用專利分析看特斯拉發展之路

發布時間：2014.06.21 新聞來源：

摘要：通過對特斯拉近十年發展情況與專利數據的交叉分析，一方面指出特斯拉專利的不同時期布局重點的變化和較高的參考價值；另一方面則分析了特斯拉加大投資、政府支持和產業合作的發展經驗，并指出特斯拉“開放專利”的目的和意圖在于推動技術研發降低訴訟風險，用已有的技術和品牌優勢保持領導地位，同時也指出這一舉措達到目的仍需其他廠商配合。
關鍵詞：特斯拉電動汽車專利

要點：

大量投資、政府支持和產業合作是電動汽車發展的必要條件
特斯拉開放專利意在降低日后專利訴訟風險，并形成技術共同體便于推廣其標準
傳統汽車廠商電動汽車領域布局速度甚至快于特斯拉
特斯拉能否得償所愿還得看其他廠商怎么做

2014年6月13日凌晨，美國電動汽車制造商特斯拉宣布，將與同行分享其所有的技術專利。一時間，特斯拉和專利兩個詞的熱度驟然上升，我們不妨從專利的角度來看看特斯拉這個電動汽車的領頭羊。
特斯拉在美國擁有授權專利168件，而其歐洲專利幾乎全部要求美國專利的優先權，可以說特斯拉的精華就集中在這些美國專利中。

從特斯拉美國專利的年度申請變化可以明顯的看到其申請分為兩個階段：2006-2008是第一階段，2009至今是第二階段。為什么是兩個階段？這不得不參考一下特斯拉的發展史。
特斯拉的第一款產品Roadster選擇了以英國蓮花汽車作為基礎，研發的重點在于將傳統的汽油動力改為電力驅動。專利方面，2006-2008三年的27件專利中，有25件涉及電力推進，10件涉及電池布置，僅8件涉及電池組。很顯然，Roadster作為特斯拉首款產品首要的任務是“跑起來”。然而，四年時間制造一款革命性的電動車才27件專利是不是有些太少了？分析一下，原因可能有以下幾點：
1、Roadster并不是一個從頭設計的產品，重點是動力系統的改造，加之作為特斯拉第一款試水性質的產品，研發工作開展需要一個成長的過程。值得一提的是，即便如此，特斯拉在這一產品上還是攻克了電池冷卻、負載均衡、動力電子裝置開發等多項重大技術難題；
2、管理層的劇烈變動。特斯拉起初是2003年硅谷工程師、創業家Martin Eberhard和其商業伙伴Marc Tarpenning合伙成立的；2004年Musk投資并擔任董事長后擁有了對特斯拉所有事務的最終決定權；由于初期重技術輕管理，2007年6月特斯拉不得不將原定于8月的投產退后，并著手解決一系列生產和成本問題；2007年11月，創始人Martin Eberhard在被解除CEO職位（后Musk接任CEO一職）后離開了特斯拉，Marc Tarpenning也在不久后離職；2008年其他幾位關鍵人物如Ze'ev Drori也被解雇。劇烈的管理層和核心層變化使得特斯拉在產品定位、發展方向上出現很大波動，必然會對研發造成影響。
3、錢。2008年金融危機，特斯拉因研發成本過高瀕臨破產，Musk將自己最后的300萬美元放到公司，一度需要借錢來付房租，多虧了戴姆勒和豐田的訂單才讓特斯拉起死回生。而據公開渠道消息，2009年之前特斯拉的融資總額已經高達1.87億美元，此時特斯拉僅有一款剛剛量產2個月的產品?？梢娞厮估^大部分的資源都投進了研發，以期獲得更加完美的產品。然而從專利情況上來看，接近2億美元的融資其實并不夠花。
2008年10月特斯拉的首款產品Roadster終于實現量產，雖然比原計劃晚了半年，但百公里加速3.7秒，充電一次續駛320公里的性能沒有讓消費者失望，并且一舉顛覆了傳統上電動汽車性能差的印象，為特斯拉之后的發展提供了極好的機會。特斯拉這27件專利可以說具有重要的價值，其中有超過四分之一的被引在10次以上，多件專利是特斯拉電池技術總監Kurt Kelty親自操刀，奠定了特斯拉電動車最核心的基礎，如果粗略的認為特斯拉這一階段大部分投資都用于研發的話，那么這27件專利每件價值就在500萬美元以上。
第二階段，特斯拉開始了真正的突飛猛進，專利申請量也突然“井噴”并一直持續至今。這一階段，特斯拉第一款產品Roadster完成使命停產，而由特斯拉完全重新設計打造的Model S成為新的電動汽車明星，根據太平洋汽車網的報道，Model S標準版動力已經超過了高配的寶馬535i，性能版的動力直逼M5的級別，而續駛里程也提高到483公里，美國環保局公布的工況續航里程為426公里。產品性能的大幅提高必然背后是雄厚的研發支持：
從專利涉及內容上來看，從2009年截至目前特斯拉共擁有專利141件，其中涉及電力推進的84件，涉及電池布置的47件，涉及電池組的44件。相較第一階段，上述幾個方向專利比例變化不大，更值得注意的是這些變化之處：多達34件涉及充電電池，30件涉及充電器，26件涉及烯烴的聚合物， 22件涉及電池的外殼、密封等結構細節。這些都是特斯拉早期未曾涉及的領域，卻對電動汽車至關重要，特別是：
1、對充電設備的專利積累高達30件以上，更顯示特斯拉開始為電動汽車的長遠發展而布局；
2、在鋰電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一，隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等，直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性，烯烴的聚合物正是鋰電池隔膜制造的關鍵之一?？梢钥吹教厮估m然表示要與松下合建電池廠，其并非空有資金投入，技術上的儲備也逐漸增多；
為什么特斯拉突然之間爆發？不妨效仿第一階段的分析來看看原因：
1、Roadster的成功讓特斯拉信心倍增，更加在電動汽車這條“不歸路”上狂奔。管理層不再發生地震，Musk穩坐釣魚臺操控整個特斯拉；之前汽車“門外漢”Musk和他的特斯拉已經對電動汽車制造的流程和要點爛熟于心，收購制造廠、加強市場營銷、與傳統廠商開展多種合作，這些措施讓特斯拉不僅在汽車界站穩腳跟，在研發路線上也更加確定；
2、又是“錢”。之前說到，電動汽車領域的研發是相當“燒錢”，粗略估算特斯拉第一階段每件專利的產生成本超過500萬美元。而2009年后，特斯拉就不再為“錢”發愁了，舉幾個例子來看：2009年特斯拉成功獲得美國能源部4.65億美元的低息貸款；2010年特斯拉在納斯達克上市，融資額達2.26億美元；到2014年年初，特斯拉市值超過300億美元。錢不是問題之后，就可以開足馬力的進行研發了，特斯拉在多個之前未曾涉足的領域進行專利布局就是證明。
現在，特斯拉已經成為一種時尚的象征，雖然價格不菲卻為使用者帶來全新的駕控體驗，不得不說，作為特斯拉的第二款重量級產品，Model S證明了特斯拉在研發和制造上的快速發展。第二階段的141件專利分布應當說基本完整的涵蓋了特斯拉在電動汽車研發方面的內容，其中也不乏一些突出的高引用專利，如2009年申請的幾件專利：US8241772B2已經擁有16次被引用、US8154256B2和US8018113B2被引用11次、US8057928B2被引用10次等?？梢?，特斯拉對專利申請質量控制非常重視。
從對特斯拉的發展和專利信息的分析可以看到，電動汽車領域前途無限光明，電推動代替化石燃料推進的可能性實際上高鐵動車組已經做出做好的證明。然而要達到能夠與傳統汽車行業競爭的程度，仍需要有大量的工作要做，包括降低成本并提高可靠性、電池容量提高和充電方式改進、政策和法律相關問題等等。前期的投資無疑是巨大的。特斯拉投入數億美金研發雖然使得產品性能得到大幅提高，然而成本卻也居高不下，成為特斯拉普及最大的攔路虎。在正確明晰的研發路徑下，大量的投資、政府支持和產業合作才可能將電動汽車這一產品做大，即便是特斯拉，也利用了美國能源部的低息貸款、部分NASA “阿波羅計劃”的技術和測試臺架,而美國空軍也給特斯拉提供了測試場地。這對其他汽車廠商進入電動汽車領域是重要的借鑒和參考，而特斯拉的發展歷程更讓其深有體會，因此才有了開放專利的舉措，從前面的分析來看，特斯拉專利的參考價值應當還是比較高的。
然而需要注意的是特斯拉僅宣布對“善意”的使用者免費而并非放棄專利權，很顯然對于在特斯拉專利基礎之上開發升級產生的技術如果申請專利，不能對特斯拉收費，否則就不會被認為是“善意”的。特斯拉此舉無疑是希望借用廣大廠商的力量共同推進電動汽車技術的進步而又免除了專利訴訟的威脅，借助開放專利,還能將廣大廠商聚集在特斯拉周圍,形成技術共同體,從而更加有利于特斯拉電動車、充電系統標準的推廣。雖然其專利不再收費，但特斯拉在電動汽車領域建立的技術和品牌優勢卻是其他廠商難以追趕的，乍一看會認為特斯拉開放專利是一著妙棋，然而事實可能遠比表面看起來復雜。
專利數據則顯示新興廠商如特斯拉，傳統廠商如豐田本田通用都試圖在電動汽車這一新的戰場上搶占制高點：特斯拉目前風頭正勁，又宣布專利免費，毫無疑問成為焦點；然而傳統廠商大量的專利布局已經鋪開，一句話：即便特斯拉專利免費，這一領域也已荊棘叢生。
簡單以電力推進主題為例進行檢索，可以看到豐田擁有美國授權專利超過1800件，通用超過1100件，本田也擁有將近1000件，即便將申請時間限制在2006年至今與特斯拉申請時間相同，豐田、通用和本田的美國授權專利數量也約為1400、1000、450，特斯拉僅為108件?？梢?，各大汽車廠商在電動汽車方面都開展了大量的研究，而特斯拉的專利數量顯得并不突出，即便其專利不再收費，各個關鍵領域仍然暗藏著數以萬計的專利，新進入者一不小心就會踩到其他廠商的“地雷”。
總的來看，特斯拉作為電動汽車領域的領頭羊，目前來看無疑是成功的，在技術研發、市場營銷、產業合作多個領域都有不錯的成績。然而正如Musk自己所說，現在電動汽車項目的規模極小，電動汽車銷量占汽車總銷量的比例平均不到1%，特斯拉真正的競爭對手是每天如滔滔洪水般出廠的燃油汽車。如何發展壯大？加大投資、政府支持和產業合作是特斯拉給出的答案，開放專利也是整個策略的一部分。初步的分析顯示確實這“只會增強特斯拉的地位”，然而進一步的數據對比則顯示的事實的復雜性：特斯拉開放專利能否得償所愿？還得看其他廠家怎么做。

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