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【重磅】特斯拉产业链专题:进击王者 引领未来(上)

2016-08-12 18:29
潇纵
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  2.3.铸铜转子感应电机,特斯拉的独门绝技

  电动机相对于传统燃油发动机有巨大优势,这种巨大优势造就了特斯拉的惊人性能。电动机的输出扭矩可以在大范围调整,可以始终维持大马力状态,以特斯拉电机为例,转速可达13000转,不需要变速箱(装有固定减速比为9.3的减速器),这一优点是大多数内燃机无法匹敌。特斯拉电动车作为新生事物,诞生之初就能在3秒内加速至100公里/小时的速度,达到了很多超级跑车的水平。

  有别于永磁电机和铝转子感应电机,特斯拉电机采用铸铜转子感应电机。目前电动车普遍选用永磁电机,原因在于永磁电机不需要无功功率形成励磁,电机效率较高,通常能够比感应电机节能20%左右。但感应电机结构更为简单,无需电刷、换向器等结构,可靠性更好。特斯拉通过采用铸铜转子替代铸铝转子,降低了内阻,实现了感应电机效率和功率密度的大幅提升,达到接近永磁电机的水准,使得感应电机可靠性好、温度特性好的优势发挥出来。

  富田电机是特斯拉唯一的电机供应商,与富田合作更有利于打入特斯拉供应链。富田电机自特斯拉生产Roadster时就开始供应感应电机,也是目前特斯拉正在量产的Model S、Model X的电机供应商。若其他厂商希望进入特斯拉的供应链,与富田电机进行相关合作是较好的方法,可以通过如合作建厂、技术授权、股权交换等等方式来实现合作。特斯拉单电机售价约2000美金(Model S),Model 3电机售价预计在1500美金左右,Model 3配有2个电机,若Model3年产50万辆,仅Model3的电机需求可达15亿美金。

  只要攻克铸铜转子的核心技术,就有机会进入特斯拉电机转子采购体系。感应电机作为一种很成熟的产品,在工业领域有极其广泛的应用,而特斯拉感应电机的核心技术之一在于铸铜转子。铸铜转子在浇筑过程中熔点更高,同时容易出现气泡,浇筑成型的难度比较大。预计铸铜转子占电机总成本30%以上,预计售价在300-500美金,远高于普通转子,如果企业能够突破铸铜转子工艺技术,未来就有机会进入特斯拉供应链。

  电控系统是决定新能源汽车的控制和运行,是驱动系统的大脑。电机控制系统主要由逆变器(主要部件为IGBT功率模块)、逆变驱动器、电源模块、中央控制模块、软启动模块、保护模块、散热系统信号检测模块等组成,能够实现对充放电速率、电压等级、电机的每分钟转数(RPM)、转矩和再生制动系统等。

  特斯拉的电芯输出的是直流电,但感应电机为交流电,因此需要先将直流电逆变为交流电,这一过程由功率电子模块(PEM)完成。特斯拉PEM由72个IGBT构成,IGBT占整个控制器成本30%-40%。特斯拉通过对应的软硬件系统,包括转动变频器、数字信号处理系统,控制电机扭矩和电池能量输出,这是整车能量控制系统。通过高性能信号处理器将制动、刹车、加速、减速等需求转换为数字信号,控制转动变频器将电池组的直流电与交流电的相互转换,以带动三相感应电动机提供汽车动力。

  3.智能化:无人驾驶,跨时代的投资机遇

  3.1.无人驾驶的跨时代特征可类比苹果智能手机替代诺基亚普通手机

  2014年CES展开始成为全球汽车业的盛会,取代五大车展的地位,主要是因为无人驾驶汽车的横空出世。2015年1月一辆自动驾驶的奥迪A7在完全无人为干预的情况下从帕罗奥多开到拉斯维加斯CES展会,全程560英里。

  3.1.1.行业催化剂:通信技术、运算技术和无人驾驶交通立法

  技术层面,通讯技术与芯片运算技术的提升是推动无人驾驶技术发展的重要动力;而法律层面的立法将有效解决无人驾驶汽车的法律空白,推动该技术的普及。

  通讯技术

  短距离通讯技术(DSRC)的成熟,是实现车车通讯/车路通讯(V2V/V2I)必要前提,该技术的核心突破点在于传输低延时与高准确性。

  高速移动互联网(5G/6G)的普及,是构建传感器网络与车云交互的必要技术,无人驾驶对于通讯带宽的消耗巨大。

  高性能芯片

  机器视觉、深度学习等人工智能领域的突破对无人驾驶的发展意义重大,同时对系统运算能力提出了极高的要求,芯片厂商也纷纷提前布局。

  无人驾驶立法

  无人驾驶涉及的交通事故责任鉴定是所有人都面临的一个难题。我们认为,各国立法机关在充分确保安全的前提下,也同时会从保护和推动该技术发展角度考虑,逐渐完善相关法律法规。

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