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特斯拉深度报告三大硬核打造新能源汽车绝对龙头 1、特斯拉硬核在哪？Model3 上市至今，稳坐新能源最畅销车型宝座，单车型在新能 源市场份额达 13.5%，ModelY 有望超越 Model3，将在提升特斯拉销量的同时，加 速行业电动化的进程特斯拉创立仅 17 年，却凭一己之力撼动了已有百年历史的 汽车行业格局，加速了汽车由内燃机驱动向电驱动的转型，引领着汽车行业科技化 的变革方向我们认为，特斯拉的硬核主要表现在三个方面：1.卓越的电池系统和完善的充电桩 布局解决电动车痛点；2.领先的智能网联化水平为用户带来颠覆性体验；3.商业模 式革新，打造汽车产业新生态2. 特斯拉硬核之一：电池系统卓越充电桩布局完善购买电动车的人在担心什么？特斯拉推出第一代 Roadster 及 ModelS/X 时，电动车更多的是超跑、性能车的象 征，消费者关注的是特斯拉科技范的造型和加速性能随着 Model3 的问世，电动 车逐步成为大众消费品进入寻常百姓家，居家实用性成为影响消费者选择的关键调研显示，当前消费者在购买电动车时主要考虑的因素包括续航里程（34.2%）、充 电便利性（电装密度+充电时间，26.2%）和价格（24.5%），而电池系统是影响电 动车续航里程和成本的关键，也是特斯拉电动车的核心竞争力所在。

2.1 电池材料：高能量密度 低成本从特斯拉已发布的车型来看，特斯拉电池技术演变经历了三个阶段第一阶段：2009-2012 年 Roadster 和 ModelS 车型搭载的 18650 圆柱形电池， 采用 LCO(钴酸铝)+石墨的方案，成组后 PACK 能量密度 120Wh/kgLCO 电池充 放电稳定、生产较为简单，但因贵重金属钴含量较高，该电池的成本在 190 美元 /kWh 以上第二阶段：2012-2018 年二代 ModelS 和 ModelX 车型依然搭载 18650 圆柱形 电池，但是正负极材料改为 NCA(镍钴铝)+碳硅方案，负极材料由石墨负极切换为 碳硅负极，单体能量密度和 PACK 能量密度分别提升至 250Wh/kg、150Wh/kg，二 代电池的成本由 190 美元/kWh 逐步降低至 160 美元/kWh第三阶段：2018 年至今 Model3/Y 车型，电池系统呈现多元化趋势特斯拉电池改 由松下、LG 化学和宁德时代共同提供，其中松下和 LG 化学提供 21700 电池，宁 德时代提供磷酸铁锂电池（LFP）LFP 电池的能量密度一般低于 NCA/NCM，但安 全性好、且价格有优势，结合宁德时代特有的 CTP 电池组装技术，LFP 的价格降 至约 100 美元/kWh。

从 18650 到 21700，特斯拉电池组 PACK 能量密度一直处于领先优势特斯拉是 最先将圆柱形锂电池应用到电动车动力系统的公司，圆柱形锂电优点包括能量密度 高、卷绕工艺成熟、自动化程度高、成本相对较低等但是近几年来方形电池、软 包电池的技术持续获得突破，宁德时代推出 CTP 技术，比亚迪推出刀片电池，非圆 柱形电池的能量密度也有较大提升，特斯拉在电池能量密度上的优势逐步降低电池成本显著低于市场水平，率先达到 100 美元/kWh 关键点由于电池成本较高， 相同配置的电动车售价高于燃油车但是根据 SNE Research 估算，当电池成本降 低至 100 美元/kWh，结合电动车较低的使用成本，将实现“油电平价”，离开补贴 后电动车价格竞争力与燃油车相当特斯拉 Model3 使用的圆柱形锂电池 21700， 工艺成熟、适合大规模量产，在保持能量密度全球领先的前提下，于 2020 年率先 达到 100 美元/kWh 的关键成本，领先行业 6 年左右电池衰减少、续航有保证根据早期的 ModelS 和 ModelX 行驶数据显示，特斯拉车辆里程达到 15 万英里时，大部分车辆的电池容量衰减不到 10%。

而根据荷兰-比 利时特斯拉论坛上的一些群车主收集的超过 350 辆特斯拉数据显示，在 10 万公里 范围内，大多数特斯拉电池组的容量损失在 5%左右，而超过 26 万公里后，能量下 降不到 10%，远超竞争对手电池材料技术全球领先，前沿布局实现技术持续迭代2019 年 5 月份，特斯拉以 2.2 亿美元溢收购能源公司 Maxwell 55%的股权，布局干电池电极技术和超级电容 干电极压实密度更高，可使电芯能量密度提升至 300Wh/kg 以上，超级电容有助于 提升电池的循环使用寿命2020 年 9 月 22 日，特斯拉将在“Battery Day”上宣布 其在在电池研究上的最新成果，有望再次推动动力电池技术的革新2.2 BMS（电池管理系统）特斯拉先进的 BMS 技术，是它卓越电池系统的重要保障Model3 的电池组由四 个比例不同的模组，共 4416 颗 2170 电芯组成然而，由于每颗电芯自身的差异， 以及所处的位置不一容易造成散热不均，只要一节电芯过充或过放，整个电池组就 会出问题，因此 BMS 在电池系统里的地位甚至比电芯本体还高——它占据了一套 电池组总成本的 30%左右实现对超过 7000 节电池的有效管理，BMS 系统的可靠性和安全性得到充分验证。

特斯拉在每个电池片上，均设置有 BMB (Battery Monitor board)即电池监控板，用以监控每个电池砖的电压和温度在整个电池包上，设置有 BSM（Battery System Monitor),用以监控整个电池包的工作环境在整车层面，设置有 VSM (Vehicle SystemMonitor),用以监控整个 BSM通过层层监控设防，特斯拉实现了对超过 7000 节电池的有效管理（ModelS 拥有 7000+节 18650 电芯），系统的可靠性和安 全性得到充分验证整车热管理助力，电池温控更加精准、节能Model3 在整车热管理系统中增加了 一个热管理控制器，通过一个四通阀实现了整车热管理系统和电池温控系统的串并 联当电池处于低温状态需要加热时，整车热管理系统中的电机回路与电池回路串 联，电驱动的热量可以用来加热电池和驾驶舱；当电池温度高需要冷却时，电机回 路与电池回路并联，电池和电机又能独立冷却通过整车热管理系统的串并联协调， 特斯拉电池温控系统实现 2℃以内的温差控制，极大提升了电池系统的可靠性和安 全性2.3 充电桩和快充技术解决充电便利性问题电动车的里程焦虑主要表现在两个方面，满电状态下的续航里程和充电便利性，当 前亟待解决的应该是充电便利性问题。

原因是：1.得益于电池能量密度的提高，当 前电动车的续航里程已达到 400-600 公里，与燃油车接近；2.磷酸铁锂和三元锂电 池能量密度继续大幅提升的空间有限，且会带来安全问题；3.充电便利性是解决电 动车里程焦虑的根本途径充电便利性包括两个方面：充电站的密度及分布、充电 时间车子卖到哪，充电桩就建到哪截止至 2019 年底，特斯拉已经在全球 1716 个地 方，建设超级充电站 16000 余座，主要分布在北美、欧洲、亚太及澳洲地区，这些 地区也是特斯拉电动车的主要销售地在中国国内，特斯拉的超级充电站数量超过 300 座，覆盖 140 多座城市，超过 15000 个超级充电桩投入运行，已经编制成了一 个非常密集的充电网络特斯拉第三代超级充电桩最大充电功率可达 250kW，相比第二代超级充电桩 （120kW）提升一倍以 Model3 长续航版为例，使用第三代超级充电桩 5 分钟可 行驶约 120 公里与 V2 相比，V3 充电桩不但实现了翻倍的充电效率，并且同一座 充电站有多辆汽车同时充电时功率互不影响，即多辆车同时充电都能达到 250 千瓦 功率另外在车辆导航去超级充电站的路上，电池会提前加热，以确保插上充电枪 头时直接进入快充状态，理想状态下用户平均充电时间约可减少 50%。

快充也省钱特斯拉充电桩在充电功率和充电费用上都要优于国内其他厂家，对于 2017 年 1 月份以前购车的旧车主，依然享受全生命周期免费充电服务，对于后续 新车主，可以每年获得 400kWh 的免费充电额度，价格 1.8 元/kWh，且特斯拉充电 桩在正常充电时间内不收取停车费，相比于其他充电站又可节省一部分停车费用， 因此特斯拉在充电服务上的综合价格要低于其他厂家，特斯拉承诺永远不以超级充 电为盈利点3. 特斯拉硬核之二：智能网联遥遥领先3.1 特斯拉汽车的灵魂-全自动驾驶最被信任能实现自动驾驶的公司美国汽车销售平台 A 在 2018 年 和 2019 年分别调研了 1326/1650 位车主，特斯拉均成为最被信任能实现自动驾驶 的公司特斯拉自动驾驶系统 Autopilot 自推出至今历经三代，实现了从硬件到软件、芯片 的全方位升级2014 年推出 HW1.0，搭载 Mobileye Q3 芯片，实现全速域自适应巡航、车道保持、 紧急制动、变道辅助、自动泊车等 L2 级别功能，是全球最早推出高性能自动驾驶 的车企2016 年-2017 年推出 HW2.0 和 HW2.5，传感器层面摄像头、毫米波雷达和超声波 传感器都进行了更新，感知能力大幅增强，搭载英伟达 Drive PX2 芯片，算力也得到一定提升，实现了部分 L3 级别功能。

2019 年推出 HW3.0，核心改动为使用自研 FSD 芯片替代英伟达 Drive PX2，算力 提升 21 倍，已基本实现 L3 级别自动驾驶功能2022 年 HW4.0，芯片使用 7 纳米工艺打造，预计算力可达 HW3.0 的 3 倍自研芯片，掌握核心竞争力目前无论传统汽车厂商还是造车新势力均以采购第三 方芯片为主，特斯拉是唯一一家自研芯片的汽车厂商芯片的算力和算法是决定自 动驾驶水平的核心，自研 FSD 芯片使得特斯拉在核心技术领域摆脱了第三方供应 商的束缚，有利于促进其在自动驾驶上技术上的持续迭代升级低成本、低功耗、高算力因为是自研芯片，特斯拉采用了完全定制的独享方案， 很多在其他芯片中集成的功能被弱化或去掉，使得芯片同时具备低成本、低功耗、 高算力的特点1.通过复杂化软件的方法来简化硬件，HW3.0 成本比 HW2.5 系统 下降 20%；2.简化逻辑控制和指令集，将资源集中在计算方面，在大幅提升算力的 同时有效控制能耗根据特斯拉公布数据，HW3.0 系统算力达到 144TOPS，能耗 72W，与 HW2.5 相比算力提升 21 倍之多，能耗却仅升高了 25%FSD 系统芯片具有冗余备份，双倍安全。

特斯拉在 FSD 系统中布置了 2 个 FSD 芯 片互为冗余备份，在车辆正常行驶时，整车信息通过雷达、摄像头等传感器发送给 FSD 系统，两个芯片都会处理并给出方案，然后由 FSD 系统上的安全模块进行平 衡、仲裁和验证，最后发送给传动装置 ECU 并驱动汽车进行操作当一颗芯片出 现问题时，另一个芯片可以完全接管，独立支持自动驾驶系统的正常运行，为了安 全，特斯拉还设计了冗余的电源、重叠的摄像机视野、各种向后兼容的连接器和接 口特斯拉宣称，FSD 系统的故障率非常低，甚至比人失去意识的可能性还要低一 个数量级使用现有用户数据训练，数值上远超其他厂商自动驾驶神经网络算法的训练离不 开大量的数据，特斯拉通过 Autopilot 的影子模式直接采集用户的行驶数据，采集里 程已达 22 亿英里，其他自动驾驶企业中采集里程数最多的 Waymoo，仅有 1000 万 英里数据经过海量。