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1、我眼中的现代电动汽车发展和Tesla电动车2013年05月29日 11:34 来源：新浪科技 字号：大 中 小 打印艾伦穆斯克(Elon Musk)和他的电动汽车制造公司Tesla特斯拉(Tesla)，这家电动汽车制造公司因为钢铁侠3的热映和近期一飞冲天的股价而备受关注。也许你会问，一家汽车公司和科技有什么关系？它的CEO，Elon Musk正是钢铁侠电影版的原型(他自己甚至还在第二部中客串过一把)，同时也是大名鼎鼎的PayPal创始人。2002年将PayPal以15亿美元转卖eBay后，又做了私人太空发射公司SpaceX，紧接革了传统汽车的命：汽车不用油，用电。本文介绍了Tesla从几度困境
2、到站上创新浪潮之巅的历史，或许，下个时代，科技产品再无明显的界限；下个像苹果公司一样给人们以创新惊喜的，是一家汽车公司。作者注：文中信息来源全部来自网络和直接听说(不包括道听途说)，只敢说尽量求真实，如有错误见谅。笔者非汽车工业专业人士，文中的分析和结论仅做参考，如有错误欢迎专业人士指正。文中信息来源：1、电影who killed the electric carsRevenge of electric cars；2、平面媒体：EV world, Greentechmedia, Greencar report以及很多大众媒体；3、口述：三位联合创始人，强人JB以及数位前20 Tesla老员工，
3、江湖老前辈Alan(后面会提到)；4、组织：全美电动车协会，加州电动车协会。关注Tesla Motor这个公司和给力哥Elon Musk已经都超过7年了，5年前向大家宣传此人和这个公司得不到任何回应。记得08年的时候我和朋友说乔帮主跟给力哥Elon在技术创新上比起来战斗力就是个渣(当然我对乔帮主也是很欣赏的)，那个时候总被人嘲笑，现在嘲笑的人少了一些。并且最近因为Tesla股票价格的正向变化受到了越来越多的人的关注，不管怎样总是很高兴的。关注了这么久，公司的早期元老也有很多是我的朋友，看看网上的文章又多是媒体和银行分析员的报道，总觉得应该写一篇文章尽量还原一下公司的历程，尝试从另一个角度告诉大
4、家，这个公司，这一群人为什么给力，在什么方面给力，给力到什么程度。首先讲现代电动车的来历。传统电动车大家都知道了，120多年前Benz老爷爷就能做，用那种伏打电池加一个直流电机，但是当时的电动技术太落后了，这种车基本就是个摆设没啥用还巨贵。很快发展了200年的基于气缸活塞传动系统的内燃机车就发展起来了，在此郑重的感谢波意耳、马略特、雅克查理、盖吕萨克和开尔文爵士等前辈们天天在家拼方程做出的杰出贡献。现代电动汽车的火种起源于加州。1990年左右加州空气质量局(CARB)通过了Zero-emission vehicle (ZEV) mandate(汽车零排放标准)来控制当时极其糟糕的控制质量，PM
5、2.5那个时候达到了令人发指的25以上(今天下降到10左右了)。加州政府估计是世界上最不讲道理的地方政府，基本意思说，我不管你们有没有困难，下面7个厂商：通用、丰田、本田、福特、日产，和克莱斯勒必须生产一定数量的电动汽车，否则就给我滚出加州。如何评判一个公司是否给力？不是在它哗哗赚钱的时候，而是面对危机和变革的时候。毫不奇怪的，除了通用和丰田，其他5个厂商统一的反应就是交罚款和游说加州立法委(日产当年是很怂的，但是自从黎巴嫩人CarlosGhosn当家之后就给力多了，这也是后话)。1994年前后丰田推出Rav4电动版，通用推出了震惊天下的EV1，我们重点要讲的就是这EV1.EV1今人眼光看来是
6、很怪的一辆车，尤其放在北京四环上，左右都是各位XXX的孩子开的豪华超跑，这车看起来跟要饭车没啥区别，但在当时绝对是代表了这个世界的新生力量，我08年有幸见到了EV1的第三位买家Ron大哥，有幸开了他那辆14年的老车，加速平稳，驾驶舒适，有一种坐在2001年太空漫游电影里的宇宙飞船上的感觉。这辆概念超前，性能卓越，世界上第一辆真正意义的现代化电动车让很多人看到了电动车技术能够比肩甚至超越汽油车技术平台的可能性。当然在行家看来，超越已经是必然的，这第一个行家就是Alan Cocconi，EV1首席设计师。Alan的地位不仅在中国，连现代电动汽车发源地的美国都是被忽视的。他对电动汽车的贡献和地位相当
7、于冯诺依曼对计算机系统的贡献，相比之下他的贡献甚至相对更高。90年代初他的三篇经典专利：1、Integrated motor drive and recharge system(集成电动机和充电系统) 专利号：2、Combined motor drive and battery recharge system(组合电动机和电池充电系统) 专利号：3、Electrical component assembly with heat sink(电气元件与散热片组合)专利号：奠定了现代电动汽车的架构：电动汽车核心部件分为电动机组、电池、车充三大部分。车充接受电池的电力然后以正确的额定功率驱动电动机。电
8、动机组的关键是控制器，电池的关键是电压电流和热量控制，车充的关键是电压和功率转换。整个系统需要通过CANbus来控制信号，同时通过high power cable来传递电能。在计算机领域，冯诺依曼提出了一堆理论就干别的事儿去了，但是在电动汽车领域，Alan不仅发表了专利、论文和基础理论，还在通用公司4年之内搞出了可量产的样机，不得不让我佩服至极。要知道，94年的时候可没有今天的锂电池，都是铅酸电池，而且他用的是交流异步电机，在当时的技术水平下是比较费电的。就这样他还弄出了100千瓦(134马力)，140公里续航的电动车，并且还生产了2000多辆！当然我对他彻底佩服的是我第一次打开EV1的前盖的
9、时候，眼前一个比我拳头还大的电容，晚上碰上流氓我还可以摘下来自卫。就这玩意的连接可靠性能坚持14年多，我只能说一个服字。后来跟Alan大叔通过一次电话，精力充沛的一个传统美国疯狂科学家的感觉。说话很快，脑子比嘴巴还快，他就是那种周六晚上不泡妞泡办公室，能把龙舌兰和95号汽油搞混的类型。当然，他不是给力哥Elon，他的洞察力是有限的。老一代美国工程师优点是基础扎实，缺点是知识更新换代慢。Alan 1992年创立了第一个有影响的现代电动汽车公司AC propulsion，和通用合作做了EV impact，也就是我们常说的EV1，后来跟丰田合作做了ScionEbox，还有宝马的MiniE，都是经典车
10、型。当然最出彩的自然是给Tesla旗舰跑车Roadster提供技术，这也是为什么要如此详细介绍AC的原因。最终你会发现，现在全世界所有大厂的电动车的核心技术几乎全部跟AC propulsion有一代或者二代的继承关系。好，背景信息终于介绍完了，言归正传回到Tesla(背景信息确实有点长，但是不说的话后面的事儿就讲不清楚了)。首先要解决的问题，Tesla的创始人到底是谁？准确的说法，2003年底两位成功企业家兼同事，Martin Eberhard和Marc Tarpenning从上一个公司成功退出，看着自己还年轻，也不愁吃穿，就着手计划下一个牛逼的计划。两位都是世界级的工程师，Martin曾经是
11、Wyse Technology的旗舰产品设计师。80年代初Wyse是大名鼎鼎，他们是世界上第一批做虚拟机和云计算的人，对比最近一年在硅谷看到的某些“云计算”“虚拟机”投资人我只能报以苦笑，他们恐怕连Wyse都没听说过。Marc则是在软件、固件和软硬件融合多个产品多个应用上有着非常辉煌的履历。总的来说，两个人都是既有梦想又懂工程的大师。经过半年的讨论和思考，他们得出一下几个结论：1、现今的汽车行业30年之内必不持久，石油供应赶不上汽车市场的增长；2、汽车行业几个新的技术方向，只有电动汽车在近20年明确的可以超越传统汽车技术并且可持续；3、电动汽车的各个关键技术基本都成熟，临门一脚开发产品完全可行
12、。于是他们调研、设计，并且指定了企业的产品方向：首先开发一款能够跟保时捷GT3或者法拉利Enzo相媲美的高档电动跑车。正准备去找VC老朋友Steve和John的时候，有人给他们介绍了给力哥Elon。三个梦想家碰到一起，共同的工程背景，共同的行业和科技发展洞察力让大家一拍即合。给力哥Elon在办Zip2之前就想做电动汽车公司，结果被Zip2和Paypal的事儿给忙忘了，赚了3亿美金之后他终于想起了这事儿，一看这两位跟他的愿景一致，想也不想就领投了他们的A轮。公司的名字就叫Tesla Motors，纪念他们眼中最伟大的工程师尼古拉特斯拉。如果我没记错的话，Elon应该任董事会主席，从这个意义上来说
13、，说他是创始人应该是没问题的，不过技术的架构，产品的方向是Marc和Martin最开始开发的，Elon只是跟他们的vision很合拍而已。不过在这儿我要明确一点，我对三个人都是很佩服的，虽然我认为开始的开发主要靠两个M，但是最佩服的还是Elon，为什么我之后会提到。尼古拉特斯拉(Nikoka Tesla)是科技史上最著名的隐藏boss第二个问题，Tesla起家给力在什么地方？第一件事情是产品的愿景。他们的思路很清晰：任何一种新技术进入应用领域要经历三个阶段：第一阶段高端市场，高售价高成本； 第二阶段中端市场，中等价格和中等成本；第三阶段大众市场：低成本低价格。他们现在只能做高端市场。通过了解，
14、个人感觉前两个阶段两位创始人的想法更多一些，尤其是第一阶段思路是很清晰的，但是给力哥Elon在公司前3-4年就把三个阶段真正都想明白了。第二件事情是产品的设计。现有电动车技术应该做什么样的高端产品？很明显，豪华车房车做不了，电池技术续航能力不够，输出马力到不了宾利的30%，这种明显是不行的。但是电动汽车的最大优点是结构简单，扭矩和加速快，这一点连法拉利都远远赶不上。因此，做一款超轻的高性能跑车是最合理的。第三件事情是技术的开发。Tesla Roadster的drivetrain技术是和AC propulsion合作+许可出来的，那么Tesla本身到底做了什么样给力的技术创新？1. DriveT
15、rain控制改进。最早Alan的EV1里面是模拟信号控制的，这跟通用汽车的DNA有关系，传统汽车厂商对电子产品更新换代的速度没有任何概念，他们根本就不知道什么是摩尔定律，而且有意思的是，最后导致Tesla成功的关键就是摩尔定律，这一点后面再讲。Tesla团队的人把电动机控制系统全部改成数字控制，电容电感都扔掉通通用IGBT来控制输入电流电压。这样的控制更精确更快速，并且整个系统可靠性非常高。Tesla作为最早进入电动车高功率电机控制系统的研发厂商，他们在电路设计，控制算法和固件开发上领先所有对手至少5年。如果你同时开过Nissan Leaf和Tesla Roadster就会知道，前者在加速，冷
16、天气等环境下的能耗是非常惊人的，导致整体用户体验大幅下降。而且Nissan Leaf还算是全世界最好的电动车之一。2. 电池系统创新。促使Marc和Martin两人做Tesla很大一个原因是锂电池的出现。他们很先见的看到，EV1的年代用老式铅酸电池能做出跟汽油车类似甚至更好的性能，那锂系列电池让电动车前进了一大步，彻底打败所有其他的新能源车技术路线并且能够有潜力让电动车性能远超汽油车。锂系电池拥有比铅酸电池更高的能量和功率密度，不过其热特性和电特性都是很糟糕的。比如说电压。任何单芯锂电池外电压必须在2.7-3.3V之间否则就会过热导致多米诺骨牌效应。另外一块大电池组内温度梯度要求也是非常严格的，如果一块30千瓦时的电池任何两点温差为2度，离火灾就不远了。如何“驯服”这难以控制的锂电池？这一点Marc和Tesla的一号技术员工JB做出了杰出的贡献。他们最终给出的解决方案是将7000个左右的2安时左右的18650封装电池串并联在一起。在最新一代R
