在搅动欧美汽车业后，电动车制造者颠覆者TESLA高调入华。据悉，中国第一批以"心动价"73.4万元订购的Model S将于3月份交车，TESLA受到越来越多的关注。与传统车相比，特斯拉没有发动机，也没有传统的传动设备，特斯拉采用的是松下提供的已知的18650钴酸锂电池，利用8000块电池单元并联的电池组，来为TESLA提供充足的动力。

特斯拉拥有哪些先进技术，其专利布局又是怎样的呢，尤其是其核心技术电池又拥有哪些重要的技术布局呢？文章以专利申请人Tesla Motors入手，研究了Tesla Motors公司的整体布局宏观趋势，并且从微观角度研究了2012年以来申请的电池相关技术，为大家解读。

1.      Tesla Motors专利申请的总体趋势

图1： 申请年度趋势图

作为一家高科技公司，Tesla Motors除了将互联网基因引入汽车行业实现在商业模式上的创新外，同样重视技术创新和知识产权的保护，其全球申请量截至目前为止为286个专利族（不同国家申请的相同主题的专利为一个专利族）。
图1 示出了Tesla Motors的申请年度趋势图。从整体申请趋势上看，从2006年开始，Tesla Motors的专利申请量总体上呈上升趋势（注：2013年申请的专利尚未完全公开），预计其专利申请量仍将继续增长。

2. Tesla Motors专利申请的国别地区布局

图2： 申请国别分布图

Tesla Motors的Model S已经在美国、欧洲上市，同样其专利申请也覆盖到全球不同的国家和地区，显示出其目标市场众多。从图2中看出，布局最多的分别是美国、欧洲、日本、加拿大、中国。
尤其值得注意的是，如图2所示，EP和WO申请分别占到第二位和第四位，显示欧洲专利申请（EP）和国际专利申请（WO）是Tesla Motors的重要申请模式，即申请模式主要是走统一的欧洲申请之后进入欧盟各国，以及走国际专利申请之后进入全球各国的申请模式。

3. Tesla Motors专利申请的总体技术布局

图3： 申请分类号排名图

Tesla Motors的主要专利申请布局在美国，北京康信华源以美国专利分类号（UC）入手，了解其布局的技术重点。
图3示出了Tesla Motors的申请分类号排名图。如图所示，排名靠前的专利申请的技术分别是涉及电池的热交换功能的技术（429120）、涉及电池的热监控的技术（320150 ）、涉及车载电池充电的技术（320150 ）以及电动车的控制、导航技术等（701022 ）。可以看出，Tesla Motors的专利布局重点是电池的热相关技术、电池的充电技术等。

4. Tesla Motors电池技术最新布局
电池相关技术是Tesla Motors的核心技术，为了进一步解密Tesla Motors在电池方面的最新专利申请，北京康信华源研究了自从2012年以来的Tesla Motors的电池方面的专利申请，并进行了如下的微观解读：
4.1 电池的类型选用
通过研究发现，Tesla除了采用传统的锂电池外，另外采用了金属空气电池。Tesla Motors公司最新专利（US）显示，其已经在汽车电池领域获得重大突破。专利US201301875，US20130181511A1描述了电池由锂离子和金属空气电池构成，充一次电可以让汽车行驶距离达400英里(约合650公里)。

4.2电池的技术构成

图4： 电池技术构成图

除了上述电池类型以外，进一步研究了Tesla Motors的电池技术的分布，如图4的中图显示，电池技术主要集中在如上所示的四个部分：电池安全、电池的热量管理、电池的充电系统以及能量管理（电能管理）。
电动车中较为核心技术是电池安全技术，2013年Tesla 的Model S接连发生了起火事故，一度曾对其造成不小的负面影响。从上图中可以看出，Tesla对于电池安全技术是最为关注的。
此外，Tesla 的电池技术与其余电动车企业的电池技术相比采用的是大量的小电池的并联，而采用如此众多密集的小电池，如何进行热量管理同样也成为Tesla关注的另一个重点。
图4的左图示出了电池安全技术的细分技术构成。如该图所示，Tesla的电池安全技术涉及到了故障（检测）、防爆、除湿、热失控、自动电控安全和机械结构安全等各项安全技术手段。
图4的右图示出了电池热量管理技术的细分技术构成。如该图所示，热量管理技术涉及到了（液体）冷却剂制冷、热传导制冷等冷却电池的技术，同时涉及到了电池间隔、电池仓隔热、电池封装等各项技术手段。

4.3细分技术详解

图5：技术分支详解图

图5示出了Tesla Motors的技术分支详解图。该图从电池安全、电池的热量管理、电池的充电系统以及能量管理等四个的技术入手，进一步研究各个技术下面的细分技术以及该细分技术的典型性创新方案。

4.3.1电池类型
金属空气电池是化学电池的一种，构造原理与干电池相似，所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。相对于锂电池具有电池能量密度大等优点。除了使用锂电池以外，Tesla 的技术首先提出单独采用金属空气电池。之后，进一步研发提出，采用金属空气电池和锂电池共同驱动电动车。在采用金属空气电池和锂电池共同驱动电动车时，金属空气电池或者用于给锂电池进行充电或者与锂电池共同用作动力源，从而将二种电池的优点结合在一起。

4.3.2 电池安全技术
电池起火的原因有很多，不过终结原因都是电池热失控。所谓电池热失控是是电池故障的一种整体性表现，发生在电池内部的可能是被挤压、穿刺或过度充电。
电池安全技术提出多个针对热失控发生情况下的安全手段，例如包括在发生热失控的情况下的一些安全手段，包括：包括提供集成的排气组件， 从电池中排出的气体有控制地耗散出去；提供热失控专用通风口；预先提供失控专用排出通道。此外，为了防止电池受到撞击，提出了设置在电池包之下的防弹保护盾，以对电池包实施安全保护。进一步地还提出针对汽车发生撞击时，自动将电池包和动力系统断开的方案以及针对电池包的吸收冲击载荷的电池舱的防撞件，以在撞击时预防电池受到冲击发生起火事故。
此外，从自动控制的角度针对电池提出了各种故障检测识别，以预先识别风险确保安全的方案，例如监测电池的充电中断、监测短路、监测热事件、监测电池的失效等。

4.3.3 热量管理
由于Tesla 的电池技术采用如此众多密集的小电池，因此，这些小电池之间的组装和排列非常重要，应确保电池之间有足够的间距隔离热量从而防止电池之间的热失控的连锁反应。
因此首先确保电池之间的间隔是Tesla的热量管理的一个重点。Tesla提出采用一种刚性间隔件和安装支架共同使用，将电池间的距离保持为最小的同时能够实现有效的热量隔离。同时提出一种电池安装结构，电池安装结构可以将众多小电池安装为可避免电池间的冷凝腐蚀。
为了及时排出电池产生的巨大的热量，Tesla 的电池热管理技术利用了热传导、冷却剂回路制冷等各种手段。热传导技术利用导电导热的突片，与电池电极热耦合，通过热界面层连接到温控板，进一步连接到外部温度控制系统。Tesla还采用了一种热管理系统，包括热交换器、制冷系统、以及与电池包连接和热交换器热耦合的冷却剂回路。
同样，为了电池仓和驾驶舱之间的隔热，提出在二者之间即电池仓的上侧设置多层设计的隔热板。

4.3.4 能量管理
能量（电能）管理技术涉及一种在标准模式和电池生命模式下的电池，在电池生命模式下，可以选择强调电池健康状况的运行和充电参数。同时，利用自放电功能对高能量的电池包进行能量管理的方案。此外，提供一种维护单元，可以在多机制下对电池进行充电放电。

4.3.5 充电系统
充电系统可以确保电池及时充电，实现较大航程。Tesla 的技术提出不同模式下的充电速率的选择以及自动根据参数优化充电速率等智能手段。
通过对于Tesla Motors的专利布局的宏观和微观解密，对于特斯拉的技术创新有了初步的认识。通过上述专利布局分析，可以看出，Tesla Motors在电池管理系统方面掌握了核心技术，而正是通过上述核心技术，可以实现在电池本身未有重大技术突破的情况下实现利用传统多个小电池的并联技术进行大动力的驱动。此外，利用电池管理系统，有利地支持了利用PAD对于汽车的智能操控，在市场上获得了爱好高科技和爱好环保人士的青睐。
Tesla的电动车已进入中国市场，电动车市场也借机引来一个巨大的新的机会，从专利布局的角度而言，Tesla Motors已经先行就其在电池管理系统方面进行了相对全面布局，预测未来将会有更多的专利通过PCT途径进入中国，相关企业应当及时关注在电动车领域的专利布局，不仅仅在电池本身而且在电池管理系统方面进行专利布局，为赢得未来市场提供良好的支撑。