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特斯拉专利开源的底层逻辑:技术储备和做大蛋糕|智慧芽观察

智慧芽创新研究中心/蒋雯

其官方网站我们所有的专利都属于你文章声称:我们本着开源运动的精神,开放我们的专利,以促进电动汽车技术的进步,如果任何人想使用特斯拉技术,特斯拉将不会对其提起专利侵权诉讼。

此举赢得了颠覆、前所未有、勇气创造、值得尊重等行业的评价和赞誉。特斯拉宣布专利开源已经8年了,那么特斯拉近年来开源的技术是什么,为什么开源和专利开源对新能源汽车产业的发展有什么影响呢?本文分析了上述三个问题。

电动汽车技术的核心是三电系统,即电动驱动、电池和电子控制。三电系统直接影响电动汽车产品的最终性能,也是用户购买汽车的关键因素。

这些专利主要涉及电池组、电能存储系统、电容器、动力装置、电机、操作界面等电动汽车技术。由此可见,特斯拉专利主要集中在电动汽车行业的重要甚至核心技术方向。

图1:特斯拉专利申请和授权的演变(数据来源:智能芽)在过去20年

图2: 特斯拉的主要技术组成(数据来源:智能芽)

1.电控系统的核心技术是电控电池管理系统(BMS),俗称电池保姆或电池管家。

主要用于智能管理和维护各电池单元,防止电池过充放电,延长电池使用寿命,监控电池状态。特斯拉在电池冷却、安全、电荷平衡等方面BMS该领域拥有100多项核心专利技术,可实现7000多个电池的一致性管理。

2.作为世界上第一家实现自动驾驶技术量产的汽车公司,特斯拉于2019年宣布开发了自己的处理单位,称为自动驾驶(FSD),并称FSD比美国英伟达购买的比美国英伟达更多GPU性能更好。特斯拉的技术沉淀主要集中在自动驾驶上AI容错、自动驾驶数据加密、自动驾驶机器学习等。

此外,能量密度最高的电池约为310w/kg根据预期,未来2030年电池能量密度将达到500Wh/kg,因此,如果电动汽车想要增加里程,就不可避免地会携带大量的电池组。大量的电池组会带来很多问题,如增加重量、减少空间等,从而影响控制、安全、框架设计和乘坐空间。

因此对于电动汽车的设计制造来说,寻找电池数量、车重、续航里程之间的最佳平衡,提高电动车的空间利用率、提升电动车的行驶和乘坐品质,都是极大挑战。

时间(2013年)电动汽车在整个汽车行业中的比例仍然很低。2013年,包括混合电动汽车和纯电动汽车在内的插电式汽车在美国的销量为9辆.6万辆,仅占美国汽车总销量的不到1%,而纯电动汽车只占其中的一半(即不到0辆).5%)显示,仅2013年,全球燃油汽车销量首次超过8000万辆,而特斯拉“Model S纯电动汽车的全球销量仅为2.23万辆。

可以看出,电动汽车在整个汽车行业中的比例仍然很低,并处于行业发展的起步阶段。马斯克对这种情况有一个准确的了解,电动汽车项目在大型汽车制造商中非常小,有些甚至根本没有开发这些业务。

因此,在行业发展的早期阶段,没有掌握关键技术的汽车制造商可以通过共享自己的专利技术快速进入研发和试生产阶段,也可以吸引更多的大型制造商加快产品研发,扩大产能规模,最终扩大蛋糕。

同时特斯拉通过“开放专利”来实现品牌营销,吸引更多的资金、优秀人才、尖端技术涌入特斯拉,提高特斯拉的影响力、科研实力和资金保障力。

对于起步阶段的电动汽车行业来说,最大的问题是各厂商的市场标准不统一,尤其是电池技术和充电技术。标准的不统一使得没有规模优势的电动汽车极难推广。特斯拉似乎在与竞争对手分享专利,但事实上,一旦竞争对手使用其专利技术,它将被纳入特斯拉建立的共同技术平台,最终将提高特斯拉技术标准的普遍性,使特斯拉能够继续保持现有的技术优势和规模优势。

除了自身的投资,特斯拉系列的技术发展也占了前员工创业的相当大比例。例如,特斯拉的前员工在离就成立了Mission Motor专注于电动推进系统和电动摩托车,SinoElectric Powertrain研发生产电动汽车动力系统总成及关键部件(电池组、电机及驱动器)。

特斯拉面临的重要问题是如何将前员工创办的企业纳入自己的阵营,或者至少在未来不会进入竞争对手?所以,开放专利可以很好地解决这个问题:SinoElectric Powertrain当公司开发的技术可以用于特斯拉时,这些公司无法动摇特斯拉的领先地位,从而实现特斯拉技术开发的杠杆化;一方面,投奔特斯拉竞争对手或通过专利起诉特斯拉在道德上下跌,另一方面,值得一提的是,尽管特斯拉推倒专利墙并宣布专利开源,但仍有大量专利布局,因此其反制能量不容低估。

如专利名称为Tunable frangible battery pack system公开号为US7923144B2.可调易碎电池组系统为研发人员提供电池单元与电路断开的专利,引用748次;此外,专利名称为Electric vehicle communication interface,公开号为US7698078B2 电动汽车通信接口专利被引用179次,为研发人员提供电动汽车与用户之间的连接。

图3:特斯拉高频引用专利TOP20 (数据来源:智能芽)

以SinoElectric Powertrain以公司创始人周鹏博士为例SinoElectric Powertrain前特斯拉研发总监和动力系统总工程师Roadster和Model S纯电动力系统和奔驰Smart动力电池系统的研发是特斯拉动力系统的核心人员之一。后创立仍参考或使用了特斯拉的技术。

华霆动力科技公司作为华霆动力科技公司SinoElectric Powertrain中国的全资子公司在技术上必然与特斯拉有一定的继承关系。此外,华霆动力科技公司的专利也被东风、宁德时代、成都雅骏新能源汽车等国内多家企业引用。由此可见,特斯拉的技术分支机构可能已进入国内电动汽车领域,其开放战略的影响将长期发展。

图4:华霆动力技术公司在过去12年的专利申请和授权演变 (数据来源:智能芽)

总体来看, 虽然业界对特斯拉开放专利事件有各种不同的看法,特别是开放专利是否能有效移植和使用,但今天回顾这一事件无疑是加快全球电动汽车产业发展的催化剂。


截至2022年4月29日,累计专利数统计。

2.企业层面的专利统计采用完全并表的原则,利用智能芽全球专利数据库的公司树功能,总结和统计其控公司控制的专利。

3.智能芽全球专利数据库继续动态收录全球158个国家/地区的公开专利。一般来说,专利从申请到公开查询需要4到18个月,所以近两年的数据仅供参考。

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标签: 智慧电容器

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