7月18日音信，继上个月海通国际拆解了一台比亚迪“元”，用87页研报展示这款新能源汽车里面零部件的详备细节后，近期券商“一哥”中信证券也联合多家企业和机构拆解了一台特斯拉Model 3麻豆传媒 足交，写了一份长达94页的研报《新能源汽车行业特斯拉系列商酌专题：从拆解Model 3看智能电动汽车发展趋势》，并至今天端庄发布。
据先容，中信证券商酌部TMT和汽车团队协同多家公司和机构耗时两个月才完成了对特斯拉Model 3标准续航版的完满拆解和分析，并形成了这份研报。
不外，此前，海通国际从外不雅、操控、安全、性价比、续航情况等角度对2018款比亚迪元EV360智联炫酷进行评价，并呈现了这辆电动车的每一个部件，包括车身结构件、底盘、座椅、线束、多媒体系统、组合姿色、热管制系统、电板系统、电驱系统等等。致使连隔音材料、地毯等每个拆下来的零部件都进行了图片翰墨刻画，包括尺寸分量、职责旨趣、坐褥信息以及经销商报价等信息。
中信证券则通过拆解特斯拉Model 3标准续航版，对其域限定器、线束和结合器、电板、电机电控、热管制、车身等多个方面进行了深切紧密地分析。
具体如下：
一、域限定器：软件界说汽车，迭代决定智能
一个产业的跨越和变革，时常是供给和需求两方面要素共同驱动的。当新航线带来的 新市集遭逢珍妮纺纱机，就充足激发一场工业立异；出行的需求遇上热机，就产生了各类 交通器用。
集成电路出现以来，东谈主们对电子化、自动化、智能化的需求越来越高，其根源 照旧对低本钱好意思好生计的需求，这种需求与不停发展的 IT 时刻供给相结合，接踵出生了 PC、智高手机、智能家居等诸多大型产业，如今又驱动推动汽车往智能化标的演进。
汽车的智能化的大标的一经成为了产业共鸣和市集共鸣，但是什么叫智能化却莫得一 个明确的界说。咱们以为，智能化的要津在于智能汽车的软件“可迭代、可演进”。比如 说 2008 年安卓 1.0 发布之初，使用体验是比较一般的，经过不停的数据集聚、用户反馈 和持续迭代，最终交互和用户体验越来越好，慢慢向咱们瞎想中的“智能终局”靠近。
非论每个东谈主如何去界说我方心目中的汽车智能化，但咱们深信会有一个共鸣，那便是 现在只是只是汽车智能化的起初，离终局还相等远处，这中间软件需要不停进行升级迭代。
而汽车畴昔的 E/E 架构（如下图所示），是由多个厂商提供 ECU 组成的电子电气架构，正 因为硬件和软件功能都被切割成许多块散布在不同厂家提供的 ECU 里，使得软件 OTA 的 难度相等大。这使得许多型号的汽车从出厂到最终报废，软件功能都莫得升级过，都莫得迭代，又何谈智能？
不言而喻，汽车如果要能像手机一样持续把柄数据和用户反馈进行软件迭代，现存的 E/E 架构例必然是要进行大的变革的。软件和硬件必须解耦，算力必须从散布走向集会， 特斯拉的 Model3 率先由散布式架构转向了分域的集会式架构，这是其智能化水平遥遥领 先于许多车厂的主要原因，咱们接下来就对特斯拉的车身域、座舱域、驾驶域进行详备的解读。
1、车身域
车身域：按位置而非功能进行分区，透澈完了软件界说车身 相似是域限定器，特斯拉的域限定器想路永远是更为起先的。例如来说，当作传统汽 车供应链中最中枢的供应商之一，博世是最早建议域限定器意见的企业之一。
但博世的想 路仍然受到传统的模块化电子架构影响，其在 2016 年建议了按照功能分区的五域架构， 将整车的 ECU 整合为驾驶赞助、安全、车辆知晓、文娱信息、车身电子 5 个域，不同域 之间通过域限定器和网关进行结合。在其时看来，这一决议一经能够大大减少 ECU 数目， 但是用今天的眼神来看，每个域里面仍然需要较为复杂的线束结合，整车线束复杂度仍然较高。
与博世形成对比，特斯拉 model 3 在 2016 年发布，2017 年量产上市，与博世的陈说 险些处于团结时期。但是，Model 3 的域限定器架构中枢径直从功能变成了位置，3 个车 身限定器就集会体现了特斯拉造车的新想路。按照特斯拉的想路，每个限定器应该负责控 制其隔壁的元器件，而非整车中的统统同类元器件，这么才能最大化减少车身布线复杂度， 充分证据面前芯片的通用性和高性能，抑遏汽车开发和制形本钱。是以特斯拉的三个车身 域限定器分别散布在前车身、左前门和右前门前，完了就近限定。
这么的刚正是不错抑遏 布线的复杂度，但是也要求三个车身域要完了透澈的软硬件解耦，对厂商的软件才智的要 求大大提高。
以下分别先容三个车身限定器的情况，车身域分为前车身域、左车身域、右车身域， 其在 Model3 车身上的位置如下图所示：
前车身域限定器的位置在前舱，这个位置表面上来说遭逢的碰撞概率要更高，因此采 用铝合金的保护外壳，而支配车身域限定器由于在乘用舱内，遭逢外界碰撞的概率较低， 保护外壳均接管塑料结构，如下图所示：
前车身限定器：全车电子电气配电单位以及核快慰全 ECU 结合
前车身限定器位于前舱中，主要负责的功能是前车体元件限定以及主要的配电职责。该限定器离蓄电板比较近，便捷取电。其主要负责三类电子电气的配电和限定：
1、安全 关系：i-booster、ESP 车身安逸系统、EPS 助力转向、前向毫米波雷达；
2、热管制关系：如冷却液泵、五通阀、换热器、冷媒温度压力传感器等；
3、前车身其它功能：车头灯、 机油泵、雨刮等。
除此除外，它还给支配车身限定器供电，这一功能十分紧要，因为支配 车身限定器随后还将用这两个接口中的能量来驱动各自限定的车身零部件。
将其终止来看，具体功能完了方面，需要诸多芯片和电子元件来配合完成。中枢的芯 片主要完成限定和配电两方面的职责。
先说限定部分，主要由一颗意法半导体的 MCU 来实行（图中红框）。此外，由于波及 到冷却液泵、制动液液压阀等各类电机限定，是以板上搭载有安森好意思的直流电机驱动芯片 （图中橙色框 M0、M1、M2），这类芯片泛泛搭配一定数目的大功率 MOSFET 即可驱动 电机。
配电功能方面，一方面需要实时监测各部件中电流的大小，另一方面也需要把柄监测 的遣散对电流通断和电流大小进行限定。电流监测方面，AMS 的双 ADC 数据采集芯片和 电流传感器配套芯片（黄色框 AMS 中的芯片）不错起到紧要作用。而要限定电流的状况， 一方面是通过 MOSFET 的开关，另一方面也不错通过 HSD 芯片（High Side Driver，高 边开关），这种芯片不错限定从电源正极流出的电流通断。
这一块限定器电路板共使用了 52个安森好意思的大功率 MOSFET，9个功率整流器芯片， 以及 ST 和英飞凌的共计 21 个 HSD 芯片。在前车身限定器上咱们不错看到，特斯拉一经 在很大程度上用半导体元件取代了传统电气元件。
左车身域限定器：负责车身左侧电子电气调度
左车身限定器位于驾驶员小腿左前地点置，贴合车体纵向抛弃，接管塑料壳体封装， 不错在一定程度上轻松本钱。左车身限定器负责管制驾驶舱及后部的左侧车身部件，充分 体现了尽可能轻松线束长度以限定本钱的指挥想想。
左车身限定器主要负责了几类电子电气的配电和限定：1、左侧关系：包括姿色板、 标的盘位置调度、照脚灯；2、座椅和车门：，左前座椅、左后座椅、前门、后排车门、座 椅、尾灯等。
左车身域限定的中枢芯片主要也分为限定和配电。中枢限定功能使用两颗 ST 的 32 位 MCU 以及一颗 TI 的 32 位单片机来完了。左车身的灯具和电机比较多，针对灯具类应 用，特斯拉选用了一批 HSD 芯片来进行限定，主要接管英飞凌的 BTS 系列芯片。针对电 机类应用，特斯拉则选用了 TI 的电机限定芯片和安森好意思的大功率 MOSFET。
右车身域限定器：负责车身右侧电子电气调度
右车身限定器与左车身基本对称，接口的布局大体相通，也有一些不同点。右车身域 负责超声波雷达以及空调，同期右车身承担的尾部限定功能更多一些，包括后方的高位刹 车灯和后机油泵都在此限定。
具体电路完了方面，由于功能较为相似，电路建树也与左车身较为相似。一个不同点 在于右车身信号较多，是以将主控单片机从左车身的 ST 换成了瑞萨的高端单片机 RH850 系列。此外由于右车身需要较多的空调限定功能，是以加多了三片英飞凌的半桥驱动器芯片。
特斯拉车身域的想路：透澈地软件界说汽车，用芯片替代保障丝和继电器
车身域是特斯拉比较传统汽车变化最大的地方，传统汽车接管了大批 ECU，而特斯拉 通过三个域完了了对整车的一个限定。诚然都是往域限定器标的走，但特斯拉莫得接管博 世的功能域作念法，而是完全按区域来进行鉴识，将硬件尽量标准化，通过软件来界说汽车 的想路体现得大书特书。除此除外，特斯拉还将一些电气化的部件尽量芯片化，如车身域 中接管了大批 HSD 芯片替代了继电器和保障丝，可靠性提高，而且不错编程，能更好实 现软件界说汽车。
特斯拉限定器的畴昔走向：走向更高集成度，优化交代持续降本
从特斯拉车身限定器能够体现出的另一个发展趋势是器件的持续集成和持续降本。早 期版块的 model S 和 model X 并无如斯集会的车身限定器架构，但如今较新的 model 3 和 model Y 一经体现出集成度加多的趋势。左下图中咱们不错看到，当作第三代车身域控 制器居品，model Y 的车身限定器一经与第一代的 model 3 有所不同，直不雅上便是其元器 件密度有所加多。比如图中的 MOSFET（玄色小方块），model Y 的间距赫然要比 model 3 更小。因此，在相似的面积下，限定器就能容纳更多元件，和会更多功能。另外，与现存 的 model 3 不同，model Y 限定器的后面也被期骗起来，加多了一定数目的元器件，这使 得限定器的集成度进一步提高。集成度提高的遣散便是车身电子电气架构的进一步简化， 汽车电子本钱的进一步抑遏。
另外 2020 款 model Y 的 PCB 板也得到进一步轻松。初代 PCB 板由于形势不国法， 例必有一部分 PCB 材料被耗损，推高了本钱。而第三代限定器的 PCB 形势能够紧密贴合， 两个支配车身限定器不错合并成为一个矩形，因此 PCB 材料的期骗率得到有用提高，也能够在一定程度上抑遏本钱。
畴昔车身限定器会如何发展，是否会走向一台谐和的限定器？至少面前来看，特斯拉 用居品对此作念出了含糊的回复。咱们不错看到，2021 年录用的 model S plaid，其第四代 车身限定器仍旧使用了分离的两片支配车身限定器。
而且在第四代车身限定器瞎想中，前车身限定器也分红了两片，一派负责能量管制和 配电，另一派负责车身管制、热管制以及少出嫁电职责。举座来看，第四代限定器的元件 密度仍旧很高，体现出了集成降本的趋势。另外，第四代限定器的元件结合接管 Press-Fit 时刻取代了传统焊合，进一步提高了良率，也成心于完了更高的元器件密度。
举座来看，谐和的中央计较机诚然集成度高，但不可幸免地带来了限定器和受控器件 的距离加多，从而加多线束长度，提高本钱，而且元件集成密度也有一定的限制，咱们无 法在有限的空间内无穷制集成，因此集会化亦然有上限和最优解的，面前看来特斯拉正逐 渐改善瞎想和工艺来靠近这个最优解。
硬件方面的持续集成也为软件的集成和发展创造了条款。传统汽车产业链当中不同功 能孤苦性很高，各功能的 ECU 都来自不同厂商，难以协同职责。但特斯拉将大批 ECU 集 成后，车身上只需保留负责各个功能的实行器，而主要的限定功能都谐和在域限定器中， 接管少许的 MCU，更多使用软件来完见遵循限定。比如特斯拉 model 3 的支配车身域控 制器中各有 3 个 MCU，数目大大减少，不同限定功能接管软件的形式进行交互，能够有 更大的协同创新空间。比如特斯拉不错协同全车空调出风口来调度车内风场，或对副驾驶 座位上的乘客进行体重检测，判断其是否属于儿童，从而纯真诊疗安全气囊策略，而不是 像传统车企一样只可让儿童坐在后排。而且特斯拉不错从软件限定当中集聚数据，并持续 不停改善限定功能，改善用户体验。
特斯拉这种软硬件持续集成的决议在带来上风的同期也对软件开发才智建议了更高 要求。惟一统揽全局软硬件决议、熟悉各个部件秉性的整车厂商才有才智开发如斯纷乱复 杂的软件系统，传统车企一直以来上演集成商的扮装，ECU 软件开发更多依赖供应商，其东谈主才军队组成和供应链方面的利益关系导致其短时期内难以师法特斯拉的方式，因而特斯 拉的车身限定软件也成为其稀罕的竞争力。
2、驾驶域：FSD 芯片和算法组成主要壁垒，NPU 芯片效率更优
特斯拉的另一个紧要特色便是其智能驾驶，这部分功能是通过其自动驾驶域限定器 （AP）来实行的。本部分的中枢在于特斯拉自主开发的 FSD 芯片，其余建树则与刻下其 他自动驾驶限定器决议莫得骨子区别。
在 model 3 所用的 HW3.0 版块的 AP 中，配备两颗 FSD 芯片，每颗建树 4 个三星 2GB 内存颗粒，单 FSD所有 8GB，同期每颗 FSD配备一派东芝的 32GB闪存以及一颗 Spansion 的 64MB NOR flash 用于启动。集聚方面，AP 限定器里面包含 Marvell 的以太网交换机和物理层收发器，此外还有 TI 的高速 CAN 收发器。关于自动驾驶来说，定位也十分紧要， 因此配备了一个 Ublox 的 GPS 定位模块。
外围接口方面，model 3 整车的统统录像头都径直结合到 AP 限定器，与这些相机配 合的还有 TI 的视频串行器妥协串器。此外还有供电接口、以太网接口和 CAN 接口使得 AP 限定器能够正常运作。当作一款车载限定器，特斯拉的自动驾驶域限定器还辩论到了伏击 情况，因此配备了伏击招呼音频接口，为此搭配了 TI 的音频放大器和故障 CAN 收发器。
另外一丝值得驻扎的是，为了保障驾驶安全，AP 限定器必须时刻安逸运行，因此特 斯拉在 AP 限定器中加入了异常大批的被迫元件，正面有 8 颗安森好意思的智能功率模块，并 搭配大批的电感和电容。后面更为赫然，在险些莫得太多限定芯片的情况下将被迫元件铺 满通盘电路板，密度之高远超其他限定器，也赫然高于生计中各式常见的智能终局。从这 一丝来看，跟着智能汽车的发展，我国被迫元器件企业也有望获益。
为了完了自动驾驶，特斯拉建议了一整套以视觉为基础，以 FSD 芯片为中枢的处分 决议，其外围传感器主要包含 12 个超声传感器（Valeo）、8 个录像头（风挡玻璃顶 3 个前 视，B 柱 2 个拍摄侧前方，前翼子板 2 个后视，车尾 1 个后视录像头，以及 1 个 DMS 摄 像头）、1 个毫米波雷达（大陆）。
其最中枢的前视三目次像头包含中间的主录像头以及两侧的长焦镜头和广角镜头，形 成不同视线范围的搭配，三个录像头用的是相通的安森好意思图像传感器。
毫米波雷达抛弃于车头处车标隔壁，包含一块电路板和一块天线板。该毫米波雷达内 部接管的是一颗 Freescale 限定芯片以及一颗 TI 的稳压电源管制芯片。
而通盘 AP 限定器的着实中枢其实便是 FSD 芯片，这亦然特斯拉完了更高 AI 性能和 更低本钱的的一个要点。与刻下较为主流的英伟达决议不同，特斯拉 FSD 芯片里面占据 最大面积的并非CPU和GPU，而是NPU。诚然此类瞎想完全是为神经集聚算法进行优化， 通用性和纯真性相对不如英伟达的 GPU 决议，但在刻下 AI 算法尚未出现根人性变化的情 况下，NPU 的适用性并不会受到要挟。
NPU 单位能够对常见视觉算法中的卷积运算和矩阵乘法运算进行有用加快，因此特斯 拉 FSD 芯片能够使用三星 14nm 工艺，达到 144TOPS 的 AI 算力，而面积惟一约 260 平 方毫米。比较而言，英伟达 Xavier 使用台积电 12nm 工艺，使用 350 平方毫米的芯单方面 积却只得到 30TOPS 的 AI 算力。这么的差距亦然特斯拉从 HW2.5 版块的英伟达 Parker SoC 切换到 HW3.0 的自研 FSD 芯片的原因。因此，在算法不发生根人性变革的情况下， 特斯拉 FSD 能取得本钱和性能的双重上风，这也组成了特斯拉自动驾驶决议的竞争力。
AI 算法方面，把柄特斯拉官网东谈主工智能与自动驾驶页面的刻画，AutoPilot 神经集聚的 完满构建波及 48 个集聚，每天依据其上百万辆车产生的数据进行窥察，需要窥察 70000 GPU 小时。基础代码层面，特斯拉具备不错 OTA 的引诱规律，还有自界说的 Linux 内核 （具有实时性补丁），也有大批内存高效的低层级代码。 、
畴昔自动驾驶域的创新仍然会集会在芯片端，另传闻感器的创新如激光雷达、4D 毫 米波雷达等也能够很大程度上推动智能驾驶。在可见的畴昔，专用 AI 芯片将能够成为与英 伟达竞争的紧要力量，我国 AI 芯片企业有望借助智能汽车的东风得回更好发展。
3、座舱域：特斯拉更多将座舱视为 PC 而非手机
座舱域是用户体验的紧要组成部分，特斯拉的座舱限定平台也在不停进化中。本次拆 解的特斯拉 model 3 2020 款接管的是第二代座舱域限定器（MCU2）。
MCU2 由两块电路板组成，一块是主板，另一块是固定在主板上的一块袖珍无线通讯 电路板（图中粉色框所示）。这一块通讯电路板包含了 LTE 模组、以太网限定芯片、天线 接口等，异常于传统汽车顶用于对外无线通讯的 T-box，这次将其集成在 MCU 中，能够 轻松空间和本钱。咱们本次拆解的 2020 款 model 3 接管了 Telit 的 LTE 模组，在 2021 款 以后特斯拉将无线模组供应商切换成移远通讯。
MCU2 的主板接管了双面 PCB 板，正面主要布局各式集聚关系芯片，例如 Intel 和 Marvell 的以太网芯片，Telit 的 LTE 模组，TI 的视频串行器等。正面的另一个紧要作用是 提供对外接口，如蓝牙/WiFi/LTE 的天线接口、录像头输入输出接口、音频接口、USB 接 口、以太网接口等。
而 MCU2 的后面更为紧要，其中枢是一颗 Intel Atom A3950 芯片，搭配所有 4GB 的 Micron 内存和相似是 Micron 提供的 64GB eMMC 存储芯片。此外还有 LG Innotek 提供的 WiFi/蓝牙模块等。
在座舱平台上，特斯拉基于开源免费的 Linux 操作系统开发了其自有的车机操作系统， 由于 Linux 操作系统生态不如 Android 生态丰富，特斯拉需要我方进行一部分主流软件的 开发或适配。
座舱域的紧要作用便是信息文娱，MCU2 在这一方面证据尚显不及。陪同 A3950 芯 片廉价的是其性能有限，据车东西测试称，在 MCU2 上启动腾讯视频或 bilibili 的时期都超 过了 20 秒，且舆图放大缩小频频卡顿。卡顿的原因是多方面的，一方面 A3950 自身算力 有限，集成显卡 HD505 性能也比较弱，处理器测评网站 NotebookCheck 对英特尔 HD 505 的评价是，限定 2016 年的游戏，即使是在最低画质确立下，也很少能知晓运行。另一方 面，速率较慢、寿命较短的 eMMC（embedded MultiMedia Card）闪存也会株连系统性 能。eMMC 相对机械硬盘具备速率和抗震上风，但擦写寿命可能惟一数百次，跟着使用次 数增多，坏块数目加多，eMMC 的性能将渐渐恶化，在使用周期较长的汽车上这一流毒可 能会得到进一步放大，导致读写速率慢，使用卡顿，2021 年齿首，特斯拉调回初代 MCU eMMC 不错佐证这一丝。空洞来看，特斯拉 MCU2 比较同期期接管高通 820A 的车机，属于偏弱的水平。
但特斯拉当作一家有趣车辆智能水平的企业，并不会坐视过时的局面一直保持下去。2021 年发布的统统新款车型都换装 AMD CPU（zen+架构）和孤苦显卡（RDNA2 架构）， GPU 算力提高非常 50 倍，存储也从 eMMC 换成了 SSD，读写性能和寿命都得到大幅改 善。举座来看，比较 MCU2，MCU3 性能得回赫然提高，提高幅度比第一代到第二代的跨度更大。
最新一代的特斯拉 MCU 建树一经与刻下最新一代的主流游戏主机较为接近，尤其是 GPU 算力方面不输索尼 PS5 和微软 Xbox Series X。
提高的建树也让使用体验得到大幅提高。把柄车东西的测试，MCU3 加载 bilibili 的时 间镌汰到 9 秒，浏览器启动时期为 4 秒，舆图也能够知晓操作，诚然比较手机加载速率仍 然不够，但一经有赫然改善。另外 MCU3 的纷乱算力让其能够运行大型游戏，比如 2021 年 6 月新款特斯拉 model S 录用庆典上，特斯拉职责主谈主员就现场展示了用手柄和车机玩赛博一又克 2077。而且特斯拉官网上，汽车里面渲染图中，车机屏幕上娇傲的是巫师 3。这两 个案例一经评释，MCU3 能够充分维持 3A 游戏，使用体验一定程度上一经不错与 PC 或游戏主机比较较。
从特斯拉车机与游戏的不停靠拢咱们不错看到畴昔座舱域的发展第一个标的，即继续 鼓吹大算力与强生态。面前除特斯拉接管 x86 座舱芯片外，其他车企接管 ARM 体系较多， 但相似呈现出算力快速增长的趋势，这一丝从主流的高通 820A 到 8155，乃至下一代的 8295 都能够得到赫然体现。高通下一代座舱芯片 8295 性能基本与条记本电脑所用的 8cx 相通。不错看到非论是特斯拉用的 AMD 芯片照旧其他车企用的高通芯片，面前趋势都是 从镶嵌式的算力水平向 PC 的算力水平靠拢，畴昔也有可能进一步超越 PC 算力。
而且高算力让座舱限定器能够期骗现存的软件生态。特斯拉选用 x86，基于 Linux 开 发操作系统，期骗现存的PC游戏平台，其他厂商更多期骗现存的ARM-Android出动生态。这一标的发展到一定阶段后，可能会给车企带来生意模式的改变，汽车将成为流量进口， 车企不错凭借车载的应用商店等渠谈得回大批软件收入，而且大幅提高毛利率。
座舱域限定器的第二个发展标的则是可能与自动驾驶限定器的和会。起先，刻下座舱 限定器的算力普遍出现了多余，剩余的算力完全不错用于满足一些驾驶类的应用，例如自 动泊车赞助等。其次，一些自动驾驶功能尤其是泊车关系功能需要较多东谈主机交互，这恰是 座舱限定器的刚毅。而且，座舱限定器与自动驾驶限定器的和会还能够带来一定的资源复 用和本钱轻松，泊车期间不错将主要算力用于进行游戏文娱，行驶期间则将算力用于保障自动驾驶功能，而且这种资源轻松能够让汽车少一个域限定器，按照 MCU3 的价钱，大致 能够为每台车轻松上百好意思元的本钱。面前一经出现了异常多二者和会的迹象，比如博世、 电装等主流供应商纷纷在座舱域限定器中集成 ADAS 功能，畴昔这一趋势有望普及。
4、电控域：IGBT 大展经纶，SiC 矛头初露
IGBT：汽车电力系统中的“CPU”，泛泛受益于电气化波澜
IGBT 异常于电力电子范围的“CPU”，属于功率器件门槛最高的赛谈之一。功率半导 体又称为电力电子器件，是电力电子装配完了电能转念、电路限定的中枢器件，按集成度 可分为功率 IC、功率模块和功率分立器件三大类，其中功率器件又包括二极管、晶闸管、 MOSFET 和 IGBT 等。
应用场景的增量扩张使得汽车范围成为市集范围最大，增长速率最快的 IGBT 应用领 域。把柄集邦商量数据，新能源汽车（含充电桩）是 IGBT 最主要的应用范围，其占比达 31%。IGBT 在汽车中主要用于三个范围，分别是电机驱动的主逆变器、充电关系的车载 充电器（OBC）与直流电压转念器（DC/DC）、完成赞助应用的模块。
1）主逆变器：主逆变器是电动车上最大的 IGBT 应用场景，其功能是将电板输出的大 功憨直流电流转念成交流电流，从而驱动电机的运行。除 IGBT 外，SiC MOSFET 也能完 成主逆变器中的转念需求。
2）车载充电器（OBC）与直流电压转念器（DC/DC）：车载充电器搭配外界的充电 桩，共同完成车辆电板的充电职责，因此 OBC 内的功率器件需要完成交-直流转念和险峻 压变换职责。DC/DC 转念器则是将电板输出的高压电（400-500V）转念成多媒体、空调、 车灯能够使用的低压电（12-48V），常用到的功率半导体为 IGBT 与 MOSFET。
3）赞助模块：汽车配备大批的赞助模块（如：车载空调、天窗驱动、车窗升降、油 泵等），其相似需邀功率半导体完成小功率的直流/交流逆变。这些模块职责电压不高，单价也相对较低，主要用到的功率半导体为 IGBT 与 IPM。
以逆变器为例，Model S 的能源总成有两种，分别为 Large Drive Unit（LDU）和 Small Drive Unit（SDU），前者装配在“单电机后驱版块”中的后驱、“双电机高性能四驱版块” 中的后驱，后者装配在“双电机四驱版块”中的前后驱、“双电机高性能四驱版块”中的先行者。
LDU 尺寸较大，输出功率也较大，里面的逆变器包含 84 个 IGBT。LDU 的逆变器呈 现三棱镜构造，每个半桥位于三棱镜的每个面上，每个半桥的 PCB 驱动板（三角形）位 于三棱镜的顶部，电板流出的高压直流电由顶部输入，逆变后的高压交流电由底部输出。
Model S（单电机版块）全车共有 96 个 IGBT，其中有 84 个 IGBT 位于逆变器中，为 其三相感应电机供电，84 个 IGBT 的型号为英飞凌的 IKW75N60T。若以每个 IGBT 5 好意思 元计较，Model S 逆变器所使用的 IGBT 价钱约为 420 好意思元。
而 SDU 的形态更小，里面结构也更为紧凑，里面逆变器含 36 个 IGBT。把柄 01芯闻拆解，SDU 中的 IGBT 为单管 IGBT，型号为英飞凌的 AUIRGPS4067D1，总用量为 36 片。IGBT 单管的布局也有较大变化，IGBT 单管背靠背固定在散热器中，组成肖似三明治的结构，充分期骗里面空间。同期，SDU 里面 IGBT 的管脚也无需折弯，抑遏失效概率。比较 LDU，SDU 的出现体现出特斯拉对 IGBT 更高的关注度与要求，其机械、电学、成 本、空间等主张均有赫然提高。
SiC：Model 3 创始应用先河，与 IGBT 各有千秋
与 IGBT 肖似，SiC 相似具有高电压额定值、高电流额定值以及低导通和开关损耗等 特色，因此相等合适大功率应用。SiC 的职责频率可达 100kHz 以上，耐压可达 20kV，这 些性能都优于传统的硅器件。其于上世纪 70 年代驱动研发，2010 年 SiC MOSFET 驱动 商用，但面前并未大范围扩充。
Model 3 为第一款接管全 SiC 功率模块电机限定器的纯电动汽车，创始 SiC 应用的先 河。基于 IGBT 的诸多上风，在 Model 3 问世之前，世面上的新能源车均接管 IGBT 决议。而 Model 3 期骗 SiC 模块替换 IGBT 模块，这一里程碑式的创新大大加快了 SiC 等宽禁带 半导体在汽车范围的扩充与应用。把柄 SystemPlus consulting 拆解陈说，Model 3 的主逆 变器上共有 24 个 SiC 模块，每个模块包含 2 颗 SiC 裸晶（Die），共 48 颗 SiC MOSFET。
Model 3 所用的 SiC 型号为意法半导体的 ST GK026。在相通功率等第下，这款 SiC 模块接管激光焊合将 SiC MOSFET、输入母排和输出三相铜进行结合，封装尺寸也赫然小 于硅模块，而且开关损耗抑遏 75%。接管 SiC 模块替代 IGBT 模块，其系统效率不错提高 5%支配，芯片数目及总面积也均有所减少。如果仍接管 Model X 的 IGBT，则需要 54-60 颗 IGBT。
24 个模组每个半桥并联四个，期骗水冷进行散热。24 个模块摆设紧密，每相 8 个， 单个开关并联 4 个。模组下方紧贴水冷散热器，并期骗其进行散热。不错看到，模块所在 位置的后面有多根棒状摆设的散热器（扰流柱散热器），期骗冷却水进行水冷。水通谈由 稍大的盖板覆盖和密封。
Model 3 形成“示范效应”后，多家车厂陆续跟进 SiC 决议。在 Model 3 见效量产并 使用后，其他厂商驱动渐渐意志到 SiC 在性能上的优厚性，并积极跟进关系决议的落地。2019 年 9 月，科锐与德尔福科技告示开展相关车用 SiC 器件的互助，科锐于 2020 年 12 月成为内行 FAST 花样 SiC 独家互助伙伴；2020 年，比亚迪“汉”EV 车型下线，该车搭 载了比亚迪自主研发的的 SiC MOSFET 模块，加快性能与续航显耀提高；2021 年，比亚 迪在其“唐”EV 车型中加入 SiC 电控系统；2021 年 4 月，蔚来推出的轿车 ET7 搭载具 备 SiC 功率模块的第二代高效电驱平台；小鹏、瞎想、捷豹、路虎也在渐渐布局 SiC。
比较 IGBT，SiC 能够带动多个性能全面提高，上风显耀。由于 Si-IGBT 和 Si-FRD 组成的 IGBT 模块在追求低损耗的谈路上走到极致，意法半导体、英飞凌等功率器件厂商 纷纷驱动研发 SiC 时刻。与 Si 基材料比较，SiC 器件的上风集会体现在：1）SiC 带隙宽， 职责结温在 200℃以上，耐压可达 20kV；2）SiC 器件体积不错减少至 IGBT 的 1/3~1/5， 分量减少至 40%~60%；3）功耗抑遏 60%~80%，效率提高 1%~3%，续航提高约 10%。在多项工况测试下，SiC MOSFET 比较 Si-IGBT 在功耗和效率上上风显耀。
但 SiC 的高本钱制约普及节律，畴昔 SiC 与 Si-IGBT 可能同步发展，互相补充。与 IGBT 比较，SiC 材料相似存在亟待提高之处。1）面前 SiC 成品率低、本钱高，是 IGBT 的 4~8 倍；2）SiC 和 SiO2 界面迤逦多，栅氧可靠性存在问题。受限于高本钱，SiC 器件 普及仍需时日，重复部分应用场景更加垂青安逸性，咱们以为 SiC 在慢慢浸透的经过中将 与 Si-IGBT 一同成长，畴昔两者均有深广的应用场景与增漫空间。
由于应用落地较慢，面前通盘 SiC 市集仍处于发展阶段，国外厂商占据主要份额。根 据 Cree（现公司名为 Wolfspeed）数据，2018 年全球 SiC 器件销售额为 4.2 亿好意思元，预 计 2024 年销售额将达 50 亿好意思元。SiC 产业分链可分为衬底、外延、模组&器件、应用四 大法子，意法半导体、英飞凌、Cree、Rohm 以及安森好意思等国外龙头主要以 IDM 模式谋略， 覆盖产业链统统法子，五家龙头占据的市集份额分别为 40%、22%、14%、10%、7%。国内三安光电、中车时间电气、扬杰科技、华润微等厂商以 IDM 模式谋略，而天岳先进、 露笑科技、华天科技等厂商则专注于某一细分法子。
5、能源域：主从架构 BMS 为躯干，精细电板管制为中枢
Model 3 当作电动车，电能和电板的管制十分紧要，而负责管制电板组的 BMS 是一 个高难度居品。BMS 最大的难点之一在于，锂电板安全高效运行的条款是十分尖酸的。面前的锂电板，非论正负极照旧电解液都十分脆弱。正负极均为多孔材料，充放电时锂离子就在正极和负极的孔隙中出动，导致正负极材料膨大或收缩，当锂电板电压过高或过低， 就意味着锂离子过度集会在正负极其中之一，导致这一边的电极过度膨大而幻灭，还容易 产生锂枝晶点破电板结构，而另一边的电极由于浮泛锂离子复旧，会发生结构垮塌，如斯 正负极都会受到遥远性损伤。电解液和三元正极材料都对温度比较明锐，温渡过高则容易 发陌生解和反应，乃至物化、爆炸。因此，使用锂电板的前提便是确保其能职责在合适的 温度和电压窗口下。如果以电压为横轴，温度为纵轴绘图一张图，这就意味着锂电板必须 运行在图中一个较小的区域内。
BMS 的第二浩劫点在于，不同的锂电板之间例必存在不一致性。这种不一致性就导 致团结时期，在团结电板组内，不同的电板仍然职责在不同的温度、电压、电流下。如果继续用一张图来刻画，就代表着不同电板处在图上的不同位置。而要保证电板组的安全高 效运行，就意味着诸多电板所在的点位必须同期处于狭窄的安全窗口内，这就导致电板数 量越多，管制就越负责。
为了处分锂电板运行的这一难题，就必须有可靠的 BMS 系统来对电板组进行监控和管制，让不同电板的充放电速率和温度趋于平衡。
在诸多厂家的 BMS 中，特斯拉的 BMS 系统是复杂度和时刻难度最高的之一，这主如果由于特斯拉稀罕的大批小圆柱电板成组瞎想。
为什么特斯拉选用难以限定的小圆柱电板？早在特斯拉建造的早期，日本厂商在 18650 小圆柱电板上累积了丰富的造就，一年出货量达到几十亿节，因而这类电板一致性较好，成心于电板管制。因此特斯拉在 model S 上选用了小圆柱电板。出于时刻累积等 方面的原因，特斯拉在 model 3 上使用了仅比 18650 略大的 2170 电板，而且至今还在使 用圆柱形电板。
由于特斯拉一径直管数目纷乱的小圆柱电板来构造电板组，导致其 BMS 系统的复杂 度较高。在 model S 时间，特斯拉全车使用了 7104 节电板，BMS 对其进行限定是需要一 定软件水平的。把柄汽车电子工程师叶磊的表述，在 model S 当中，接管每 74 节电板并 联检测一次电压，每 444 节电板确立 2 个温度探伤点。从汽车电子工程师朱玉龙发布的 model S 会诊界面图也不错看出，通盘电板组共有 16*6=96 个电压采样点，以及 32 个温 度采样点。不错看到采样的数据是许多的，需要管制的电板数目也为其加多了难度，最终 BMS 将依据这些数据确立合理的限定策略。高复杂度的电板组也让特斯拉在 BMS 范围积 累了异常强的实力。与之相对，其他厂商的 BMS 复杂度就远不如特斯拉高，例如内行 MEB 平台的首款电动车 ID.3 接管最多 12 个电板组模块，其电板管制算法相对会比较浅易。
畴昔特斯拉的 BMS 是否会保管这么的复杂度？从面前趋势来看，跟着接管的电板越 来越大，BMS 需要管制的电板数目是越来越少的，BMS 的难度也有所抑遏。比如从 model S 到 model 3，由于改用 2170 电板，电芯数目出现了较赫然的下跌，长续航版电芯数目缩 减到 4416 颗，中续航版 3648 颗，标准续航版 2976 颗。本次拆解的标准续航版建树 96 个电压采样点，数目与 model S 相通，平均每 31 节电板并联测量一个电压值。整车 4 个电板组，每个都由 24 串 31 并的电板组组成，对电流平衡等方面建议了较高的要求。畴昔， 跟着 4680 大圆柱电板的应用，单车电芯数目将进一步减少，成心于 BMS 更精确地进行 限定，大致能够进一步强化特斯拉的 BMS 证据。
尽管面对着最高的 BMS 时刻难度，但特斯拉仍旧在这一范围作念到优秀水准，而且还 有超越其他公司的私有之处。比如特斯拉在电板管制的想路方面显得更加神勇，热管制方 面是一个典型体现。特斯拉会在充电期间启动热管制系统将电板加热到 55 度的表面最好 温度，并在此温度下进行持续充电，比较而言，其他厂商时常更戒备电板是否会过热，不 会接管此类策略，这更加显线路特斯拉在 BMS 方面的实力。
特斯拉在充电或电能期骗方面的用户体验瞎想是其 BMS 系统的另一个私有之处。比 如特斯拉会用车身电板来使其他紧要限定器完了“永不下电”，提高启动速率，改善用户 体验。充电时，特斯拉选用的策略也更加纯真，会在充电刚驱动时将电流提高到极大的程 度，马上提高电板电量，随后再渐渐减小充电电流到一个不错历久持续的水平，比如 model Y 不错在 40 秒内达到 600A 的超大电流充电（如图中黄绿色线所示）。比较而言，一般的 车企致使消费电子厂商泛泛会用一个不错历久持续的电流进行恒流充电。辩论到车主无意 需要在几分钟内马上补充电板电量，特斯拉的这种策略无疑是更有上风的，这也体现出特 斯拉比传统车企想路更纯真，更能产生创新。
而具体如何完了这么优秀的 BMS 功能？前文所说的各类 BMS 管制策略依赖于软件， 软件的基础在于特斯拉的 BMS硬件瞎想。特斯拉 model 3 的硬件瞎想包括了中枢主控板、 采样板、能量转念系统（PCS，由 OBC 和 DCDC 两部分组成）以及位于充电口的充电控 制单位。BMS 部分统统电路均覆盖有透明三防漆以保护电路，导致电路元件外不雅光滑且反光。
主控板负责管制统统 BMS 关系芯片，共确立 7 组对外接口，包含了对充电限定器（CP）、 能量转念系统（PCS）的限定信号，以及到采样板（BMB）的信号，另外还包含挑升的电 流电压采集信号。电路板上包含高压阻隔电源、采样电路等电路模块。元器件方面，有 Freescale 和 TI 的单片机，以及运放、参考电压源、阻隔器、数据采样芯片等。
在 BMS 的限定下，具体对电板组进行监测的是 BMB 电路板，关于特斯拉 model 3而言，共有 4 个电板组，每一组配备一个 BMB 电路板，而且 4 个电路板的电路布局各不 相通，相互之间不错很容易地期骗电路板上的编号进行区别，而且按照规矩用菊花链结合 在沿途，在 1 号板和 4 号板引出菊花链结合到主控板的 P5 和 P6 接口。咱们本次拆解的 model 3 单电机标准续航版电板组较短，沿着每个电板组都交代了一条 FPC（柔性电路板）， 而且在其沿线确立了对电板进行采样的采样点，每个采样点都用蓝色聚氨酯进行覆盖保护， 终末在 FPC 上方覆盖淡黄色胶带进行保护。需要驻扎的是，标准续航版尽管每个电板组 仍有两条淡黄色胶带，但惟一其中一条底下有 FPC，另一条仅起到对下方电板触点的保护 作用。而关于长续航版块，由于电板较多，每个电板组都需要分红两条 FPC 进行采样。
具体到 BMB 电路方面，标准续航版和长续航版也有所不同，咱们以元器件较多的 4 号采样板为例进行评释。起先，在采样点数目方面就有所不同，标准续航版共确立 24 个 采样点，因此 FPC 上有 24 个触点与 BMB 进行对应。长续航版的电板组顶格确立，4 个 电板组当中，中间两组较长，支配各确立 25 个采样点，共 50 个，双方的电板组略短一些， 共确立 47 个采样点，一侧 24 个，另一侧 23 个，因此长续航版的 BMB 需要在两侧都设 置触点。
其次，电路交代和元器件数目也有较大不同。经过触点传来的信号需要由 AFE（模拟 前端）芯片进行处理，这是通盘 BMB 电路的中枢。标准续航版每个 BMB 有两颗定制的 AFE 芯片，其建树有些肖似 Linear Technology（ADI）的 LTC6813 芯片但不完全相通， 同期建树了 3 颗 XFMRS 的 BMS LAN 芯片用于与其他电路板的信号传输。长续航版 BMB 由于两侧均有触点，信号数目较多，因此为每个 AFE 另外建树了两颗简化版的 AFE 芯片 （图中橙色长方形），用来赞助信号处理。同期 BMS LAN 芯片的数目也加多了 1 颗。
BMS 体系的另一个紧要组成部分是充电限定，特斯拉为此开发了充电限定器，位于左 后翼子板充电口隔壁。该限定器有三个对外接口，负责限定充电口盖、充电枪结合状况与 锁定、充电信号灯、快慢充限定及过热检测等。电路方面则包括了 Freescale 的 MCU 和 ST 的 HSD 芯片等。
BMS 还有一个紧邀功能便是电能转念，包括将高压直流电升沉成低压直流电来供给车 内开发，或者将高压交流电升沉为高压直流电用于充电等，这一部分是通过能量转念系统 （PCS，也称高压配电盒）完成的。PCS 包括两个主要部分，分别是将交流电升沉成直流 电的 OBC（车载充电器，On Board Charger）和进行直流电压变换的 DCDC。这部分电 路中主如果各式大电容和大电感，也包含了整车中十分零星的保障丝。
从元器件层面来看BMS系统，最中枢的主要便是AFE芯片和各类功率器件/被迫元件。其中 AFE 芯片范围，国内最主流的是三家好意思国公司居品，Linear Technology（被 ADI 收 购）、Maxim（被 ADI 收购）、TI，是以其实照旧归结于全球最大的两家模拟芯片公司。此 外 NXP/Freescale、Intersil 等大型厂商也有一定份额。跟着国内产业发展，国产 AFE 芯 片通谈数和居品安逸性渐渐提高，也有望得回发展空间。功率器件方面，我国产业一经有 一定市形式位，在汽车范围仍不错进一步冲突。
从电路和系统层面来看，依据汽车电子工程师朱玉龙的说法，BMS 着实的中枢价值， 其实是在电板的测试，评价，建模和后续的算法。通盘 EE 的软硬件架构，一经基本是红 海，畴昔产业不需要大批的 BMS 公司，长久来看照旧电板厂商和车厂能够在 BMS 范围获 得较高的地位。跟着汽车产业崛起，畴昔我国电动汽车厂商在 BMS 范围也有望得回更深厚的累积。
二、线束和结合器：高压线束和结合器是最大增量，集会式 E/E 架构减少线束用量
1、线束：架构改换镌汰线束长度，轻量化为车厂降本提效要津
车结构日益复杂，功能日益万般，导致线束长度与复杂度提高。线束是汽车电路的网 络主体，其结合车上的各个组件，负责关系电力与电信号的传输，被誉为“汽车神经”。汽车智能化与电气化程度的提高，依赖于汽车传感器、ECU（电子限定单位）数目的加多， 90 年代一辆车的 ECU 数目大致为十几个，而面前单车 ECU 数目已增至上百个。限定单 元的数目的加多使得网线结构日益复杂，大大加多了车辆中的线束长度。
抑遏线束复杂程度，依赖电子电气架构的改换。把柄博世的电子电气架构计谋图，汽 车的电子电气架构主要分为三大类：散布式电子电气架构、域集会式电子电气架构与车辆 集会式电子电气架构。传统汽车主要接管散布式架构，该架构由多个相对孤苦的 ECU 组 成，各个 ECU 与功能逐个双应。而线束则负责将不同的 ECU 进行结合，以完了信息的交 互。因此在传统的散布式架构下，ECU 模块数目的增多与分散化的布局，不可幸免地会导 致线束长度的加多，提高制形本钱。面前传统散布式架构汽车的线束长度大致为 5km。
特斯拉早期的 Model S 与 Model X 对架构进行改良，把柄功能鉴识域限定器，举座 架构介于散布式和域集会式之间。Model S 与 Model X 车内仅由驾驶域、能源域、底盘域、座舱域、车身域等域限定器组成，因此极大减少 ECU 的数目并同步镌汰了 CAN 总线的长 度，Model S 线束长度约为 3km。
而 Model 3 对“域”进行再行鉴识，在 Model S 与 Model X 的基础上进行跨域和会。各个 ECU 不再按功能进行鉴识，而是以物理位置径直分为 CCM（中央处理模块）、BCM LH （左车身限定模块，LBCM）、FBCM（前车身限定模块）、BCM RH（右车身限定模块， RBCM）四大部分。CCM 负责底本驾驶域与座舱域的功能需求，包括自动驾驶模块、信 息文娱模块、车表里通讯结合等；BCM LH 负责左侧车身转向、制动、安逸限定等；FBCM 负责电源分拨、逻辑限定等；BCM RH 负责能源系统、热管制等。期骗少许的高性能计较 单位替代分散的 ECU，把需要完了的功能通过软件搬动到几大模块中，从而进一步提高集 成度，因此，Model 3 的线束长度进一步镌汰到 1.5km。
镌汰线束长度是提高居品续航与制造效率的共同需求。传统汽车线束的分量约占整车 的 5%，长度的镌汰能够为汽车瞎想让出更多的物理空间，并能随和汽车总重从而减少油 耗提高续航。同期，线束种类万般、布局复杂且质量较软，因此线束的坐褥与安装都主要 依赖于东谈主工。把柄佐想汽研数据，95%的线束需要东谈主工坐褥，线束低自动化的坐褥模式限 制了车厂进一步扩大产能。针对这一问题，Model 3 通过改换架构镌汰线束长度，减少其 对产能提高的费事。
除了架构诊疗镌汰线束长度，拆解发现，Model 3 在高压线束中接管铝导线代替传统 的铜导线，进一步完了轻量化。铝与铜的密度分别为 2.7kg/m³、8.9 kg/m³，且铝料的本钱 较铜低廉一半以上。即使辩论铝在导电性能上的劣势，增大线径的铝导线（增大致 1.6 倍） 依旧不错进一步减少车身分量（约 21%），贬扼制形本钱。
但使用铝导线代替铜导线也会面对诸多问题，使得此前车厂不敢恣意尝试高压铝导线。起先，铝的导电率赫然低于铜如若要达到相通的导电性能，需要进一步加大导线线径；铝 的抗拉强度更低，影响机械性能；铝和铜在膨大系数的各异，也会使得铝导线与铜端子在 结合界面产生赋闲，导致阻抗的加多；铝极易氧化，且绝缘的氧化铝可能影响战役性能。诚然铝导线在汽车范围中应用泛泛，但基本都在低压范围，Model 3 在高压导线范围使用 铝导线，是其期骗自身时刻天赋完了本钱管制与时刻提高的紧要证据。
从行业看，线束行业的单车价值量相对安逸，单价主要受车型的不同、花样订价的差 异及结构影响。在新车型和改款车型上市的初期，由于车辆的售价较高，相应的零部件定 价也相应较高。而跟着推出时期的增长及新车型的推出，整车厂会对原有车型进行降价， 同期也要求汽车零部件坐褥商降价，从而抑遏公司居品的销售价钱。把柄沪光股份招股说 明书，2019 年公司成套线束（组成车身的主要线束组合，不包括发动机关系的线束）、发 动机线束、其他线束单价分别为 1587 元/套、199 元/件、29 元/件。相通车型的线束单价 相对安逸，单价各异主要取决于车型的不同，2019 年，公司不同车型成套线束的单价普 遍在 1000 到 3000 元之间。
Model 3 等新能源车发展方兴未已，量价提高洞开线束行业成漫空间。面前哨束行业 为存量市集，市集范围依赖下贱汽车的销售情况，汽车“新四化”趋势下 2021 年我国汽 车产销量分别为 2608.2 万辆与 2627.5 万辆，扫尾了 2018 年以来一语气三年的下跌局面。同期，高压线束的增量需求与轻量化趋势提高单车价值量，行业空间进一步洞开。把柄华 经产业商酌院数据，传统低、中、高端汽车的线束单车价值量约为 2500、3500、4500 元， 而新能源车线束单车价值平均提高至 5000 元支配。若以 3000 元的单车价值量计较，2021 年线束市集范围可达 782 亿元。
从盈利上看，本钱冲击使得行业毛利率证据欠安。线束行业属于服务密集型行业、产 品本钱受铜等原材料价钱影响严重，因此行业内公司毛利率较低。在东谈主力本钱与原料本钱 的负面冲击下，连年来线束行业毛利率呈现下跌趋势。
而从花样上看，线束行业与整车厂商互助安逸，市集集会度较高。汽车线束行业发展 高度依赖汽车行业，大部分品牌车厂领有较练习安逸的汽车配套体系。历久以来，对零部 件的高标准要求使得线束供应商与汽车企业的互助相对安逸。面前，全球汽车线束市集主 要由日本的矢崎、住友电气、藤仓，韩国的欲罗、京信以及泰西的莱尼、安波福、科仑伯 格舒伯特公司、德克斯米尔、李尔等线束厂商主导。把柄前瞻产业商酌院，2018 年前五 大厂商矢崎、住友电气、德尔福、莱尼、李尔分别占比 29.81%、24.38%、16.71%、6.05%、 4.70%，CR5 为 81.65%。
就国内市集而言，大型自主品牌车厂大多领有安逸配套坐褥的原土线束厂，而外资以及联合整车厂，对线束的要求较高，聘请的线束厂家大多为国际零部件厂商在国内的独资 或者联合厂商，例如住润电装主要为广州本田、东风本田配套。连年来，由于国际汽车厂 商越发有趣本钱限定，汽车零部件的原土化采购日益加强，国内厂商正慢慢过问国际汽车 厂商的供应链。
2、结合器：电气化催生增量应用，瞎想改换持续优化
结合器常在导线的两段，相似用于两个有源器件之间的结合，其形式和结构万般，但 泛泛由战役件、绝缘件、壳体、附件组成。战役件是结合器完见遵循的中枢零件，其通过 阴、阳两个战役件的插合完成电结合；壳体是汽车结合器的外罩，提供机械保护与固定连 接器的作用；绝缘体的作用是使战役件按规矩的位置和间距摆设，并提供绝缘保护；附件 可进一步分为结构附件和安装附件，结构附件包括卡圈、定位键、定位销、导向销、聚会 环等，安装附件包括螺钉、螺母、螺杆、弹簧圈等。按照性能及应用场景的不同，车用连 接器不错分为高速结合器、低压结合器和高压结合器。
高压结合器是汽车电气化布景下的要津组件。把柄线束寰宇良友，一台当代车辆包含 的结合器数目多达 700 个。而在汽车电气化趋势下，车内 60V 电压以上的场景马上加多。车辆的驱动离不开高电压大电流电路的驱动，这为高压结合器提供巨大的增量需求。拆解发现，Model 3 中的高压结合器数目也线性加多，功能与形态也有相应的变化。
在高压快充结合器上，Model 3 使用的是由 TE（泰科）定制的插片式高压结合器 HC Stak 35，其作用是结合汽车电板与充电线束。插片结构是特斯拉一贯的聘请，其能够增 加铝导线的焊合聘请，与同等的圆柱式端子比较，其尺寸更小，载流更好（提高约 20%）， 能为电气系统布局尽可能地轻松空间。
从瞎想上看，HC Stak 35 的端子通过铜板（35mm 厚）与 35 片刀叉型端子结合，由 于插座端的端子是由 35 片 DEFCON 端子重复形成，是以其能肖似积木一样，把柄不同端 口的需求不同，通过改变叠片数目来组成不同型号的结合器，这一模块化瞎想方式能够进 一步抑遏端子加工本钱。HC Stak 35 搭配 95 mm²的高压线束，能够维持 Model 3 充电 15 分钟加多 279 公里的快速充电与长效续航。但插片式结合器相似有其污点，其不耐拔插， 插片容易变形导致正负极插片无法保持在团结水平面上。
在能源电板—电驱高压线束的结合器上，Model 3 接管的是 TE 的 HC Stak 25。其 结构和功能与 HC Stak 35肖似，不同点在于尺寸的大小，不错看到，HC Stak 25比 HC Stak 35 更小，因此 HC Stak 25 插座端的端子是 20 片 DEFCON 端子组成（HC Stak 35 为 35 片），不同的型号共用相通的结合器端子。结合器端子通过数目堆叠的变化能够快速完成 不同型号的拼装，这体现了结合器模块化坐褥带来的本钱管控上风。
材料方面，Model 3 结合器材料为尼龙塑料材料，但咱们以为金属合金外壳的应用未 来会更加普及。诚然金属材料结合器比较尼龙材料的本钱更高，但其强度更高，不会出现 插件受力处开裂或冲击后断裂的情况；同期快充功能要求结合器短时期内能够耐受更高的 电流，金属材料的良导热性成心于更好地进行升温限定，因此咱们以为，金属外壳在畴昔 的应用中会更加普及。可能也恰是基于以上辩论，特斯拉的 Model Y 已将其高压结合器外 壳由塑料材料替换成金属材料。
从竞争花样来看，汽车是结合器最大应用场景，行业竞争充分，外洋龙头积淀深厚。2020 年，汽车范围结合器范围占结合器总范围的 22%，是最大的结合器细分市集，电气 化与智能化趋势有望进一步提高汽车结合器市集空间。同期，行业内厂商头部化趋势更加 赫然，1980 年全球前 10 大结合器供应商的市集份额为 38.0%，而在 2019 年前十大供应 商的份额提高至 60.2%。2019 年全球前十大结合器厂商分别为泰科、安费诺、莫仕、安 波福、鸿海精密、立讯精密、矢崎、JAE、JST、罗森伯格。
畴昔，新能源车的进一步发展与放量有望推动结合器需求数目延续高速增长态势，但 单价可能呈下跌趋势。以国内结合器龙头瑞可达为例，2019 年其新能源结合器营收同比 下跌 17.62%，主要为居品售价抑遏导致，当年国度新能源汽车补贴标准平均退坡 50%， 冲击新能源汽车市集需求。2020 年度，新能源汽车市集慢慢回暖，公司成为蔚来汽车、 好意思国 T 公司及上汽集团等新能源汽车车企的供应商，销量同比加多 37.18%，销售额同比 加多 3，737.02 万元。2021 年，汽车“新四化”进一步落地，公司见效过问国表里优质客 户供应链，包括好意思国 T 公司、蔚来汽车、上汽集团、长安汽车、比亚迪、江淮汽车、金龙 汽车、小康股份、安波福、宁德时间、鹏辉能源等。但陪同行业范围效应、坐褥工艺的成 熟与竞争加重影响，结合器价钱安详下跌。
三、电板：时刻代际起先，畴昔向耐用消费品发展
电板包外不雅对比：集成度起先同期期车型，面前仍然处于起先地位 Model 3 电板包接管 4 块大模组，与同期的 iD.4 X，良马 iX3 的电板包比较，接管大 模组时刻，集成度更高，里面布局更为整洁，电板包时刻面前仍处于起先地位。
1、集成方式：小模组→大模组→无模组 CTC，集成度不停提提高，降本增效
集成度提高，减少非必要零件，抑遏本钱，提高续航里程。在旧款的 Model S 中，电 池包接管 16 个小电板模组，分模组进行电板管制；在 2022 款 Model S 中，电板包接管 5 块大模组方式集成，电板包中结构件数目减少，分量随和，系统能量密度提高，在相似采 用 100kWh 的 1865 电板的情况下，整车续航里程从 335 英里加多至 405 英里，提高 21%；在最新的 CTC 时刻中，径直由电芯当作车身的一部分，电板包上盖与车身地板和会，取 消模组瞎想，进一步提高系统集成效率，本钱抑遏 6%，续航里程提高 16%。
适配性：兼容不同数目、类型的电芯，多材料体系、多供应商决议共存
刻下特斯拉电板包系统，多材料、多供应商、多类型电板共存。面前特斯拉电板包采 用多材料体系、多供应商决议。刻下，特斯拉的标续版车型中接管磷酸铁锂电板材料体系， 长续航和高性能车型中接管三元锂电板材料体系，形成了多种材料体系并存的花样。供应 商方面，北好意思工场坐褥的车型接管松下的圆柱电板，上海工场坐褥的车型接管宁德时间的 方形电板以及 LGES 的圆柱形电板，多供应商下多种电板类型共存。
电板包空间纯真排布，兼容多材料体系。铁锂版标续 Model 3 出现之前，三元版标续 Model 3 接管不占满电板包的方式，保留长续版 188L 的电板包体积，仅占用约 3/4 的电板 包空间，放入 53kWh 电板；切换到铁锂版标续 Model 3 后，用磷酸铁锂电芯将电板包空 间全部填满，由于磷酸铁锂电芯的能量密度低于三元电芯，对应带电量 55kWh，达到与此 前三元版标续 Model 3 相通的续航才智。
2、冷却管路瞎想：蛇形冷却→直线冷却，镌汰冷管长度，更快、更充分冷却
特斯拉早期的 Model S/X 电板模组中，冷却管路接管蛇形交代的冷却管，即长冷却 管穿越于通盘电板模组中。如图中所示，2013 款 Model S 中接管一条蛇形冷却管，覆盖 444 颗电芯；2017 款 Model S 中接管两条蛇形冷却管，每根冷却管覆盖 258 颗电芯。
Model 3 驱动，特斯拉接管直线冷却。冷却液从模组一侧分 7 根直线冷却管流入，从 另一端流出，单根冷却管覆盖 164 颗电芯。单根冷却管覆盖数减少，冷却成果更充分；冷 管长度减小，冷却更快。中枢原因，一方面 Model 3 升级为大模组决议，模组内需冷却的 电芯数加多；另一方面，在快充的需求下，关于电芯更快、更充分的冷却需求提高。
在最新的 2022 款 Model S 上，直线冷却进一步升级为 U 型直线冷却。U 型是指横向 来看，每根冷却管在竖直标的 U 型折叠，单侧流入流出；直线是指俯瞰来看，U 型冷却管 直线交代。纵向 U 型排布的刚正是，关于不同位置的电芯的冷却成果更加均匀；直线排布 则是保持单管更少的电芯覆盖量，2022 款 Model S 模组内交代 11 根 U 型冷却管，单管覆 盖电芯数进一步下跌至单管 144 颗。
横向对比来看，国内市集电动车决议以方形为主，方形电芯决议下，主流决议是在电 池包下方铺设冷板，通过界面导热材料将电芯中的热量导至冷板，完了冷却。跟着电板能 量密度、充放电功率要求的提高，关于电板冷却的需求提高，宁德时间最新发布的麒麟电 池中，将隔热垫、水冷板、横纵梁整合为一体，冷板从水平抛弃变为肖似特斯拉冷却管的 竖直、间隔抛弃，换热面积扩大 4 倍，维持 4C 快充，同期起到冷却与复旧作用。
3、导热阻燃瞎想：加多灌封胶与防火泡棉，导热阻燃升级
灌封胶加发泡泡棉，导热阻燃瞎想升级。早期 Model S/X 中依靠液冷及热管制系统对 电板包热失控进行软防控。跟着电动车自燃事故的发生以及律例层面对热失控要求趋严， 特斯拉接管了灌封胶加发泡泡棉的阻燃决议。肖似于电子元件中灌封的意见，特斯拉在动 力电板包中接管灌封胶填充圆柱电板间的赋闲，起到幸免电芯间传热、提高对冲击的安逸 性，提高电板包举座的热安逸性和机械安逸性。同期，特斯拉在上盖中加入隔热发泡泡棉， 将热量根绝在客舱外。
市面上多种阻燃瞎想决议共存，尚未达成共鸣。刻下防火阻燃决议宽广，例如凯迪拉 克 Lyriq 和广汽埃安接管气凝胶薄片障翳电芯之间传热，同期达到轻量化的成果；极狐在 电板包上覆盖陶瓷纤维防火毯；Rivian 中接管金云母板覆盖在电板包上放；岚图的“琥珀” 和“云母”电板系统，分别对应在电板包内加入气凝胶和层状云母的方式达到隔热阻燃成果。
4、电芯：从 18650 到 2170 再到 4680，本钱抑遏、续航里程提高
4680 电板，续航里程提高下的降本最优解。最早特斯拉接管直径 18mm，高 65mm 的 1865 电板，后续接管直径 21mm，高 70mm 的 2170 电板，相较于 1865 电板能量密 度提高，本钱下跌。2020 年特斯拉电板日上，特斯拉发布 4680 电板，相较于此前接管的 2170 电板，4680 电板的电芯容量是其 5 倍，能够提高相应车型 16%的续航里程，输出功 率 6 倍于 2170 电板。其中电板直径为 46mm 是作念大电板后本钱抑遏和续航里程提高同期 达到最优得出。
4680 搭配全极耳，提高能量密度的同期，为功率密度提高洞开空间。由于全极耳比 单极耳多出两块集流盘，而小电板中集流盘占到电板体积比例更高，影响能量密度，因此 大电板更适配全极耳。在产热方面，全极耳结构的电板由于电流在集流体崇高过的电流路 径更短，电阻减小而产热减小为单极耳结构的 20%；散热方面，全极耳结构电板沿径向形 成强导热旅途，热管制难度与能耗抑遏。因此 4680 电板扩大尺寸提高容量的同期，全极耳结构减小了电阻发烧和电板冷却所带来的损耗，最终电板的有用能量及能量密度加多。另外，由于全极耳产热小、散热快，为 4680 电板完了大功率快充创造了物理条款。
4680 电板通过新结构、新材料应用，完了“能量密度高、倍率高、本钱低”的不可 能三角。在完了高能量密度、高倍率的情况下，4680 的大电芯摊薄非活性物资本钱，尽 可能作念高能量密度摊薄总体单 Wh 本钱，坐褥经过简化精打细算本钱。
四、电机电控：集成度高，持续向高能效优化
1、总成：驱动单位集成度高，系统效率提高
Model 3/Y 搭载驱动电机、电机限定器、单挡变速箱三合一驱动系统，集成度高。电 机方面，标准续航版后轮搭载永磁同步电机，四驱高性能版后轮搭载永磁同步电机，前轮 搭载交流异步电机，接管定子+转自复合油冷系统，Model Y 还接管扁线电机，电机功率 密度较大程度改善，本钱亦有抑遏。电控方面，Model 3/Y 搭载 SiC MOSFET，较 Model X/S Si IGBT 决议逆变器功率密度显耀提高。同期受益于驱动系统集成化提高、电机电控 等要津零部件升级，Model 3/Y 驱动系统效率达 89%，较 Model S/X 提高了 6pcts。
2、电机：向高功率、粗劣耗演进，性能和本钱持续优化
Model S/X?Model 3：由感应电机转向永磁同步电机。2012 年特斯拉 Model S 上市， 该车型定位高性能（197kW），彼时大功率车用永磁电机尚未练习。而大功率感应电机相 对练习、本钱低，且不受稀土资源制约，亦无高温下退磁的担忧。因此 Model S 搭载的是 感应电机而莫得聘请永磁电机。感应电机具备本钱低、功率高等上风，但同期也存在体积 大、效率低而影响续航等污点。跟着电动化鼓吹，在 2017 年推出的 Model 3 中驱动转向 使用永磁同步电机。比较感应电机，永磁同步电机体积小更紧凑，效率高而成心于续航且 更易限定，在 Model Y 中，特斯拉继续亦接管永磁同步电机决议。
Model S/X?Model 3/Y：双电机版块由前后均为感应电机上前感应后永磁电机转向。2015 年特斯拉推出双电机性能版车型 Model S P85D，在前后轴同期使用交流异步电机。而到 Model 3/Y 的四驱高性能版时，则接管了感应（前）+永磁（后）搭配的决议。主要系感应电机高效区在高速、永磁电机高效区在低速，二者搭配有互补效应。而若接管两档 永磁电机或单一大功率电机，本钱高、冷却难度加多，完了时刻难度较大。
Model3?Model Y：由圆线向扁线切换。面前电机多为圆线电机，绕组一般接管圆形 细铜线。扁线电机比较圆线电机的上风在于：1）槽满率 20%提高可使电机体积减小；2） 宽截面使其电阻/温升减小 50%/10%支配，输出功率更高，峰值功率密度可达 4.4kW/kg， 显耀高于面前圆线电机的 3.2-3.3kW/kg；3）在电机损耗中，铜耗占到 65%，而在扁线电 机中裸铜槽满率提高，有用绕组电阻抑遏，进而抑遏铜损耗。
Model Y 搭载扁线电机，电机体积和功率密度皆有所优化。面前特斯拉在国内共推出 5 款电机，其中扁线永磁同步电机最大功率从 202kW 提高至 220kW，最大扭矩从 404Nm 提高至 440Nm。Model Y 后电机接管扁线决议，扁线漆包线分量约 5.78kg，焊合一致性 和饱胀性较优，转子体积和分量也皆有抑遏。咱们瞻望 Model 3 亦会跟进，示范效应下扁 线电机有望加快浸透，比亚迪、蔚来、瞎想、内行等车企皆驱动切换扁线电机。
Model S→Model 3：由水冷向油冷切换。早期 Model S 接管水冷系统进行电机热管 理，但因是机壳液冷无法对绕组径直冷却，冷却效率较低。后特斯拉电机均以油路冷却方 案为主，散热才智和电机功率密度赫然提高。
Model 3：接管“定子冷却+转子冷却”复合决议。一方面定子铁芯名义开有 162 个 方形油谈，与机壳过盈形成油路，两头安装塑料油环（圆周均布 16 油孔）进行绕组两头 喷油冷却。另一方面转子轴中空且开有甩油孔，转子主动冷却同期，能通过转子甩油完了 定子绕组内圈冷却。Model 3 复合式油冷时刻使得电机的功率密度和转矩密度赫然提高， 相较普通的水冷电机，持续转矩能够提高 40%-50%。
Model Y：举座延用了 Model 3 的油冷决议，在定转子细节上进行优化。新定子铁芯 取消了外名义的横纵油谈瞎想，并接管激光焊合，外壳定子进油口和后油环结构发生诊疗。转子油孔位置和数目更具针对性，甩油成果提高。
3、小三电：和电板包集成，空间布局更为紧凑
“小三电”和电板包集成，结构紧凑本钱更低。将车载充电机（OBC）和 12V-DC/DC 变换器集成为电源转念系统（PCS），并与 PDU、BMS 等和电板包集成在沿途，高压三合 一内壳体接管轻而薄的铝材，与电板包共用外壳体，减少能源电板与三合一之间的布线长度和电缆用量，分量可抑遏约 5%。同期，零部件集成沿途便于电子元器件的维修。Model Y 举座沿用了 Model 3 的集成决议，上壳加入防拆卸瞎想和安全互锁，低压结合器需通过 上底壳结合电路，提高防盗才智和安全性。同期将电路板为高下板，上板拼装电气部件， 下板则与电板模组固定，便于活水线功课，提高电板系统拼装速率。
“三合一”向“N 合一”演进，电驱动系统集成度提高。跟着电驱动居品集成化的进 一步提高，除电机、电机限定器、延缓器驱动系统三合一集成除外，PDU、DC/DC、充电 机 OBC 等电源器件也可与其沿途集成，形见遵循更全的多合一能源总成系统，以提高驱动系统的功率密度并抑遏本钱，如长安推出七合一超等电驱动系统，华为 DriveOne 七合 一系统，比亚迪 e 平台 3.0 搭载八合一电驱动系统。
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4、快充：搭载 V3 大电流超充时刻，快充水平持续提高
接管第三代大电流快充时刻，充电功率大幅提高。快充时刻有两种完了阶梯，一是使 用高电压提高功率，代表是保时捷 Taycan 的 800V 决议，另一种是通过大电流完了快充， 代表是特斯拉超等快充，该种决议对热管制要求较高。Model 3 配套特斯拉第三代超等快 充充电桩，接管水冷散热瞎想，充电经过中峰值电流为 600A，最大充电功率可达 250kW， 较 V2 充电桩峰值功率提高了 72.4%，在该功率环境中，Model 3 的 5 分钟充电量可维持 120km 续航，40 分钟 SOC 即可由 8%充至 90%。第四代超充时刻或将推出，峰值电流 900A，峰值功率有望达到 350kW，将与 4680 兼容，或起先搭载 Plaid 和 Cybertruck 中。
五、热管制：跨域集成，向系统性工程升级
1、拓扑结构：结构持续创新，系统集成渐渐深化
特斯拉热管制系统履历 4代发展，在结构集成上不停创新。按照时期序列和匹配车型， 特斯拉电动汽车热管制系统时刻不错分为 4 代。特斯拉第一代车型传承于燃油车热管制的 传统想路，各个热管制回路相对孤苦。第二代车型中引入四通换向阀，完了电机回路与电 池回路的串并联，驱动结构集成。第三代 Model 3 驱动进行谐和的热源管制，引入电机堵 转加热，取消水暖 PTC，并接管集成式储液罐，集成冷却回路，简化热管制系统结构。第 四代 Model Y 在结构上接管高度集成的八通阀，对多个热管制系统部件进行集成，以完了 热管制系统职责模式的切换。从特斯拉车型的演进来看，其热管制系统集成度不停提高。
1）第一代热管制系统相对孤苦，结构集成初步露出。
特斯拉第一代热管制系统不同回路相对孤苦。特斯拉第一代热管制系统应用于 Tesla Roadster 车型，包含电机回路、电板回路、HVAC（空调暖通）回路和空调回路，各回路相对孤苦，与传统内燃机汽车架构肖似。电机回路上交代驱动电机、电子限定单位、电子水泵、膨大水箱等，对电机回路上电子部件进行散热。电板回路上交代能源电板、热交换器、膨大水箱、高压 PTC 等，完了险峻温下电板性能的安逸。HVAC 回路交代散热器、高 压 PTC 等，调度乘员舱温度。空调系统交代压缩机、冷凝器、膨大阀和热交换器等，通过压缩机进行制冷轮回，并通过热交换器对系统回路和 HVAC 回路进行制冷。
交代限定阀，结构上初步集成。电机回路和 HVAC 回路上交代有 3 个限定阀，完了电 机回路余热为 HVAC 回路加热的目的，在低温环境下，通过 HVAC 回路的散热器对饱读风机 吸入的低温空气进行预加热，轻松高压 PTC 破钞的电能。
2）二代热管制系统引入四通阀，电机电板回路完了交互。
第二代热管制系统引入四通阀，完了电板回路和电机回路的交互。在整车冷启动工况 下，当电板系统有加热需求，可调度四通阀开启状况，完了电机回路和电板回路串联，使 用电机系统预热为电板系统进行加热，减少高压 PTC 为电板加热破钞电能。当电板有冷 却需求时，如电机回路温度低于电板回路，则通过电机回路散热器为电板系统冷却。如整车工况、两系统职责状况不悦足串联模式热管制时，则限定四通阀完了并联，进行孤苦控 制。
取消 HVAC 回路，新增三通阀短接低温散热器。第二代热管制系统在空调系统上引入 乘员舱内挥发器和冷媒-水热交换器（Chiller），取消 HVAC 冷却回路，完了空调系统对乘 员舱的径直制冷经过。当乘员舱有采暖需求时，接管高压风暖 PTC 加热。除此除外，外 置低温散热器上加设三通阀，完了其在不需要散温雅况下的短接，完了部分余热回收。
第二代热管制系统相较第一代系统完了拓扑结构的升级，各热管制回路之间完了一定 程度的交互。
3）三代热源谐和管制，集成式储液罐加强系统集成。
第三代热管制系统结构瞎想突显集成，谐和热源管制加强系统商酌。Model 3 在拓扑 结构上相较第二代热管制系统莫得骨子离别，但在驱动电机和储液罐结构完了时刻创新， 在结构瞎想上更加集成，完了三个管路的热量交换。在该系统下，取消电板回路的高压 PTC， 期骗电机电控开发废热进行加热，同期功率电子冷却系统与空调系统带路，精打细算系统本钱。
驱动电机接管油冷电机，与电机回路通过热交换器完了热量传递。电机新增低效制热 模式，通过电机限定器新的限定方式，可完了电机发烧模式。通过四通阀限定，完了与电 池回路的串联，接管电机低效制热模式用于电板回路的加热，相应的取消电板回路的高压 PTC，减少本钱。
引入冷却液储罐证据整合上风，集成式储液罐瞎想进一步商酌各系统。接管集成式储 液罐（Superbottle）瞎想，完了膨大水箱与热管制系统的加热与冷却部件高度集成。Superbotlle 中枢部件为冷却液储罐 CR（Coolant Reservoir），此外该集成模块包含四通 阀、电机水泵、电板水泵、Chiller 热交换器、散热器和实行器等部件。1）冷却模式下， 冷却液在抽取至冷却液储存罐中时，分别在两条旅途由 Chiller 和散热器冷却，完了对电板 和对电机开发及电机的轮回冷却。2）加热模式下，电板与功率电子管路切换成串联电路， 冷却液过问管制模块、驱动单位的油冷却热交换器给与其职责中所产生的热量，经过集成 阀流经 chiller 为电板进行加热。
4）四代系统八通阀结构创新，热管制整车集成化。
第四代热管制系统使用八通阀集成冷却和制热回路，完了整车热管制集成化。Model Y 的热管制系统中使用了一个八通阀（Octovalve），引入热泵空调系统、空调系统和饱读风机 电机的低效制热模式，将整车热管制集成化，并通过车载计较机精确的限定各元器件的运 转情况。冷却法子，沿用三代冷却剂回路决议。通过冷却液轮回系统，冷却液在各系统之间流动。在制热法子，接管热泵空调系统通过热交换器和管路结合，与电板回路和电机回 路进行耦合，完了通盘热管制系统的热量交互。
八通阀瞎想下能量效率提高，系统集成抑遏本钱。通过八通阀瞎想，买通了传统热泵 空调、电板系统、能源系统，完了 12 种制热模式和 3 种制冷模式，使用了八通阀的 Model Y 比较 Model 3 能量期骗效率提高了 10%。能源系统电驱回路水冷冷凝器不错在冬天将三 电系统废热回收期骗到热泵系统，为乘客舱服务。以压缩机全功率职责等同 PTC 进行制 热，完了了 R134a 制冷剂在零下 10°C 以下无法完了热泵功能的代替决议，将压缩机一 物多用精打细算零件本钱。高度集成化零件镌汰零件流谈，降粗劣耗，便捷装配，同期将 OEM 的装配工序集会下放到 Tier1 供应商，精打细算东谈主工和产线本钱。
时刻持续创新，特斯拉热管制系统集成渐渐深化。空洞来看，特斯拉热管制通过四通 阀、集成式储液罐、热泵系统和八通阀等时刻创新，完了结构集成，提高了系统的能量利 用效率。以加热方式为例，特斯拉从仅期骗电板电能产热（PTC），到期骗电板产热+期骗 电机电控余热，再到电板产热+车内各可产热的部件+环境产热，通过整车热源集成实时刻 升级完善热能期骗。
同业比较：高集成热管制为行业共鸣，传统车厂和新势力慢慢追逐
1）内行 ID.4：搭载二氧化碳热泵，集成度有待提高。
搭载二氧化碳热泵和水路热力阀，完了电板电机部分集成。内行汽车在 ID 系列车型 上搭载了二氧化碳热泵空调，其结构瞎想延用了普通热泵的结构，其架构主要接管直冷直 热架构，制冷挥发器与热泵冷凝器径直过问乘员舱，并接管电磁阀和双向电子膨大阀的组 合方式对制冷剂回路进行限定，配合舱内 PTC 实乘员舱温度条款。制冷剂回路使用 CO2 冷媒水路轮回使用三通阀、水路热力阀结合电板和电机，期骗电机余热加热电板，抑遏电 池制热下水路高压 PTC 需求，但制冷剂回路与冷却水路之间的交互较少，相对孤苦，未 接管热泵加热电板的模式。
2）蔚来：热泵系统渐渐覆盖，整车热管制向集成发展
2022 款全新 ES8 接管热泵系统。蔚来 ES6 接管智能热泵系统。在制热模式下，系统 从低温环境中吸取热量，并通过回路运送乘客舱，以达到高效制热成果。2022 年 4 月 19 日，蔚来汽车告示 2022 款全新蔚来 ES8 端庄开启录用，全新蔚来 ES8 不再使用 PTC 热 敏电阻的空调加热方式，使用了跟蔚来 ES6 一样的热泵制热方式。
期骗电板、电机废热提供冬季空调系统，整车集成进一步提高。蔚来在其公布的专利 中评释了一种接管四通阀知晓空调回路、电板回路、电机回路的方法。其中，空调系统包 含第一和第三通谈，第二和第四通谈分别串联至电板热管制系统和电机热管制系统，通过 四通阀知晓四个通谈，完了电板和电机废热提供乘员舱，以抑遏冬季耗电。该方法完了相互孤苦分系统的部分集成。
3）小鹏：储液罐一体化及四通阀完了整车热轮回，热管制集成继续发展。
小鹏 P7 储液罐一体化瞎想，四通阀集成完了整车热轮回。小鹏 P7 为小鹏汽车的第2款纯电车型，整车热管制系统接管一体化储液罐瞎想和单 PTC 加热决议，期骗一个四通 阀完了整车系统级的热轮回。在储液罐瞎想上，小鹏 P7 接管电机、电板、乘客舱三者的 膨大罐一体化瞎想，变为膨大罐总成，减少零部件数目。同期期骗四通阀，将电机冷却水 路与电板温控水路串接，使用电机余热加热电板，抑遏系统能量亏空。
研发朝向系统进一步集成与能量期骗。小鹏在其专利中公开了一种热管制集成单位， 包括流谈板、泵组件、阀组件、水冷冷凝器、水水换热器和电板冷却器。阀组件连通能源 电板的出口和电机水泵的进口，而且连通电板水泵的进口和电驱部件的出口，电板水泵和 /或电机水泵将冷却液运送至电驱部件以给与电驱部件的热量，被加热后的冷却液流经能源 电板以对能源电板进行保温，完了低温工况下电驱部件热量对能源电板进行保温，对电驱 部件的废热进行期骗。
4）比亚迪：乘员舱加热取消 PTC，热管制系统集成一体化不停完善。
一体化热管制不停完善。面前，比亚迪 e 平台 3.0 在热管制上选用了肖似特斯拉集成 化的阀岛决议，对冷媒回路进行了大范围集成。接管集成的热泵时刻，将驾驶舱制暖预热 交给热泵电动空调系统以及来自“8 合 1”电驱电控系统的余热，取消对应 PTC 模组，动 力电板低温需求则由热泵电空调（包含风暖 PTC）维持，冷媒径直换热，一体化程度提高。
国内车厂竞相追逐，热管制集成为行业共鸣。从瞎想逻辑横向对比来看，国内各车厂 都不同程度地向肖似特斯拉所接管的集成式热管制系统迭代，选用四通阀、热泵系统等方 式管制车内热源或冷却剂，通过整车或部分系统集成提高热管制效率。面前，国内各车厂 热管制所处阶段肖似于特斯拉第二或第三代热管制系统，呈现追逐特斯拉的特色。
2、电子膨大阀：热管制精细化管控紧要部件，时刻壁垒较高
电子膨大阀为电动车热管制精细化管控的紧要部件。电子膨大阀由限定器、实行器和 传感器 3 部分组成。由于电子膨大阀的感温部件为热电偶或热电阻，不错在低温下准确反 映出温度的变化，提供更准确的流量调度，同期电子膨大阀流量限定范围大、调度精细， 弥补了毛细管和热力膨大阀不可调度的污点，更合适电动车电子化与热管制精细化的管控。
车用电子膨大阀时刻难点在于安逸性、精度要求高，同期阀件工艺存在门槛。1）稳 定性要求高：车用电子膨大阀需安装在高速行驶、回荡等相对动态场景，要求运行安逸、 耐回荡、轻量化、宽温度范围适用、高可靠性和安全性，且空间紧凑，要求瞎想体积更小、 安装便捷和可靠。2）精度要求高：车用的热管制系统比面前家用或商用空调系统更为复 杂，止境是在电板的热管制上对电子膨大阀有更高的精度要求。3）工艺要求高：一般来 说，一只阀件由几十个精密轻飘的零部件组成，需 30 余个工序制作，且在制造中需满足 公役极限和测试要求，工艺要求高。受限于电子膨大阀自身时刻壁垒，全球电子膨大阀市 场呈现寡头把持局面，2021 年三花智控、不二工机和盾安环境电子膨大阀份额共计约 90%。
3、八通阀：热管制系统集成中枢部件，回路转念提高效率
八通阀可调度各回路，完了热管制效率提高。八通阀不错改变 9 个管路的知晓方式， 从而完了不同轮回回路，并进一步形成 12 种制热模式和 3 种制冷模式。例如来说，1）当 电板系统温度高于轮回中其他部件（DCDC、电机限定器、电机等）温度时，电板轮回系 统和电机轮回系统并联。2）当电机轮回系统温度高于电板系统时，两系统串联，完了余 热管制。3）当电板与乘员舱有制热需求时，分别可通过电机堵转快速加热，热泵系统通 过水箱散热器给与环境热。
特斯拉热管制阀类向高度集成标的演进，以更复杂管制限定策略完了热量分拨。汽车 各回路热管制的集成需要通过各类阀门限定回路的串并联状况或流谈。特斯拉在阀门上不 断发展更为创新结构，通过依靠复杂的限定策略来完了热量的合理分拨，向高集成标的发展。
1）Model S/Y 四通阀：特斯拉在第二代热管制系统上初次引入四通阀结构，完了了电机回路与电板回路的串并联切换。
2）Superbottle：到了特斯拉第三代热管制系统，在结 构上通过Superbottle 将四通阀、散热器、水泵等集成，完了电板与功率电子管路串并联、 电板与电机回路的交互，与第二代比较则集成更多分系统。
3）八通阀：第四代的八通阀 可看作是 2 个四通阀的集成，将空调系统和三电全部集成，可更有用地完了热管制系统功 能的转念。特斯拉以最大限定证据自身系统瞎想、集成和限定才智，将热管制系统向更复 杂管制策略、高度集成标的演进。
六、汽车车身：一体压铸减重，线控底盘提效
从 Model 3 的拆车情况来看，传统零部件维度，Model 3 及特斯拉其他车型在车肉体 料及工艺、车灯、玻璃和底盘上有许多新时刻应用。咱们在零部件端进行了进一步的拆解 分析，具体如下。
1、车肉体料及工艺：轻量化协团结体压铸，节能、提效最优解
Model 3 接管钢铝夹杂车身，制造工艺以冲压焊合为主。经过对 Model 3 的拆解，我 们发现 Model 3 车身制造工艺接管冲压焊合时刻，车肉体料为钢铝夹杂，具体分为：铝材、 低碳钢、高强度钢、超高强度钢。铝材具有低密度秉性，主要集会于 Model 3 车身尾部及 壳体，以平衡车体前后分量散布。车身其余部位把柄瞎想强度要求，接管三种不同强度的 钢铝合金，其中乘客舱骨架（车身纵梁、AB 柱、车顶纵梁、底板梁）接管强度最大的超 高强度钢，用以保护乘客安全。铝材的使用令汽车在轻量化方进取迈出紧要一步。
轻量化满足节能及提高续航诉求，“以铝代钢”是最好聘请。全铝车身是特斯拉眷属 主流，面前 Model Y、Model S、Model X 均已接管。铝合金相较于钢铁密度更低，普通 B 级车钢制白车身分量泛泛在 300-400kg，接管铝合金可使车身分量抑遏 30%-40%。除减 重外，车身选用铝合金还可大幅降粗劣耗，提供更大的能源输出，据寰宇铝业协会陈说， NEDC 工况下汽车自负每减少 10%，能减少 6%-8%的能耗。铝合金在新能源车轻量化的 程度中上风赫然，是车肉体料的首选，但因其造价相对较高，面前全铝车身主要应用于中 高级车型，低档车型及 Model 3 等“以量取胜”车型只是部分接管铝材，跟着铝合金加工 工艺不停跨越，其价钱将渐渐抑遏，铝合金材料已成为车身轻量化发展的新趋势。
高压压铸是铝合金材料最高效的成型方法，特斯拉率先建议一体压铸。金属成品主要 接管机床铣削、钣金成型焊合、锻造三种工艺坐褥。其中锻造主要坐褥里面结构复杂，难 以用钣金成型或机床铣削不具有经济性的零件。压铸全称压力锻造，是一种将金属熔液压 入钢制模具内施以高压并冷却成型的一种精密锻造法。压铸合适锻造结构复杂、薄壁、精 度要求较高、熔点比钢低的金属零件（铝、锌、铜等）。特斯拉于 2019 年率先建议一体压 铸时刻制造工艺，即通过大吨位压铸机将单独、脱落的零部件高度集成后一次成型压铸成 大型结构件，面前主要应用于车身结构件中。2020 年，一体锻造时刻驱动在 Model Y 上 应用，2021 年十月，Model Y 一体压铸前舱落地柏林工场，Cybertruck 后地板亦将应用。
一体压铸降本增效赫然，势在必行。相较于传统的冲压焊合工艺，一体化压铸时刻的 主要上风在降本增效。冲压+焊合时刻需要先冲压出零部件，再经焊装、涂装、总装后形 成零件，一体压铸则是径直将零部件压铸成一个零件，效率赫然提高。东谈主工方面，压铸机 替代了大部分焊装车间职工，相通产量下，一体压铸车间职工数目仅为传统车企焊装车间 的 10%支配，东谈主工本钱大幅下跌的同期，东谈主效显耀提高。轻量化方面， 接管一体压铸技 术可使整车减重约 10%，续航里程提高约 14%。一体化压铸在降本增效及轻量化方面的 上风赫然，继特斯拉之后，蔚来、瞎想、小鹏等造车新势力及内行、驰骋等全球主流车企 纷纷跟进，一体压铸势在必行。
2、车灯：消费升级、智能化升级两大属性驱动时刻迭代
Model 3 外饰搭配兼具科技感与好意思感，车灯选用矩阵式 LED 光源。Model 3 整车车长 4694mm，宽度 1850mm，轴距 2875mm，典型的轿跑造型，前脸沿用特斯拉“眷属式” 的禁闭格栅瞎想，车门接管掩藏式门把手式瞎想，饰条选用铝材，车灯应用全 LED 光源， 灯体里面为矩阵式构架，科技感及好意思感皆备。
车灯既是功能件又是外不雅件，消费升级、智能化升级两大属性驱动时刻迭代。车灯早 期功能仅限于为行车提供照明，保障夜间行车的安全。连年来，需求端车主对智能和好意思不雅 的诉求渐渐加大的同期，供给端也在不停挖掘车灯潜在的“噱头”，共同推动车灯时刻的 迭代和外不雅的进化，汽车车灯驱动从静态被迫的安全功能系统，变成了主动反映增进驾驶 体验的智能建树，单车价值量不停提高。具体而言，一方面，光源端向更优质、节能、更 小体积标的迭代；另一方面，智能车灯从 LED 到 ADB 再到 DLP，功能从便捷司机拓展到 完了与其他车辆、行东谈主的信拒绝互。面前，欧洲坐褥 Model Y 已详情接管 DLP 车灯。
光源迭代：汽车车灯光源变得更优质、节能，体积更小。早期车灯主要煤油头灯、乙 炔头灯等明火大灯，照明成果差，且需要佩带燃料，使用极为未便。20 世纪 70 年代卤素车灯面世，其照明成果远优于明火大灯，且本钱低廉，马上成为汽车车灯的主要光源。随 着车灯光源时刻的进一步升级，氙气灯、LED 等照明成果更好、能耗更低的车灯光源渐渐 应用于中高端车型，并驱动向中低端车型浸透。2014 年，良马旗舰电动超跑 i8 首个搭载 激光大灯，将汽车车灯光源时刻又推高到一个新的台阶。回来车灯光源的迭代历程，每一 次光源时刻的升级都伴跟着光泽强度、耐费用、照明成果等性能的提高以及能耗的减少。
智能化升级：从 AFS 到 ADB 再到 DLP，智能化程度不停加深。汽车行驶经过中驾 驶员需要应付的环境顷刻万变，静态的汽车车灯照明很难实时满足驾驶员的不雅察需求。在 这一布景下，AFS（或 AFLS，Adaptive Front-lighting System）和 ADB（Adaptive Driving Beam）等时刻应时而生，近两年，DLP(Digital Lighting Process，数字投影灯光)时刻也 驱动应用在一些车型上。
1）AFS 前灯：能够把柄汽车的加快、刹车和转向等工况调度大灯映照角度，确保照 明范围能持续覆盖驾驶员需要不雅察的区域，减少盲区。前瞻产业商酌院数据娇傲 2019 年 我国 AFS 大灯浸透率为 18%。
2）ADB 前灯：能够通过录像头探伤汽车前方的车辆和行东谈主，并依据探伤遣散限定远 光灯的分区映照，幸免来车驾驶员和行东谈主因被远光灯映照而产生炫目。前瞻产业商酌院数 据娇傲 2019 年我国 ADB 大灯的浸透率为 1.8%。
3）DLP 前灯：职责旨趣和投影机基本一致，便是通过镜片反射数字微镜芯片 DMD， 投射数字裁剪的信息到车前的大地，像素高达百万级。由于 DLP 车灯的要津零部件数字微 型反射镜元件(Digital Micromirror Device，简称 DMD)、德州仪器的数字光处理限定器芯 片(DLPC)、功率微限定器芯片(PMIC)，均由德州仪器独家把持，本钱相对较高。
3、汽车玻璃：Model 3 天幕引颈行业趋势，浸透率有望持续提高
替代传统天窗，特斯拉全景天幕引颈行业趋势。2016 年，特斯拉告示旗下 Model S 和 Model 3 两大车型的最新款更换全景天幕玻璃。其中 Model 3 接管了分段式的天幕玻璃， 在车顶中部接管了加雕悍梁，对视线仍有一定的影响，而 Model S 和 Model Y 更是取消了 中间的横梁，接管了一形式的天幕玻璃。咱们以为全玻璃车顶在造型瞎想上更加先锋和具 有视觉冲击力，为车内提供更加深广的视线，采光性能更好，乘坐体验提高显耀。同期天 幕玻璃省去电机、滑轨、齿轮等复杂结构后，制形本钱更低。特斯拉所使用的天幕玻璃采 用高强度的夹层玻璃保证安全，并通过镀膜时刻不服近 98%的紫外线和 81%的热量过问 车内。特斯拉的天幕瞎想受到了消费者的泛泛好评，料将成为畴昔趋势。
天幕工艺、性能要求提高，推动产业链价值重构。特斯拉的天幕瞎想渐渐驱动被其他 品牌跟进，蔚来、小鹏、瞎想和比亚迪等国内主机厂均在旗舰车型上驱动搭载天幕。从汽 车天窗的发展历程来看，从最早的无天窗瞎想，到小天窗和全景天窗，再到天幕，汽车玻 璃的单车使用面积不停提高。天幕玻璃较多接管钢化玻璃，由于其面积比普通玻璃更大， 工艺难度更高，单平米价钱水平普遍更高。此外，天幕玻璃对隔热、隔音等方面都有更高 要求，如接管夹层瞎想、具备防红外线功能、具备智能调光功能等，其单价也显耀高于普 通的钢化或夹层玻璃。关于传统汽车玻璃天窗而言，玻璃供应商是 Tier2，天窗机械及密 封部件孝顺主要价值量，天窗系统举座单车价值量约为 2000-4000 元。而天幕玻璃单车价 值量约为 1500 元，玻璃供应商升级为 Tier-1，不仅满足了消费者需求，同期抑遏了主机 厂的本钱。因此，主机厂更有能源提高全玻璃车顶的建树率。因此，天幕玻璃将为汽车玻 璃行业洞开新的增漫空间。
底盘：线控底盘是完了高级别自动驾驶的必由之路
Model 3 底盘慢慢完了线控化。经过对 Model 3 底盘结构的拆解，咱们看到：悬架方 面，特斯拉全车型均接管前轮双叉臂式孤苦悬架搭配后轮多连杆式孤苦悬架的建树，未配 置空气悬架；制动系统方面，特斯拉车系使用最前沿时刻，即线限定动系统 Ibooster；转 向系统方面，Model 3 仍沿用传统的电动助力转向。
线控底盘是完了自动驾驶 SAE L3 的“实行”基石。自动驾驶系统共分为感知、决策、 限定和实行四个部分，其中底盘系统属于自动驾驶中的“实行”机构，是最终完了自动驾 驶的中枢功能模块。L3 及 L3 以上更高级别自动驾驶的完了离不开底盘实行机构的快速响 应和精如实行，以达到和表层的感知、决策和限定的高度协同。而底盘系统的升级也意味 着其中驱动系统、制动系统和转向系统等功能模块的升级。是以，线控底盘当作更高级别 自动驾驶的实行基石，是发展自动驾驶的具体捏手。
制动系统：线限定动是 L3 及以上高级别自动驾驶的例必聘请。发展至今，汽车制动 范围先后历经四个阶段：机械制动、发动机能源制动、脱离发动机的电力制动和数限定动， 以及现阶段具备完备冗余机制的线限定动。相较于使用电子真空泵，第四代的线限定动能 进行能量回收，在能耗抑遏的同期，效率提高。跟着汽车行业智能化、自动化发展，线控 制动是例必聘请。
转向系统：线控转向是汽车转向系统畴昔趋势。汽车转向系统履历“机械-电子赞助线控”三段式发展，第三代线控转向系统（Steer-By-Wire，SBW）在电子助力转向系统 （Electric Power Steering， EPS）的基础之上发展而来，将驾驶员的主管输入升沉为电 信号，无需通过机械结合装配，转向时标的盘上的阻力矩也由电机模拟产生，不错解放地 瞎想转向系统的角传递秉性和力传递秉性，完全完了由电线或者电信号完了教唆传递从而 主管汽车。线控转向模式下，标的盘与转向机完全解耦，转向精确度提高，同期轻松驾驶 舱空间，是 L4 及以上自动驾驶的必选项。
悬架：空气悬架是中枢趋势，建树价钱区间赫然下探。传统汽车的悬架一般由螺旋弹 簧和减振器组成，被迫地进行受力缓冲和反弹力消减。空气悬架是一种主动悬架，它不错 限定车身底盘高度、车身歪斜度和减振阻尼系数等。与传统钢制汽车悬架系统比较较，空 气悬架在提高车身安逸性及乘坐自得性方面有显耀上风，是汽车悬架的中枢趋势。空气悬 架系统此前多建树于 BBA 等高端豪华品牌，标配价钱在 70 万元以上。跟着国内自主主机 厂不停推出高端品牌，同期但愿给消费者带来“性价比”，空悬成为其增配的主要居品， 国内自主品牌空悬建树价钱区间赫然下探。
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