从拆解Model3看智能电动汽车发展趋势.pdf

证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后第请务必阅读正文之后第 93 页起的免责条款和声明页起的免责条款和声明 从拆解从拆解 Model3 看智能电动汽车发展趋势看智能电动汽车发展趋势 新能源汽车行业特斯拉系列研究专题2022.7.18 中信证券研究部中信证券研究部 核心观点核心观点 丁奇丁奇 云基础设施行业 首席分析师 S1010519120003 许英博许英博 科技产业首席 分析师 S1010510120041 袁健聪袁健聪 新能源汽车行业 首席分析师 S1010517080005 尹欣驰尹欣驰 汽车及零部件行业首席分析师 S1010519040002 杨泽原杨泽原 计算机行业首席 中国智能电动汽车目前正处在蓬勃发展阶段，今年国内新能源汽车销量有望突中国智能电动汽车目前正处在蓬勃发展阶段，今年国内新能源汽车销量有望突破破 600 万辆。我们拆解了具有标志性意义的万辆。我们拆解了具有标志性意义的 Model3 标准续航版，对特斯拉的标准续航版，对特斯拉的E/E 架构、三电、热管理、车身等进行了详细深入地分析。我们坚定看好中国架构、三电、热管理、车身等进行了详细深入地分析。我们坚定看好中国智能电动化发展趋势，智能电动化发展趋势，持续推荐持续推荐宁德时代、比亚迪、德赛西威等智能电动汽车宁德时代、比亚迪、德赛西威等智能电动汽车产业链标的产业链标的。域控制器架构：域控制器架构：E/E 架构由分布式转向域控制结构，软硬件实现解耦，是软件定软硬件实现解耦，是软件定义汽车的关键，义汽车的关键，特斯拉的特斯拉的 Model3 是域控架构的引领者是域控架构的引领者。1）车身域：车身域：前左右三个车身采用位置分区而非功能分区，意在降低布线难度，大量采用 HSD 替代继电器；2）座舱域：座舱域：将 T-BOX 集成到座舱域控制器，同时采用了 Intel 的 A3950芯片，思路更接近游戏平台而非手机；3）驾驶域：驾驶域：双 FSD 芯片，NPU 在同等面积下相比 Orin 有更高的性价比，采用 Linux 操作系统更适配 AI 大模型；4）电控域：电控域：Model3 首创采用 48 颗 SiC MOSFET 替代了 84 颗 IGBT，体积、功耗大幅减小；5）动力域：动力域：BMS 共管理 2976 节 21700 电池，强大的软件能力实现每节电池充放电的一致性。线束和连接器：线束和连接器：1）线束线束：线束单车价值量约 2000 元，高压线束是新能源汽车的主要增量，Model3 为了轻量化开始用铝替代铜，低压数据线在域控化进程下将有所减少；2）连接器：）连接器：电动化带来高压连接器增量，智能化带来高速连接器需求，TE（泰科）是 Model3 的核心供应商，国产厂商有望取得突破。电池：特斯拉代际技术领先，电池：特斯拉代际技术领先，4680 和和 CTC 是后续发展方向。是后续发展方向。1）电池设计核心电池设计核心理念在于提升比能量理念在于提升比能量：由小模组到大模组再到无模组 CTC，电芯尺寸由 1865到 2170 再到 4680，核心趋势都是减少电池包中非能量的结构件数量，降低成本减少重量，提升续航里程。2）4680 电池的价值及变化：电池的价值及变化：4680 通过全极耳、高镍高硅、干电极、CTC 的组合，实现了“能量密度高、倍率高、成本低”的不可能三角。随着模组内电池数量增加、快充需求提升，对于电池包的冷却、导热阻燃要求提升，电池包内冷却管数量增加、冷管长度减少，增加灌封、防火泡棉，保障电池包热稳定性。三电与热管理：三电集成度不断提高，热管理率先实现全域打通。三电与热管理：三电集成度不断提高，热管理率先实现全域打通。1）三合一提三合一提升集成度升集成度，双电机双电机实现优势互补实现优势互补：Model 3/Y 上驱动电机、电机控制器、变速箱三者合一，集成度相比 Model S/X 提高，同时“小三电”和电池包集成，结构紧凑成本更低；单电机版本由感应电机向永磁电机演变，双电机版本向前感应电机后永磁电机布置演进，两种电机在高速低速区优势互补。2）热管理全域打通，热管理全域打通，大大提升能量利用效率大大提升能量利用效率：热管理上，通过四通阀、八通阀的应用，由各部分独立的回路，向空调、电池系统、动力系统打通的整车热管理升级，整车热源集成，提升系统的能量利用效率。特斯拉的三电与热管理系统在高集成度方面保持领先，其示范作用将引领行业追赶升级与二次创新。汽车车身：汽车车身：轻量化需求铝车身一体压铸成趋势，消费升级天幕玻璃、智能车灯轻量化需求铝车身一体压铸成趋势，消费升级天幕玻璃、智能车灯变潮流。变潮流。1）车身车身：轻量化以满足节能及提高续航要求，以铝代钢是最佳选择，并从 Model Y 开始进行后车身的一体压铸；2）车灯车灯：Model3 外饰搭配兼具科技感和美感，车灯选用矩阵式 LED 灯源；3）汽车玻璃汽车玻璃：Model3 天幕引领行业趋势，渗透率有望不断提升；4）底盘底盘：采用线控底盘，是高级别自动驾驶必由之路。风险因素：风险因素：新能源汽车增速不及预期、汽车智能化发展不及预期、电池技术路径的不确定性、动力电池上游材料涨价、全球与国内疫情的不确定性 新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 2 分析师 S1010517080002 李景涛李景涛 汽车及零部件行业联席首席分析师 S1010520120003 滕冠兴滕冠兴 新能源汽车分析师 S1010521080004 王诗宸王诗宸 汽车及零部件 分析师 S1010522030006 投资策略。投资策略。智能汽车的域控化已成趋势，重点推荐域控制器相关公司德赛西威、中科创达。主流车企的车型平台不断升级出新，新能源车的三电和热管理环节处于高速成长期，当前时点建议关注特斯拉、宁德时代、LG 化学等优质整车、电池企业供应链，包括 1.电池/电机环节的宁德时代、比亚迪（A+H）、欣旺达、鹏辉能源、精达股份、亿华通等，建议关注亿纬锂能；锂电材料的德方纳米、中伟股份、天奈科技、璞泰来、贝特瑞、中科电气、杉杉股份、科达利、新宙邦、厦门钨业等，建议关注恩捷股份、天赐材料；2.上游设备及资源：赣锋锂业等，关注杭可科技、先导智能；3.热管理供应链：三花智控（热管理）、银轮股份（热管理）等。零部件方面，零部件方面，轻量化领域重点推荐文灿股份、拓普集团、爱柯迪、旭升股份，车灯领域重点推荐星宇股份，汽车玻璃领域重点推荐福耀玻璃，底盘领域重点推荐伯特利、保隆科技、中鼎股份。重点公司盈利预测、估值及投资评级重点公司盈利预测、估值及投资评级 简称简称 代码代码 收盘价收盘价 EPS PE 评级评级 21 22E 23E 24E 21 22E 23E 24E 德赛西威 002920.SZ 164.19 1.50 1.95 2.70 3.51 109 84 61 47 买入 中科创达 300496.SZ 133.74 1.52 2.21 3.01 4.08 88 61 44 33 买入 瑞可达 688800.SH 143.00 1.05 1.86 2.82 4.14 136 77 51 35 买入 宁德时代 300750.SZ 533.00 6.83 10.15 17.09 23.36 78 53 31 23 买入 比亚迪 002594.SZ 338.19 1.06 2.82 4.03 7.26 319 120 84 47 买入 欣旺达 300207.SZ 31.48 0.53 0.83 1.45 1.96 59 38 22 16 买入 鹏辉能源 300438.SZ 81.78 0.42 1.60 2.30 3.07 195 51 36 27 买入 精达股份 600577.SH 5.52 0.27 0.35 0.50 0.66 20 16 11 8 买入 德方纳米 300769.SZ 382.30 4.97 10.13 15.61 23.87 77 38 24 16 买入 中伟股份 300919.SZ 147.81 1.54 3.49 5.17 7.18 96 42 29 21 买入 天奈科技 688116.SH 164.88 1.27 2.64 4.89 7.78 130 62 34 21 买入 璞泰来 603659.SH 80.25 1.25 2.19 2.94 4.29 64 37 27 19 买入 中科电气 300035.SZ 26.29 0.51 1.04 1.53 2.19 52 25 17 12 买入 杉杉股份 600884.SH 30.71 1.56 1.57 1.96 2.28 20 20 16 13 科达利 002850.SZ 177.85 2.33 5.42 8.10 11.39 76 33 22 16 买入 新宙邦 300037.SZ 49.04 3.17 4.80 5.89 6.95 15 10 8 7 买入 厦门钨业 600549.SH 21.07 0.83 1.07 1.44 1.70 25 20 15 12 买入 赣锋锂业 002460.SZ 100.02 3.64 7.54 11.78 13.39 27 13 8 7 买入 三花智控 002050.SZ 29.22 0.41 0.64 0.82 0.97 71 46 36 30 买入 银轮股份 002126.SZ 11.92 0.28 0.48 0.69 1.00 43 25 17 12 买入 拓普集团 601689.SH 83.16 0.92 1.54 2.15 2.68 90 54 39 31 买入 文灿股份 603348.SH 76.45 0.37 1.23 2.03 2.82 207 62 38 27 买入 爱柯迪 600933.SH 18.02 0.36 0.67 0.91 1.14 50 27 20 16 买入 旭升股份 603305.SH 33.63 0.92 1.44 1.98 2.67 37 23 17 13 买入 星宇股份 601799.SH 181.70 3.32 4.79 6.46 8.34 55 38 28 22 买入 福耀玻璃 600660.SH 41.81 1.21 1.65 2.18 2.73 35 25 19 15 买入 伯特利 603596.SH 87.95 1.24 1.54 2.23 3.07 71 57 39 29 买入 保隆科技 603197.SH 54.58 1.29 1.46 2.45 3.40 42 37 22 16 买入 中鼎股份 000887.SZ 19.94 0.73 0.84 1.01 1.17 27 24 20 17 买入 移远通信 603236.SH 149.18 1.89 3.57 5.02 6.66 79 42 30 22 买入 资料来源：Wind，中信证券研究部预测 注：股价为 2022 年 7 月 15 日收盘价（CNY）新能源汽车新能源汽车行业行业 评级评级 强于大市（维持）强于大市（维持）新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 3 目录目录 报告源起报告源起.9 域控制器：软件定义汽车，迭代决定智能域控制器：软件定义汽车，迭代决定智能.9 车身域：按位置而非功能进行分区，彻底实现软件定义车身.10 驾驶域：FSD 芯片和算法构成主要壁垒，NPU 芯片效率更优.21 座舱域：特斯拉更多将座舱视为 PC 而非手机.25 电控域：IGBT 宏图大展，SiC 锋芒初露.29 动力域：主从架构 BMS 为躯干，精细电池管理为核心.36 线束和连接器：高压线束和连接器是最大增量，集中式线束和连接器：高压线束和连接器是最大增量，集中式 E/E 架构减少线束用量架构减少线束用量.43 线束：架构革新缩短线束长度，轻量化为车厂降本提效关键.43 连接器：电气化催生增量应用，设计革新持续优化.49 电池：技术代际领先，未来向耐用消费品发展电池：技术代际领先，未来向耐用消费品发展.53 集成方式：小模组大模组无模组 CTC，集成度不断提提升，降本增效.54 冷却管路设计：蛇形冷却直线冷却，缩短冷管长度，更快、更充分冷却.56 导热阻燃设计：增加灌封胶与防火泡棉，导热阻燃升级.59 电芯：从 18650 到 2170 再到 4680，成本降低、续航里程提升.60 电机电控：集成度高，持续向高能效优化电机电控：集成度高，持续向高能效优化.62 总成：驱动单元集成度高，系统效率提升.62 电机：向高功率、低能耗演进，性能和成本持续优化.63 小三电：和电池包集成，空间布局更为紧凑.66 快充：搭载 V3 大电流超充技术，快充水平持续提高.67 热管理：跨域集成，向系统性工程升级热管理：跨域集成，向系统性工程升级.68 拓扑结构：结构持续创新，系统集成逐渐深化.68 电子膨胀阀：热管理精细化管控重要部件，技术壁垒较高.78 八通阀：热管理系统集成核心部件，回路转换提升效率.79 汽车车身：一体压铸减重，线控底盘提效汽车车身：一体压铸减重，线控底盘提效.80 车身材料及工艺：轻量化协同一体压铸，节能、提效最优解.80 车灯：消费升级、智能化升级两大属性驱动技术迭代.83 汽车玻璃：Model 3 天幕引领行业趋势，渗透率有望持续提升.85 底盘：线控底盘是实现高级别自动驾驶的必由之路.87 风险因素风险因素.90 投资策略投资策略.90 新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 4 插图目录插图目录 图 1：奔驰的网络连接及 ECU 架构.10 图 2：博世提出的汽车控制 5 域架构.11 图 3：特斯拉 model3 的 3 个车身控制器（红色部分）.11 图 4：三个域控制器按照位置分工.11 图 5：前车身域（FBCM）.12 图 6：左车身域（LBCM）和右车身域（RBCM）.12 图 7：几个车身域的实景图.12 图 8：特斯拉 model3 前车身控制器（FBCM）接口功能与位置布局.13 图 9：前车身控制器（FBCM）电路板.14 图 10：特斯拉 model3 左车身控制器（LBCM）接口功能与位置布局.15 图 11：左车身控制器（LBCM）电路板.15 图 12：特斯拉 model3 右车身控制器（RBCM）接口功能与位置布局.16 图 13：右车身控制器（RBCM）电路板.17 图 14：HSD 芯片能够取代继电器与保险丝.17 图 15：HSD 芯片在中小电流情境下比继电器节约成本.17 图 16：model Y 控制器元件间距明显更小.18 图 17：model Y 车身控制器背面也增加了大量元件.18 图 18：model Y 车身控制器可拼合成矩形.19 图 19：第三代与第四代 BCM 对比.19 图 20：第四代前车身控制器.20 图 21：自动驾驶域控制器（AP）电路板.21 图 22：特斯拉 model 3 自动驾驶域控制器电路板背面被动元器件非常密集.22 图 23：特斯拉 model 3 自动驾驶传感器配置.22 图 24：特斯拉三目摄像头方案.23 图 25：毫米波雷达电路板与天线.23 图 26：英伟达 Xavier 芯片 Die shot.24 图 27：特斯拉 FSD 芯片 Die shot.24 图 28：NPU 让 FSD 芯片面积和综合成本更低.24 图 29：座舱域控制器电路板正面.25 图 30：座舱域控制器电路板背面.26 图 31：特斯拉工作人员在 MCU3 上运行赛博朋克 2077.28 图 32：特斯拉官网渲染图中车机上显示巫师 3 等游戏.28 图 33：IGBT 在新能源汽车上的应用.30 图 34：特斯拉的逆变器分布.30 图 35：特斯拉 LDU 内部结构实物图.31 图 36：特斯拉 Model S 中 LDU 逆变器 IGBT 排布.31 图 37：各功率半导体适用范围比较.32 图 38：Model 3 逆变器中 24 颗 SiC MOSFET 所处位置.32 图 39：Model 3 逆变器中 SiC MOSFET 放大图.32 图 40：Model 3 SiC 模块 ST GK026（意法半导体）.33 图 41：Model 3 SiC 模块输入母排.33 图 42：逆变器壳体散热结构三维示意图.33 新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 5 图 43：逆变器壳体散热结构实物图.34 图 44：逆变器壳体散热结构进水口与出水口实物图.34 图 45：比亚迪 SiC 功率模块.34 图 46：蔚来第二代电驱动系统中的 SiC 功率模块.34 图 47：不同工况测试下 MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 功耗对比.35 图 48：不同工况测试下 MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 效率对比.35 图 49：MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 价格对比.35 图 50：SiC 在功率器件领域的渗透情况.36 图 51：国内外 SiC 产业链梳理.36 图 52：锂电池狭小的安全窗口与不一致性给电池组管理带来了巨大难度.37 图 53：特斯拉 model S 诊断界面显示的电池组温度电压采样信息.38 图 54：特斯拉会在充电期间使电池组保持在 55.39 图 55：特斯拉采用短时间超大电流来实现缩短充电时间.40 图 56：其他车企往往采取分段恒流充电.40 图 57：model 3 BMS 主控板.40 图 58：model 3 标准续航版电池组及其采样板、采样点.41 图 59：model 3 长续航版电池组及采样板.41 图 60：model 3 标准续航版 4 号采样板.42 图 61：model 3 长续航版 4 号采样板.42 图 62：model 3 充电控制器电路板.42 图 63：model 3 能量转换系统.43 图 64：汽车电气架构变化趋势.44 图 65：博世电子电气架构演进图.44 图 66：Model 3 左、前、右车身控制模块.45 图 67：BCM RH（右车身控制模块）周围线束展示.46 图 68：部分低压线束展示.46 图 69：Model 3 高压铝材质导线及其结构图.46 图 70：Model 3 高压线束展示.47 图 71：不同车型线束单车价值量分布.48 图 72：国内线束厂商毛利率变化趋势.48 图 73：高压连接器在新能源整车系统中的应用.50 图 74：Model 3 片式高压快充连接器所在位置.51 图 75：插片式与圆柱式高压连接器尺寸对比.51 图 76：多片叠加的刀叉型端子结构示意图.51 图 77：动力电池-电驱高压连接器所在位置.52 图 78：HC Stak 35（左）与 HC Stak 35（右）尺寸比较.52 图 79：Model 3 材料高压连接器外壳.52 图 80：Model Y 铝合金高压连接器外壳.52 图 81：2020 年全球连接器按应用领域市占率.53 图 82：2019 年全球连接器厂商竞争格局.53 图 83：Model 3 电池包外观.54 图 84：ID.4 X 电池包外观.54 图 85：BMW iX3 电池包外观.54 图 86：旧款 Model S 上的小模组电池包.54 图 87：2022 款 Model S 上的大模组电池包.54 图 88：特斯拉展示的无模组结构化电池包方案.55 新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 6 图 89：结构化电池包拆解图.55 图 90：特斯拉 Model 3 底盘上电池包总体积为 188L，可分为 4 条小电池包.55 图 91：三元电池版标续 Model 3 电池包.56 图 92：磷酸铁锂电池版标续 Model 3 电池包.56 图 93：2013 款 Model S 中一条蛇形冷却管排布示意图.56 图 94：2017 款 Model S 中两条蛇形冷却管排布示意图.56 图 95：旧款 Model S/X 上蛇形布置的液冷管实物图.56 图 96：Model 3 中多条直线冷却管排布示意图.57 图 97：Model 3 上直线布置的液冷管流入段实物图.57 图 98：Model 3 上直线布置的液冷管实物图.57 图 99：纵向 U 型设置的冷却管.58 图 100：俯视直线排布的冷却管.58 图 101：Model S Plaid 中 U 型直线冷却管实物图.58 图 102：大众 MEB 平台电池包下方的冷板.59 图 103：宁德时代麒麟电池中多功能弹性夹层面冷.59 图 104：特斯拉电池包中的防火泡棉.59 图 105：特斯拉电池包中采用的灌封胶.59 图 106：弹匣电池阻燃设计气凝胶.60 图 107：极狐阻燃设计陶瓷纤维防火毯.60 图 108：Rivian 电池阻燃设计金云母.60 图 109：18650、2170、4680 电池尺寸及能量密度对比.60 图 110：圆柱电池尺寸与性能变化.60 图 111：全极耳相比单极耳能效提升.61 图 112：特斯拉围绕 4680 电池料将搭配多种新材料、结构.61 图 113：特斯拉 Model 3 电驱动总成.62 图 114：特斯拉 Model Y 双电机版本采用前感应电机/后永磁电机的动力总成布局.63 图 115：特斯拉双电机方案演变.64 图 116：永磁同步电机 vs 交流感应电机特性与适用场景.64 图 117：永磁同步电机 vs 交流感应电机扭矩-功率 Map 示意图.64 图 118：圆线电机 vs 扁线电机.65 图 119：Model Y 十层油冷扁线电机.65 图 120：Model 3 电机油冷系统示意图.66 图 121：Model 3 小三电集成系统.66 图 122：市场快充技术方向.67 图 123：V2-V4 超充功率不断提高.68 图 124：特斯拉电动汽车热管理系统技术发展历程.68 图 125：特斯拉第一代热管理系统拓扑结构.69 图 126：特斯拉第二代热管理系统拓扑结构.70 图 127：特斯拉第三代热管理系统拓扑结构.70 图 128：电机低效制热模式加热电池回路示意图.71 图 129：电机低效制热模式润滑油和热流量示意图.71 图 130：Model 3 热管理系统制冷过程.71 图 131：Model 3 热管理系统制热过程.71 图 132：集成式储液罐（Superbottle）结构示意图.72 图 133：Model Y 整车热管理方案.73 图 134：Model Y 热管理系统八通阀示意图.73 新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 7 图 135：第四代热管理系统拓扑结构.73 图 136：大众 ID.4 二氧化碳热泵系统解析.74 图 137：Model Y 整车热管理方案.75 图 138：蔚来 2022ES8 空调系统配置.75 图 139：蔚来热管理系统专利中的四通阀结构.75 图 140：小鹏 P7 整车热管理系统方案.76 图 141：热管理集成单元的平面结构示意图.77 图 142：比亚迪 e 平台 3.0 热管理实物图.77 图 143：比亚迪 e 平台 3.0 热泵控制模块.77 图 144：2020 年全球电子膨胀阀市场份额.79 图 145：2021 年全球电子膨胀阀市场份额.79 图 146：八通阀实现各工作状态的转换.79 图 147：Model S 四通阀.80 图 148：Model 3 Superbottle 中的四通阀.80 图 149：Model Y 八通阀.80 图 150：Model 3 车身材料分布.81 图 151：Model 3 前副车架.81 图 152：Model 3 后地板及车身结构件.81 图 153：铸造工艺类型分类示意图.82 图 154：特斯拉 Model Y 一体压铸后车身结构件.83 图 155：Model 3 尾灯.83 图 156：Model 3 矩阵式 LED 灯.83 图 157：汽车头灯光源进化过程.84 图 158：汽车前大灯 AFS 系统功能.85 图 159：汽车前大灯 ADB 系统功能.85 图 160：DLP 技术原理.85 图 161：DLP 车灯投影车道效果图示.85 图 162：Model 3 天幕.86 图 163：汽车天窗发展趋势.86 图 164：Model 3 线控制动系统 Ibooster.88 图 165：Model 3 ESP.88 图 166：Model 3 EPS.89 图 167：Model 3 转向管柱.89 图 168：Model 3 双叉臂式独立悬架.89 图 169：Model 3 多连杆式独立悬架.89 表格目录表格目录 表 1：特斯拉 Model Y 与大众 ID.4、福特 Mach E 电子电气架构的部分对比.18 表 2：特斯拉三代座舱域控制器配置对比.27 表 3：特斯拉 MCU3 与最新一代游戏主机性能对比.27 表 4：高通座舱域芯片算力提升明显.28 表 5：部分座舱平台已经融合了泊车功能（舱泊一体）.29 表 6：汽车线束主要线束产品及基本功能.45 表 7：铝、铜各性能系数对比.47 新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 8 表 8：2019 年沪光股份成套线束主要项目销售单价及毛利情况.47 表 9：汽车整车制造商对应主要线束供应商.49 表 10：车用连接器种类及应用场景.49 表 11：瑞可达新能源连接器产品收入及其变动.53 表 12：Model 3/Y 与 Model S/X 电驱动总成参数对比.62 表 13：交流异步电机和永磁同步电机参数对比.63 表 14：特斯拉五种电机参数对比.65 表 15：行业由“三合一”向“N 合一”发展.67 表 16：四通阀实现电池回路和电机回路的交互方式.70 表 17：特斯拉各代热管理系统加热及制冷模式.73 表 18：小鹏 P7 热管理系统零部件清单.76 表 19：比亚迪部分车型热管理特点.77 表 20：各厂商热管理系统横向对比.78 表 21：电子膨胀阀与热力膨胀阀对比.78 表 22：特斯拉热管理结构改进特点.80 表 23：特斯拉各量产车型车身材料.81 表 24：不同类型汽车前大灯的性能对比.84 表 25：近年来车企发布新车型均以天幕为主.87 表 26：特斯拉各车型悬架、转向系统及制动系统.87 表 27：自动驾驶技术分级.88 表 28：线控转向发展历程.88 表 29：智能电动汽车重点跟踪公司盈利预测.91 新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 9 报告报告源源起起 被誉为“工业皇冠上明珠”的汽车制造业，近年来和科技产业结合越来越紧密，迎来了电动化、智能化、网联化的浪潮。今年新能源汽车销量继续高增，根据乘联会数据，2022年上半年，新能源乘用车销量 224.8 万辆，同比增长 122.5%，其中 6 月新能源汽车渗透率达到了 27.4%。智能化也高歌猛进，根据佐思汽研数据，2022 年 1-4 月，中国自主品牌汽车 ADAS 的装配率达到了 33.9%。在这样的背景下，中信证券研究部 TMT 和汽车团队协同多家公司和机构经过了两个月的时间对一辆特斯拉的 Model3 进行了完整的拆解。其中整车、三电拆解分析的合作方是中城康帕斯科技发展(深圳)有限公司，座舱域、驾驶域拆解分析的合作方是深圳市奥途智能网联汽车创新中心，E/E 架构及车身域拆解分析的合作方是广州领世汽车科技有限公司，电子元器件分析的合作方是深圳市钛和巴伦技术股份有限公司。中信证券研究部 TMT和汽车团队以及相关参与机构希望通过对特斯拉 Model3 这一智能电动的标杆车型的分析，展现特斯拉作为一家全球头部汽车企业对汽车智能电动化的思考，以期厘清后续产业发展的可能方向，更好地支持相关决策。域控制器域控制器：软件定义汽车，迭代决定智能软件定义汽车，迭代决定智能 一个产业的进步和变革，往往是供给和需求两方面因素共同驱动的。当新航路带来的新市场遇到珍妮纺纱机，就足够引发一场工业革命；出行的需求遇上热机，就产生了各类交通工具。集成电路出现以来，人们对电子化、自动化、智能化的需求越来越高，其根源还是对低成本美好生活的需求，这种需求与不断发展的 IT 技术供给相结合，相继诞生了PC、智能手机、智能家居等诸多大型产业，如今又开始推动汽车往智能化方向演进。汽车的智能化的大方向已经成为了产业共识和市场共识，然而什么叫智能化却没有一个明确的定义。我们认为，智能化的关键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，经过不断的数据收集、用户反馈和持续迭代，最终交互和用户体验越来越好，逐步向我们理想中的“智能终端”逼近。无论每个人如何去定义自己心目中的汽车智能化，但我们相信会有一个共识，那就是现在仅仅只是汽车智能化的起点，离终局还非常遥远，这中间软件需要不断进行升级迭代。而汽车过去的 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很多块分布在不同厂家提供的 ECU 里，使得软件 OTA 的难度非常大。这使得很多型号的汽车从出厂到最终报废，软件功能都没有升级过，都没有迭代，又何谈智能？新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 10 图 1：奔驰的网络连接及 ECU 架构 资料来源：知乎答主-朱玉龙 显而易见，汽车如果要能像手机一样持续根据数据和用户反馈进行软件迭代，现有的E/E 架构势必然是要进行大的变革的。软件和硬件必须解耦，算力必须从分布走向集中，特斯拉的 Model3 率先由分布式架构转向了分域的集中式架构，这是其智能化水平遥遥领先于许多车厂的主要原因，我们接下来就对特斯拉的车身域、座舱域、驾驶域进行详细的解读。车身域：车身域：按位置而非功能进行分区，彻底实现软件定义车身按位置而非功能进行分区，彻底实现软件定义车身 同样是域控制器，特斯拉的域控制器思路始终是更为领先的。举例来说，作为传统汽车供应链中最核心的供应商之一，博世是最早提出域控制器概念的企业之一。但博世的思路仍然受到传统的模块化电子架构影响，其在 2016 年提出了按照功能分区的五域架构，将整车的 ECU 整合为驾驶辅助、安全、车辆运动、娱乐信息、车身电子 5 个域，不同域之间通过域控制器和网关进行连接。在当时看来，这一方案已经能够大大减少这一方案已经能够大大减少 ECU 数量数量，然而用今天的眼光来看，每个域内部仍然需要较为复杂的线束连接，整车线束复杂度仍然整车线束复杂度仍然较高。较高。新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 11 图 2：博世提出的汽车控制 5 域架构 资料来源：智驾最前沿微信公众号 与博世形成对比，特斯拉 model 3 在 2016 年发布，2017 年量产上市，与博世的报告几乎处于同一时期。然而，model 3 的域控制器架构核心直接从功能变成了位置，3 个车身控制器就集中体现了特斯拉造车的新思路。按照特斯拉的思路，每个控制器应该负责控每个控制器应该负责控制其附近的元器件，而非整车中的所有同类元器件，这样才能最大化减少车身布线复杂度制其附近的元器件，而非整车中的所有同类元器件，这样才能最大化减少车身布线复杂度，充分发挥当今芯片的通用性和高性能，降低汽车开发和制造成本。所以特斯拉的三个车身域控制器分别分布在前车身、左前门和右前门前，实现就近控制。这样的好处是可以降低布线的复杂度，但是也要求三个车身域要实现彻底的软硬件解耦，对但是也要求三个车身域要实现彻底的软硬件解耦，对厂商的厂商的软件能力的要软件能力的要求求大大提高大大提高。图 3：特斯拉 model3 的 3 个车身控制器（红色部分）图 4：三个域控制器按照位置分工 资料来源：知乎冷酷的冬瓜 资料来源：汽车小将微信公众号 以下分别介绍三个车身控制器的情况，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。新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 12 图 5：前车身域（FBCM）图 6：左车身域（LBCM）和右车身域（RBCM）资料来源：中城康帕斯科技发展(深圳)有限公司，中信证券研究部 资料来源：中城康帕斯科技发展(深圳)有限公司，中信证券研究部 前车身域控制器的位置在前舱，这个位置理论上来说遇到的碰撞概率要更高，因此采用铝合金的保护外壳，而左右车身域控制器由于在乘用舱内，遇到外界碰撞的概率较低，保护外壳均采用塑料结构，如下图所示。图 7：几个车身域的实景图 资料来源：中城康帕斯科技发展(深圳)有限公司，中信证券研究部 前车身控制器：全车电子电气配电单元以及核心安全前车身控制器：全车电子电气配电单元以及核心安全 ECU 连接连接 前车身控制器位于前舱中，主要负责的功能是前车体元件控制以及主要的配电工作。该控制器离蓄电池比较近，方便取电。其主要负责三类电子电气的配电和控制：1、安全安全相关：相关：i-booster、ESP 车身稳定系统、EPS 助力转向、前向毫米波雷达；2、热管理相关：、热管理相关：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：、前车身其它功能：车头灯、机油泵、雨刮等。除此之外，它还给左右车身控制器供电，这一功能十分重要，因为左右车身控制器随后还将用这两个接口中的能量来驱动各自控制的车身零部件。新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 13 图 8：特斯拉 model3 前车身控制器（FBCM）接口功能与位置布局 资料来源：汽车小将，知乎冷酷的冬瓜，中信证券研究部 将其拆开来看，具体功能实现方面，需要诸多芯片和电子元件来配合完成。核心的芯片主要完成控制和配电控制和配电两方面的工作。先说控制部分先说控制部分，主要由一颗意法半导体的 MCU 来执行（图中红框）。此外，由于涉及到冷却液泵、制动液液压阀等各类电机控制，所以板上搭载有安森美的直流电机驱动芯片（图中橙色框 M0、M1、M2），这类芯片通常搭配一定数量的大功率 MOSFET 即可驱动电机。配电功能方面，配电功能方面，一方面需要实时监测各部件中电流的大小，另一方面也需要根据监测一方面需要实时监测各部件中电流的大小，另一方面也需要根据监测的结果对电流通断和电流大小进行控制。电流监测的结果对电流通断和电流大小进行控制。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）可以起到重要作用。而要控制电流的状态而要控制电流的状态，一方面是通过 MOSFET 的开关，另一方面也可以通过 HSD 芯片（High Side Driver，高边开关），这种芯片可以控制从电源正极流出的电流通断。新能源汽车新能源汽车行业行业特斯拉系列研究专题特斯拉系列研究专题2022.7.18 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 14 图 9：前车身控制器（FBCM）电路板 资料来源：中城康帕斯科技发展(深圳)有限公司，中信证券研究部 这一块控制器电路板共使用了52个安森美的大功率MOSFET，9个功率整流器芯片，以及 ST 和英飞凌的共计 21 个 HSD