能力；電池包的多模組串聯(lián)及其平板設(shè)計(jì)，更利于底盤布置更多的電池，提高單次充電的續(xù)航里程。

核心的故障處理機(jī)制，全溫度區(qū)間電池充放電的控制，以及高精度的 SOC 和 SOH 算法，對(duì)于單次循環(huán)超過 400 km 續(xù)航里程而言，假使 600 次日常充放電循環(huán)，同樣可以滿足 240000 km整車壽命。事實(shí)上，特斯拉為客戶提供 8 年不限里程的質(zhì)量保證。

熱管理系統(tǒng)不僅僅指液冷，還有圍繞電芯覆蓋面的絕緣、導(dǎo)熱創(chuàng)新材料的應(yīng)用，以及長方形鋁制冷卻管路的設(shè)計(jì)，確保電池工作在最優(yōu)化、最一致的溫度區(qū)間，從而獲得即使在低溫低電量時(shí)的電芯均衡一致性，并延長電池循環(huán)壽命，滿足汽車級(jí)要求。

電池管理系統(tǒng)是指基于汽車級(jí)的硬件軟件，特別是多重安全設(shè)計(jì)，協(xié)同電芯、模組、電池包的安全裝置，確保電池包安全可靠。同時(shí)該系統(tǒng)創(chuàng)新的控制策略保證了電池的監(jiān)控管理精度最優(yōu)化。

特斯拉公司的研究人員對(duì)電池組的每一個(gè)層次都進(jìn)行了嚴(yán)密的監(jiān)控，在每個(gè)電池單元兩端均設(shè)置有保險(xiǎn)絲，一旦電池過熱或者電流過大則立刻融斷，斷開輸出，以此避免因某個(gè)電池出現(xiàn)異常情況（過熱或電流過大）時(shí)影響到整個(gè)電池包。

在每個(gè)電池模組上，均設(shè)置有電池監(jiān)控板（Battery Monitor Board，BMB），用以監(jiān)控每個(gè)電池塊的電壓、溫度以及整個(gè)電池模組的輸出電壓。在整個(gè)電池包上，設(shè)置有電池系統(tǒng)控制器以及智能保險(xiǎn)，用以監(jiān)控整個(gè)電池包的工作環(huán)境，包括電池包的電流、電壓、溫度、濕度等。

在系統(tǒng)層面，設(shè)置有系統(tǒng)安全控制器，用以監(jiān)控電池系統(tǒng)控制器。在車輛發(fā)生碰撞時(shí)，電池的外部結(jié)構(gòu)可以保護(hù)電芯免受沖擊并自動(dòng)切斷電源，這樣一套電池控制系統(tǒng)已經(jīng)成為特斯拉汽車電池的技術(shù)核心。

2.2 電機(jī)

與常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)車輛只用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱分配能量、犧牲效率來換取牽引力不同，特斯拉的工程師們?cè)诤筝嗱?qū)動(dòng) Model S 的基礎(chǔ)上，在前軸加裝了一臺(tái)電機(jī)，使之成為雙電機(jī)全輪驅(qū)動(dòng)的 Model S（圖 6）。特斯拉采用三相四極交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，銅轉(zhuǎn)子，具有變頻驅(qū)動(dòng)功能的驅(qū)動(dòng)逆變器與動(dòng)能再生制動(dòng)系統(tǒng)。不僅體積小，重量輕，而且可以瞬時(shí)輸出到最大扭矩，并在全壽命內(nèi)基本無需保養(yǎng)。特斯拉 Model S 電動(dòng)機(jī)還獲得 2014 年度國際最佳發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)。

兩臺(tái)電機(jī)對(duì) Model S 前后輪扭矩分別進(jìn)行數(shù)字化獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)了車輛卓越的牽引控制，提升了性能表現(xiàn)的精準(zhǔn)度。此外，Model S 的雙電機(jī)數(shù)字化扭矩控制與低重心設(shè)計(jì)相結(jié)合，有效地增強(qiáng)了車輛的抓地力及操控性能。技術(shù)上的創(chuàng)新與進(jìn)步，令特斯拉的產(chǎn)品擁有獨(dú)步同行業(yè)的優(yōu)勢(shì)。

專注汽車創(chuàng)新領(lǐng)域的專家 Steven L 在其文章中曾解析特斯拉利用雙電機(jī)提升車輛性能的秘密——「兩個(gè)電機(jī)，我們把前輪的電機(jī)稱為輔電機(jī)，后輪的電機(jī)稱為主電機(jī)。兩個(gè)電機(jī)可以根據(jù)各自特性，在不同工況下發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，在任何一個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，電機(jī)組合都能為系統(tǒng)提供充足的扭矩支持與功率輸出，從而優(yōu)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率?！?/p>

雙電機(jī)全輪驅(qū)動(dòng) Model S 最震撼人心的莫過于它的加速表現(xiàn)。車輛在起步時(shí)，輪胎與地面的摩擦力是車輛動(dòng)力的來源。相較于兩輪驅(qū)動(dòng)（包括前輪驅(qū)動(dòng)和后輪驅(qū)動(dòng)）只能有 2 個(gè)輪胎提供動(dòng)力，全輪驅(qū)動(dòng)可以最大限度地利用路面和輪胎之間的摩擦力，實(shí)現(xiàn)快速起步。同時(shí)，依靠 2 個(gè)電動(dòng)機(jī)在瞬間輸出的最大扭矩，實(shí)現(xiàn)瞬間加速。

雙電機(jī)的使用從多個(gè)技術(shù)層面強(qiáng)化了 Model S 的性能優(yōu)勢(shì)，使其擁有極限速度極佳穩(wěn)定性。

2.3 鋁制車身

特斯拉營銷經(jīng)理、鐵桿車迷泰德·米倫蒂諾說過，在北美打造一輛最安全的汽車首先就是從金屬材料的選擇開始。特斯拉的電池很笨重，必須通過降低車身的重量來彌補(bǔ)笨重電池的不足。因此，特斯拉求助了 Space X，并使用了它的先進(jìn)火箭技術(shù)，結(jié)果特斯拉汽車成為北美唯一使用全鋁車身的汽車（圖 7）。

圖 7 全鋁車身的特斯拉電動(dòng)汽車

Model S 主要采用的是美國鋁業(yè)公司（Alcoa）生產(chǎn)的鋁材來制造底盤和車身板件。這種輕質(zhì)金屬必須精密沖壓，為此，特斯拉工廠配備了北美最大規(guī)模的液壓機(jī)，大約相當(dāng)于 7 層樓高，其延伸到地下的部分有 3 層樓高。實(shí)際上這是將總共 5 臺(tái)液壓機(jī)連成 1 排，用于模鑄造型復(fù)雜的部件，如前機(jī)蓋或車身兩側(cè)的板件。

這是一種慢速?zèng)_壓，目的是盡量減少熱量和翹曲。完成沖壓后還要用激光切割機(jī)進(jìn)行更精密的加工。成型的部件被送往車間，裝載在「智能運(yùn)輸車」上的車身可以沿著地面鋪設(shè)的磁軌導(dǎo)航行駛。由于缺少合格的供應(yīng)商，所以特斯拉使用的零件目前大部分為自產(chǎn)?！窶odel S 其實(shí)是我們從零開始制造出來的?！柜R斯克在 2012 年 11 月于紐約市舉行的 Model S 發(fā)布會(huì)上解釋道。

擠壓件、沖壓件和鑄件的專業(yè)組合實(shí)現(xiàn)了需要的剛度和強(qiáng)度。高剛度、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)不僅能保護(hù)車內(nèi)乘員，還能提供更好的整體操控性。沒有內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，經(jīng)過優(yōu)化的車前部，更有利于乘員的安全。完全平直的雙八邊形導(dǎo)軌沿車體結(jié)構(gòu)底部布置設(shè)計(jì)，在緊急情況下可以吸收沖擊能量。關(guān)鍵部位采用高強(qiáng)度鋼材增強(qiáng)乘員安全。

由于鋁質(zhì)車身重量很輕，所以即使搭載 85 kW·h 電池組，車輛的續(xù)航里程仍能達(dá)到 500 km 以上，而多數(shù)純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程僅在 120 km 左右。

鋁材相較傳統(tǒng)汽車采用的鋼材的不足之處，反倒通過一些人所謂的「過度設(shè)計(jì)」而得到了彌補(bǔ)：早期版本的 Model S 在側(cè)面板件中嵌入了硼鋼，并用航空航天級(jí)螺釘固定。這種工藝現(xiàn)在已經(jīng)淘汰，取而代之的是更多鋁增強(qiáng)材料的使用，阿波羅登月飛行器使用的也是這種鋁材，而且依然采用航空航天級(jí)螺釘固定。

這種鋁增強(qiáng)材料可以吸收沖擊力，例如在 NHTSA 測(cè)試中，當(dāng)一根撞桿高速撞擊車輛的側(cè)面時(shí)，撞桿在撞到車內(nèi)乘客之前就已經(jīng)斷裂或致使汽車停下。車尾的雙保險(xiǎn)杠可以保護(hù)坐在「第三排」座位上的乘客?！傅谌拧箤?shí)際上是位于后備箱位置的兒童尺寸背向可折疊座位。Model S 在 NHTSA 測(cè) 試中撞壞了一個(gè)獨(dú)立的車頂沖撞機(jī)，而它的車頂卻沒有塌陷，這也同樣得益于用航空航天級(jí)螺釘固定的鋁增強(qiáng)材料。

2.4 安全性

特斯拉 Model S 是 2014 年唯一一款同時(shí)獲得歐洲 Euro NCAP 和美國高速公路安全管理局（NHTSA）5 星最高評(píng)分的車型。事實(shí)上，能夠獲得「雙 5 星」殊榮的汽車非常稀少，而特斯拉卻能在包括正面碰撞、側(cè)面碰撞、翻滾測(cè)試、兒童保護(hù)測(cè)試、行人保護(hù)測(cè)試、鞭打測(cè)試等諸多評(píng)比項(xiàng)目中脫穎而出。下面將從車身安全、電池安全和信息安全 3 個(gè)方面進(jìn)行分析。

車身安全

不同于傳統(tǒng)汽車普遍采用的鋼制車身，特斯拉 Model S 的車身和底盤主要采用鋁合金材料打造，相比傳統(tǒng)鋼材，鋁材料本身就具有更好的金屬延展性，因此可以更有效地吸收沖擊力。同時(shí)車身框架用高強(qiáng)度材料加固，撞擊時(shí)能夠有效吸收能量，但駕駛艙卻不易變形。從實(shí)際高速駕駛強(qiáng)烈碰撞的結(jié)果來看，Model S 也證明了鋁材料所具備的優(yōu)勢(shì)。

由于全車最重的部件——電池組位于底盤正下方，這為車身安全帶來兩方面助益：

第一，沉重的電池組所帶來的低重心讓特斯拉幾乎不會(huì)發(fā)生側(cè)翻；

第二，特斯拉電池組本身就設(shè)計(jì)非常堅(jiān)固，這無形中又為車輛乘員艙增加了一層保護(hù)。

圖 8 特斯拉電動(dòng)汽車的「前備箱」

除此之外，得益于純電動(dòng)汽車技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特斯拉 Model S 擁有了「前備箱」的設(shè)計(jì)（圖 8），這不僅為車主騰出了一個(gè)巨大的儲(chǔ)物空間，無形中還充當(dāng)著碰撞前緩沖區(qū)的角色?！盖皞湎洹跪v出的空間使特斯拉 Model S 得以在車體結(jié)構(gòu)底部布置完全平直的雙八邊形導(dǎo)軌，這在車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)能最大程度地吸收撞擊能量，有效保護(hù)駕駛艙人員的安全。而在行人保護(hù)方面，當(dāng)車輛行駛速度在 19~53 km/h 時(shí)，假如 Model S 前保險(xiǎn)杠內(nèi)的傳感器檢測(cè)到與行人發(fā)生碰撞，前備箱蓋后部會(huì)自動(dòng)升起約 80 mm 高度，在相對(duì)較軟的鋁制前備箱蓋與其下面的較硬組件之間形成空間，在發(fā)生正面撞擊時(shí)最大程度減少對(duì)行人和騎車人的頭部傷害。

除了硬件「抗撞」外，特斯拉還會(huì)提供管家式的自動(dòng)求助功能，當(dāng)特斯拉 Model S 發(fā)生了碰撞的緊急情況，該車將立即自動(dòng)發(fā)送后臺(tái)相關(guān)參數(shù)，客服人員會(huì)在必要情況下及時(shí)聯(lián)絡(luò)車主幫助處理后續(xù)事宜。此外，后臺(tái)工作人員也可通過車號(hào)自動(dòng)得知該車輛是否需要更換相關(guān)部件，輔助車主進(jìn)行升級(jí)或替換部件。

特斯拉自動(dòng)駕駛功能結(jié)合前置攝像頭、雷達(dá)、360 度超聲波傳感器以及實(shí)時(shí)車流量更新，能夠探測(cè)車身周圍約 5 m 范圍內(nèi)的障礙物，能夠在開闊路面和頻繁停車起步的路況中自動(dòng)駕駛 Model S。標(biāo)準(zhǔn)配備的安全功能會(huì)始終監(jiān)控停車標(biāo)志、車輛和行人，以及無意識(shí)變道。也就是說，特斯拉隨時(shí)隨地為車主規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，防止事故的發(fā)生。據(jù)悉，自動(dòng)駕駛相關(guān)功能會(huì)隨著特斯拉空中升級(jí)的軟件更新而逐步啟用。如特斯拉 6.2 版車載系統(tǒng)升級(jí)，就新增了主動(dòng)巡航控制、前撞預(yù)警系統(tǒng)和基于攝像頭的遠(yuǎn)近光自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。

可以說，特斯拉傾盡心血打造了一臺(tái)「輕型智能化坦克」，不僅被動(dòng)安全系數(shù)高，更要求在主動(dòng)安全上利用智能化手段規(guī)避有可能發(fā)生的危險(xiǎn)。

電池安全

特斯拉 Model S 全車搭載了幾千塊特別訂制的高級(jí)車用鋰離子電池，擁有非常高的能量密度，其循環(huán)性相當(dāng)驚人，容量和直流內(nèi)阻在上千次充放電后都保持著相對(duì)穩(wěn)定的水平，充電倍率和溫度對(duì)電池的影響都不大，這些都是普通電池?zé)o法比擬的。

事實(shí)上，特斯拉真正的絕密技術(shù)是高效的電池控制管理系統(tǒng)，其借鑒了互聯(lián)網(wǎng)程序管理控制成百上千臺(tái)服務(wù)器的模式，引入了分層管理的方法控制這些「活躍的圓柱體」。特斯拉開發(fā)的電池管理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于能夠準(zhǔn)確估測(cè)電池單體的荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC），保證 SOC 維持在合理的范圍內(nèi)，防止由于過充電或過放電對(duì)電池造成損傷。

此外，電池組中的每一個(gè)電池單體都連接著一個(gè)熱敏電阻以及一系列的光導(dǎo)纖維，同時(shí)將熱敏電阻連接到電池監(jiān)控器，將光導(dǎo)纖維連接到光敏感應(yīng)器。當(dāng)某個(gè)電池單體溫度超過安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，熱敏電阻將產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)傳達(dá)至電池監(jiān)控器以便啟動(dòng)電池冷凝系統(tǒng)保證電池安全性能。特斯拉電池模組采用水冷散熱，使得電池保持在恒定溫度區(qū)間以避免電芯過熱。

16 個(gè)電池模組之間都以防火墻分隔。當(dāng)電池發(fā)生火情時(shí)，會(huì)被電池組架構(gòu)中內(nèi)置的防火墻阻隔在車身前面的一小部分空間內(nèi)，火情根本無法進(jìn)入乘員空間。同時(shí)，萬一發(fā)生碰撞，電池結(jié)構(gòu)可以保護(hù)電芯免受沖擊，并自動(dòng)斷開電源。

值得一提的是，特斯拉為 Model S 提供電池和動(dòng)力單元 8 年不限里程的保修服務(wù)，使車主可以放心使用。電池組的布局和控制管理系統(tǒng)是特斯拉最核心的優(yōu)勢(shì)之一。

信息安全

有別于傳統(tǒng)汽車，除「雙閃」燈和副駕駛位置的儲(chǔ)物箱按鈕外，特斯拉 Model S 電動(dòng)汽車內(nèi)其他所有的按鍵都集合于一塊 17 英寸的中控觸屏（圖 9）。最重要的是，控觸屏的背后是一個(gè)可以隨時(shí)自動(dòng)更新的系統(tǒng)，這就是特斯拉人性化的「空中升級(jí)」服務(wù)。

圖 9 17 英寸中控觸屏

特斯拉的安全保障細(xì)化到系統(tǒng)的每一處，無論是車輛本身，還是特斯拉的服務(wù)器，又或是每位車主手機(jī)上的移動(dòng) App（圖 10），都經(jīng)過反復(fù)的安全測(cè)試與驗(yàn)證。在未帶鑰匙的情況下，特斯拉手機(jī) App 可以直接操控汽車，但是每次都需要賬戶信息的輸入，每次解鎖都有一個(gè)尋找密鑰的過程。特斯拉車上有很多安全模塊和跟鑰匙交互關(guān)系的控制器，這不是一個(gè)簡單的設(shè)計(jì)，有時(shí)即使有鑰匙，也不見得能夠打開，它隨時(shí)處于檢測(cè)狀態(tài)，每隔幾秒進(jìn)行一個(gè)循環(huán)、配比，只有在安全、配比成功的條件下才能解鎖、開動(dòng)。

圖 10 特斯拉汽車車主手機(jī)上的 App

特斯拉力求通過一切手段保護(hù)車主的信息安全。由硅谷知名女黑客，有「黑客公主」之稱的 Kristin Panet 負(fù)責(zé)維護(hù)特斯拉公司及產(chǎn)品安全。

特斯拉仍在不斷加強(qiáng) Model S 的安全能力。如在車底配備包括鈦合金護(hù)板在內(nèi)的 3 層護(hù)甲，讓特斯拉從容應(yīng)對(duì)路面上遇到的各種突發(fā)情況。在上百次的測(cè)試中，3 層護(hù)甲將各種進(jìn)入車底的障礙物輕松碾碎。同時(shí)特斯拉還借助前沿科技手段，增強(qiáng) Model S 安全系統(tǒng)，讓防護(hù)更加智能高效。

2.5 智能化

除了精煉的結(jié)構(gòu)，機(jī)電一體化也讓特斯拉率先成為全球最智能的電動(dòng)跑車。特斯拉高級(jí)工程師曾表示，「特斯拉可以將自身所有部件和控制單元揉到一起，通過車聯(lián)網(wǎng)從而實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)智能化服務(wù)?！固厮估?Model S 已經(jīng)將多項(xiàng)炫酷功能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，其中最值得關(guān)注的五大看點(diǎn)分別為：空中升級(jí)、遠(yuǎn)程診斷、中控屏幕、自動(dòng)求助和交互關(guān)系。

空中升級(jí)

空中升級(jí)是大多數(shù)特斯拉車主最傾心的智能化服務(wù)，它好比目前的智能手機(jī)，車主可以在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下隨時(shí)隨地更新車輛的最新功能。這是非常智能的集成應(yīng)用，顛覆了人為更新的傳統(tǒng)方式。目前，特斯拉自 2014 年至今在中國已經(jīng)進(jìn)行了 4 次更新，依次實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航服務(wù)、語音導(dǎo)航、巡航控制、防撞輔助、倒車輔助增強(qiáng)、車速輔助、智能溫度預(yù)設(shè)、自動(dòng)緊急制動(dòng)、盲點(diǎn)警報(bào)、代客模式以及 3D 導(dǎo)航等功能的更新。

遠(yuǎn)程診斷

這項(xiàng)功能可以讓車主在遇到問題時(shí)，能夠直接聯(lián)絡(luò)特斯拉技術(shù)支持售后，特斯拉工程師可直接通過后臺(tái)查看車輛出現(xiàn)的問題，不用到店檢查，節(jié)省了車主時(shí)間、提高了診斷效率。這一切都是以聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，正是所謂的「車聯(lián)網(wǎng)」技術(shù)。

17英寸中控屏≠ iPad

特 斯 拉 Model S 的所有操作都是通過一個(gè)酷似 iPad 的 17 英寸中控臺(tái)實(shí)現(xiàn)，它并非僅僅是一個(gè) iPad 那么簡單。值得一提的是，目前智能規(guī)劃已經(jīng)在美國實(shí)現(xiàn)，通過中控臺(tái)可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路線指引、電量預(yù)估、目的地充電提示、車速規(guī)劃等智能規(guī)劃。未來智能規(guī)劃還會(huì)將交通信息、路況信息以及天氣信息實(shí)現(xiàn)交互和傳遞，屆時(shí)將可以給車主帶來極大的駕駛便利。

自動(dòng)求助

智能汽車不僅要智能、環(huán)保還要更安全。特斯拉目前不僅可以通過輔助駕駛、自助駕駛等功能保護(hù)車輛出行安全，自動(dòng)求助功能也是一大亮點(diǎn)。例如，特斯拉 Model S 發(fā)生了碰撞的緊急情況，該車將立即自動(dòng)發(fā)送后臺(tái)相關(guān)參數(shù)，客服人員會(huì)在必要情況下，及時(shí)聯(lián)絡(luò)車主幫助處理后續(xù)事宜。此外，后臺(tái)工作人員也可通過車號(hào)自動(dòng)得知該車輛是否需要更換相關(guān)部件，輔助車主進(jìn)行升級(jí)或替換部件。

交互關(guān)系

智能汽車十分重要的一項(xiàng)功能就是實(shí)現(xiàn)交互關(guān)系，車輛要與交通中心交互，車與車交互，車與信號(hào)燈、行人等交互。特斯拉目前配有官方移動(dòng)客戶端軟件，車主可通過 App 操作實(shí)時(shí)操控車輛。車主忘記帶鑰匙，手機(jī)便可開啟車門；車輛丟失，遠(yuǎn)程應(yīng)用即可查看車輛位置并協(xié)助找回車輛。

2.6 充電

在實(shí)際使用中，消費(fèi)者更關(guān)心充電和電池維修保養(yǎng)問題，目前特斯拉為中國車主打造了一套「以家庭充電樁為主，超級(jí)充電樁和目的地充電樁為輔，通用移動(dòng)充電器為補(bǔ)充」的完備充電解決方案。

圖 11 家用充電樁

第一種家用充電樁（圖 11）是特斯拉車主最主要的充電方式，特斯拉擁有業(yè)界第一的 95% 超高家充安裝率，幫助車主足不出戶解決 99% 的充電需求。日常生活中，特斯拉車主 99% 的出行需求是在城市半徑不超過 100 km 的范圍內(nèi)使用，便利的家用充電方式完全可以滿足，而且特斯拉純電動(dòng)4門豪華轎跑車 Model S P85D 的續(xù)航里程已經(jīng)達(dá)到了 480 km（NEDC），短途出行完全不成問題。

圖 12 超級(jí)充電樁

盡管日常生活的出行需求，便利的家用充電方式完全可以滿足，但對(duì)城際旅行或公路旅行來說，續(xù)航里程是電動(dòng)汽車永遠(yuǎn)無法回避的問題。為此，特斯拉CEO埃隆·馬斯克提出一個(gè)辦法：建立一個(gè)全球性的能源網(wǎng)絡(luò)。

因此，特斯拉推出了超級(jí)充電樁，這是一種高質(zhì)量途中充電裝置解決方案，同時(shí)要設(shè)立公共充電站，配備一整排的超級(jí)充電樁（圖 12），就像加油站的一排油泵。車主選配的車內(nèi)充電系統(tǒng)不同，充電時(shí)長也會(huì)不同。一般的車庫充電器需要花費(fèi) 5 h 或10 h 才能對(duì) Model S 進(jìn)行完全充電，而燃油汽車僅需 5 min 便能加好油。

顯而易見，沒有人愿意在路上停幾個(gè)小時(shí)只為充電，因此，超級(jí)充電樁的充電速度必須更快。超級(jí)充電樁 20 min 即可為 Model S 充滿 50% 電量。特斯拉超級(jí)充電樁是世界上充電速度最快的一種充電裝置，采用電網(wǎng)電能和太陽能聯(lián)合供電。目前，特斯拉已在美國建設(shè)了最大的公用充電網(wǎng)絡(luò)，在中國建成第二大的公用充電網(wǎng)絡(luò)，包括在全國范圍內(nèi)建成 72 個(gè)超級(jí)充電站，280 個(gè)超級(jí)充電樁，并且這一數(shù)字每周都在增長。

目的地充電樁（圖 13），是特斯拉分布最廣的一種充電樁，遍布全國各地的大型商場(chǎng)、寫字樓、酒店、銀行營業(yè)廳、地下停車場(chǎng)以及一些熱門景區(qū)內(nèi)，方便車主在途中休息時(shí)，及時(shí)充電，滿足 Model S 車主多樣的出行充電需要。截至目前，特斯拉已經(jīng)在中國建成超過 1400 個(gè)目的地充電樁。

此外，特斯拉還面向所有中國新老車主免費(fèi)提供通用移動(dòng)充電器，以解決車主應(yīng)急充電需求。通用移動(dòng)充電器可以方便地利用工業(yè)插座或者家用 220 V 插座為車充電，無需安裝、體積小巧、便于攜帶。

3特斯拉專利開放及目的

2014 年 6 月 12 日，馬斯克宣布：「特斯拉公司將自己所有的 200 余項(xiàng)有關(guān)電動(dòng)汽車電池、電子裝置和控制軟件方面的相關(guān)專利一律對(duì)外開放，不會(huì)對(duì)任何懷有善意使用我們技術(shù)的企業(yè)發(fā)起專利訴訟，目的是鼓勵(lì)其他汽車廠商利用這些技術(shù)，開發(fā)長距離續(xù)航的電動(dòng)汽車?！?/p>

在特斯拉開放的專利中，104 項(xiàng)與電池以及電池安全控制系統(tǒng)有關(guān)，28 項(xiàng)涉及充電技術(shù)，這兩類專利占到了專利總數(shù)的 53%，也是特斯拉最主要的優(yōu)勢(shì)技術(shù)?，F(xiàn)有的電池安全控制系統(tǒng)專利，主要用于協(xié)調(diào)運(yùn)行車上 7000 多節(jié)鋰電池組成的電池組，這套技術(shù)目前已經(jīng)成熟，特斯拉決定開放專利，同時(shí)研究更具潛力的大電池。

創(chuàng)立公司時(shí)，特 斯 拉 CEO 埃隆·馬斯克說，「世界上不需要另外一家汽車公司，需要的是能夠引入最高科技電動(dòng)汽車技術(shù)的汽車公司，同時(shí)還需要一家提供環(huán)保技術(shù)，能夠?yàn)槿虻幕剂鲜褂玫慕档妥龀鲐暙I(xiàn)的電動(dòng)汽車公司。」也就是說，特斯拉公司自創(chuàng)立以來，一直致力于為全球提供最高端的電動(dòng)汽車技術(shù)，同時(shí)也為全球開發(fā)最高端的汽車技術(shù)。

對(duì)特斯拉來說，開放專利并非要避免別的公司模仿技術(shù)，因?yàn)檫@沒有意義。特斯拉的初衷是推動(dòng)全球共同發(fā)展電動(dòng)汽車的技術(shù)，希望能夠幫助到其他的電動(dòng)汽車公司。同時(shí)，也促進(jìn)其他公司借助特斯拉開放的專利，開發(fā)自己的技術(shù)，發(fā)展得更快一些。特斯拉尖端技術(shù)開放專利供其他生產(chǎn)商參考使用，并且不斷完善全球充電網(wǎng)絡(luò)、向社會(huì)開放充電設(shè)施，特斯拉的種種舉措與當(dāng)時(shí)創(chuàng)立公司的初衷是一致的，希望攜手其他生產(chǎn)商一起為推動(dòng)全球的電動(dòng)汽車技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)，生產(chǎn)出更多的電動(dòng)汽車。