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特斯拉鋰電池專利申請費

大家好,我是電動車公社的社長。

最近,特斯拉在中國悄然推出了壹項新業務——電池回收。

(對比中美特斯拉官網,美國官網沒有電池回收選項)

按照特斯拉官方的說法,報廢的鋰離子電池不會被掩埋,而是拆解提取,實現100%回收!在節約資源的同時,也很環保。

然而,電池回收對於中國的新能源汽車公司來說並不是什麽新鮮事。2018年初,《新能源汽車動力電池回收利用管理暫行辦法》明確,車企必須承擔電池回收的主體責任。

中汽研究院數據顯示,今年將有20萬噸動力電池退役,市場規模達到6543.8+000億。到2025年,這個數字將達到300億以上。對於車企來說,無論是自己回收電池,還是與電池廠商/第三方公司合作,都是壹筆可觀的收入。

知乎用戶@我大於也爆料正規電池回收廠家幾乎無法回收舊電池,僅在二級市場就能消化,證明了電池回收行業的發展前景。

特斯拉此時加入電池回收的行列也就不足為奇了。

但鮮為人知的是,特斯拉在7年前建造第壹座超級工廠時,就已經制定了完整的電池回收計劃。現在只是按部就班,把之前的計劃落地。

主導這個計劃的不是馬斯克,而是站在馬斯克身後默默支持他15年的那個人!在他眼裏,他愛電池勝過壹切。

他就是特斯拉前首席技術官斯特勞貝爾(Jeffrey?布萊恩嗎?斯特勞貝爾).

01.?用科技改變世界

斯特勞貝爾是壹個典型的技術狂。

他的曾祖父在130年前創辦了斯特勞貝爾機械公司,為美國制造了第壹批船用內燃機。家族傳承下來的創新和動手精神深深影響了斯特勞貝爾。

當我們中的壹些人還癡迷於電子遊戲時,14歲的斯特勞貝爾已經開始制造他人生中的第壹輛電動汽車了!

他從家附近的廢棄車庫裏找到壹輛質量不錯的高爾夫球車,決定親手修理。

如果不知道什麽是高爾夫球車,可以參考國內隨處可見的巡邏車電動車:

這種易於駕駛、環保的滑板車已經在斯特勞貝爾的心裏深深地種下了新能源的種子。

未來屬於清潔能源。

兩年後,斯特勞貝爾按捺不住內心的激動,向兩輛山地車伸出了手。從某種意義上來說,這是壹套人力和電機的混合動力系統,有點類似於同時誕生的豐田普銳斯。

他研發的助力自行車,由兩塊17.2Ah的鉛酸電池供電,人力踩踏時,綜合續航能力可達48km,最高時速51km/h,比路上跑的電動小毛驢還要好!那是90年代。

斯特勞貝爾懷著對新能源的熱情,自然而然地進入斯坦福大學攻讀能源工程學士和碩士學位。

在讀書期間,這位技術狂人還做了壹件令人震驚的事情。

2000年,他花1600美元買了壹輛15年的二手保時捷944,由油改電,準備參加美國電動車賽車協會組織的1/4英裏加速賽。

在最終改進後,斯特勞貝爾犯了壹個錯誤:雖然這款電動保時捷加速非常快,可以在9秒左右破百,但它的續航時間只有20英裏(32公裏),不可能從加州開到1300公裏以外的俄勒岡州。

按照壹般人的思維,肯定是叫拖車服務或者幹脆租拖車,連人帶車拉,省事又省心。

但斯特勞貝爾不同意:自己造車,必須自己開!

於是,他花500美元買了壹輛同樣老舊的原裝大眾甲殼蟲(後置後驅),鋸成兩半,用發動機的後半部分&;作為動力源,驅動輪安裝在電動保時捷後面,保時捷負責轉向,好不容易開到目的地!

可見學好數理化有多重要——真的可以走遍天下。

好事多磨。這輛電動保時捷最終以17.28秒的速度,127km/h的尾速完賽,打破了世界紀錄,成為當時世界上加速最快的純電動汽車!

同年,斯特勞貝爾也順利畢業,獲得能源工程碩士學位。

畢業後,斯特勞貝爾還在探索適合新能源的方向。

他2001的第壹份工作是在羅森?汽車公司(北美的壹家汽車經銷商&;Parts company)擔任推進工程師,主要負責混合動力汽車傳動系統的研發。

這份工作也讓斯特勞貝爾更加堅信未來的趨勢壹定是新能源。

不久後,他轉到Pentadyne Power公司,開始領導飛輪儲能系統的設計和制造。在那裏,斯特勞貝爾成功開發了150kW功率逆變器和電動發電機控制系統,在研究了各種儲能裝置後,他有了驚人的發現:

以當時鋰電池技術的發展潛力,可以用更環保的出行方式大大降低人們對化石能源的依賴!

但是這麽好的想法,居然沒有人去做!

懷著用電池技術改變世界的夢想,斯特勞貝爾與著名工程師哈羅德·羅森(harold rosen)壹起創立了沃拉康航空航天公司(Volacom Aerospace Company)並出任首席技術官,開始嘗試電動飛機。

“在可預見的未來,電動飛行肯定會成為壹個非常有趣和有吸引力的領域。”

由於他的第壹份工作奠定了堅實的基礎,斯特勞貝爾很快發明了壹種新型的混合動力推進系統,電池壽命長。申請專利後授權給波音公司,獲得人生第壹桶金。

有了這筆錢,斯特勞貝爾想用它來制造壹輛可以穿越美國的純電動汽車。

正是在這壹時期,斯特勞貝爾遇到了伯樂——埃隆·馬斯克。

02.?加速世界向可持續能源的轉變。

沒有什麽是壹頓火鍋解決不了的。如果有,那就兩頓。-火鍋法

斯特勞貝爾也是。會議期間,他極力勸說剛剛賣掉Paypal的億萬富翁馬斯克投資並參與Volacom的電動飛機計劃。

但是,因為火鍋換成了海鮮,法律真的失效了——最後,馬斯克壹分錢都不想給。看到這裏,兩人就要分手了。

情急之下,斯特勞貝爾問了兩個問題:

妳知道壹萬個鋰離子電池串聯起來會怎麽樣嗎?

如果我說,我想用這個電池造壹輛能跨州跑幾千公裏的電動車,妳會投嗎?

這個想法立刻擊中了想造電動跑車的馬斯克:確定?我?威爾。付出?妳呢。壹些?錢。

雖然看似小氣的馬斯克只給了65438美元+0,000,但也只夠壹個電池組的成本。

,但兩人卻結下了不解之緣。

但當時不只是斯特勞貝爾這麽想。另壹家公司甚至站在巨人的肩膀上,造了壹輛類似的電動跑車。

早在1997年,通用EV1的總設計師阿爾·科科尼(Al?Cocconi)帶全隊,自己組建AC?Propulsion基於EV1,做了壹款原型車跑車T-Zero,有兩個座位。

雖然這款車只是原型車,沒有空調,沒有車門,只能手動拆下車頂才能進入車內,但鉛酸電池驅動的T-Zero續航裏程160km,0-96km/h加速時間僅需4.9秒。

就連馬斯克在試駕後也是贊不絕口,認為這才是他心目中電動跑車應該有的樣子。

不過這款車的續航是最大的缺點。

跑車常用的激烈駕駛條件下,縮水到幾十公裏的續航根本不夠用,連從家到賽道的路程都跑不下來。22萬美元的天價讓很多人望而卻步。

壹個叫馬丁·埃伯哈德(Martin?Eberhard的矽谷工程師看到了T-Zero的潛力,建議AC?Propulsion更換了電池壽命更長的鋰電池,願意提供654.38美元+0.5萬美元的天使投資。

但是在這個關鍵時刻,AC?推進力不足:

它的CEO Al cocco ni只想做車企三電系統的供應商,甚至想開發V2G智能車載基礎設施協同系統,至今沒有大範圍普及,但他就是不想做電動汽車制造商!

如果創始人不固執,大概就不會有特斯拉Roadster,也就不會有今天的特斯拉。

接下來的故事妳也知道了:馬斯克和斯特勞貝爾壹起加入集團,前矽谷工程師馬丁·埃伯哈德(Martin?埃伯哈德)、馬克·塔彭寧(馬克?塔爾彭寧)、伊恩賴特(伊恩?Wright)壹起成立了特斯拉的初創團隊,希望通過串聯鋰電池將特斯拉Roadster從概念變成現實,壹步步加速世界向可持續能源的轉變。

31歲時,斯特勞貝爾成為首席技術官,領導特斯拉Roadster的研發和設計。

03.?創新之魂,特斯拉創始人

他為Roadster設定了兩個不妥協的目標:0-96km/h加速時間4秒,續航裏程400 km。

這兩點正是T-Zero沒有做到的。

用他的話說,Roadster必須顛覆人們對電動車性能弱、續航短的刻板印象。

高性能、長續航的特點也為特斯拉未來的發展方向奠定了基礎。

要做到這壹點,筆記本上至少需要65,438+0,000個鋰電池串聯起來,這就不可避免地要經過嚴格的測試。

但是鋰電池很調皮,時不時過熱給妳炸。工程師經常“光榮受傷”。

時至今日,在斯特勞貝爾後院的地面上,仍然隨處可見焚燒的痕跡。

“隨著電池能量密度和數量的增加,電池組和熱管理系統的問題也在成倍增加。”

如何將電池串聯起來,控制好每節電池的溫度,防止爆炸起火,成為最重要的關鍵。

斯特勞貝爾提出的方案是將6831塊電池排列成11個模塊,每個模塊內排列621塊電池,這也是最早的Cell-Module-Pack電池組的雛形。另外,在每個電池的中心都插入了密集的冷卻管網,用冷卻液帶走電池的熱量,這樣單體電池的溫差會非常均勻。

這樣電池的壽命和安全性都有了很大的提高,調皮的鋰電池也可以放心裝了!

雖然看起來這種方式早就被大部分新能源汽車采用了,但在那個時候,鉛酸蓄電池/鎳氫電池與風冷的結合被廣泛使用,鋰電池與液冷已經是非常創新的設計,領先世界10年。

但是,冷卻液和管道就像小胖子身上的肥肉壹樣拖累了體重。胖胖的Roadster續航只有272km,但是沒有好的解決辦法。

“這是壹個沒有重大解決方案的棘手問題,只能直面。從10-15完善細節,才能帶來系統的進步。只是?做什麽?它。”

所以,從車輛的空氣動力學性能,輪胎滾動阻力,剎車卡鉗到內飾材料...續航壹點壹點釋放出來,394公裏基本達到了當初設定的目標。

另壹個難點是極限加速和操控性能。

T-Zero原型車可以在極輕的重量下實現4.9秒的加速時間。但小胖跑車不能違背物理定律——車身越重,加速越慢。

從AC?Propulsion為使用的技術支付了大量的專利費,未能發揮應有的作用。

後來,特斯拉前首席電池科學家庫爾特·凱爾蒂(Kurt?Kelty)在采訪中回憶起這段往事,說道:“斯特勞貝爾總能化腐朽為神奇。當困難擺在面前時,他能停下來重新思考,帶領大家找到正確的方向,而不是在問題中越陷越深。”

既然現有條件達不到,那就自己學習,自己建設。

最終,斯特勞貝爾帶領團隊,重新設計了幾乎每壹個動力總成部件。再加上碳纖維車身、鋁合金面板、單速變速箱、全新電控系統的加持,Roadster的0-96km/h加速時間僅為3.7秒,與法拉利F430、蘭博基尼蓋拉多相當。

高性能+長續航,Roadster做到了。

易到用車CEO周航送給自己壹輛特斯拉Roadster作為40歲生日禮物。

用他的話說,特斯拉通過創新,把人們刻板印象中的電動汽車做到了極致。

總之,降維來襲。

後來稻草貝爾主導了模型的研發和設計?s、型號?x直到最近火的車型?3.剛送來的模特?y,都是通過極致的創新,帶給人們來自壹輛電動車的極致體驗。

正是斯特勞貝爾奠定了特斯拉高性能和長續航的基礎,為特斯拉註入了創新的靈魂。

如果沒有斯特勞貝爾,特斯拉很可能會像日產聆風和寶馬i3壹樣不為人知。

正如埃隆·馬斯克認為的:

“我們應該感謝2003年的海鮮大餐。沒有斯特勞貝爾,就沒有今天的特斯拉。”

04.?歸來仍是少年

斯特勞貝爾作為功勛老兵,在特斯拉默默貢獻了15年。

斯特勞貝爾的線下過充不僅在當時帶來了更好的體驗,而且在今天用250kW V3過充也能告訴人們充電很快。

特斯拉的Gigafactory超級電池工廠至少降低了1/3的電池組成本,更有甚者,在斯特勞貝爾的壹手之下,從破土動工到生產線完工,成為全球最大的電池工廠。目前35GWh的年產能可以為特斯拉的車型提供穩定的電池供應。

在普通人看來,作為特斯拉的首席技術官,他有著非常光明的未來。作為壹名創始人,他持有數億美元的股票,擁有光鮮的簡歷,是壹名合適的人生贏家。

然而,斯特勞貝爾在做了壹個首席技術官該做的壹切後,還是在2019選擇了離開。

當天特斯拉股價暴跌超過14%,蒸發市值超過400億。可見留在特斯拉16的斯特勞貝爾對特斯拉有多重要。

斯特勞貝爾為什麽離開?

十年前,在特斯拉Model?在S量產之前,有人問斯特勞貝爾特斯拉的核心是什麽?

他的回答簡單而幹脆:電池。

純電動汽車受到質疑的原因之壹是電池“不環保”:制造高密度鋰電池所需的鎳、鈷、錳等原材料從開采到制備都可能汙染環境,而廢棄電池無論是掩埋還是非正規回收,也會對環境造成二次汙染。

隨著電動汽車在全球的市場份額不斷擴大,制造動力電池的關鍵原材料價格像過山車壹樣上漲。鎳在短短三年內漲了20%,鈷漲了15%,逼得馬斯克不得不親自退場大喊:“請開采更多的鎳。如果能夠以環保的方式開采,特斯拉願意提供長期的巨額購買合同。”

解決這兩個問題的最好辦法就是斯特勞貝爾離開的原因——電池回收業務。

離開特斯拉後的新起點是他的電池回收公司Redwood?材料.

根據斯特勞貝爾的計算,目前動力電池50%-75%的成本在於原材料,廢舊鋰電池的供應也在爆炸式增長。不僅報廢的電動車可以提供回收來源,那些10%的殘次品也是從電池廠裝不出來的。這是壹個巨大的藍海市場。

與其篩選出性能更好的電池重新組裝二次利用,不如以環保的方式拆解回收電池,做成全新的電池。

他的想法也很瘋狂:在老東家Gigafactory旁邊建壹個反向超級工廠。

特斯拉送原料去工廠做電池,紅杉送廢舊電池去工廠做原料!

回收過程幾乎沒有損耗,完全環保。

斯特勞貝爾的設想是,未來動力電池的回收率可以達到100%,通過電池回收,電池價格可以在10年內降低50%。

這樣電動車零排放,電池無汙染,電池成本更低,開采量更少,形成壹個完美的閉環。閉環的目的類似於特斯拉的願景——

通過解決能源的可持續利用問題,加速世界向可持續能源的轉變。

好消息是,斯特勞貝爾贏得了包括松下在內的許多合作夥伴的認可。

去年年底,松下開始將廢電池從內華達電池廠運到紅杉進行電池回收。數量也從最初的181公斤快速增長到兩噸,並且還在快速增長。電瓶車和手機的電池業務也在開展。

或許在不久的將來,我們就能看到斯特勞貝爾和馬斯克再次攜手的時刻。

不過,這壹次斯特勞貝爾提供的不再是有限的電池技術,而是源源不斷的電池原材料。

寫?妳在線嗎?大多數?在...之後

其實在寫這篇文章的時候,電動車公社內部就有過激烈的討論。

到底什麽是環保?

嚴格來說,任何產品的生產都會產生碳排放,汽車也不例外。

如果追求絕對的環保,那麽人類就應該停止壹切工業生產活動,回歸原始生活。

車企也不造車。不如在草原上騎馬射箭。馬車是最環保的,馬糞還是可以用的。

但那種極左不是我們想要的環保。

真正的環保是像斯特勞貝爾壹樣,親自去解決問題,盡可能地為環保做貢獻,而不是壹句空洞的口號。

如果汽油車會造成全球變暖,那就造電動車吧。

如果人們對電動車有成見,那就用產品打動他們。

如果電動車的電池不環保,回收利用使其環保。

用電池技術改變世界。

他做到了。

本文來自車家作者汽車之家,不代表汽車之家立場。

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