五項專利看透特斯拉火星皮卡:續航近千公里 買車送廚房

特斯拉造車的秘密又被曝光了!最近,美國專利商標局公布了多項有關特斯拉火星皮卡Cybertruck的專利,專利包括車機系統、太陽能後備箱蓋板、耐用玻璃、電磁感應的雨刷以及電池底盤一體化製造方式等多個領域。

特斯拉Cybertruck早在2019年已經發布,但最早一批量產車型要等到今年年底,因此這款看似來自未來的皮卡車,有太多令人感到好奇的新技術,這款車也是特斯拉電動先驅精神的最佳體現。

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▲特斯拉Cybertruck

此次公布的專利文件中,首次公布了Cybertruck的車機界面,相比Model 3/Y車型的固定顯示區域有了更多靈活性,顯示內容能自適應調整大小。同時,特斯拉還泄漏出610英里(約合982km)續航的Cybertruck車型、這一版本馬斯克甚至都沒在發布會上提到。

皮卡後備箱配備太陽能充電蓋板,能像捲簾門一樣自動收納、自動展開,蓋一天能讓車多跑24Km。特斯拉在車內甚至為你準備了半個家,有床,甚至還有廚房,後備箱打開廚房套件,周末出遊幸福感大幅提升。

猶記得Cybertruck發布會上被砸碎的車窗玻璃,特斯拉專利中的耐用玻璃可能會讓Cybertruck的車窗強度更高,更耐受重擊。

特斯拉Cybertruck專利的公布,標誌着這款車距離量產交付已經越來越近,同時特斯拉Cybertruck量產版本的細節正逐漸清晰。

一、車機系統大改 3A大作流暢玩

如果你曾經駕駛或者乘坐過特斯拉Model 3或者Model Y,車機系統一定是最吸引你的車內元素。車輛不再有儀錶、中控、功能按鍵,而是將所有功能集成在了15英寸的中控屏內。

特斯拉Cybertruck作為一輛面向未來的皮卡車型,內飾設計更為激進,方向盤從傳統的圓形變為了F1賽車上才能見到的矩形平底方向盤。前排中央大屏的尺寸和Model 3車型接近,但是界面有了很大變化。

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▲特斯拉Cybertruck車機界面(2019)

近期公布的一篇名為《用於增強可操作性的車機系統界面》的專利中,特斯拉官方首次公開了車機系統界面。相比現售Model 3/Y兩款車型,Cybertruck的車機大有不同,界面更簡潔同時更加易用。

現售特斯拉Model 3/Y的車機系統的主頁可分為三個區域,分別是左側的儀錶區域,右側的導航、娛樂區域,以及下方的功能按鈕區域。而在Cybertruck中,車機系統的主頁可以在兩個或三個分區之間自由切換。

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▲特斯拉專利中的車機系統截圖

功能按鈕區域位於屏幕左側縱向放置,這樣一來距離駕駛員更近,駕駛過程中更容易觸摸到關鍵內容。同時,功能按鍵整體位置抬高,駕駛員低頭的程度可以大幅減少。

速度表、檔位顯示在屏幕左上角,時間、續航等其他參數顯示在屏幕右上角。這裡特斯拉還放了一個彩蛋,截圖顯示Cybertruck的續航里程能夠達到610英里(約合982km),相比此前公布的參數有大幅提升。目前特斯拉官網所公布的Cybertruck的續航最高EPA續航估計值為500英里(約合805km)以上,也就是量產車型的續航能力可能更加驚人。

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▲駕駛過程中有更大的模擬界面

Cybertruck車內的這塊屏幕其他區域全部用於顯示車輛行駛狀態、導航以及娛樂信息。車內模擬車輛行駛狀態的區域不再受限,整個屏幕都能充分利用。這樣一來,在車內的大屏上能夠看到周圍更多車道的車輛,前方路況也更加清晰。

同時,車機系統也能智能地將前台應用盡量靠左放置,方便駕駛員操作。駕駛過程中搜索音樂、調節空調,這些功能全部集中在屏幕左側更靠近駕駛員的區域。

雖然特斯拉Model X和Cybertruck都是越野取向的車型,但用戶群體和使用場景完全不同,Cybertruck的實際行駛工況可能會非常複雜。因此,特斯拉為Cybertruck開發了車機“越野模式”。

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▲特斯拉Cybertruck越野模式

在山路行駛過程中,特斯拉Cybertruck除了能夠在沒有車道線時準確識別路的方向,還能識別路旁岩石的形狀,並呈現在車內屏幕中。為方便駕駛員判斷,Cybertruck還能夠顯示當前車輛的俯仰角度和側傾角度,防止車輛發生側翻。

此外,特斯拉還為Cybertruck新增了閱讀新聞的功能,這一功能是首次出現在特斯拉的車機上。

今年年初,特斯拉在正式發布新款Model S/X就表明,這兩款車的車內能玩許多3A遊戲,並且其算力能夠達到10teraflop(每秒10萬億次浮點運算),能夠在車內玩巫師3、賽博朋克2077等多款遊戲。

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▲新款Model S兼容多款遊戲

即將開啟量產的Cybertruck有望也能搭載最新一代AMD Ryzen CPU和RDNA2架構的GPU,想想在Cybertruck當中玩賽博朋克2077,肯定別有一番滋味。

二、拖着房車上野外燒烤 新功能都在測試中

特斯拉Cybertruck車身擁有巨大的空間,兩排座椅擁有6個座位,后貨箱能裝下一台特斯拉的沙灘車ATV。Cybertruck亮相時,特斯拉還它想好了另外兩個實用用途,一個是車內廚房,另一項是後方拖車。

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▲特斯拉Cybertruck後備箱能裝下一台沙灘車

發布一年半以來,可能很多人已經認為這兩個功能就是特斯拉的展示功能,量產車中並不會原廠配備。

不過,事實恰好相反,特斯拉在專利中還專門提到了這兩項功能。

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▲特斯拉Cybertruck拖車模式

車輛和拖車連接掛鈎一直是拖車使用過程中的痛點。特斯拉Cybertruck能夠在車機上顯示三個倒車影像,分別來自車輛側後方和正後方。同時,在車機右側還能顯示車輛掛鈎與拖車掛鈎的相對位置和距離,並且能夠在車內電動掛上掛鈎。也就是說,駕駛員幾乎可以看着屏幕倒車,就能實現掛上掛鈎的操作。而在此前,這項工作普遍需要兩人配合才能完成。

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▲特斯拉專利中的拖車模式

同時,特斯拉的這套房車拖車最終應該也會量產面世,如果價格合適,或許可以考慮先買車,后買房。畢竟房車掛件的寬度、高度明顯比特斯拉Cybertruck大出一圈,內部空間肯定更有保障。

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另一個有趣的功能是Cybertruck的廚房套件。或許特斯拉一直想讓Cybertruck變成人們的家,除了床鋪之外,廚房都準備好了。

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▲特斯拉專利中的廚房模式

正常行駛過程中,廚房套件可以收納進貨箱內,有需要時就能展開形成一個開放式廚房。這項功能不僅在野外露營時能發揮重要作用,日常使用或許也是一個不錯的選擇。

三、玻璃到底耐不耐砸?新型雙層技術更堅硬

時間回到2019年11月,在特斯拉Cybertruck發布會上,馬斯克聲稱Cybertruck的玻璃十分堅硬。用鐵球砸向玻璃,結果意外的是,玻璃碎了。這幾乎已經成為特斯拉繞不過去的一個梗了,特斯拉甚至還為此推出了一件周邊文化衫。

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▲特斯拉Cybertruck發布會現場(上)和周邊T恤(下)

近期公布的特斯拉Cybertruck專利中,恰好有一項是關於玻璃的,名為《耐用的車用玻璃》。這項專利闡述了特斯拉雙層玻璃的組成,還闡述了如何從材料角度讓玻璃強度更高。

專利中說,車用耐用玻璃並非是一項新奇的技術,行業內很多廠商都在發展。耐用玻璃在受到衝擊時不會破碎成玻璃渣對他人造成傷害,同時也有隔音的效果。

傳統鈉鈣玻璃的成分中擁有一個硅氧烷鍵,但是遇水之後可能導致硅氧烷鍵斷開,玻璃強度下降,最終可能導致擋風玻璃碎裂。

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▲傳統玻璃遇水可能更容易碎裂

特斯拉耐用玻璃共分為三層,分別是外層、內層和夾層。其中,外層採用非鈉鈣硅玻璃、低CTE高密度玻璃。外層玻璃的厚度最厚,在2~5mm之間。內層玻璃採用強度很高、柔韌性好且非常薄的強化玻璃,厚度在0.5~1.1mm之間。

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▲特斯拉雙層玻璃結構

兩層玻璃之間的夾層可以在玻璃受到衝擊時吸收能量達到緩衝效果,如果用於天窗,還能加入隔熱材料起到隔熱效果。在實際生產中,可以根據需要調整中間夾層的成分,包括吸光層、反射層、聲阻尼層等,起到不同效果。

研究人員實際測試發現,使用這種材料的玻璃無論是外層、內層還是整塊玻璃,受到2焦耳級別的衝擊力(一塊質量為0.5kg,接觸半徑為25mm的鋼製材料,從0.4m空中自由落體衝擊)時,碎裂的可能性僅有10%,達到很好的可用效果。

不過,此處還有一個情況。現有大多數配備L2級自動駕駛的車輛都擁有前視攝像頭,這一攝像頭通常安裝在前風擋內側,透過擋風玻璃探測外界環境。攝像頭不像人眼,能對玻璃造成的畸變“腦補”校正,因此,這也對擋風玻璃做出了新的要求。

特斯拉給出的解決方案是,攝像頭區域的玻璃,其光學畸變需要小於250毫屈光度(也就是要求玻璃儘可能平整)。

四、太陽能後備箱蓋來了 蓋一天能多跑24km

在Cybertruck發布一年半之後,要說還有哪些秘密,想必後備箱蓋如何自動收納必定得排在前列。

傳統皮卡的後備箱通常沒有原廠配備後備箱蓋,車內貨物很容易失竊,同時后裝市場的產品與車輛不一定完全匹配。最重要的是,後備箱蓋板通常需要兩個人協作安裝,一個人無法完成。這些原因都導致皮卡後備箱的使用效率降低。

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▲已關閉後備箱蓋板的特斯拉Cybertruck

為解決這些痛點,特斯拉給出的解決方案是,加裝一個能夠電動開合的蓋板。並且,特斯拉還在這個蓋板上鋪設了光伏發電板,日間能夠給車輛的動力電池充電。並且充電一天,能讓車的續航增加24km。

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▲後備箱蓋板結構

後備箱蓋板由許多個活動部件組成,外觀類似於生活中常見的捲簾門。每兩個部件之間通過鉸鏈相連接。在後備箱蓋板完全展開時,兩個部件之間還有膠墊扣住,起到防水的作用。

在車輛后軸前方,就是後備箱蓋板的收納位置,通過電機驅動,從而能夠將整個後備箱蓋板捲成柱狀體。

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▲後備箱蓋板像捲簾門一樣收納

特斯拉稱,這種後備箱蓋板擁有多種尺寸,單個活動部件的寬度可以在25mm~100mm之間的多種寬度,長度可以在1200mm~1900mm之間。並且,圖示後備箱蓋板的長度為1600mm,這也就意味着Cybertruck的後備箱蓋板的長度應當是1600mm。

為了減小活動部件的噪音,特斯拉在蓋板軌道的兩側加裝了膠墊,確保蓋板與車體緊密貼合,以此減小噪音。

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▲後備箱蓋板的減震組件

後備箱蓋板確實能夠在一定程度上解決傳統皮卡後備箱使用過程中的痛點,但是特斯拉還面臨另一個痛點。蓋板捲起來之後,體積這麼大,動力電池的位置豈不是被壓縮了。

對於這個問題,特斯拉並沒有在專利中作出明確解釋。

五、電池車身一體化 電池日已經透露

去年9月舉行的特斯拉“電池日”上,馬斯克宣布未來將採用電池車身一體化的架構,將電芯直接裝入底盤,成為車輛底盤的一部分,這也被稱為CTC技術。

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▲特斯拉電池日展示的CTC技術

根據此前公布的圖像,特斯拉Cybertruck的車身就是一體成型的,因此能夠直接使用CTC技術。當時,特斯拉認為使用CTC技術后,能夠減輕10%的車身重量,同時還電池更接近車身中心,能夠更好平衡車身,提升穩定性。

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▲特斯拉Cybertruck一體成型車身

在《集成式儲能系統》專利中,特斯拉提到,現有大多數動力電池方案都是電芯—模組—電池包的方案,每一次“打包”實際都在物理上限制了電池的能量密度。

採用CTC技術的電池包共有三個部件,分別是電芯、密封組件和框架結構。在安裝之前,電芯之間的串、並聯已經完成,安裝過程中添加密封組件,保證電池在穩定的狀態下工作。框架結構主要為上下兩層蓋板,其中包括外部框架、接口以及安全組件等多個部件。

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▲特斯拉電池包

特斯拉在專利中指出,採用CTC技術的電池包自身已經是車架結構支撐的一部分。因此在發生碰撞時,電池包底部能夠吸收一定的能量,減少電芯損壞的可能性。

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▲特斯拉CTC技術電池包安裝方式

另外,電池包的上下包裹面並非完全平整。這是因為,一旦電池包受到擠壓,縫隙處就可以及時排出內部產生的氣體,避免發生更多危險。

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▲特斯拉電池包

實際上,除了提升能量密度、增加續航之外,特斯拉此舉也是為了儘可能降低造車成本。

六、純電皮卡大熱背後 智能化是角逐關鍵

從2020年以來,純電皮卡的熱度越來越高。通用汽車在去年10月首先發布了純電悍馬皮卡車型,就在上個月,福特汽車發布旗下王牌皮卡F-150的純電版車型F-150 Lightning。此外,美國造車新勢力Rivian旗下的首款車型R1T也將在7月正式交付美國市場。

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▲四款純電皮卡參數對比

由此可見,美國的純電皮卡市場正在被各大車企一點點發掘。

在正式交付前,車東西也對幾款純電皮卡做了參數比較。其中,福特F-150閃電無疑拿下了最低的起步價格,這一價格甚至和美版特斯拉Model 3的價格差不多了,價格非常低廉。

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▲福特F-150閃電

相比之下,悍馬EV的價格在四款車中最貴,起步售價是特斯拉Cybertruck、福特F-150閃電的兩倍。

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▲悍馬純電皮卡

智能化方面,四款純電車型同樣非常優秀,都配備了L2級自動駕駛系統。甚至除了特斯拉之外,其他三款車型都支持了脫手的L2級自動駕駛。

例如,悍馬純電皮卡就配備了通用汽車SuperCruise超級巡航自動駕駛系統增強版,可允許駕駛員鬆手松腳實現L2級自動駕駛。如果車輛判斷前方車輛速度過慢,還能主動超車。

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▲SuperCruise超級巡航增強版

福特F-150閃電可以選配福特BlueCruise自動駕駛系統,能夠實現車道保持輔助+起停控制的自適應巡航的L2級自動駕駛功能,並且能在北美10萬英里(約合16萬公里)的高速公路上,允許駕駛員脫手駕駛。此時,駕駛員僅需將視線停留在道路上即可,車內通過攝像頭和雷達感應技術始終監測駕駛員狀態。

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▲Rivian R1T

Rivian的每輛車都標配Driver+自動駕駛系統,能夠實現車道保持輔助+自適應巡航的L2級自動駕駛能力,還能根據駕駛員的指令變換車道。在Driver+系統工作時,駕駛員可以鬆開雙手。未來,Rivian將不斷擴大Driver+的可用路況。

特斯拉Cybertruck配備的是和自家其他車型相同的完全自動駕駛能力(FSD)自動駕駛系統,包括自動導航輔助駕駛、自動輔助變道等多項L2級自動駕駛功能。

由此可見,最受美國用戶歡迎的皮卡角逐的重地已經不再是豪華的內飾,同時電動化領域的競爭難以一較高下。反而,不同廠商之間智能化的競爭最為激烈,特別是在自動駕駛領域,這一現象尤為突出。

2019年年底,特斯拉Cybertruck發布的那一刻,就給皮卡行業帶來了新鮮血液。從外觀內飾的極簡設計風格,到智能化的各項配置,特斯拉Cybertruck完全顛覆了傳統皮卡的特性,同樣也保留了強大動力和優秀的駕駛體驗。

多款純電皮卡的布局中,也能夠發現傳統汽車廠商通用、福特正在將一些新思路、新玩法裝進純電新車中。

作者| James

編輯| 曉寒