據digitaltrends報道，特斯拉汽車公司于2010年12月8日提出了“電動汽車增程混合動力電池組系統”(electric vehicle extended range hybrid battery pack system)的專利申請，2013年6月25日美國專利局審核通過。這套混合動力總成不會配有汽油發動機，該專利所指的混合動力系統實際上是從電到電，使用兩種類型電池，從理論上講能夠給予電動汽車更長的續航里程。
特斯拉的“增程混合動力電池組系統”包含標準的鋰離子電池組、控制器和常規電動機。復雜的是，還另配有一個金屬空氣化學電池組。鋰離子電池組直接給車供電，金屬空氣電池組為鋰離子電池組提供電能。在特斯拉的專利設計中，金屬空氣電池組基本上取代了增程式內燃機。金屬空氣電池能量密度高，能儲存更多的電能，理論上可以起到增程的作用，但其功率密度相對較低。
電動汽車要成為真正的主流產品，電池技術需要取得巨大飛躍。目前仍未夸過續航里程短、充電時間長、電池成本高三座大山，這意味著電動汽車不能平民化。特斯拉未來計劃推出的Model E正是一款針對普羅大眾的電動汽車產品。因此，特斯拉需要將電池成本壓縮到比現在更低的水平，如何才能做到呢?
特斯拉使用高能量密度的電池，這種高能量密度電池有一個巨大的缺點，即循環壽命低(500次循環周期) 。一個周期被定義為電池額定千瓦時的完整放電循環過程。沃藍達(Volt)利用了額定功率的65%，每次完全放電使用了0.65生命周期。特斯拉利用的電池額定功率接近90%，以85千瓦時版Model S為例，其單次充電續航里程為300公里，每次完全放電使用了0.9生命周期。行駛到10萬英里時，電池會放電333次。放電深度(DOD)達到90%相當于300次循環，可輕易達到500次循環周期。沃藍達單次充電的續航里程僅為38英里，行駛到10萬英里時，電池循環周期必須達到1710次，比特斯拉高出很多。
為了解決循環壽命低的問題，特斯拉可能會增大電池。能量密度和循環壽命之間有一個權衡，更高的能量密度電池意味著較低的壽命......沒有免費的午餐。另外，循環壽命差的電池每千瓦時成本相對便宜。因此，特斯拉的電池能量密度高、循環壽命低、每千瓦時成本低。
有業內人士分析，特斯拉的“專利”無非是一個混合動力電池，類似沃藍達的電池，可滿足日常駕駛(通常不超過40英里)，每天需要充電。根據駕駛習慣統計，增程電池很少被使用，因此可以是循環壽命很低的化學成分。增程電池不一定必須由金屬空氣構成，可以是任何能量密度高、循環壽命低、成本低的化學成分。特斯拉的“增程混合動力電池組系統”只是一個延伸的理念。這個理念是否可取，還要看特斯拉Model E電動汽車的表現。
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