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特斯拉研讨陈述

来源:欧宝体育网址导航    发布时间:2023-05-27 05:39:34
产品介绍

  2003年,硅谷工程师艾伯哈德和塔本宁创建电动轿车制作公司,为问候交流电创造者尼古拉·特斯拉,公司取名为特斯拉(Tesla Motors)。2004年,硅谷新贵马斯克在特斯拉A轮融资中领投650万美元,成为特斯拉最大股东和董事长,并在2006年8月提出贯穿特斯拉开展的路途图“Master Plan”,即“三步走”战略:

  特斯拉以高端小众电动跑车切入轿车职业。轿车是典型的技能密布与本钱密布型职业,也是草创企业存活几率最低的职业之一。不管出产制作工艺、供应链办理或是企业品牌,特斯拉初期都无法比拟有着几十年乃至上百年沉淀的传统车企。何况在其时高达$1000/KWh的电池本钱与产业链配套尚不老练的客观环境下,不管造一辆跑车仍是经济实用型轿车的本钱都适当贵重。特斯拉的思路十分清楚:已然榜首款车注定亏钱,不如先针对高收入集体推出高端电动跑车,高举高打,彻底推翻人们关于电动车续航路程短、功用差的认知。

  2006年7月特斯拉正式推出Roadster跑车,Roadster为特斯拉与英国莲花轿车一起打造,起步价格9.8万美元,该款超跑百公里加快度约3.7秒,最高续航抵达约400公里,起步阶段的推背感乃至逾越法拉利等传统跑车。作为榜首款选用锂电池技能的超跑,Roadster一经推出便遭到许多好莱坞明星和硅谷高管等社会名流喜爱。

  可是,受制于供应链和中心零部件技能瓶颈,Roadster出产本钱失控、量产困难。其时在CEO艾伯哈德的领导下,特斯拉团队过于重视技能研制和功用进步,忽视了出产安排和产品管控,大大推迟了制品进展。2007年6月,间隔Roadster正式投产只剩2个月时,特斯拉仍然没有完结中心零部件两档变速箱的研制。此外,因为供应链收买短少规划效应,开端50辆Roadster的研制本钱从均匀6.5万美元上涨逾越10万美元,1000名预订用户中有30多名因为交给延期而撤销订单。

  创始人出走、高层动乱,马斯克出任CEO力挽狂澜。因为办理失误和费用失控,2007年8月创始人艾伯哈德被罢免了CEO职务,终究由马斯克亲身担任。为完结Roadster正常上市,特斯拉团队决议优化一档变速箱来代替研制全新的二档变速箱,并开端削减不必要的开支。2008年2月,榜首辆Roadster总算正式交给。

  因为产品定位和受众的限制性,Roadster所带来的经济效益有限。从2008年2月上市到2012年停产,Roadster销往30多个国家,全球销量约2450辆。依照9.8万美元价格核算,特斯拉也仅经过Roadster回笼现金流2.4亿美元,关于第二代车型Model S的研制和出产来说无济于事。2008年年末,金融危机令特斯拉的财政状况落井下石,特斯拉处于破产边际。

  奔驰和丰田的战略出资使特斯拉获得资金与品牌两层背书。2009年1月底特律车展之后,戴姆勒向特斯拉订货了4000颗电池组用于奔驰A-Class车辆测验,而且以5000万美元获得了特斯拉10%的股份,构成了协作伙伴联系。2010年5月特斯拉获得丰田5000万美元出资,获得3%股份。与两家传统车企巨子的战略协作不只处理了特斯拉资金方面的燃眉之急,更让特斯拉快速学习到出产、办理经历和形式的know-how。此外,特斯拉还以4200万美元贱价收买原丰田与通用合资、年产能50万辆的工厂NUMMI,为大规划量产打下根底。

  美国政府大力支撑,特斯拉现金流危机暂缓并成功上市。2008年金融危机后,为促进经济开展,美国国会出台一系列方针帮扶各行各业,其间包含美国动力部的250亿美元先进技能轿车制作借款项目,经过补助和低息借款支撑当地先进轿车技能和零部件研制。2009年6月,特斯拉成功获得4.65亿美元借款。在加州零排放(ZEV)方针布景下,特斯拉车主还能够获得最多7500美元联邦税务抵免(2019年降至3750美元)。2010年6月特斯拉成功于纳斯达克上市,共征集资金2.26亿美元,这也是继1956年福特轿车上市今后榜首家美国轿车企业成功上市。

  Model S定位中大型奢华轿车,是特斯拉榜首款实在意义上的量产车型,于2012年6月正式交给,其时共推出三款,装备电池40kWh、60kWh、85kWh,价格5.74万美元-8.74万美元,对应百公里加快度最快达4.4秒,续航路程最高可达483公里。Model S初次引入了17寸中控触摸屏,集成车辆信息查询、导航、音乐等多种功用,一起装备4GLTE无线网络使车主能够免费享用体系OTA空中晋级服务,例如2014年推出的Autopilot主动辅佐驾驭功用。2019年1月,Model S不再供给电池75kWh选项,现在仅剩100D与P100D两款。

  作为首款高端电动车,ModelS一经推出便大受好评。2012年年末,Model S预订量从推出时的520辆上升至15000辆。2013年Model S在美国中大型奢华轿车商场的市占率逾越奔驰S系、宝马7系等老牌豪车品牌,排名榜首。2015年第四季度Model S销量一度抵达17192辆,现在全球销量逾越26万辆。Model S曾荣获闻名轿车杂志《Motor Trend》“2013年度车型”、年代杂志“2012年25项最佳创造之一”、美国威望顾客测评《Consumer Reports》“2017年度10款车主最满意车型之首”等荣誉。

  务实、重视长远规划和本钱管控,特斯拉盈利性和出产功率大幅上升。跟着Model S交给,特斯拉收入成倍添加,也于2013年榜首季度扭亏为盈净赢利1125万美元,而且同年成为榜首个还清动力部低息借款的轿车制作公司。此外,为了ModelS出产和Model X项目推动,除了改造加州Fremont工厂外,2014年7月特斯拉与松下抵达协作协议,在美国内达华州出资超50亿美元制作超级工厂Gigafactory1,以应对未来5-10年出产方案。

  超级工厂Gigafactory1首要担任特斯拉一切动力体系,包含Model系列车型配套锂电池、太阳能蓄电池Powerwall和Powerback,以满意2020年50万辆特斯拉轿车配套的35GWh动力电池年产能。松下担任出产制作,特斯拉担任电池拼装和进一步加工。现在,Gigafactory1每天出产约350万个2170动力电池。

  2015年第三季度,搭载鹰翼门奢华SUV Model X正式交给。相较Model S,Model X在功用上并没有太多的立异,两者的用户定位与价格也相仿,均属“Master Plan”第二阶段方案。Model X首要为满意需求更大的奢华SUV商场,并丰厚产品线。较ModelS销量呈安稳趋势,ModelX仍旧坚持添加,现在全球总销量超12万辆,在美国大中型奢华SUV商场占有率与奔驰GLE、宝马X5等竞品挨近。

  一起特斯拉进行了一系列职业笔直整合,除Gigafactory 1外,还在全球规划很多建筑超级快充Supercharger和目的地充电桩Destination Charger,并在全球规划内添加门店展区和服务中心的数量。

  中型轿车是规划最大最具性价比的细分商场。依据轿车轴距、车长、价格和功用,轿车商场能够分红微型、小型、紧凑型、中型、中大型和大型这六大细分商场。而轿车价格每下降5000美元,潜在买家数量便会翻倍的职业规律决议了中型商场在一切细分商场中的重要性。关于特斯拉而言,中型轿车不只仅第三阶段开展方针的要害,更决议了特斯拉能否实在成为一家干流车企,战略意义严峻。

  Model 3继Model S后,成为特斯拉成功开辟商场的标志性产品。Model 3于2016年3月发布、2017年年末交给,规范版起步价3.5万美元、续航路程354公里,极具性价比。跟着产能爬坡,Model 3在美国的销量逾越同类型的宝马5系、奔驰E级、奥迪A6等传统奢华燃油车型,2019年全美销量逾越16万辆,成为2019年美国中型奢华轿车商场冠军。

  Model 3的大获成功,令特斯拉的营收更上台阶。2018年全年特斯拉收入达214.6亿美元,净赢利从2017年亏本19.6亿美元缩窄至亏本9.8亿美元;2019年前三季度收入达171.9亿美元,净赢利小幅降至9.7亿美元。分项目来看,2018年全年轿车出售收入达176.3亿美元,占全体营收的82.2%,是特斯拉的首要收入来历。分国家和区域来看,美国仍然是特斯拉的首要商场,占比近70%,我国大陆商场占比抵达8.4%。

  国产Model 3以贱价战略搅动内地新动力轿车商场。作为国际化的重要战略之一,特斯拉高度重视内地新动力轿车商场,并于上海自建超级工厂,因为国内人工费用、固定财物费用较低,且上海市政府以借款优惠方针招引,特斯拉上海工厂的本钱开支较美国工厂低65%。国产特斯拉将降价切入中高端商场,入门级Model 3价格低于30万元,并于2019年末完结榜首批职工交给。此次调价由三方面组成,榜首方面,1月3日特斯拉官方宣告准续航晋级版从35.58万元下调至32.38万元,降价起伏高达3.2万元。第二方面,于2019年12月6月当选第11批《新动力轿车推广运用引荐车型目录》,享用补助24,750元/每辆。第三方面,于12月27日当选第29批《免征车辆购置税的新动力轿车车型目录》,享用购置税减免。三方面要素促进Model3入门价格从35.58万元下降至29.9万元,比照2019年4月进口版别,降价起伏高达38.8%。

  Model3或许对我国中高端传统轿车以及新动力轿车商场构成巨大冲击。从传统轿车商场来看,2019年1-11月我国传统中高端轿车(28-42万元区间)销量为136.1万辆,占传统轿车销量5.9%,首要以奥迪A4L、奔驰C系、别克GL8、宝马3系等ABB车系为主。重新动力轿车商场来看,2019年1-11月销量为104.3辆,其间纯电动轿车销量为83.2万辆,首要以中低端车型为主,因而Model 3竞赛方针首要为比亚迪唐、蔚来ES6等。现在,特斯拉上海工厂产能为15万辆/年,估量2020年Model 3将占我国新动力轿车商场12%以上份额。

  为完结向可继续动力转型,特斯拉加快从电力出产到动力存储运送的新动力产业链布局,包含在全球首要商场制作工厂、储能网络和充电网络。制作工厂方面,出于下降关税影响致使下降出产本钱来进步产品价格竞赛力的考虑,一起也为长时刻商场战略衬托,特斯拉在荷兰制作Tilburg拼装工厂,为欧洲客户拼装检测Model S/X;在上海投建Gigafactory 3,为我国与亚洲客户出产制作Model 3/Y。

  储能方面,运用太阳能发电掩盖家庭储能和大型光伏储能体系。家庭储能产品为Powerwall电池和太阳能房顶Solar Roof,Solar Roof白日搜集太阳能并转化为电能贮存于Powerwall内,Powerwall能够在家庭有用电需求时再进行放电,构成“存储-充放”的有机循环。大型储能体系产品为Powerpack,首要针对商用和工业动力存储运用。为更好深化储能范畴,除在Gigafactory 1出产Powerwall和Powerpack电池外,特斯拉于2016年11月以2.6亿美元收买光伏公司SolarCity22%股权,并在纽约州水牛城制作Gigafactory 2出产太阳能面板。

  充电网络方面,特斯拉的首要产品为超级快充SuperCharger、目的地充电Destination Charging和家庭充电。家庭充电即上述运用太阳能+储能进行轿车充电,充溢耗时约10-14小时。超级快充针对公里沿线,第三代超级快充充电功率最高可达250kW,Model 3长续航版在峰值功率环境中,5分钟所充电量可行进约120公里,较第二代充电时刻下降50%。目的地充电针对停车场、商场等地,充电速度与家庭充电相同。现在,特斯拉全球具有逾越12000个超级充电桩和21000个目的地充电桩。

  作为榜首性原理(FirstPrinciple)的忠诚信徒,马斯克倾向于回归事物的实质剖析和处理问题,而非选用类比和改善的办法。他以为后者归于线性思想,只能对技能或产品产生较小的晋级和迭代,而只要从事物实质动身,才干产生推翻性立异。这种思想办法在马斯克的另一家草创企业SpaceX上获得巨大成功,在特斯拉身上也有着榜首性原理的痕迹。它使得特斯拉有时候能够别出心裁,做出让人惊叹的规划和产品,有时候过于急进却拔苗助长,常常导致批判和争议。

  美国专利剖析公司Relecura数据显现,截止2018年,特斯拉合计专利/专利族408件。从历年状况来看,2009年后,专利请求数量与授权数量开端激增,首要与Model S的研制预备有关,请求数量于2012年抵达高峰,授权数量于2013年抵达高峰。从请求国家来看,美国请求数量坚持抢先,近年来欧洲与我国请求数量急速添加,这与特斯拉全球化的商场战略分不开。

  与传统车企比较,特斯拉在新动力轿车范畴的专利数量并不算杰出,例如丰田相关专利数超14000多件,约为特斯拉专利数量的50倍。从专利请求前十要害字来看,“电池”“热量办理”“冷却”等是特斯拉主攻方针。经过调集有限资源会集攻坚,特斯拉期望在三电体系范畴与传统车企构成差异化竞赛。

  电池技能是特斯拉最引以为傲的优势范畴之一。从专利数据显现,电池体系相关专利占比超60%。特斯拉电池动力体系包含电池单体、电池办理体系(BMS)、热量办理体系、冷却办理等,其间电池单体占电池动力体系本钱70%以上。特斯拉前后运用过18650和2170两款电池,现在最新款2170圆柱电池选用镍钴铝NCA装备硅碳负极,单体电池容量在3~4.8Ah之间,单体能量密度可达300Wh/kg,功用较上一代18650进步约20%。

  特斯拉运用的松下圆柱电芯在消费电子商场有老练的运用前史,具有能量密度高、工艺老练、出产主动化程度高级长处。可是面对要求更为严厉的轿车职业,温度敏理性高、成组办理难度大、易爆破等则限制了其广泛运用。为此,特斯拉提出包含更优的南北极资料、模组结构、电池办理体系和热办理四大首要处理办法。

  一、不断寻觅最优资料,下降本钱、进步功用。电池单体化学物质成分和份额的不同将直接影响电池功用体现,三元资猜中,镍首要作用为进步资料全体能量密度,钴首要作用为安稳资料层状结构,进步全体循环功用。可是,过高的镍含量会导致化学成分不安稳,过高的钴含量会下降能量和容量,而且因为矿藏稀缺性,钴价一向居高不下。为此,特斯拉不断霸占电池资料配比,企图找到最优方案。横向来看,当竞赛对手2013年做磷酸铁锂电池与NCM111时,特斯拉现已开端在Model S上运用高能量密度NCA三元电池;当竞赛对手2017年开端由低镍资料过渡到NCM622/NCM811高镍正极资料时,特斯拉现已探究更高能量密度的硅碳负极运用,特斯拉在电池技能的堆集使其电池能量密度和整车续航路程能抢先竞赛对手数个身位。纵向来看,特斯拉一向坚持运用NCA作为电芯正极资料,并不断进步镍含量、下降钴含量。比照最新Model 3与Roadster两款轿车,特斯拉均匀每款车钴含量下降约60%。依据特斯拉2018年一季度陈述,Model 3的电芯能量密度逾越其他任何一款竞品所运用的电芯,其钴含量低于干流电芯制作厂行将量产的下一代NCM811电芯产品。

  二、串并联组合、分层办理形式优化模组结构,进步电池充放电才能。特斯拉电池选用特有的串并联办法,依照“单体电池-brick-sheet-pack”次序进行分层办理。例如,特斯拉将Roadster电池体系的6831节电池分红不同的子单元(4个模组中2个为23Brick/module,别的2个为25Brick/module,即2*23*31+2*25*31)进行并联和串联,多组串联和平板的规划,极大添加电池铺设数量和运用功率,然后进步整车动力功用和续航路程。

  三、高精度的电池办理体系确保电池安全、进步循环寿数。电池办理体系(Battery Management System, BMS)是特斯拉最中心的几项技能之一。不同于铅酸电池,锂电池因为具有非线性的充放电曲线,构成不管是电芯或是电池包层面,监测、预估和办理的难度都大大添加。假如办理不妥,单个电芯的过度充放电将引起永久性的电池损害,构成整个电池体系电压、温度不安稳,严峻的将导致热失控事情。因而电池办理体系对电池容量、循环寿数和安全性均起着至关重要的作用。自从Model S开端,特斯拉就选用了NCA为正极资料的电芯,与业界愈加干流的高镍NCM资料比较,NCA虽然能量密度更高,可是循环寿数更短,安稳性也更差,因而对BMS提出了更高的要求。

  特斯拉的BMS首要由主控模块和从控模块组成。其间主控模块适当于BMS体系的“大脑”,担任电压电流操控、接触器操控、对外部通讯等功用;从控模块衔接了各路传感器,首要担任实时监测电池包里的电压、电流和温度等各种参数,并上报主控模块。

  特斯拉的BMS具有两个特色。一、高精度。依据Sandy Munro和Jack Rickard等人对Model 3的拆解,Model 3的BMS能够将23-25个独立电池组的电压差操控在2-3mV,远低于其他一般电动车的水平;二、高集成度。特斯拉BMS模块集成了高压操控器、直流转换器和多个传感器,由此能够削减内部通讯所需的高压线束,终究减轻总分量并下降本钱。

  四、热办理体系温差规划合理,冷却路途丰厚流通,均温文能量管控才能杰出。新动力轿车的热办理体系首要包含整车、座舱、电池三方面,进行整车温度操控、客舱空调加热制冷、电池过热散热过冷加热等。现在,干流热办理包含天然冷却、液冷和直冷三种方案,特斯拉采纳50%水和50%乙二醇为冷却液的液冷方案,由四通阀完结的电机和电池冷却循环串并联结构。由体系芯片算法操控,当电池温度逾越设定方针值时,电池循环与电机循环彼此独立,选用并联;电池温度低于设定方针值时,电池循环与电机循环采纳串联,运用电机余热为电池和座舱加热,剩下热量将由进气口的热量交换器排放出去。此方案充分运用车内一切部件热量,使热量有用循环游走,极大进步电池单体散热性和电池单体间温度一致性。因而,不管冬天仍是夏日所对应的极点气候,特斯拉车辆温差操控坚持在2℃内,体现强壮的温度管控才能。

  此外,因为电池单体资料晋级、体积增大,电芯容量和密度大幅进步,导致电池化学热敏理性进步,可燃点从18650电池的约175℃下降为2170电池的约65-82℃,对电池冷却体系提出更高要求。比照旧版Model S 85、新版Model S P100与Model 3能够发现,电池冷却体系阶段性晋级,从前期的单条冷却带到现在的每层独立冷却带,为新版2170电池供给更好的温度管控,极大进步电池冷却运转功率。

  现在,电动轿车职业首要选用交流感应电机、永磁同步电机和开关磁阻电机三种,乘用车首要选用前两种。电机首要由定子和转子两个部件构成,定子固定不动产生磁场,转子在磁场中受力滚动。从作业原理来看,感应电机的定子绕组构成的旋转磁场,与转子绕组感应磁场驱动转子旋转,定子转子不同步;永磁电机定子产生电磁转矩来推动转子的磁场环绕轴心线进行旋转,定子与转子的磁场同步。从原资料来看,两者首要差异在于感应电机的转子首要选用铝或铜,本钱较低;永磁电机的转子首要选用永磁体,触及到钕铁硼等稀土资料,本钱昂扬。从功用来看,感应电机接受温差规划大、无退磁危险、高速区间功率好等;永磁电机输出扭矩调整规划大、平等条件下输出功率高体积小等。整体来说,永磁电机功率更高,感应电机功用更强。

  一、感应电机是特斯拉创建之初的“最优”挑选。上世纪90年代,通用轿车EV1系列首先将感应电机与逆变器结合运用于电动轿车,该体系能够将电池组输出的直流电转为电机所需的交流电。尔后,T-zero跑车也运用了改善版别的感应电机。该技能被特斯拉创始人艾伯哈德和塔本宁接收吸收。在规划Roadster时,出于本钱(全球稀土本钱底子会集在东亚,尤其是我国和日本)、退磁危险、技艺老练(其时制作环节协作商AC Propulsion就是感应电机范畴技能领头者)等归纳要素考虑,特斯拉挑选了感应电机作为驱动电机。

  为进步传统感应电机功率和运作功率,特斯拉采纳一系列包含规划对应冲片、进步扭矩、冷却体系等手法,其间,最为立异的是感应电机铜芯转子专利技能(专利号US)。

  铜较铝带来更高的电导功率。从各项金属不同温度下的电导率来看,在相同温度下,铜的电导率远高于铝。假如将电机转子结构原资料换成铜,电机作业功率将大大进步。

  熔点高、大尺度制作难度等限制铜芯电机开展。比照铝(熔点660.3℃),铜(熔点1083.4℃)过高熔点添加制作难度,AC Propulsion与MIT的一项试验标明,一旦电机体积过大,选用铜资料的电机制品极易构成气泡过多、难以镶嵌等问题。

  镀银铜插片有别传统电机转子结构,在低焊接要求条件下完结低本钱、高功用改造。传统感应电机假如运用金属铜,首要分为铜条刺进转子槽和两头封环两个进程,铸造进程因为高焊接规范,往往导致制作难度大、本钱高。特斯拉运用镀银铜插片填满铜条转子槽空隙,再加固两头,封上禁闭环片的办法,下降铸造难度的一起进步电机运转功率,完结特斯拉特别动力改造。

  二、用算法处理操控难题,Model3运用永磁开关磁阻电机。在本钱、功用和功率的多重束缚下,特斯拉斗胆尝试了永磁开关磁阻电机(Permanent Magnet Switched Reluctance Motor)。传统开关磁阻电机经过在定子中参加电磁铁和钢铁制成的转子,仅产生磁招引力从而带动电机转子运动,具有本钱低、结构简略、可靠性高、转子热损耗低一级长处。可是传统开关磁阻电机存在功率输出时扭矩动摇问题,需求十分精密的电流操控战略和算法,这也构成其迟迟没有得到大规划运用。

  Model 3对传统开关磁阻电机做了必定的改善:在定子参加少数稀土,并规划了操控算法来滑润扭矩动摇,终究进步了电机输出功率。Model 3的永磁开关磁阻电机具有体积小、本钱低(稀土运用量十分少,而且无需运用铜芯,下降铸造本钱)、功率高级长处。比较于Model S/X感应电机83%的能量转化功率,Model3的能量转化功率进步至89%,即89%的电能能够终究转化为驱动力,这样便进一步下降了电耗,进步了续航路程。

  2018年美国闻名杂志《顾客陈述》指出特斯拉Model 3存在刹车间隔过长的问题,因而没有对其进行引荐。放在传统车企,处理相似问题的方案大概率是大规划的召回,或是经过4S店对零部件进行替换,不管哪一者都需求糟蹋车主绵长的等待时刻。可是特斯拉的工程师经过OTA(Over-the-Air)的办法对体系进行了晋级,在几天之内便处理了这一问题。

  这就是特斯拉与传统车企最底子的不同——特斯拉能够像智能手机相同进行体系晋级(OTA),传统车企的OTA只限制于车载信息文娱体系(infotainment system)中地图等功用,却无法像特斯拉相同对车内温度、刹车、充电等触及车辆零部件的功用进行长途操控或晋级。背面更深层次的原因在于,两者底层的电子电气架构(Electrical/Electronic Architecture)彻底不同。

  跟着现代轿车的电子电气功用越来越杂乱,整车上的电子操控单元(Electronic Control Units, ECUs)也随之增多。当时一辆一般轿车的ECU多达70-80个,代码约1亿行,其杂乱度现已远远逾越Linux体系内核和Android。在传统的轿车供应链中,OEM高度依靠博世、德尔福(现为安波福)等一级供货商供给的ECU。但不同的ECU来自不同的一级供货商,有着不同的嵌入式软件和底层代码。这种分布式的架构在整车层面构成了适当大的冗余,而且整车企业并没有权限去保护和更新ECU。在这种联系下,一级供货商的研制周期与2-3年的车型研制周期相匹配,传统轿车的软件更新简直与轿车生命周期同步,极大地影响了用户体会。

  与传统造车不同的是,特斯拉采纳了会集式的电子电气架构,即经过自主研制底层操作体系,并运用中心处理器对不同的域处理器和ECU进行统一办理。这种架构与智能手机和PC十分相似。特斯拉Model3的电子电气架构分为三部分——CCM(中心核算模块)、BCM LH(左车身操控模块)和BCM RH(右车身操控模块),其间CCM由IVI(信息文娱体系)、ADAS/Autopilot(辅佐驾驭体系)和车表里通讯三部分组成,CCM上运转着X86 Linux体系。BCM LH和BCM RH则担任车身与便当体系、底盘与安全体系以及动力体系的功用。

  一、软硬件解耦、算力会集化。能够实在地完结硬件规范化和软件开发重复运用,既完结供货商可代替,也能够大大缩短软件迭代周期,一起为日后第三方软件开发扫清了妨碍。车辆将成为移动的智能终端,一起很多核算作业能够会集至车载中心处理器乃至云端,削减了内部冗余一起车联网协同成为或许。

  二、内部结构简化、制作主动化。车载以太网开端替代CAN总线结构,半导体集成使得特斯拉能够精简内部线束结构。Model S内部线千米,未来Model Y上特斯拉的方案是将线的线束主动化拼装问题曾使得特斯拉一度堕入“产能阴间”,终究不得不切换为人工拼装。线束结构的精简能够使特斯拉的出产功率进一步进步。

  三、进步服务附加值。完结整车OTA功用后,特斯拉能够经过体系晋级继续地改善车辆功用,软件必定程度上完结了传统4S店的功用,能够继续地为供给车辆交给后的运营和服务。传统轿车产品交给就意味着损耗和折旧的开端,但软件OTA赋予轿车更多生命力,带来更好的用户体会。自2012年Model S上市以来,特斯拉软件体系至今总共进行过9次大更新,均匀几个月一次小更新,现已累计新增和改善功用逾越50项,包含主动辅佐驾驭、电池预热、主动泊车等功用。假如说三电体系范畴特斯拉还仅仅与传统车企在同一维度上竞赛,那么整车OTA归于特斯拉对传统车企乃至传统轿车一级供货商的一次降维冲击。

  传统车企虽然开端智能化转型,可是未必能够追上特斯拉的脚步。依照博世对EEA的界说,群众等传统车企仍处于从“Modular”(模块化)向“Integration”(集成化)的过渡阶段,而特斯拉现已是一台“Vehicle Computer”(车载中心核算机)了。在2018年年报媒体发布会上,群众CEO迪斯明确提出要打造vw.OS操作体系,而且逐渐把整车的70多个ECU集成到3-5个高功用处理器上。群众成为传统车企中榜首个明确提出智能化转型的公司,可是与特斯拉比较,软件并不是群众的强项。若想转型成功,群众不只需求培育很多相关的软件开发人才,构成内生的软件开发才能,更需求调整相应的安排人员架构。股东的支撑、办理层的远见、极强的执行力缺一不可。此外,现有一级供货商未来势必在ECU软硬件开发的主导权上与车企打开剧烈博弈,车企转型的难度是可想而知的。

  Autopilot是特斯拉现在最重要的运用软件。传统车与智能轿车最大差异在于驾驭体系,现在干流智能化轿车底子装备L2等级辅佐驾驭体系,尚无企业完结彻底主动化驾驭体系。

  轿车辅佐驾驭体系由软硬件组合构成,从结构结构来看,首要分为感知模块、地图模块、驾驭行为决议方案模块。从流程来看,感知模块经过雷达、传感器、摄像头号硬件,搜集周围环境勘探到的物体数据,地图模块供给定位和大局途径规划,数据一起传输到驾驭行为模块,为驾驭方案供给信息支撑,终究决议方案模块操控车体转向、加快等施行行为。

  从技能途径来看,现在首要分为两大门户,一是以特斯拉为代表,以摄像头为主导方案;另一是以谷歌、百度为代表,以激光雷达为主导方案。摄像头是最挨近人眼获取环境习气的传感器,有较安稳的图画处理才能,但在例如下雨、起雾等恶劣环境中分辨率下降。激光雷达经过发射激光束来勘探物体,具有抗干扰才能强、勘探精准等长处。但多束精准度高的激光雷达本钱和技能门槛远远高于摄像头。

  一、Autopilot辅佐驾驭商用化功用杰出。出险率能够必定程度判别该车体和主动驾驭体系的安全程度。依据美国稳妥赔款法令,能够分为六项类,分别为Collision(车辆磕碰,由过错方构成的对过错方车辆赔理)、Property Damage(车辆磕碰,由过错方构成的对对方车辆理赔)、Comprehensive(其他非磕碰事端)三项车险和Personal Injury(两边各自赔付)、Medical Payment(车辆磕碰,由过错方构成的对过错方人身赔理)、Bodily Injury(车辆磕碰,由过错方构成的对对方人身赔理)三项人险。

  比照平等大型奢华轿车的出险率,从三项车体保护险来看,特斯拉与其他奢华轿车相似,体现较差,且数据远远高于其他同类型轿车,阐明特斯拉单车均匀磕碰率高于职业均匀水平,这也暗示因为体系误判或许驾驭员忽视简单构成更多磕碰。但从三项人体保护险来看,特斯拉Model S低于均匀、底子处于优异水平,阐明Model S对本身车主和对方车主有杰出的人身保护。

  从车道坚持状况来看,依据美国公路安全稳妥协会IIHS数据,在直径1300-2000英尺(396-617米)不同的空阔路途测验环境下,比照宝马5系、奔驰E、Model 3/S和沃尔沃S90五辆同类别轿车,设定3种状况各6种测验的共18次测验条件,Autopilot8.1辅佐驾驭体系在弯道和坡道的车辆坚持才能最为杰出,仅在坡道体现过一次压线。

  二、Autopilot具有数据优势。作为最早搭载主动辅佐驾驭体系的电动车品牌,一起具有全球规划最大的辅佐驾驭车队,截止2019年1月,特斯拉Autopilot行进路程逾越17.3亿公里,远超其他竞赛对手,而且车队规划保存估量以每年约40万辆递加(Model S/X 10万辆/年+Model 3 30万辆/年)。作为比照,依据加州车辆办理局《2018年主动驾驭脱离陈述》的数据,激光雷达路途月期间的路测车队规划为110辆,路测路程数约200万公里。

  巨大的数据量使得特斯拉在高精度地图、妨碍物辨认等方面的数据堆集明显抢先于竞赛对手。此外,与大大都主动驾驭草创公司很多选用仿照数据进行算法学习不同,特斯拉车队收集的悉数为实践数据,数据质量更高,愈加有利于算法迭代更新。

  三、特斯拉自研主动驾驭芯片来满意彻底无人驾驭算力需求。依据特斯拉4月23日主动驾驭日发表的信息,历时3年隐秘研制,特斯拉现已完结车载AI芯片的规划出产(由三星代工),SOC算力逾越了运用于AP2.0的英伟达Drive PX2,并现已完结装车。从原理来看,不管哪条主动驾驭技能途径,对海量数据的处理和学习才能都至关重要,因而,轿车AI的完结需求底层软件到硬件的全方位革新。此前,主动驾驭芯片底子被英伟达和Mobileye(已被Intel收买)两大巨子独占,此次自研车载芯片是特斯拉近几年来最重要的硬件立异,将使特斯拉成为仅有一家具有主动驾驭芯片研制规划才能的轿车制作商,进一步扩展在智能化和无人驾驭范畴的抢先优势。

  可是值得一提的是,特斯拉和马斯克在Autopilot驾驭体系的宣传上一向存在过度许诺和夸张。大多顾客在没有深度了解的布景下,或存在被“主动转向、主动泊车”等字眼所诈骗现象,导致驾驭进程中放松对车辆操控,从而构成数件安全事端。此外,因为摄像头主导的视觉方案对物体勘探数据体量要求十分高,但Autopilot无法100%将实践生活存在的每样什物都传输进数据库,然后又导致部分因为体系误判构成的交通事情。

  特斯拉自行出产拼装很多中心部件,包含电池包、BMS体系、充电接口和设备、电机等。该形式的最大特征为产业链高度笔直整合,在中心技能和零部件上不简单被供货商“卡脖子”。但把握很多中心技能必定带来前期的很多研制投入,因而有必要经过打造精品和爆款,经过规划效应摊薄研制、开模等前期投入。

  动力总成集成优化内部结构,有利减缩车型下降本钱,构成价格竞赛力。特斯拉一向坚持包含电池包、BMS、冷却体系、电机等动力总成高度集成的特色。例如,不管是感应电机仍是永磁开关磁阻电机,底子结构都为变速箱、逆变器和电机三体合一的结构。比照来看,每次推出新款车型,特斯拉都尽或许在原根底上集成晋级。比照Model S/X,Model 3的车体减小约20%、价格下降约50%,为确保整车功用,特斯拉参加更多体系芯片来操控部件和谐运作,而且将例如Model3的冷水机、电动阀、液冷罐等零部件集成为冷却液储阀罐,即Super Bottle,经过算法调理内部线路串并联结构,削减例如PTC加热器等零部件。

  出售方面,有别传统车企的多层经销形式,特斯拉效法苹果,挑选自建展示厅和体会店,选址从2012年的加州、纽约、华盛顿等美国首要城市扩增为全球378个城市,出售网络规划不断扩张。直营形式虽然有助于进步品牌形象、处理因为经销环节而产生的价格纷歧、体会感差等问题,但实践上直营店的运营本钱并不低,而且直营形式并非特斯拉特有,不存在实践门槛,新造车实力例如蔚来小鹏等,大多也选用该形式。

  特斯拉具有十分高的品牌价值,这很大程度上得益于CEO马斯克的个人魅力和共同光环。马斯克初期打造实践版钢铁侠形象,个人影响力高涨,“网红效应”使得特斯拉自带流量和媒体曝光度。例如在Model 3发布会后运用交际网络上各路媒体及自媒体进行论题评论,首周预订量便逾越30万,传达作用远超传统广告途径。依据全球品牌评价渠道BrandZ数据,特斯拉自2016年起位列全球轿车品牌前十,品牌价值也从2016年的44亿美元涨至2018年的94亿美元,乃至逾越保时捷等老牌豪车品牌。

  服务方面,因为特斯拉经过OTA进行软件更新,能够极大地进步产品附加值,而且因为不少问题能够经过长途“在线确诊”,能够省去用户修理时刻,从而下降本钱。此外,马斯克作为“Twitter大V”,经常在交际网络上与用户进行互动,在产品和软件更新时听取用户意见,这种近间隔交流也赢得了不少用户的好感,使得大都用户对产品存在的部分瑕疵表明理解和支撑。

  榜首性原理是天使也是魔鬼。特斯拉习气于在快速开展中处理问题,但跟着时刻推移,某些问题却越积越深,成为日后危险:

  一、产能问题。特斯拉的产能一向备受诟病,因为产能缺少而导致的出产才能与产品预订量不匹配、交给推迟严峻等。因为Model 3订单与实践产值违背程度最高,特斯拉2017年年末以来露出的产能问题愈加严峻。2017年第三季度Model 3实践产值仅260台,远低于1500台预期,首要因为前期电池超级工厂Gigafactory 1还未正式量产,人工拼装电池包速度慢。电池量产问题得到处理后,Model3产能问题仍然未得到处理,首要因为产线过于高度主动化。针对出产拼装的GA3产线%以上,出产一台轿车匹配数百条机器设备,产线过于密布,机器设备过多导致作业时刻抵触、功率和灵活性下降,激增的保护本钱抵消掉主动化带来的本钱优势。因而,特斯拉曾于2018年2月、4月停产保护GA3产线,下降主动化程度并参加更多人手,此外还开设帐子产线辆。即使如此,特斯拉准时完结交给使命仍然困难,依照2017年年末Model 3约45.5万订单、2018年实践交给14.7万核算,不考虑新增订单,剩下订单还需1年左右时刻完结。

  二、质量与做工问题。一方面,Model3车身质量可靠性存在瑕疵。从原资料来看,铝和钢运用率最高。比照两者物理功用,大多状况中,平等质量下,铝合金强度大于高强度钢;平等体积下,高强度钢强度大于铝合金。为此,大多新动力车企纷繁转战铝车身,就是为了下降整车分量。从化学功用来看,因为铝合金的低熔点,对温度的敏理性更高,因而传统焊接等升温手法并不适用,往往选用铆接、胶联等技能,添加制作本钱。此外,因为铝的特别性,车体事端后难以用传统手法修理,依据事端严峻程度进行部分或整片替换,添加过后修正本钱、下降用户运用感。Model S/X就是高份额铝车身代表。

  为紧缩本钱,Model 3车身挑选钢铝混合。依据Munro & Associates的拆解陈述和车身模型结构图能够发现,Model 3选用铝合金、软钢、高强度钢和超高强度钢这4种资料。因为单电机Model 3为后置电机,为平衡分量,后车身大部分运用质量更轻的铝合金。大部分的纵梁、底板等则选用超高强度钢,添加车身巩固程度以进步安全性。可是,过多的不同类型资料添加衔接难度,Model 3车身衔接办法便高达5种,且并没有简化不必要配件,反而添加了整车制作本钱。

  另一方面,自Model S上市以来特斯拉的做工问题一向饱尝诟病,这种状况或许体现在钥匙扣笔迹含糊、过多的塑料内饰、车门残次等等。作为定坐落奢华轿车的品牌,特斯拉在内饰和做工方面底子无法与同类的德系和日系车混为一谈。这首要是因为一方面特斯拉短少大规划量产经历,对轿车制作工艺和供应链办理还短少满意的堆集,另一方面特斯拉过于寻求主动化出产,终究不得不选用“帐子工厂”的办法进行返工,反而影响了质量。此外,因为短少传统车企的国际化经历,Model系列并没有对不同商场进行座舱调整,往往导致适用于欧美体型的内座,却对亚洲顾客来说过于空阔和不适。

  三、安全问题。即使对产品经过屡次晋级、采纳各种安全措施,特斯拉轿车事端频率仍然呈上升趋势,2013年因频发的轿车起火事情导致特斯拉股价跌幅最高达20%。依据已发表报导,从2013年至2019年3月特斯拉共产生36起轿车安全事端,47.2%为车辆磕碰导致,其间包含因为酒驾、操作不妥、路障等而构成的磕碰。可是,不同于燃油车,58.8%车辆磕碰引发电池焚烧,且因为动力电池高焚烧时长,对驾驭员构成不同程度损伤。此外,事端伤亡程度深,36起事端中有9起事端构成人员逝世。

  四、现金流问题。作为一家草创型高端制作企业,因为其重财物、重研制特点,特斯拉在长达10-20年的时刻内现金流底子为负。虽然经过Model S与Model 3等爆款车型占有中高端新动力轿车商场,可是2010年第二季度至2018年第四季度期间,特斯拉企业自在现金流仅2个季度为正。为进军欧洲和我国商场,2017年第二季度以来特斯拉企业自在现金流愈加恶化,2018年第四季度企业自在现金流抵达负13.8亿美元。因而,2019年特斯拉将大起伏封闭门店和展示厅,并将出售形式转向线的热销,一度令特斯拉现金流有所好转,2019年第三季度现金流下降为负1.7亿美元,可是跟着美国和我国工厂Model Y加快投运、欧洲工厂Model 3/Y提速,未来现金流仍然是重要的考虑点。

  五、高层震动频频。特斯拉高层离任率呈添加趋势,仅2018年全年,离任高管逾越40人。除正常的人员调集和行政方面高管离任,特斯拉中心团队的技能、财政、研制、法务办理人员均产生过离任,例如2016年5月离任的出产制作副总裁Greg Reichow与Josh Ensign、2017年4月离任的首席财政官JasonWheeler、2017年7月离任的电池技能总监Kurt Kelty、2018年9月离任的首席人事官Gabrielle Toledano等。即使高管离任换岗在硅谷科创企业十分遍及,可是办理层频频变化仍不利于特斯拉稳健开展。

  回头来看,2006年马斯克在“Master Plan”中提出的十年方案、四大使命现已底子完结。2016年马斯克又提出了新的“Master Plan Part Deux”,包含四方面使命:

  假如说2006-2016年归于特斯拉的要害词是“电动化”,那么2016年开端特斯拉将更多地在智能网联、同享化、清洁动力出产和贮存上发力。跟着笔直整合程度的加深,特斯拉正不断开辟事务鸿沟,但也面对产能、产品安全与质量、现金流等方面的问题与争议。特斯拉未来所面对的竞赛对手不只仅是群众、丰田等传统OEM,更有谷歌、英伟达、Uber等高科技企业,还有石油巨子、我国传统与新造车实力。全球新动力轿车商场格式仍存变数。

  一、特斯拉将成为一家全球化车企。Model 3在美国商场现已成为现象级的产品,燃眉之急在于凭仗自建工厂和贱价方针将成功复制到我国商场,快速抢占商场,并着手推动Model Y以满意SUV用户的需求。尔后特斯拉还将推出电动货车Tesla Semi、电动皮卡Cybertruck。咱们猜测2030年全球电动轿车销量将抵达3500万辆,特斯拉年销量将抵达300万辆,海外商场营收占比将逾越50%。

  二、未来特斯拉在电动化范畴的抢先优势或许被逐渐缩小,中心竞赛力在于智能化、无人驾驭技能、数据和品牌。从智能手机开展史来看,外观和供应链都极易被仿照学习,但苹果的赢利却逾越一切竞赛对手总和,中心在于自研A系列芯片、iOS体系,并打造运用生态和高端品牌。特斯拉经过自研主动驾驭芯片和人工智能算法,并合作数量最大的车队不断供给用于深度学习的实在路况数据,特斯拉将具有比其他竞赛对手更高的算法迭代功率。未来一旦特斯拉的摄像头路途被证明可行性,相关于激光雷达路途将体现出极大的本钱优势。

  三、长时刻来看,轿车服务和动力服务将成为特斯拉新的添加点。特斯拉现已建立了全球规划的直营店和充电网络,经过OTA不断向用户推送新的软件与功用,特斯拉正继续构建线上+线下、轿车+动力的服务闭环。全主动驾驭老练今后,特斯拉还将自建车队供给出租车服务。

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