“Model 3是第一款采用域控器結(jié)構(gòu)的車(chē),同時(shí)它的量也比較大,具有典型性?!敝行抛C券云基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)首席分析師丁奇告訴界面新聞。
“拆車(chē)”正在證券行業(yè)內(nèi)傳染,繼6月26日海通國(guó)際對(duì)比亞迪“元”進(jìn)行拆解,并撰寫(xiě)出一份長(zhǎng)達(dá)87頁(yè)的研報(bào)后,7月18日,中信證券也加入了拆車(chē)行列。
在《新能源汽車(chē)行業(yè)特斯拉系列研究專(zhuān)題:從拆解Model 3看智能電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)》研報(bào)中,中信證券表示,其研究部TMT和汽車(chē)團(tuán)隊(duì)協(xié)同多家公司和機(jī)構(gòu),經(jīng)過(guò)兩個(gè)月時(shí)間對(duì)一輛特斯拉 Model3進(jìn)行了完整的拆解。
通過(guò)拆解特斯拉Model 3,這份研究報(bào)告從6個(gè)方面對(duì)智能電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。
作為世界電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的領(lǐng)軍制造商,特斯拉在諸多方面都展現(xiàn)出了獨(dú)到的設(shè)計(jì)思路。在丁奇看來(lái),特斯拉的域控制器、一體壓鑄以及多屏、連屏的智能座艙等技術(shù),都將是未來(lái)智能汽車(chē)發(fā)展的共同趨勢(shì)。
1.域控制器

“軟件和硬件必須解耦,算力必須從分布走向集中?!?/span>
研報(bào)認(rèn)為,汽車(chē)如果要能像手機(jī)一樣持續(xù)根據(jù)數(shù)據(jù)和用戶(hù)反饋進(jìn)行軟件迭代,現(xiàn)有的 E/E 架構(gòu)勢(shì)必然進(jìn)行大的變革。而特斯拉Model 3率先由分布式架構(gòu)轉(zhuǎn)向分域的集中式架構(gòu),是其智能化水平遙遙領(lǐng)先于許多車(chē)廠(chǎng)的主要原因。
車(chē)身域
按照特斯拉的思路,每個(gè)控制器應(yīng)該負(fù)責(zé)控制其附近的元器件,而非整車(chē)中的所有同類(lèi)元器件,所以特斯拉的三個(gè)車(chē)身域控制器分別分布在前車(chē)身、左前門(mén)和右前門(mén)前,實(shí)現(xiàn)就近控制。
駕駛域
智能駕駛也是特斯拉的一大特色,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。這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。
中信證券預(yù)測(cè),未來(lái)自動(dòng)駕駛域的創(chuàng)新仍然會(huì)集中在芯片端,另外傳感器的創(chuàng)新如激光雷達(dá)、4D毫米波雷達(dá)等也能夠很大程度上推動(dòng)智能駕駛。
座艙域
從特斯拉車(chē)機(jī)與游戲的不斷靠攏可以看到未來(lái)座艙域的發(fā)展第一個(gè)方向,即繼續(xù)推進(jìn)大算力與強(qiáng)生態(tài);第二個(gè)發(fā)展方向則是可能與自動(dòng)駕駛控制器的融合。目前已經(jīng)出現(xiàn)了相當(dāng)多二者融合的跡象,比如博世、電裝等主流供應(yīng)商紛紛在座艙域控制器中集成ADAS功能,未來(lái)這一趨勢(shì)有望普及。
電控域
Model 3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(chē),開(kāi)創(chuàng)SiC應(yīng)用先河。基IGBT的諸多優(yōu)勢(shì),在Model 3問(wèn)世之前,世面上的新能源車(chē)均采用IGBT方案。 而 Model 3利用SiC模塊替換IGBT模塊,這加速了SiC等寬禁帶半導(dǎo)體在汽車(chē)領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用。
Model 3形成“示范效應(yīng)”后,多家車(chē)廠(chǎng)陸續(xù)跟進(jìn)SiC方案。相比 IGBT,SiC 能夠帶動(dòng)多個(gè)性能全面提升,優(yōu)勢(shì)顯著。但SiC的高成本制約普及節(jié)奏,中信證券預(yù)測(cè),未來(lái)SiC與 Si-IGBT可能同步發(fā)展,相互補(bǔ)充。
動(dòng)力域
本次拆解的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版配置96個(gè)電壓采樣點(diǎn),數(shù)量與Model S 相同,平均每31節(jié)電池并聯(lián)測(cè)量一個(gè)電壓值。整車(chē)4個(gè)電池組,每個(gè)都由24串31并的電池組組成,對(duì)電流均衡等方面提出了較高的要求。
未來(lái),隨著4680大圓柱電池的應(yīng)用,單車(chē)電芯數(shù)量將進(jìn)一步減少,有利于 BMS 更精確地進(jìn)行控制。
2.線(xiàn)束和連接器
線(xiàn)束
降低線(xiàn)束復(fù)雜程度,依賴(lài)電子電氣架構(gòu)的革新。
Model 3對(duì)“域”進(jìn)行重新劃分,在Model S與Model X的基礎(chǔ)上進(jìn)行跨域融合。各個(gè)ECU不再按功能進(jìn)行劃分,而是以物理位置直接分為 CCM(中央處理模塊)、BCM LH (左車(chē)身控制模塊,LBCM)、FBCM(前車(chē)身控制模塊)、BCM RH(右車(chē)身控制模塊,RBCM)四大部分。
利用少量的高性能計(jì)算 單元替代分散的ECU,把需要實(shí)現(xiàn)的功能通過(guò)軟件遷移到幾大模塊中,從而進(jìn)一步提升集 成度,因此,Model 3的線(xiàn)束長(zhǎng)度進(jìn)一步縮短到1.5km。
除了架構(gòu)調(diào)整縮短線(xiàn)束長(zhǎng)度,拆解發(fā)現(xiàn),Model 3在高壓線(xiàn)束中采用鋁導(dǎo)線(xiàn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅導(dǎo)線(xiàn),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輕量化。
連接器
在動(dòng)力電池—電驅(qū)高壓線(xiàn)束的連接器上,Model 3采用的是TE的HC Stak 25。
其結(jié)構(gòu)和功能與HC Stak 35 類(lèi)似,不同點(diǎn)在于尺寸的大小,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)。
材料方面,Model 3連接器材料為尼龍塑料材料,中信證券認(rèn)為,金屬合金外殼的應(yīng)用未來(lái)會(huì)愈加普及。
3.電池
Model 3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。
4680電池?cái)U(kuò)大尺寸提升容量的同時(shí),全極耳結(jié)構(gòu)減小了電阻發(fā)熱和電池冷卻所帶來(lái)的損耗,最終電池的有效能量及能量密度增加。另外,由于全極耳產(chǎn)熱小、散熱快,為4680電池實(shí)現(xiàn)大功率快充創(chuàng)造了物理?xiàng)l件。
4680電池通過(guò)新結(jié)構(gòu)、新材料應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)“能量密度高、倍率高、成本低”的不可能三角。在實(shí)現(xiàn)高能量密度、高倍率的情況下,4680的大電芯攤薄非活性物質(zhì)成本,盡可能做高能量密度攤薄總體單 Wh 成本,生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化節(jié)省成本。
4.電機(jī)電控
總成方面,Model 3/Y搭載驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、單擋變速箱三合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),集成度高。
電機(jī)方面,向高功率、低能耗演進(jìn),性能和成本持續(xù)優(yōu)化。從Model S/X到Model 3,特斯拉由感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)向永磁同步電機(jī),雙電機(jī)版本由前后均為感應(yīng)電機(jī)向前感應(yīng)后永磁電機(jī)轉(zhuǎn)向。
同時(shí),“小三電”和電池包集成,空間布局更為緊湊。中信證券判斷,隨著電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品集成化的進(jìn)一步提升,除電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三合一集成之外,PDU、DC/DC、充電機(jī)OBC等電源器件也可與其一起集成, 形成“三合一”向“N 合一”的演進(jìn)。
5.熱管理
特斯拉熱管理系統(tǒng)經(jīng)歷4代發(fā)展,在結(jié)構(gòu)集成上不斷創(chuàng)新。第四代熱管理系統(tǒng)使用八通閥集成冷卻和制熱回路,實(shí)現(xiàn)整車(chē)熱管理集成化。八通閥設(shè)計(jì)下能量效率提升,系統(tǒng)集成降低成本。
特斯拉熱管理閥類(lèi)向高度集成方向演進(jìn),以更復(fù)雜管理控制策略實(shí)現(xiàn)熱量分配。
6.汽車(chē)車(chē)身
在車(chē)身材料以及工藝上,Model 3采用鋼鋁混合車(chē)身,制造工藝以沖壓焊接為主。
輕量化既能滿(mǎn)足節(jié)能,而且還能提高續(xù)航,“以鋁代鋼”是最佳選擇;高壓壓鑄是鋁合金材料最高效的成型方法,特斯拉率先提出一體壓鑄。中信證券判斷,一體壓鑄降本增效明顯,是大勢(shì)所趨。
車(chē)燈方面,Model 3外飾搭配兼具科技感與美感,車(chē)燈選用矩陣式LED光源。玻璃方面,特斯拉全景天幕引領(lǐng)行業(yè)趨勢(shì),替代傳統(tǒng)天窗。此外,中信證券指出,特斯拉Model 3底盤(pán)逐步實(shí)現(xiàn)線(xiàn)控化,線(xiàn)控底盤(pán)是實(shí)現(xiàn)高級(jí)別自動(dòng)駕駛的必由之路。


