特斯拉:汽车新科技综合体
特斯拉是全球汽车产业变革的领导者,电动化、智能化、网联化程度领先传统汽车厂商 5~7 年,量产车型 Model S 和 Model X 融合诸多黑科技,并不断自我革新,引领行业发展方向。
特斯拉目前拥有 Model S、Model X 两款量产车型,2016 年销量 7.6 万辆,2017年一季度交付 2.5 万辆,同比增长 69%,目标全年交付 15 万辆。
特斯拉第三款车型 Model 3 全球订单超 40 万辆,预计 2017 年底量产交付,三款车型 2018 年目标销量 50 万辆,到 2020 年公司计划将车型数量增至四款,目标销量 100万辆,届时将成为全球最大的电动汽车厂商。
Model 3 的发布,代表电动汽车消费的转折,标志着个人消费市场已被打开。电动汽车凭借动力性、智能化、科技感、环保理念吸引大量用户;电池技术快速进步,充电网络不断完善,打消里程、安全焦虑,车型售价大幅降低。
1.1 动力电池系统:采用 21700 替代
18650 特斯拉已量产 2 款车型,Model S 和 Model X,均采用松下 18650 圆柱电芯,系统能量密度约为 250Wh/kg,成本低于 1300 元/kWh。
即将上市的 Model 3 将采用 21700 圆柱电芯,单体容量提升 36%,系统能量密度超过 300Wh/kg,成本低至 900 元/kWh,预计 2020 年成本降至 700 元/ kWh。电池能量密度大幅提升,主要得益于负极材料在人造石墨中加入 10%的硅基材料。
全新 21700 电池由特斯拉和松下共同打造,在位于内华达州的 Gigafactory 工厂生产,将于 2017 年二季度量产配套 Model 3。超级工厂将于 2018 年完成二期建设,届时将具备年产 35GWh 的锂电池单体和 50GWh 锂电池系统的能力,大约足够配套 50 万辆新能源汽车。2017 年,特斯拉表示未来会建造至少三座 Gigafactory,我们预计 2020年将具备超过 70GWh 产能。
1.2 电机系统:采用永磁同步电机
目前,特斯拉 Model S 和 Model X 的电机均为交流异步感应电机,高速区间的效率更好,与两款车型的跑车定位相吻合。为提升效率,特斯拉采用纯铜转子替代铝转子,能量利用效率接近永磁同步电机。
相比较而言,永磁同步电机在低速、高扭矩的场景下更有优势,适合于城市家庭用车,并且功率密度大,体积优势明显,成本不相上下。
我们认为异步感应电机和永磁同步电机是互补关系,分别适用于不同的车型。随着特斯拉产品阵容不断丰富,Model 3 将走永磁同步技术路线。
2 智能化:硬件布局已完成
特斯拉于 2016 年 10 月发布 Autopilot 2.0,硬件支持全自动驾驶功能,并宣布将配备所有的车型,包括 Model 3。
新系统包含 8 个摄像头,覆盖 360°可视范围,监控距离最远可达 250 米;12 个超声波传感器,探测和传感的距离接近上一代的两倍;增强版前臵雷达通过冗余波长提供更丰富的数据,可以穿越大雨、雾、灰尘,甚至前方车辆。
为了更好地使用这些数据,车辆搭载了比上一代运算能力快 40 倍的处理器,运行基于深度神经网络研发的视觉系统、超声波与雷达系统软件。
2017 年一季度,特斯拉推送了基于 Autopilot 2.0 的系统软件版本更新 V8.1,全新控制算法融合全新硬件数据,自动驾驶安全性将更好。
V8.1 主要变化:Autosteer 速度上限由 55 英里/小时提升到 80 英里/小时;开放 Auto Lane Change 功能;增加 Lane Departure Warning 功能,开放 Summon 功能。
3 网联化:加速算法迭代
特斯拉通过空中升级(OTA)更新车载系统软件,第一时间将新功能、新特性推送给车主,如地图更新、在线音乐、Autopilot,极大地改善用车体验。同时,车联网使每辆汽车都成为数据采集样本,加速更新高精度地图、迭代人工智能算法。
根据 36 氪报道,截至 2016 年 6 月,特斯拉汽车消耗电池总电量达到 7.5GWh,具体的行驶工况,以及对应的电池充放电强度,都被记录下来,并回到特斯拉服务器上,将有助于研发汽车和储能系统之间的能量转移技术。
根据 36 氪报道,截至 2016 年 6 月,特斯拉已经累计获得超过 7.8 亿英里的驾驶数据,其中 AutoPilot 激活状态 1.3 亿英里。相比较而言,Google 拥有 50 辆原型车,每周更新 2.5 万英里数据。
我们估计到 2020 年全球累计将有大约 250 万辆特斯拉电动车上路,数据搜集效率将成指数级增长,快速的算法迭代、丰富的路试经验将推动特斯拉成为率先量产全自动无人驾驶汽车。
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