鋼鐵俠揮動(dòng)特斯拉閃電

最近，美利堅(jiān)的一條新聞攪動(dòng)了大洋兩岸的股市，特斯拉汽車(chē)公司(Tesla Motor)一季度實(shí)現(xiàn)盈利。這是這家公司成立十年來(lái)的頭一次盈利，其銷(xiāo)售了4900輛Model S型純電動(dòng)汽車(chē)，超過(guò)了原先4500輛的銷(xiāo)售目標(biāo)，而奔馳S級(jí)、寶馬7系、奧迪A8同期銷(xiāo)量為3077輛、2338輛、1462輛。

特斯拉對(duì)于大多數(shù)的中國(guó)人是陌生的，除了通用等汽車(chē)三巨頭，很多人不知美國(guó)還有這么個(gè)汽車(chē)公司。當(dāng)然，這個(gè)名字是理工科學(xué)生所熟悉的，它是磁通量密度的計(jì)量單位，為了紀(jì)念天才的科學(xué)家特斯拉而設(shè)定。該公司取名特斯拉正是為了紀(jì)念這位先賢，同時(shí)也因?yàn)槠?strong>電動(dòng)車(chē)的核心技術(shù)繼承了特斯拉的研究遺產(chǎn)。

特斯拉推出的第一款產(chǎn)品是跑車(chē)Roadster。這款雙開(kāi)門(mén)跑車(chē)是在蓮花Elise跑車(chē)的基礎(chǔ)上改造而成的，碳纖維的車(chē)身，歐洲范的設(shè)計(jì)、3.7s的加速(可媲美保時(shí)捷911)，環(huán)保的概念，使得該車(chē)在美國(guó)的上流社會(huì)中備受追捧。Google的創(chuàng)始人，施瓦辛格等加州名流都成了此車(chē)的擁躉。

圖 特斯拉Roadster跑車(chē)

初戰(zhàn)告捷，特斯拉公司信心大增，繼續(xù)執(zhí)行產(chǎn)品路線圖，第二款車(chē)Model S也于2012年如約而至。同樣的，這款車(chē)也獲得了極好的口碑。很多美國(guó)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)媒體把它評(píng)為了2012年度最佳車(chē)型。

拋開(kāi)流暢的外形，17寸的大觸摸屏中控，還有環(huán)保節(jié)能的概念，能獲得見(jiàn)多識(shí)廣的汽車(chē)專(zhuān)業(yè)編輯的欣賞，根本要靠過(guò)硬的指標(biāo)。Model S有4個(gè)型號(hào)，按照電池組容量分為40kWh、60kWh和85kWh三種，續(xù)航能力分別為256公里、370公里、480公里，其中，85kWh型的百公里加速可達(dá)到4.4s。

圖 特斯拉Model S

特斯拉汽車(chē)的驚人表現(xiàn)源自技術(shù)上的突破。首先，該車(chē)的電池管理技術(shù)突破了電動(dòng)車(chē)的瓶頸。很多人可能都想不到，特斯拉汽車(chē)使用了毫不起眼的18650型鋰電池來(lái)構(gòu)成電池組。這種圓柱電池最常見(jiàn)的應(yīng)用就是筆記本電腦，誰(shuí)也不太可能將其與電動(dòng)汽車(chē)聯(lián)系上。但是，特斯拉的工程師們做到了。他們將69節(jié)電池并聯(lián)成一個(gè)電池組，再將9個(gè)電池組串聯(lián)成一個(gè)電池方塊，最后用11個(gè)電池方塊接成一個(gè)電池板。由于采用了分級(jí)管理的方式，即在每一級(jí)都設(shè)立監(jiān)控電路，使得6831個(gè)電池完美協(xié)作，克服了電池組一致性的問(wèn)題。在選擇18650鋰電池之初，也有人質(zhì)疑這種方式的控制電路太復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)較大。但是，從這種電池的工藝成熟度和發(fā)展前景考慮，“小電芯成組”的方法最終確立下來(lái)并沿用至今。特別要提到的是，電池組的連接方式是特斯拉的魔法所在，將接近7000節(jié)的電池管理的有條不紊，是一個(gè)技術(shù)奇跡。

圖 普通的不能再普通的18650電池

第二，特斯拉汽車(chē)在電機(jī)技術(shù)方面有突破。上面提到過(guò)，特斯拉電動(dòng)車(chē)的核心技術(shù)是建立在天才科學(xué)家特斯拉的發(fā)明之上。這個(gè)發(fā)明就是異步電動(dòng)機(jī)。在特斯拉發(fā)明的電動(dòng)機(jī)中，定子被裝上繞組，然后將導(dǎo)體安裝進(jìn)轉(zhuǎn)子，定子包裹轉(zhuǎn)子但是并不接觸。定子線圈通電后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子的導(dǎo)體上感應(yīng)出磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)相互作用，使得轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)而輸出扭矩?，F(xiàn)代的異步電機(jī)與以前結(jié)構(gòu)相似，只不過(guò)內(nèi)置了三個(gè)定子，通以三相交流電，使得轉(zhuǎn)子輸出的扭矩更大、更穩(wěn)定。有人總結(jié)了三相異步電機(jī)的三大優(yōu)勢(shì)：一是工作溫度范圍寬，二是輸出扭矩的調(diào)整范圍大，三是體積小，重量輕。這三點(diǎn)使得其能勝過(guò)現(xiàn)在電動(dòng)車(chē)中普遍使用的永磁電動(dòng)機(jī)。此外，現(xiàn)代的變頻調(diào)制技術(shù)可以精確控制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，使得電機(jī)控制更加容易。特斯拉公司選用三相異步電機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)后，又不斷進(jìn)行技術(shù)改造，最新的電機(jī)可產(chǎn)生600牛米的峰值扭矩，最大轉(zhuǎn)速為每分鐘6000轉(zhuǎn)。這種澎湃的動(dòng)力讓特斯拉汽車(chē)可以非常安靜地超越很多傳統(tǒng)跑車(chē)。

第三，特斯拉汽車(chē)充電快速又方便。特斯拉汽車(chē)有五種充電方式，用普通充電插頭，接墻上的220/110V插座，10小時(shí)充滿;安裝了快速充電器后，5小時(shí)充滿;使用超級(jí)充電裝置，45分鐘到1小時(shí)就能充滿。不過(guò)，超級(jí)充電裝置只在加州附近的充電站中。按照規(guī)劃，這種充電站可在本年底前遍及西海岸到東海岸的高速公路上。到時(shí)，半小時(shí)就可以完成對(duì)汽車(chē)的充電。充電時(shí)間的縮短將使得電動(dòng)汽車(chē)獲得進(jìn)入普通汽車(chē)市場(chǎng)的金鑰匙。

圖 特斯拉汽車(chē)充電器

特斯拉能取得成功，也有其他的因素，如美國(guó)能源部的補(bǔ)貼與合理的商業(yè)策略。但是，決定性的因素還是技術(shù)的領(lǐng)先。特別是現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)、材料技術(shù)和IT技術(shù)的融合，使得像電動(dòng)機(jī)、鋰電池等現(xiàn)有的設(shè)備和器件就能煥發(fā)出神奇的魅力，幫助電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)邁過(guò)以前不可逾越的瓶頸。

特斯拉汽車(chē)的出現(xiàn)是這個(gè)時(shí)代的產(chǎn)物，但賦予它生命的是該公司的創(chuàng)始人Elon Musk。這個(gè)硅谷的狂人，Paypal(美國(guó)的支付寶)的創(chuàng)始人之一，同時(shí)創(chuàng)建了SpaceX公司(該公司在2012年完成火箭發(fā)射，將Dragon飛船送入國(guó)際空間站，這是歷史上頭一次由私人航空公司完成的空間運(yùn)送任務(wù))和SolarCity公司(加州最大的太陽(yáng)能生產(chǎn)商)。像他崇敬的前輩特斯拉一樣，他們都是技術(shù)的狂熱愛(ài)好者，但是Musk的人生更精彩，他的經(jīng)歷已經(jīng)成為了電影版鋼鐵俠的創(chuàng)意源泉。如果說(shuō)特斯拉是閃電的創(chuàng)造者(特斯拉開(kāi)發(fā)了千伏高壓電裝置)，那么特斯拉汽車(chē)也可以被比喻成一道閃電，寂靜又閃亮?，F(xiàn)在，這位鋼鐵俠正揮動(dòng)這道閃電，照亮了整個(gè)汽車(chē)行業(yè)。