賣方分析師“卷無(wú)止盡”......
繼上個(gè)月海通國(guó)際拆了一臺(tái)比亞迪“元”,用87頁(yè)研報(bào)展示汽車零部件的詳細(xì)細(xì)節(jié)后,中信證券拆了一臺(tái)特斯拉Model 3,并寫了一份94頁(yè)的研報(bào)。
耗時(shí)兩個(gè)月,中信證券研究部TMT和汽車團(tuán)隊(duì)協(xié)同多家公司和機(jī)構(gòu)對(duì)Model3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版進(jìn)行了完整的拆解。
在7月18日發(fā)布的研報(bào)中,中信證券稱:
希望通過(guò)對(duì)特斯拉Model3這一智能電動(dòng)化的標(biāo)桿車型的分析,展現(xiàn)特斯拉作為一家全球頭部汽車企業(yè)對(duì)汽車智能電動(dòng)化的思考,以期厘清后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可能方向,更好地支持相關(guān)決策。
此前,海通國(guó)際從外觀、操控、安全、性價(jià)比、續(xù)航情況等角度對(duì)2018款比亞迪元EV360智聯(lián)炫酷進(jìn)行評(píng)價(jià),并呈現(xiàn)了這輛電動(dòng)車的每一個(gè)部件,包括車身結(jié)構(gòu)件、底盤、座椅、線束、多媒體系統(tǒng)、組合儀表、熱管理系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、電驅(qū)系統(tǒng)等等。甚至連隔音材料、地毯等每個(gè)拆下來(lái)的零部件都進(jìn)行了圖片文字描述,包括尺寸重量、工作原理、生產(chǎn)信息以及經(jīng)銷商報(bào)價(jià)等信息。
而中信證券則通過(guò)拆解,對(duì)特斯拉的E/E架構(gòu)、三電、熱管理、車身等幾個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)深入地分析。具體如下:
域控制器架構(gòu)
據(jù)中信證券,E/E架構(gòu)由分布式轉(zhuǎn)向域控制結(jié)構(gòu),軟硬件實(shí)現(xiàn)解耦,是軟件定義汽車的關(guān)鍵,特斯拉的Model3是域控架構(gòu)的引領(lǐng)者。
1)車身域:前左右三個(gè)車身采用位置分區(qū)而非功能分區(qū),意在降低布線難度,大量采用HSD替代繼電器;
前車身域控制器的位置在前艙,這個(gè)位置理論上來(lái)說(shuō)遇到的碰撞概率要更高,因此采用鋁合金的保護(hù)外殼,而左右車身域控制器由于在乘用艙內(nèi),遇到外界碰撞的概率較低,保護(hù)外殼均采用塑料結(jié)構(gòu):
2)座艙域:將T-BOX集成到座艙域控制器,同時(shí)采用了Intel的A3950芯片,思路更接近游戲平臺(tái)而非手機(jī);
座艙域是用戶體驗(yàn)的重要組成部分,特斯拉的座艙控制平臺(tái)也在不斷進(jìn)化中。中信證券本次拆解的特斯拉model3 2020款采用的是第二代座艙域控制器(MCU2):
MCU2由兩塊電路板構(gòu)成,一塊是主板,另一塊是固定在主板上的一塊小型無(wú)線通信電路板(圖中粉色框所示)。這一塊通信電路板包含了LTE模組、以太網(wǎng)控制芯片、天線接口等,相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車中用于對(duì)外無(wú)線通信的T-box,此次將其集成在MCU中,能夠節(jié)約空間和成本。我們本次拆解的2020款model3采用了Telit的LTE模組,在2021款以后特斯拉將無(wú)線模組供應(yīng)商切換成移遠(yuǎn)通信。
MCU2的主板采用了雙面PCB板,正面主要布局各種網(wǎng)絡(luò)相關(guān)芯片,例如Intel和Marvell的以太網(wǎng)芯片,Telit的LTE模組,TI的視頻串行器等。正面的另一個(gè)重要作用是提供對(duì)外接口,如藍(lán)牙/WiFi/LTE的天線接口、攝像頭輸入輸出接口、音頻接口、USB接口、以太網(wǎng)接口等。
而MCU2的背面更為重要,其核心是一顆IntelAtomA3950芯片,搭配總計(jì)4GB的Micron內(nèi)存和同樣是Micron提供的64GBeMMC存儲(chǔ)芯片。此外還有LGInnotek提供的WiFi/藍(lán)牙模塊等。
3)駕駛域:雙FSD芯片,NPU在同等面積下相比Orin有更高的性價(jià)比,采用Linux操作系統(tǒng)更適配AI大模型;
特斯拉的另一個(gè)重要特色就是其智能駕駛,這部分功能是通過(guò)其自動(dòng)駕駛域控制器(AP)來(lái)執(zhí)行的。本部分的核心在于特斯拉自主開(kāi)發(fā)的FSD芯片,其余配置則與當(dāng)前其他自動(dòng)駕駛控制器方案沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別:
在model3所用的HW3.0版本的AP中,配備兩顆FSD芯片,每顆配置4個(gè)三星2GB內(nèi)存顆粒,單FSD總計(jì)8GB,同時(shí)每顆FSD配備一片東芝的32GB閃存以及一顆Spansion的64MBNORflash用于啟動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)方面,AP控制器內(nèi)部包含Marvell的以太網(wǎng)交換機(jī)和物理層收發(fā)器,此外還有TI的高速CAN收發(fā)器。對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō),定位也十分重要,因此配備了一個(gè)Ublox的GPS定位模塊。
為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,特斯拉提出了一整套以視覺(jué)為基礎(chǔ),以FSD芯片為核心的解決方案:
其外圍傳感器主要包含12個(gè)超聲傳感器(Valeo)、8個(gè)攝像頭(風(fēng)擋玻璃頂3個(gè)前視,B柱2個(gè)拍攝側(cè)前方,前翼子板2個(gè)后視,車尾1個(gè)后視攝像頭,以及1個(gè)DMS攝像頭)、1個(gè)毫米波雷達(dá)(大陸)。
其最核心的前視三目攝像頭包含中間的主攝像頭以及兩側(cè)的長(zhǎng)焦鏡頭和廣角鏡頭,形成不同視野范圍的搭配,三個(gè)攝像頭用的是相同的安森美圖像傳感器。
毫米波雷達(dá)放置于車頭處車標(biāo)附近,包含一塊電路板和一塊天線板。該毫米波雷達(dá)內(nèi)部采用的是一顆Freescale控制芯片以及一顆TI的穩(wěn)壓電源管理芯片。
4)電控域:Model3首創(chuàng)采用48顆SiC MOSFET替代了84顆IGBT,體積、功耗大幅減小;
據(jù)中信證券,Model3為第一款采用全SiC功率模塊電機(jī)控制器的純電動(dòng)汽車,開(kāi)創(chuàng)SiC應(yīng)用的先河:
Model3所用的SiC型號(hào)為意法半導(dǎo)體的ST GK026。在相同功率等級(jí)下,這款SiC模塊采用激光焊接將SiC MOSFET、輸入母排和輸出三相銅進(jìn)行連接,封裝尺寸也明顯小于硅模塊,并且開(kāi)關(guān)損耗降低75%。采用SiC模塊替代IGBT模塊,其系統(tǒng)效率可以提高5%左右,芯片數(shù)量及總面積也均有所減少。如果仍采用Model X的IGBT,則需要54-60顆IGBT。
5)動(dòng)力域:BMS共管理2976節(jié)21700電池,強(qiáng)大的軟件能力實(shí)現(xiàn)每節(jié)電池充放電的一致性。
Model3作為電動(dòng)車,電能和電池的管理十分重要,而負(fù)責(zé)管理電池組的BMS是一個(gè)高難度產(chǎn)品:
主控板負(fù)責(zé)管理所有BMS相關(guān)芯片,共設(shè)置7組對(duì)外接口,包含了對(duì)充電控制器(CP)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)的控制信號(hào),以及到采樣板(BMB)的信號(hào),另外還包含專門的電流電壓采集信號(hào)。電路板上包含高壓隔離電源、采樣電路等電路模塊。元器件方面,有Freescale和TI的單片機(jī),以及運(yùn)放、參考電壓源、隔離器、數(shù)據(jù)采樣芯片等。
在BMS的控制下,具體對(duì)電池組進(jìn)行監(jiān)測(cè)的是BMB電路板,對(duì)于特斯拉model3而言:
共有4個(gè)電池組,每一組配備一個(gè)BMB電路板,并且4個(gè)電路板的電路布局各不相同,彼此之間可以很容易地利用電路板上的編號(hào)進(jìn)行區(qū)別,并且按照順序用菊花鏈連接在一起,在1號(hào)板和4號(hào)板引出菊花鏈連接到主控板的P5和P6接口。
線束和連接器
1)線束:中信證券測(cè)算線束單車價(jià)值量約2000元,高壓線束是新能源汽車的主要增量,Model3為了輕量化開(kāi)始用鋁替代銅,低壓數(shù)據(jù)線在域控化進(jìn)程下將有所減少;
2)連接器:電動(dòng)化帶來(lái)高壓連接器增量,智能化帶來(lái)高速連接器需求,TE(泰科)是Model3的核心供應(yīng)商,國(guó)產(chǎn)廠商有望取得突破。
在動(dòng)力電池—電驅(qū)高壓線束的連接器上,Model3采用的是TE的HC Stak 25:
其結(jié)構(gòu)和功能與HC Stak 35類似,不同點(diǎn)在于尺寸的大小,可以看到,HC Stak 25比HC Stak 35更小,因此HC Stak 25插座端的端子是20片DEFCON端子組成(HC Stak 35為35片),不同的型號(hào)共用相同的連接器端子。連接器端子通過(guò)數(shù)量堆疊的變化能夠快速完成不同型號(hào)的組裝,這體現(xiàn)了連接器模塊化生產(chǎn)帶來(lái)的成本管控優(yōu)勢(shì)。
電池:特斯拉代際技術(shù)領(lǐng)先,4680和CTC是后續(xù)發(fā)展方向
1)電池設(shè)計(jì)核心理念在于提升比能量:由小模組到大模組再到無(wú)模組CTC,電芯尺寸由1865到2170再到4680,核心趨勢(shì)都是減少電池包中非能量的結(jié)構(gòu)件數(shù)量,降低成本減少重量,提升續(xù)航里程。
據(jù)中信證券,Model3電池包采用4塊大模組,與同期的iD.4 X,寶馬iX3的電池包相比,采用大模組技術(shù),集成度更高,內(nèi)部布局更為整潔,電池包技術(shù)目前仍處于領(lǐng)先地位。
2)4680電池的價(jià)值及變化:4680通過(guò)全極耳、高鎳高硅、干電極、CTC的組合,實(shí)現(xiàn)了“能量密度高、倍率高、成本低”的不可能三角。隨著模組內(nèi)電池?cái)?shù)量增加、快充需求提升,對(duì)于電池包的冷卻、導(dǎo)熱阻燃要求提升,電池包內(nèi)冷卻管數(shù)量增加、冷管長(zhǎng)度減少,增加灌封、防火泡棉,保障電池包熱穩(wěn)定性。
三電與熱管理:三電集成度不斷提高,熱管理率先實(shí)現(xiàn)全域打通。
1)三合一提升集成度,雙電機(jī)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ):Model 3/Y上驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、變速箱三者合一,集成度相比Model S/X提高,同時(shí)“小三電”和電池包集成,結(jié)構(gòu)緊湊成本更低;單電機(jī)版本由感應(yīng)電機(jī)向永磁電機(jī)演變,雙電機(jī)版本向前感應(yīng)電機(jī)后永磁電機(jī)布置演進(jìn),兩種電機(jī)在高速低速區(qū)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
2)熱管理全域打通,大大提升能量利用效率:熱管理上,通過(guò)四通閥、八通閥的應(yīng)用,由各部分獨(dú)立的回路,向空調(diào)、電池系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)打通的整車熱管理升級(jí),整車熱源集成,提升系統(tǒng)的能量利用效率。特斯拉的三電與熱管理系統(tǒng)在高集成度方面保持領(lǐng)先,其示范作用將引領(lǐng)行業(yè)追趕升級(jí)與二次創(chuàng)新。
汽車車身:輕量化需求鋁車身一體壓鑄成趨勢(shì),消費(fèi)升級(jí)天幕玻璃、智能車燈變潮流
1)車身:輕量化以滿足節(jié)能及提高續(xù)航要求,以鋁代鋼是最佳選擇,并從Model Y開(kāi)始進(jìn)行后車身的一體壓鑄;
2)車燈:Model3外飾搭配兼具科技感和美感,車燈選用矩陣式LED燈源;
3)汽車玻璃:Model3天幕引領(lǐng)行業(yè)趨勢(shì),滲透率有望不斷提升;
4)底盤:采用線控底盤,是高級(jí)別自動(dòng)駕駛必由之路。
據(jù)中信證券,Model 3底盤逐步實(shí)現(xiàn)線控化:
經(jīng)過(guò)對(duì)Model 3底盤結(jié)構(gòu)的拆解,我們看到:懸架方面,特斯拉全車型均采用前輪雙叉臂式獨(dú)立懸架搭配后輪多連桿式獨(dú)立懸架的配置,未配置空氣懸架;制動(dòng)系統(tǒng)方面,特斯拉車系使用最前沿技術(shù),即線控制動(dòng)系統(tǒng)Ibooster;轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面,Model3仍沿用傳統(tǒng)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向。
線控底盤是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛SAEL3的“執(zhí)行”基石。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)共分為感知、決策、控制和執(zhí)行四個(gè)部分,其中底盤系統(tǒng)屬于自動(dòng)駕駛中的“執(zhí)行”機(jī)構(gòu),是最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的核心功能模塊。L3及L3以上更高級(jí)別自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)底盤執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速響應(yīng)和精確執(zhí)行,以達(dá)到和上層的感知、決策和控制的高度協(xié)同。而底盤系統(tǒng)的升級(jí)也意味著其中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等功能模塊的升級(jí)。所以,線控底盤作為更高級(jí)別自動(dòng)駕駛的執(zhí)行基石,是發(fā)展自動(dòng)駕駛的具體抓手。
關(guān)鍵詞: 中信拆了Model3 海通國(guó)際 海通國(guó)際比亞迪元 比亞迪元
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