收藏｜特斯拉纯电动汽车最全面技术分析

电池安全

特斯拉ModelS全车搭载了几千块特别订制的高级车用锂离子电池，拥有非常高的能量密度，其循环性相当惊人，容量和直流内阻在上千次充放电后都保持着相对稳定的水平，充电倍率和温度对电池的影响都不大，这些都是普通电池无法比拟的。

事实上，特斯拉真正的绝密技术是高效的电池控制管理系统，其借鉴了互联网程序管理控制成百上千台服务器的模式，引入了分层管理的方法控制这些「活跃的圆柱体」。特斯拉开发的电池管理系统的优势在于能够准确估测电池单体的荷电状态（StateofCharge，SOC），保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池造成损伤。

此外，电池组中的每一个电池单体都连接着一个热敏电阻以及一系列的光导纤维，同时将热敏电阻连接到电池监控器，将光导纤维连接到光敏感应器。当某个电池单体温度超过安全标准时，热敏电阻将产生一个电信号传达至电池监控器以便启动电池冷凝系统保证电池安全性能。特斯拉电池模组采用水冷散热，使得电池保持在恒定温度区间以避免电芯过热。

16个电池模组之间都以防火墙分隔。当电池发生火情时，会被电池组架构中内置的防火墙阻隔在车身前面的一小部分空间内，火情根本无法进入乘员空间。同时，万一发生碰撞，电池结构可以保护电芯免受冲击，并自动断开电源。

值得一提的是，特斯拉为ModelS提供电池和动力单元8年不限里程的保修服务，使车主可以放心使用。电池组的布局和控制管理系统是特斯拉最核心的优势之一。

信息安全

有别于传统汽车，除「双闪」灯和副驾驶位置的储物箱按钮外，特斯拉ModelS电动汽车内其他所有的按键都集合于一块17英寸的中控触屏。最重要的是，控触屏的背后是一个可以随时自动更新的系统，这就是特斯拉人性化的「空中升级」服务。

特斯拉的安全保障细化到系统的每一处，无论是车辆本身，还是特斯拉的服务器，又或是每位车主手机上的移动App（图5），都经过反复的安全测试与验证。在未带钥匙的情况下，特斯拉手机App可以直接操控汽车，但是每次都需要账户信息的输入，每次解锁都有一个寻找密钥的过程。特斯拉车上有很多安全模块和跟钥匙交互关系的控制器，这不是一个简单的设计，有时即使有钥匙，也不见得能够打开，它随时处于检测状态，每隔几秒进行一个循环、配比，只有在安全、配比成功的条件下才能解锁、开动。

图5特斯拉汽车车主手机上的App

特斯拉力求通过一切手段保护车主的信息安全。由硅谷知名女黑客，有「黑客公主」之称的KristinPanet负责维护特斯拉公司及产品安全。

特斯拉仍在不断加强ModelS的安全能力。如在车底配备包括钛合金护板在内的3层护甲，让特斯拉从容应对路面上遇到的各种突发情况。在上百次的测试中，3层护甲将各种进入车底的障碍物轻松碾碎。同时特斯拉还借助前沿科技手段，增强ModelS安全系统，让防护更加智能高效。

2.5智能化

除了精炼的结构，机电一体化也让特斯拉率先成为全球最智能的电动跑车。特斯拉高级工程师曾表示，「特斯拉可以将自身所有部件和控制单元揉到一起，通过车联网从而实现各项智能化服务。」特斯拉ModelS已经将多项炫酷功能变为现实，其中最值得关注的五大看点分别为：空中升级、远程诊断、中控屏幕、自动求助和交互关系。

空中升级

空中升级是大多数特斯拉车主最倾心的智能化服务，它好比目前的智能手机，车主可以在联网状态下随时随地更新车辆的最新功能。这是非常智能的集成应用，颠覆了人为更新的传统方式。目前，特斯拉自2014年至今在中国已经进行了4次更新，依次实现了导航服务、语音导航、巡航控制、防撞辅助、倒车辅助增强、车速辅助、智能温度预设、自动紧急制动、盲点警报、代客模式以及3D导航等功能的更新。

远程诊断

这项功能可以让车主在遇到问题时，能够直接联络特斯拉技术支持售后，特斯拉工程师可直接通过后台查看车辆出现的问题，不用到店检查，节省了车主时间、提高了诊断效率。这一切都是以联网为基础，正是所谓的「车联网」技术。

17英寸中控屏≠iPad

特斯拉ModelS的所有操作都是通过一个酷似iPad的17英寸中控台实现，它并非仅仅是一个iPad那么简单。值得一提的是，目前智能规划已经在美国实现，通过中控台可实现最优路线指引、电量预估、目的地充电提示、车速规划等智能规划。未来智能规划还会将交通信息、路况信息以及天气信息实现交互和传递，届时将可以给车主带来极大的驾驶便利。

自动求助

智能汽车不仅要智能、环保还要更安全。特斯拉目前不仅可以通过辅助驾驶、自助驾驶等功能保护车辆出行安全，自动求助功能也是一大亮点。例如，特斯拉ModelS发生了碰撞的紧急情况，该车将立即自动发送后台相关参数，客服人员会在必要情况下，及时联络车主帮助处理后续事宜。此外，后台工作人员也可通过车号自动得知该车辆是否需要更换相关部件，辅助车主进行升级或替换部件。

交互关系

智能汽车十分重要的一项功能就是实现交互关系，车辆要与交通中心交互，车与车交互，车与信号灯、行人等交互。特斯拉目前配有官方移动客户端软件，车主可通过App操作实时操控车辆。车主忘记带钥匙，手机便可开启车门；车辆丢失，远程应用即可查看车辆位置并协助找回车辆。

2.6充电

在实际使用中，消费者更关心充电和电池维修保养问题，目前特斯拉为中国车主打造了一套「以家庭充电桩为主，超级充电桩和目的地充电桩为辅，通用移动充电器为补充」的完备充电解决方案。

家用充电桩是特斯拉车主最主要的充电方式，特斯拉拥有业界第一的95%超高家充安装率，帮助车主足不出户解决99%的充电需求。日常生活中，特斯拉车主99%的出行需求是在城市半径不超过100km的范围内使用，便利的家用充电方式完全可以满足，而且特斯拉纯电动4门豪华轿跑车ModelSP85D的续航里程已经达到了480km（NEDC），短途出行完全不成问题。

图6超级充电桩

尽管日常生活的出行需求，便利的家用充电方式完全可以满足，但对城际旅行或公路旅行来说，续航里程是电动汽车永远无法回避的问题。为此，特斯拉CEO埃隆˙马斯克提出一个办法：建立一个全球性的能源网络。

因此，特斯拉推出了超级充电桩，这是一种高质量途中充电装置解决方案，同时要设立公共充电站，配备一整排的超级充电桩（图6），就像加油站的一排油泵。车主选配的车内充电系统不同，充电时长也会不同。一般的车库充电器需要花费5h或10h才能对ModelS进行完全充电，而燃油汽车仅需5min便能加好油。

显而易见，没有人愿意在路上停几个小时只为充电，因此，超级充电桩的充电速度必须更快。超级充电桩20min即可为ModelS充满50%电量。特斯拉超级充电桩是世界上充电速度最快的一种充电装置，采用电网电能和太阳能联合供电。目前，特斯拉已在美国建设了最大的公用充电网络，在中国建成第二大的公用充电网络，包括在全国范围内建成72个超级充电站，280个超级充电桩，并且这一数字每周都在增长。

目的地充电桩，是特斯拉分布最广的一种充电桩，遍布全国各地的大型商场、写字楼、酒店、银行营业厅、地下停车场以及一些热门景区内，方便车主在途中休息时，及时充电，满足ModelS车主多样的出行充电需要。截至目前，特斯拉已经在中国建成超过1400个目的地充电桩。

此外，特斯拉还面向所有中国新老车主免费提供通用移动充电器，以解决车主应急充电需求。通用移动充电器可以方便地利用工业插座或者家用220V插座为车充电，无需安装、体积小巧、便于携带。

3.特斯拉专利开放及目的

2014年6月12日，马斯克宣布：「特斯拉公司将自己所有的200余项有关电动汽车电池、电子装置和控制软件方面的相关专利一律对外开放，不会对任何怀有善意使用我们技术的企业发起专利诉讼，目的是鼓励其他汽车厂商利用这些技术，开发长距离续航的电动汽车。」

在特斯拉开放的专利中，104项与电池以及电池安全控制系统有关，28项涉及充电技术，这两类专利占到了专利总数的53%，也是特斯拉最主要的优势技术。现有的电池安全控制系统专利，主要用于协调运行车上7000多节锂电池组成的电池组，这套技术目前已经成熟，特斯拉决定开放专利，同时研究更具潜力的大电池。

创立公司时，特斯拉CEO埃隆˙马斯克说，「世界上不需要另外一家汽车公司，需要的是能够引入最高科技电动汽车技术的汽车公司，同时还需要一家提供环保技术，能够为全球的化石燃料使用的降低做出贡献的电动汽车公司。」也就是说，特斯拉公司自创立以来，一直致力于为全球提供最高端的电动汽车技术，同时也为全球开发最高端的汽车技术。

对特斯拉来说，开放专利并非要避免别的公司模仿技术，因为这没有意义。特斯拉的初衷是推动全球共同发展电动汽车的技术，希望能够帮助到其他的电动汽车公司。同时，也促进其他公司借助特斯拉开放的专利，开发自己的技术，发展得更快一些。特斯拉尖端技术开放专利供其他生产商参考使用，并且不断完善全球充电网络、向社会开放充电设施，特斯拉的种种举措与当时创立公司的初衷是一致的，希望携手其他生产商一起为推动全球的电动汽车技术的可持续发展作出贡献，生产出更多的电动汽车。