电动车行业特斯拉分析报告Word文件下载.docx

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三、有效的电池管理系统技术是特斯拉电动车高性能的保证10

1、电池管理系统的基本作用11

2、特斯拉选择高效被动均衡电池管理系统技术11

四、特斯拉模块化底盘Pack系统技术引领业界变革12

1、模块化底盘Pack系统技术是电动车的迫切需求12

2、特斯拉模块化底盘Pack系统技术具备多重作用14

五、特斯拉验证电动车+智能网联的强强协同15

1、智能网联是汽车产业发展的最终需求15

2、特斯拉的智能网联技术向实现L3级自动驾驶进发16

六、多管齐下特斯拉巩固龙头地位，在华建厂发力际会风云17

1、未来特斯拉或将持续高研发投入，强化技术核心竞争力17

3、未来特斯拉或将持续推出“爆款车型”以保持主要产品线的市场竞争力20

4、特斯拉将积极推进在华建厂事宜，电池+整车“无畏舰”待起航21

七、“洋为中用”，我国中端-中高端新能源汽车呼之欲出22

从高端下探的“三步走”，特斯拉树立电动车产业领军者形象作为全球电动车产业的先驱，特斯拉提出了“三步走”发展战略，由高端产品逐步下探至中端产品。

持续的技术先进性是“三步走”战略初步成功并保证量产中端车型盈利能力的核心因素。

高能量密度动力电池单体是特斯拉电动车高性能的基础。

动力电池单体的性能是电动车性能的基础。

从一代Roadster直至Model3，高能量密度动力电池单体的使用使得特斯拉有能力不断推高“里程焦虑”的阈值。

有效的电池管理系统技术是特斯拉电动车高性能的保证。

特斯拉的液冷系统精确控温的能力保证了动力电池单体性能的最大化发挥，提升了系统能量密度。

特斯拉模块化底盘Pack系统技术引领业界变革。

特斯拉首先采用的模块化底盘Pack系统技术可以使电动车更高效地装载动力电池；

与之相应的模块化生产平台可以提高生产效率、降低生产成本。

特斯拉验证电动车+智能网联的强强协同。

智能网联化是汽车产业发展的重要趋势，电动车识别-感知-执行三环节综合表现优于传统燃油车。

特斯拉Autopilot自动驾驶功能和OTA空中升级方式可以最大程度上持续提升车辆的便捷性并有效降低驾驶门槛。

多管齐下特斯拉巩固龙头地位，重点扩大Model3产能。

未来特斯拉将持续高研发投入，更高系统能量密度和更高级别自动驾驶技术将是研发应用重点；

将大力提升Model3的产能保证盈利能力，并继续推出中端-中高端爆款车型；

将积极推进在华建厂事宜，以巩固长期龙头地位。

“洋为中用”，我国中端-中高端新能源汽车呼之欲出。

我国新能源汽车产业有接近十年“从量到质”的发展基础，市场需要技术先进的整车产品。

特斯拉供应链上具备技术优势的零部件企业，打造中端-中高端爆款新能源汽车的整车企业有望受益。

一、从高端下探的“三步走”，特斯拉树立电动车产业领军者形象

1、特斯拉发展大事记

特斯拉公司是全球智能电动车行业的先驱和领军者。

公司2003年成立于美国硅谷，2010年于纳斯达克上市。

公司生产的电动车在性能、质量、安全性、智能化水平等方面堪称业界标杆。

截至目前，共拥有Roadster、ModelS、ModelX、Model3、Semi和Roadster2等车型。

公司的电动车也是CEO马斯克光伏-电动车-储能清洁能源闭环构想的核心组成部分。

2、马斯克的“三步走”战略

从特斯拉产品发布的路径看，CEO马斯克的“三步走”战略体现得非常清晰。

以Roadster进行电动车系统的实际应用测试，树立高端品牌形象并吸引风险投资；

随后通过高端豪华车ModelS和ModelX验证技术进步和实现盈利的可能性，打造中高端用户群并进一步吸引投资；

接下来一方面着手发布、生产高性能低成本的“平民化爆款”电动车Model3，大量获得订单并维系盈利预期，另一方面通过Semi和Roadster2继续树立电动车产业先驱与技术领先者标杆地位。

随着Model3的产能逐步爬坡，马斯克的“三步走”战略初步实现。

马斯克的“三步走”战略之所以得以初步实现，是因为资金-技术-市场的良性互动，而对电动化、智能网联化相关先进技术的研发与应用是本质原因。

性能日益强大的电动车电池单体技术，日趋成熟的电池管理和模块化底盘Pack系统技术，不断取得进展的智能网联技术共同成就了特斯拉，也使得量产化中高端新能源汽车能够具备较强的盈利能力。

二、高能量密度动力电池单体是特斯拉电动车高性能的基础

世界上首量电动车诞生于19世纪，以铅酸电池为动力电池。

然而铅酸电池在能量密度（以Wh/kg计）等方面的严重不足使其完全不具备在绝大多数场合和燃油相抗衡的能力。

随着石油资源的利用和相关技术的发展，燃油车迅速占领市场，并形成了强大的路径锁定。

直到能量密度数倍于铅酸电池的锂电池的出现，电动车才初步具备了在以续航里程为代表的基本性能上和燃油车相抗衡的能力。

锂电池用作动力电池，需要经过电池材料-电池单体-电池Pack等三个主要环节，最终体现出包含能量、功率、寿命、成本和安全性等在内的综合指标；

每一个环节对电动车的最终性能都非常关键。

1、动力电池材料决定电池的基础性能

从基本结构出发，正极材料、负极材料、电解质、隔膜是动力电池单体的内部组成部分，也决定了电池的基本性能。

其中正极材料多选用相对于金属锂的电位大于3V且在空气环境下稳定性较高的过渡金属氧化物，如钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、镍钴锰酸锂（NMC）、镍钴铝酸锂（NCA）等；

负极材料多选用各类碳材料（通常为石墨）、某些过渡金属氧化物（钛酸锂），含硅的高容量材料也逐步取得应用进展；

电解质多采用六氟磷酸锂和多种链状、环装酯混合物组成的混合溶液；

隔膜多使用聚乙烯、聚丙烯膜，视需求加以陶瓷/有机物涂覆。

其中，正极材料是决定电池单体理论能量密度（以Wh/kg计，下同）的关键因素，当前以高镍三元材料NMC/NCA相应性能最高；

同时高镍三元NMC/NCA对生产工艺要求苛刻，材料组成和结构均匀性要求高。

负极材料对理论能量密度也有相当重要的作用，当前以硅碳负极材料相应性能最高；

同样，硅碳负极材料生产工艺苛刻，材料组成和结构均匀性高。

2、动力电池的封装方式是性能的重要影响因素

正负极活性材料、电解液和隔膜组成了电池的基本内部结构单元。

将若干结构单元封装，即可获得动力电池单体。

当前动力电池单体的封装类型主要包括圆柱、方壳和软包三种，封装类型不同的电池单体特性也有较显著的区别。

圆柱电池是指采用圆柱形金属壳体、卷绕工艺制成的外形标准化电池，特斯拉电动车采用的18650、2170电池即为圆柱电池。

圆柱电池卷绕工艺相对成熟，电池一致性容易保证，生产成本也较低。

另外，圆柱电池成组方案简单，利于实现较精确的电池包温度控制。

方壳电池是指采用方形金属壳体，以卷绕或叠片工艺制成的外形定制化电池，大量国内新能源车企采用方壳电池制成电池包。

相比于圆柱电池，方壳电池结构简单，空间利用率高，单体能量密度高。

但方壳电池因为型号多工艺也难于统一，一方面一致性不及圆柱电池，一方面成组方案相对复杂对热管理要求高。

方壳电池单体内部的理化环境较复杂，长期使用性能退化相比于圆柱电池也更明显。

软包电池以包含高分子外阻层、铝箔阻透层和高分子内层的铝塑复合膜取代方壳电池的壳体，故其电池单体的能量密度高于方壳电池；

无刚性结构约束意味着电池出现安全问题时容易胀气而不易爆炸，且设计非常灵活，可定制性强。

但软包电池的一致性比方壳电池差，有漏液的风险。

另外，软包电池往往需要其他刚性结构提供力学性能，故其单体能量密度优势在形成系统过程中会有部分程度损失。

3、特斯拉选择高性能圆柱电池单体

在综合考虑电池的能量、功率、寿命、成本和安全性的基础上，特斯拉选择高能量密度圆柱电池单体作为基本供能单元。

早期采用LCO-石墨电池，后续采用NCA-石墨电池和NCA-硅碳电池。

松下的电池生产技术保证了电池单体性能的高度一致性，配合特斯拉的电池管理技术最大程度地规避了安全事故的发生。

在ModelS和ModelX两款车型使用NCA-石墨18650电池的基础上，Model3使用体积更大，能量密度更高同时成本更低的NCA-硅碳2170电池，该电池单体也是Model3成为“爆款”的重要亮点之一。

约300Wh/kg的电池单体能量密度大幅抛离了特斯拉的竞争对手，已经提前三年满足了工信部《促进汽车动力电池产业发展行动方案》对2020年的动力电池单体能量密度的要求，接近中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技术路线图》的350Wh/kg的要求。

三、有效的电池管理系统技术是特斯拉电动车高性能的保证

在电池单体逐级成组并为作为整车的动力来源反复充放电的过程中，单体自身的初始不一致性会被使用环境的差异逐步放大，表现为电池Pack的性能逐渐衰减，最终影响电动车的实际使用。

这时，电池管理系统（BMS）技术的重要性就得到凸显。

1、电池管理系统的基本作用

电池管理系统的作用是实时监控电池荷电状态（SoC）并进行电池运行状态管理，以避免过充过放，控制温度，保持电池单体的电压和温度平衡，预测电动车的剩余行驶里程，保证整个电池Pack安全高效运行，充分发挥电池单体性能，延长电池寿命。

可见，电池管理系统需要同时具备数据采集、通信、监控、预测、管理等功能。

根据保持电池单体平衡的方式不同，电池管理系统可分为被动均衡和主动均衡两类。

被动均衡一般采用电阻放热的方式将高容量电池“多出的电量”进行直接释放并进行热平衡，从而达到均衡的目的，电路简单可靠，成本较低，但是电池效率也较低；

主动均衡充电时将多余电量转移至高容量电芯，放电时将多余电量转移至低容量电芯，可提高电能使用效率，但是成本更高，电路复杂，可靠性相对较低。

2、特斯拉选择高效被动均衡电池管理系统技术

特斯拉的被动均衡电池管理系统技术是特斯拉的核心技术之一。

以ModelS为例，BMS采用了主从架构，主控制器（BMU）负责高压、绝缘检测、高压互锁、接触器控制、对外部通信等功能。

从控制器（BMB）负责单体电压、温度检测，并上报BMU。

主控制器具备主副双微型单片机（MCU）设计，副MCU可检测主MCU工作状态，一旦检测其失效可获取控制权限，进一步保证安全性。

管道系统方面，水-乙二醇混合液在管道内部流动。

当电池在低温状态下需要加热时，BMS检测并发出指令，使得电机冷却回路与电池冷却回路串联，电机余热为电池加热。

当动力电池处于高温时，BMS同样检测并发出指令，使得电机冷却回路与电池冷却回路并联，两套冷却系统独立散热。

最终，电池单体的温差被控制在2度以内；

配合保险丝高温自动熔断技术，特斯拉在保证安全性的基础上实现了电池Pack性能最大程度的发挥。

四、特斯拉模块化底盘Pack系统技术引领业界变革

1、模块化底盘Pack系统技术是电动车的迫切需求

模块化是从流水线、平台化发展而来的生产方式，具有短生产周期、低成本、以一个基本平台为基础组合出多种车型、满足高度通用化的零部件组合需求的特点。

基于标准模块化底盘系统平台的模块化生产方式既适合在同一条生产线上开发不同的新车型，也可以满足缩短开发周期、降低制造成本的要求。

21世纪以来，奥迪、大众等厂商的模块化生产方式就使得燃油车辆的生产达到了一个崭新的高度。

和燃油车类似，电动车同样具有缩短开发周期，降低制造成本，和相应汽车电子模块、智能网联模块等进行深度融合的刚需。

除此之外，在和燃油车直接