杜凯 马宏珺 张博 崔岩

摘要：文章通过将特斯拉汽车的内部构造的图片与其专利申请中的图片进行对比分析，发现特斯拉电动汽车所应用的技术很多都可以从其专利文献中找到，有需要了解和研究特斯拉技术的企业、机构和个人可以通过特斯拉的专利文献作为突破口。

关键词：特斯拉汽车；专利技术；专利申请；电动车；整车结构 文献标识码：A

中图分类号：U469 文章编号：1009-2374（2016）05-0092-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.047

特斯拉汽车公司（Tesla Motors，以下简称特斯拉）是电动车中的明星，被誉为“汽车界的苹果”。在2014年6月，特斯拉首席执行官埃隆·马斯克宣布开放了特斯拉的所有专利。到目前为止，国内几乎没有文献报道有关特斯拉专利技术的分析。

1 特斯拉汽车与其专利技术的对比分析

据称，特斯拉汽车上应用上特斯拉的200多项专利，事实上是这样的吗？本文通过将特斯拉汽车内部构造图片与其专利申请中的图片进行对比分析，来了解特斯拉的专利技术和其汽车实际采用的技术之间的关系。

1.1 整车结构布置

图1（a）是特斯拉Model S整车结构布置图。由该图可知，电动汽车主要由车身、底盘和电池包构成，其中电动车的动力电池组位于车辆的底盘，与轮距基本同宽，长度略短于轴，电动机位于两后轮之间。图1（b）是特斯拉专利申请US2012160583A1中出现的整车结构布置图，两者具有完全相同的布置方式。在特斯拉的很多其他专利申请中均采用了这种结构布置图，例如US2012161429A1、US2012160088A1、US2013088044A1等。这在一定程度上反映了特斯拉专利申请的实用价值，另外也说明了特斯拉专利申请外延的范围较小，基本上都是为了实际应用所进行的针对性的技术改进，这也是特斯拉专利申请总量不大的原因之一。

（a）特斯拉整车结构布置 （b）US2012160583A1中的附图

1.2 电池包

图2（a）是特斯拉Model S电动车内电池包的结构图。由图可知，该电池包一共有16个电池模块。图2（b）是特斯拉专利申请US2012160583A1中出现的电池包的结构图，其具有与特斯拉Model S电动车内电池包的拆解结构图基本相同的结构布置，根据该专利中记载的技术方案，所述电池包也由16个电池模块组成，每一个电池模块由多节18650单体电池串并联形成，且在整个电池包的外部还具有壳体进行保护。特斯拉Model S电动车内电池包的结构图与该专利申请文件中的电池包的差别在于，Model S采用的电池包中，每两个并列放置的电池模块之间还具有一个分隔件，将两个电池模块之间分开，从而形成主体部分具有14个分隔空间和端部突出的一个分隔空间的电池包框体。另外，该专利申请中的电池包框体还包括多个横隔件，而且优选所述横隔件中具有两个相对其他横隔件更大的横隔件，在车体发生侧碰时，横隔件吸收侧碰冲击的能量。

（a）特斯拉Model S电池包结构图 （b）US2012160583A1中的附图

1.3 电池模块

图3（a）为特斯拉Model S车型的电池包中一个电池模块的结构图。该电池模块由6组电池串联而成，每一组电池由多个电池并联形成。每一组电池的排布方式和结构并不是规则排列的，电池组的6块分区的具体排布见图中画线部分所示。图3（b）是特斯拉专利申请US2012160583A1中出现的电池模块的结构图，其给出了电池模块结构与特斯拉Model S中采用的电池模块结构完全相同，而且通过对比分析发现每一组电池的排布方式和结构都相同。另外，在特斯拉的很多专利申请中，基本上涉及到电池包和电池模块结构的实施方案就采用了这种方式，例如US2012161429A1、US2012160088A1、US2013088044A1等。

（a）特斯拉Model S电池模块结构图 （b）US2012160583A1中的附图

1.4 电池保护

图4（a）是特斯拉Model S电动车内电池包的电池模块中电池保护连接结构图。由该图可知，每一节单体电池的正负极上都连接有一根很细的保险丝，这个保险丝被分别连接到一个多孔的金属板上，这个保险丝是用来保护整个电池组，图中的电池模块的金属板上还分别连接有金属导线，这些金属导线的另一端连接到电池控制模块，用于对电池模块的性能参数进行检测和监控。这些线是用来检测电池组的电压，从而保证电池组正常工作的。图4（b）是特斯拉专利申请US2007/0188147A1中公开的电池保护连接结构图，该专利申请具体公开了以下内容：将单体电池的正极端子114通过熔丝144分别连接到多孔导体150，将单体电池的负极端子116通过熔丝142分别连接到多孔导体140。当所述电池由于短路等原因引起过电流时，所述熔丝会自动熔断，而电池组中的其他电池仍然可以正常工作，从而可以保护整个电池组。图4（c）是特斯拉专利申请US2008/0241667A1中公开的电池保护连接结构图，其公开的电池包系统包括：两片蛤壳式壳体，安装在所述壳体内的多个电池单元、固定至每一片壳体上的集电板和安装在每一单体电池与集电板之间的易碎导线，以便在电池包系统和电动车发生撞击或其他应急状态而处于超过电池包能承受的预定机械外力或高温时，导线发生预定的疲劳及断裂，从而使各单体电池之间断开，避免短路发生，对电池包进行保护。具体结构为：壳体包括多个穿透孔口20和沉孔22，单体电池为圆柱形，其安装在所述壳体中的每一沉孔内，单体电池末端与集电板之间用易碎导线12电连接，集电板16包括一个凹入区域，所述导线连接在集电板的凹入区域上。其中集电板具有壳体18具有相同的形状。所述易碎导线优选为铝或铝合金。经过对比分析，特斯拉Model S电动车内电池包中的电池保护连接结构和上述两篇专利申请中的电池保护连接结构和作用完全相同。

1.5 电池冷却系统

图5（a）是特斯拉Model S电动车内电池包的电池模块的冷却系统的结构图。由该图可知，电池的冷却系统包括与每个单体电池导热接触的S型冷却管，所述S型冷却管具有波纹形状，单体电池置于波纹的凹槽内，从而与冷却管贴合，冷却管外面包裹着一层绝缘胶带，在冷却管和单体电池之间还具有热传导介质，图中左右两侧的接口为冷却液体的流体接口。图5（b）是特斯拉的专利申请US2008/0311468A1中公开的电池包热管理系统，并具体公开了以下内容：所述冷却管具有预定波纹表面结构，所述表面的形状与单体电池的外表面相匹配，从而单体电池顺序的布置于所述冷却管的两侧的波纹表面。在所述单体电池和冷却管之间还具有热传导介质，如可变形的热传导板。所述冷却优选为金属铝材料。另外，该专利申请还公开了所述冷却管具有扁平形状，且在冷却内部布置有多个内部通道，由于多个内部通道之间具有隔板，从而可以避免冷却管的塌陷。经过对比分析，特斯拉Model S电动车内电池包中的电池散热系统的结构和该专利申请中的电池包热管理系统的结构完全相同。

1.6 车门结构

图6（a）是特斯拉Model X的外形图片，其最大的特点之一就是采用了鹰翼门的设计，这个设计不仅在外观上吸引眼球，而且在功能上拥有非常出色的实用性表现。纵观特斯拉申请的专利，其在专利申请US20130099523A1、US20130099524A1和US20130097940均涉及到了具有这种车门结构的汽车。图6（b）是上述三件专利中使用具有这种车门结构的汽车图片。由两幅图的对比可知，Model X的外形和其专利技术中的采用的车体外形和车门结构完全相同。

2 结语

通过以上特斯拉汽车内部构造图片与其专利申请中的图片进行的对比分析可知，特斯拉电动汽车所应用的技术很多都可以从其专利文献中找到。通过分析特斯拉所申请的专利以及特斯拉汽车所采用的技术，笔者认为特斯拉汽车中所应用的很多关键技术都可以在其专利文献找到依据。本文仅仅是给出了一些车体和电池组结构上的示例性的对比，实质上特斯拉汽车的很多其他构造及管理方式均能在其专利文献中找到依据，特别是一些关于电池管理和充电控制的专利难以通过简单的图片对比，但其技术却可以从特斯拉所申请的专利文献中获知。笔者认为，特斯拉申请的专利数量并不大，有兴趣了解和研究特斯拉技术的企业、机构和个人可以通过特斯拉的专利文献作为突破口。

参考文献

[1] 朱科，石继仙.燃料电池专利申请状况分析[J].电池，2012，42（2）.

[2] 朱科，石继仙.中国锂离子电池专利信分析[J].电池，2013，43（2）.

[3] 朱科，石继仙.中国锌锰一次电池专利信息分析[J].电池，2013，43（5）.

作者简介：杜凯（1983-），男，湖北人，国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心助理研究员。

（责任编辑：黄银芳）