深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

2021年11月21日汽车技术评论3,924阅读模式

独到见解

7月28日,特斯拉首批30辆量产Model 3正式交付。Model 3被市场寄予厚望,被看作iPhone 4一般颠覆性的存在。然而我们认为,就如同iPhone 4是苹果手机从一代革命性的IOS系统建立,积淀到4代量变产生质变进而颠覆智能手机市场一样,Model 3在某种意义上对于特斯拉而言也是量变引发质变的必然结果。Model S革命性的模块化底盘PACK系统就如同IOS系统一般具有划时代的意义。模块化电动底盘PACK系统经历了5年时间去沉淀,去发酵,但毋庸置疑的指引着电动车未来的发展趋势。

主要观点

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特斯拉引领行业,模块化底盘Pack系统为电动造车建立行业标准

许多人将2170单体电芯看作一款革命性的产品,但在我们看来,真正在长远意义上影响革命性的始终是自Model S始的模块化底盘Pack系统。而单体电芯的升级,其实是特斯拉在正确的路径上成长到一定阶段后的必然选择。特斯拉打造独具特色的底盘PACK构架,建立电动汽车模块化生产平台。在打造高性能电动产品的同时,能够以电动汽车为载体深度融入智能驾驶新技术。特斯拉集电动化、轻量化、智能化于一体,在全球掀起电动化和智能化的潮流,引领汽车行业的深层次变革,为电动造车行业建立行业标准。

2
标准化与模块化是未来纯电动车的重要发展方向

模块化生产在提高生产效率、降低制造成本的同时,也缩短新车型的开发周期,满足消费者不断变化的个性化需求。以特斯拉、大众为代表的主流厂商深刻理解模块化生产带来的便利,未来大部分具备爆款潜质的电动汽车新车型都将以模块化平台为核心进行打造是大势所趋。模块化平台加快了电动汽车的发展,电动汽车的潜力也促进了模块化平台的普及,随着电动汽车逐步普及,模块化构架也将大行其道。

3
龙头电池厂商在PACK系统优势得天独厚,肩负着引领行业之重任

电动汽车模块化的核心在于模块化的电池系统,而模块化电池系统的核心在于基于车身一体化的动力电池PACK系统。由于龙头电池厂商掌握着大量新能源汽车不同运行状态的电池数据,而PACK系统核心算法的成熟与迭代升级取决于庞大基础数据库的搭建,动力电池厂商在算法上存在着天然的优势。这使得动力电池厂商在PACK主导权上具备得天独厚的优势。动力电池龙头肩负着引领行业,重塑格局之重任。

4
电动化推动模块化,进而推动智能化大发展

“模块化”的定制思维未来有望被广泛借鉴,成为推动电动汽车行业整体进步的重要武器。模块化在重塑电动化的过程,也在一定程度上推动着智能汽车的发展。一方面,在电动化的过程中汽车电子的占比不断提高,而汽车智能化的过程就是汽车电子不断的创新和升级;另一方面,智能汽车依赖于电动汽车,电动汽车是汽车智能化的有效载体,在电动汽车模块化不断演进的同时,智能汽车的模块化发展不可避免。

5
投资建议

主线一:看好大型龙头电池厂商及其产业链。龙头企业引领行业的路径主要有三条:第一种是依赖自身在动力电池上的技术优势形成横向垄断,进而纵向的与各大主流整车厂商保持高度的合作与竞争关系来获得更多的产品定价权;第二条路径是更为艰难的产品先行:生产以动力电池厂商为主导的整车产品与整车厂商主导的产品进行正面竞争,尽可能的获得市场份额;第三种是在龙头电池厂与整车厂制衡的空间中获取机会,深度绑定整车厂并实现向上突破的二线电池龙头。动力电池龙头逻辑下,第一条路径我们看好最为确定的CATL产业链,第二条路径我们看好沃特玛创新联盟。相关标的包括坚瑞沃能、富临精工、东方精工等。

主线二:看好直接受益的汽车电子厂商。龙头电池厂商话语权不断提升,逐渐肩负引领行业的重任的同时,汽车电动化的趋势将会进一步提速,汽车电子也将成为最直接的受益者。同时,汽车电动化加速汽车智能化,汽车智能化的步伐也会促使汽车电子在整车成本中占比不断提高。我们看好汽车电子核心标的受益于电动化爆发逻辑,相关标的包括托普集团、均胜电子等。

目录索引

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

一、Model 3是量变引发质变的必然结果,Model S的划时代意义在于模块化底盘PACK系统

7月28日,被寄予厚望的特斯拉量产Model 3正式发货。Model 3是特斯拉第一款定位平民化的爆款电动轿车,剑指宝马3系、奔驰C级、奥迪A4等豪华品牌主流市场区间,被市场看作iPhone 4一般颠覆性的存在,寄予厚望。然而我们认为,就如同iPhone 4是苹果手机从一代革命性的IOS系统建立,积淀到到4代量变产生质变进而颠覆智能手机市场一样,Model 3在某种意义上对于特斯拉而言也是量变引发质变的必然结果,2170电芯、gigafactory等也是公司规模扩张后的必然选择。站在时代发展的角度看,特斯拉第一代产品Roadster仅仅是在路特斯传统汽车底盘上进行电动化改造的产物,本质上与北汽、江淮等传统燃油车“和平演变”的电动车并无不同。第二代产品Model S才是真正意义上的“0号机”,更适合于类比第一代iPhone,其革命性的模块化底盘PACK系统就如同苹果IOS系统一般,具有划时代的意义。市场长期忽略了一点是:第一辆模块化底盘打造的Model S自2012年下线至今,5年时间已经过去,在特斯拉经历了Model S、Model X、Model 3整整三代产品之后,各大整车集团仍未量产任何一款采用类似模块化底盘PACK系统思路的纯电动车型。和平演变往往意味着折衷与妥协,而模块化电动底盘PACK系统容不下任何的过渡路线。新技术需要时间去沉淀,去发酵,但毋庸置疑的指引着电动车未来的发展趋势。

特斯拉打造标杆性电动汽车,深入拓展全球电动车市场

特斯拉成立于2003年,是一家总部位于美国加利福利亚的纯电动汽车制造与销售企业。此外,特斯拉还从事太阳能板及储能设备的设计与开发。自特斯拉成立以来,一直专注于高端电动汽车的研发和生产。2008年,其打造的两门高端纯电动跑车Roadster上市,掀起一股电动汽车新潮流。2012年,特斯拉重磅产品豪华跑车Model S正式推出,Model S定位于中端市场,为特斯拉赢得众多消费者。2015年,特斯拉发布一款SUV电动汽车,极大的丰富了特斯拉产品体系,为消费者提供更多可选择的空间。随着Model 3的发布和量产,特斯拉完成了“三步走”战略的第三步,完成了生产大众化的高性价比电动汽车。

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特斯拉电动汽车在质量、安全和性能方面均达到汽车行业最高标准,树立了全球电动汽车行业的新标杆。同时,特斯拉通过开放专利以及与其它汽车厂商合作,大力推动了纯电动汽车的发展。自特斯拉推出平民电动汽车Model 3以来,特斯拉引来了更多的关注,Model 3技术更领先价格更亲民,使得特斯拉从豪华车定位转向大众的市场策略得到实现。Model 3引领全球电动车技术创新和消费潮流,被广泛认为将再次度颠覆全球电动车产业。特斯拉有望凭借Model 3,深入拓展全球电动车市场。

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特斯拉打造的电动产品引领时尚潮流,获得了广大消费者的青睐。自2012年Model S上市以来,特斯拉的销量急速扩张,随着Model X的发布和量产,特斯拉的车型更加丰富,大大促进了销量的进一步增加。2016年,特斯拉销量达到7.6万辆,同比增长51%。2017年上半年特斯拉销售超过了4.7万辆,同比增长61%,产销量均创下了新记录,超出市场预期。

随着平民车型Model 3在今年7月份开始量产,特斯拉的销量水平无疑将上另一个台阶。我们预计特斯拉2017年销量(不含Model 3)有望超过10万辆,Model 3的产能逐步的释放,使得2017年特斯拉的整体销量有望冲击13万辆。随着特斯拉电池产能的不断增长和成本不断的下降,特斯拉的产能有望得到大规模释放, 2018年特斯拉产能规划达到50万辆,2020年规划有望进一步达到100万辆。

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销量强劲的增长的离不开特斯拉坚持创新打造的高性能电动汽车。除去华丽的外形、高档的内饰,强大的电池系统更好的体现了特斯拉精湛的技术。此外,特斯拉还配备了无人驾驶功能,全新自动驾驶硬件有效的提高了自动驾驶性能,全新的软件系统可及时通过OTA进行空中升级。

在产销不断创新高的助推之下,特斯拉的营收表现亮眼。2016年,特斯拉营业收入达到了70亿美元,同比增长73%。2017年一季度,特斯拉营业收入达到27亿美元,同比增长135%,超出市场预期。随着特斯拉Model 3的产能的不断释放,特斯拉的营收还将更加快速的膨胀。快速增长的营收带来了特斯拉不断创新高的市值。在投资者的大力追捧之下,特斯拉的市值曾先后超越福特和通用,一度成为全美市值第一汽车制造商

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特斯拉核心竞争力来源于强大的模块化底盘PACK系统

特斯拉电动汽车良好的性能离不开强大的电池技术,先进的电池技术正是特斯拉领先于其它厂商的核心竞争力。而特斯拉真正引领行业的是基于电池技术打造独具自身特色的底盘PACK系统,通过将电池、PACK、车架集成于一体,车架成为了电池外壳的一部分,车体强度也得到增加,在增加安全性的同时,也降低了PACK本身的重量。更重要的是,该系统某种意义上较之传统燃油车(包括基于燃油车架构下改造的电动车)是一套“重置性”系统,车身、内外饰、汽车电子等整体上层架构可以看作基于这一电池包系统而成。

特斯拉底盘主要包括电池PACK、驱动系统和行驶系统等,其中电池pack可以说是整车的核心。特斯拉电池组横贯于位于车辆底部,使得重心得到有效的降低。电池管理系统可以精准的控制到单个电池单元,能有效的检测和控制电池的温度、充放电状态等。特斯拉的电机采用交流感应电机,在保证性能的前提下能有效的降低成本,通过在后桥加装两台电动机来构成四驱系统,在保证车辆动力的前提下亦能适度的提高续航里程。

从单体电芯层面来看,特斯拉Model 3采用松下新型2170电池。2170电池依然采用镍钴铝(NCA)正极材料,而负极却使用能量密度更高的碳硅负极。2170电池能量密度比18650提高20%以上,成本也有望下降10%左右。先进的电池技术使得Model 3的性能得到大幅度的提升,同时成本也得到有效下降。

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许多人将2170单体电芯看作一款革命性的产品,但在我们看来,真正在长远意义上影响革命性的始终是自Model S始的模块化底盘Pack系统。而单体电芯的升级,其实是特斯拉在正确的路径上成长到一定阶段后的必然选择:随着终端市场需求的不断打开与新产品的不断推出,单体电芯面临着密度必须提升、成本必须下降、产能必须不能成为瓶颈三大问题。在这一关键历史时期,特斯拉投资50亿美元与松下合资在内华达州建立超级电池工厂Gigafactory。超级工厂于2014年6月开工建设,计划 2017 年投产,预计2018年产能可达35Gwh。超级电池工厂能使特斯拉电池成本下降30%,同时满足特斯拉每年生产50万辆电动车。除去超级电池工厂之外,特斯拉还计划未来至少再建三家全新的超级电池工厂,新工厂的具体选址将在今年年底对外公布。

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电动汽车的核心在于动力电池,动力电池的核心在于电池管理系统。特斯拉电动汽车技术领先于其它厂商,高效的电池管理系统是最为重要的部分之一。特斯拉的电池管理系统由自身研发,拥有高度知识产权和核心技术,设计和制作工艺十分复杂,是特斯拉产品层面精湛技术的集中体现。

电池管理系统主要功能包括数据采集、电池状态计算、能量管理、热管理、安全管理、均衡控制和通信功能等。特斯拉每组电池组都有独立的电池管理系统,电池管理系统能够精确的到单节电池,检测电池的温度和充放电状态,将电池组的温度控制在两度的范围内,控制好电池的温度可以延长电池的使用寿命。

特斯拉(Model S)整个电池系统由7000多节电池组成,这些电池一共分为16组,每组由400多节电池并联构成,电池组之间通过串联连接。特斯拉每节电池都有保险丝连接,这样当检测到单节电池温度过高时,保险丝可以自动熔断保护整组电池。特斯拉电池的两侧都布有“冷却液”的管路,以保持电池温度的均衡,防止电池局部温度过高导致的电池性能下降。

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特斯拉让人引以为豪的是高密度的2170电池和先进的电池管理系统,然而特斯拉真正的核心在于“模块化”的思维下打造的基于电池为核心的底盘PACK系统,PACK系统是底盘构架系统的完全革新,PACK大部分为铝合金,在保证强度的情况下,有效降低了PACK的重量,整车的能量密度将得到部分提升。轻量化的底盘同时承接全铝合金车身,使得整车的重量大大下降,使得特斯拉在电池组重量极大的条件下,保持与燃油车差不多级别的整备质量。

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轻量化底盘在减轻整车重量的同时,更是带来了性能的提升。根据国际铝业的数据,相对于传统燃油车,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%-8%,排放可以减少10%,加速时间减少8%,制动距离减少5%,轮胎寿命提高7%,转向力减少6%。新能源汽车对汽车轻量化有着更加迫切的需求,由于电动汽车的电池能量密度目前还需提高,导致整车的质量较重,影响了续航里程。相关研究表明,电动汽车的整车的质量每减少10%,其续航会增加5.5%左右,因此轻量化技术成为提高新能源续航里程的关键技术。

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特斯拉将轻量化技术用到最极限的程度,除去车身使用全铝合金之外,特斯拉的车架大部分为铝合金和更轻的镁铝合金构成,在减轻重量的同时,车架可充当防撞摺区吸收能量,保护车厢内乘客安全。独特的PACK构造、全铝制高刚性车身、精心设计的车架、极致得近乎极端的轻量化工艺,这一切的努力只是为了均衡重量,将总质量近800公斤的电池组所带来的不利影响化解。特斯拉自主开发的底盘构架为以后的车系奠定了基础,其底盘可以涵盖后续发布的车型,而新款车型Model 3是在Model S的基础上缩短了轴距而已。同时特斯拉的底盘PACK系统也为电动汽车行业建立一套标准,成为电动汽车模块化生产的风向标。

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以电动汽车为载体,开创无人驾驶商业运用先河

智能汽车是即将到来的汽车革命,有望颠覆汽车行业的发展路径。随着消费者对汽车安全性、舒适性的需求不断增加,智能化商业化进程不断的在提速。目前智能汽车孕含的千亿蛋糕已经吸引大量企业纷纷进入,这些企业从不同的角度相互影响、相互促进,共同推动着智能汽车的进程。随着雷达、摄像头、传感器等感知入口的功能不断的优化,算法不断的开化,智能汽车的步伐大大加速。在各大国家鼓励发展智能汽车和厂商纷纷布局开发升级的合力助推下,智能汽车的渗透率有望不断提高,一场智能化的盛宴即将到来。

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特斯拉以电动汽车为载体,首先推出无人驾驶的商业化,是智能驾驶商业化的引领者。自2014年10月,特斯拉出厂的新车型都搭载了自动辅助驾驶的硬件,其中包括摄像头、毫米波雷达、超声波雷达等传感器,再配合先进的GPS和高精度地图,特斯拉Autopilot可以实现辅助驾驶功能,这些功能包括车道线内辅助转向、主动巡航自动车速调整、数字一体化控制、碰撞预警、泊车辅助等。辅助驾驶能够大大减轻车主的驾驶疲劳,提高驾驶的安全性和让车主更好的体验汽车给人带来的便利。

2016年11月,特斯拉推出了新一代Autopilot 2.0自动驾驶系统,特斯拉所有生产的车型均配备具有全自动驾驶功能的硬件,新硬件将从根本上提高车辆行驶的安全性。特斯拉全新自动驾驶硬件主要包括含8个摄像头、1个前置毫米波雷达、12个超声波雷达的全新硬件系统。与上一代硬件相比,传感器硬件系统的覆盖范围更广,传感距离和精确度将大幅度增加,能为处理系统提供更丰富的数据。为了更好的处理这些数据,特斯拉搭载了比上一代运算能力快40倍的英伟达处理器,运行基于深度神经网络研发的视觉系统、声纳与雷达系统软件。

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特斯拉新版无人驾驶系统与上一代相比,增加了更多的功能。Autopilot 2.0除去一些辅助驾驶功能之外,还可以实现自动驶入驶出高速公路、自动变换车道、在接近停车场时自动泊车、智能召唤等高级辅助驾驶功能。在特定的条件下,特斯拉还具备无人驾驶功能。特斯拉Autopilot 2.0目前能达到智能驾驶的第三阶段,与其它主流厂商拉开较大的差距,是智能驾驶领域的新霸主。

除去强大的硬件系统,特斯拉的软件系统同样出色。特斯拉通过独特的OTA空中升级,让用户能够在第一时间获得软件的最新版本。特斯拉软件更新换代的周期较快,自2014年11月发布V6.0系统以来,1年的时间内特斯拉的软件系统升级达到四次。2017年年初,特斯拉发布了全新的V8.1系统,全新控制的算法融合了全新的硬件数据,特斯拉的自动驾驶系统更一步完善。

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特斯拉凭借精湛的技术、绝佳的用户体验、颠覆性的商业模式在全球掀起电动化和智能化的深层次变革,在智能化领域,特斯拉具备车企和互联网企业的双重优良基因。首先,电动汽车作为智能汽车的最佳载体,特斯拉打造完美的电动汽车产品,彻底颠覆传统汽车行业,特斯拉作为颠覆者引领整个电动汽车行业。其次,特斯拉积累数十亿千米的道路路测数据,深度学习和不断优化的系统使得特斯拉不断的加深智能化水平。特斯拉成为了电动化和智能化的集合体,引领汽车智能化产业的深度变革。

特斯拉在智能驾驶领域硬件方面能够与主流厂商拉开差距,软件方面的高频更新同样受益于基于动力电池Pack的智能化系统架构。电动化天生适合智能化,以Model 3提供的Autopilot为例,用户支付约5000美元可解锁Autopilot服务并可随着未来软件升级不断更新,但其底层系统无论是否解锁,它就在那里。

完善“垂直化”生态链,建立属于自身的标准

从产品层面上来讲,特斯拉打造高性能的电动汽车产品,在电动化和智能化领域引领行业。然而这些并不能完整体现特斯拉的竞争力,特斯拉有意以“电动汽车”为核心打造一个完整的新能源生态链,围绕这个生态链特斯拉成为了全球为数不多的垂直整合新能源公司,主要产品覆盖电动汽车、太阳能面板、家用储能设备等领域。

在储能设备领域,特斯拉推出第三方储能产品Powerwall和Powerpack,Powerwall是一款家用电池,既可以在电价低的时候作为储能、电价高时提供电力并节省电费,也可以在停电时作应急用。Powerwall既可以储能,也可以与特斯拉汽车配合使用。Powerpack专门供给商用与工业使用,100Kwh的带电量可以用作商业和工业紧急情况时的备用电源。超级电池工厂将为Powerwall和Powerpack大规模供应锂离子电池。

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为了加速在能源生态链的整合,特斯拉还收购屋顶太阳能电池板厂商SolarCity,SolarCity是美国头号民用太阳能面板商,位于加州福斯特城,可提供系统设计、安装以及融资、施工监督等全面的太阳能服务。在收购SolarCity之后,特斯拉的储能产品Powerwall和Powerpack可以与SolarCity展开更密切的合作。收购SolarCity,在一定程度上加快特斯拉产业链垂直整合,使得特斯拉能源生态链变得更加的完整。

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为了完善电动汽车生态链,特斯拉还大力修建电动汽车充电基础设施,致力打造遍布全球的充电网络。目前特斯拉在全球遍布约861座超级充电站,5,655个超级充电桩,而且特斯拉仍在不断增加超级充电站的数量。2017年,特斯拉计划将全球充电网络规模将扩大一倍,在中国的充电网络的扩建也将紧随全球的扩张速度。

在充电费用上,在2017年1月之前订购的特斯拉车主,都将享受终身免费使用超级充电站,在2017年1月之后订购特斯拉的汽车车主,将会享受1000英里免费充电积分,超出之后将会进行收费。另外,特斯拉超级充电站的电量成本未来将会不断降低,因为特斯拉已经在部分超级充电站采用太阳能发电,未来特斯拉的超级充电站都将铺设太阳电池板。这样一来,特斯拉将会减少对电网依靠,等于降低自身成本。

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特斯拉的充电方式主要由家庭充电、目的地充电和超级充电三种方式构成,其中家庭充电是特斯拉的主要充电方式。特斯拉均随车附赠一个家庭充电桩,车主可直接通过家用插座进行充电,家用充电每小时充电续航里程最高约80公里。目的地充电是为了出行方便而设置的充电方式,这些地点包括餐厅、饭店、购物中心、度假村等,其充电方式和家庭充电较类似。除去以上两种充电方式之外,特斯拉还有一种强大的充电方式—超级充电,特斯拉超级充电是世界上最快的充电方式之一,充电一般在几十分钟之内。

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特斯拉建立垂直的生态链背后有着深刻的含义,由于目前电动汽车并没有进入真的的消费时代,电池技术、配套设施、政府政策、能源技术,每一个环节都将影响影响新能源汽车的最终走向。生态圈垂直整合让特斯拉的电动汽车作为一个“创新平台”,这样特斯拉能够迅速搭入各种社会资源,将电动的运营模式进行创新,来集合市场的巨大潜力。

特斯拉通过“电动汽车平台”将众多的战略伙伴组建成为生态圈,这种外延的生产模式使特斯拉有效借助外部资源联合整合发展。特斯拉做电动汽车的同时也是在做一个平台,平台后面隐藏的将电动汽车变为全球电动交通体系的移动终端,是其未来巨大的潜力。

倒逼整车厂商对纯电动方向由适度参与到被迫all in

技术的颠覆性往往并不体现在难度多高,而体现在其能够带动产业链质变的深度革命。新格局需要时间去发酵,在IOS与安卓系统发布之后,诺基亚塞班系统也与其共存了很长一段时间,直至颠覆性的iPhone 4面世。与苹果IOS系统与安卓系统在智能手机领域的成长路径相似,第一辆模块化底盘打造的Model S自2012年下线至今,5年时间已经过去,各大整车集团仍未量产任何一款采用类似模块化底盘PACK系统思路的纯电动车型。安卓系统是最为开放的设计平台,但唯独对非智能手机不兼容;模块化电动底盘PACK系统对顶层智能化设计也有着极高的兼容性,但唯独容不下插电式混合动力等过渡路线Model 3的面世是特斯拉产品线,或者说模块化电池PACK底盘系统发展到一定阶段后量变引发质变的结果,倒逼整车厂商对纯电动方向由适度参与到被迫all in。

从海外角度看,日本、欧洲的汽车企业更多的是将插电式混合动力作为目前新能源汽车技术的主流,一方面在于这些企业在插混领域有着巨大研发投入,拥有非常深厚的技术根基。另一方面是纯电动汽车充电等配套设施还不完善,还存在着一些消费者对行驶里程的担忧。最为重要的是,坚定纯电动技术路线意味着百年来在燃油车领域所积累的技术优势一夜归零。这使得国外大型整车集团并没有对纯电动汽车贸然进行大量的投资,对汽车完全电动化的大趋势一直持被动接受,和平演进的态度。

从国内角度看,我国新能源汽车的技术路线是将混合动力作为重要研究方向,并逐渐向电动汽车过渡。政策层面将纯电动汽车作为新能源汽车技术发展的重点,以插电式混合动力作为电动汽车的主要过渡。这样的选择既考虑到我国汽车工业的发展状况,也结合到了我国新能源汽车的发展战略。然而从惯性角度而言,插电式混合动力作为过渡产品,在我国的销量不及纯电动车型,主要是补贴与牌照因素。如果从车企自身的诉求角度看,无论是电池起家的比亚迪早期仍采用的插电混过渡路线,还是北汽江淮基于传统燃油车架构逐步电动化的纯电动产品研发思路,依然是以逐步过渡,和平演进的态度为主,本质上与海外巨头并无区别。因此,如果仅仅依靠整车集团,我国在纯电动汽车发展过程中也存在一定的被动性。

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从商业模式与市场冲击角度来看,特斯拉Model 3是里程碑式产品,与上一代产品相比,Model 3技术更领先,价格更亲民,使得特斯拉从高端豪华车到大众车型的市场策略得到实现,增强自己在中低端市场的话语权。大幅提升的性能和亲民的价格使特斯拉广泛受到了消费者的认可。自发布以来,特斯拉的订单量快速增加,首周预订量便达到了30多万台,目前特斯拉在手的订单超过40万辆。

从产品力,尤其是技术革新对市场的影响而言,Model S可以说是特斯拉最为重要的一款产品。特斯拉的第一代产品Roadster,采用路特斯Elise的底盘,并将电池组嵌入其中。这样的动力系统设计结构与现在的北汽、江淮、上汽等国内主流纯电动汽车并无本质上的不同,Roadster也很难称作革命性的产品。而特斯拉Model S底盘结构由特斯拉自主研发,并为其今后的新车系奠定了基础。与燃油汽车不同,特斯拉自主研发的底盘可以涵盖所有级别的车型。比如新上市的Model 3,其底盘是在Model S的基础上缩短了轴距而已。特斯拉从Model S走到Model 3用了5年,5年之后,爆款的冲击席卷而来,无论是国内整车厂还是海外大型整车巨头需要重新考虑未来产品战略,留给“和平演进”的时间已经不多了。

二、标准化与模块化是未来纯电动车的重要发展方向

模块化生产在传统汽车中运用广泛,成为主流生产方式

回顾过去100多年汽车工业的发展历程,传统汽车发展经历着由生产流水线方式生产到平台化生产的转变,当福特汽车创造出影响整个世界的流水线生产工艺时,汽车的生产周期和成本大大下降,流水线的生产方式作为一种主流的生产方式一直延续到上个世纪八十年代。随着时代的不断发展和科技的不断进步,叠加消费者的个性化不断提升,整车厂商对新车型的开发周期和汽车的成本要求越来越高,汽车平台化生产呼之欲出,很快成为了汽车生产的主流方式。

汽车平台化生产是指不同的车型可以共用一条生产线。通俗的话来讲,平台就是把诸如底盘横梁、悬架等汽车中不变的总成、模块、零部件整合为一个平台,再匹配上其它如车身外壳等不同型号的总成、模块和零部件,实现在一个基本型上组合成多种不同款式、功能各异的车型。平台化生产可以有效的缩短新车开发周期的同时,将制造成本降到最低程度。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

随着汽车技术和制造工艺水平的不断提高,汽车的制造开始向“模块化”生产方式演进,而时代的不断发展,模块化的概念也不断被重新定义。模块化是指当汽车平台技术发展到一定阶段,零部件的通用化率不断提高,汽车的各部分总成如发动机、变速箱、悬架系统、车身部件、电器系统形成一种单独的模块,最后汽车以模块的方式进行组合。通过模块化生产,车企不仅可以在同一条生产线开发不同的车型,缩短新车开发周期,而且高效的生产方式可大大简化生产流程,提高生产效率。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

在传统汽车工业发展到今天,“模块化”生产已成为大规模汽车生产的趋势。利用“模块化”生产方式,汽车厂商可以在全球范围内进行汽车模块的选择和匹配设计,优化汽车设计方案,有利于提高汽车零部件的品种、质量和自动化水平,提高汽车的装配质量,缩短汽车的生产周期。模块化实际上提高了准入门槛,靠一个平台一款车去单打独斗将不占优势,在未来,模块化将使得生产规模达到一定程度的企业在成本上更具竞争力。不仅是大众,宝马、奔驰、丰田等汽车企业巨头也在谋划模块化的发展战略。

传统车模块化的核心是基于标准模块化底盘系统平台,以最具代表性的大众MQB平台为例,大众汽车以底盘为基础同时开发众多接口,以这个接口为基础,可以拓展出众多不同的车型,尽管这些车型的外形、尺寸、轴距有所差异,但它们的底盘布局却有着重大的相似性。通过对轴距、悬架、轮距等部分的调整,MQB平台可以衍生A00、A0、A到B四个级别的车型。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

电动汽车逐渐向模块化生产演进,特斯拉以身先行

自电动汽车高速成长以来,高昂的购买成本成为制约其进一步快速发展的一大因素。随着电动汽车产销的不断增加,降低生产成本的诉求愈加强烈,新能源汽车开始参考传统汽车的先进制造技术和生产方法,模块化生产方式也逐渐被厂商引起重视和不断的引入。模块化生产将成为新能源汽车厂商降低成本的有力利器,成为大规模生产新能源汽车的重要前提。标准化作为模块化生产的前提,和模块化互为一体,只有建立涵盖电池电机电控、充电接口、通信协议、基础设施等一系列标准后,模块化生产才能更好的推广和运用。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

特斯拉打造万众瞩目的高端电动产品,树立全球电动汽车的新标杆,随着Model 3的量产,特斯拉有望加速汽车电动化的新征程。特斯拉最能给人耳目一新的是革命性的2170电池和自身设计开发的电池管理系统,2170电池的能量密度比此前车型使用的18650提升20%以上,同时成本可下降9%。但我们认为,特斯拉之所以成为全球电动汽车的标杆企业,其高密度的电池和高效的电池管理系统固然是耀眼的亮点,但真正的核心在于以PACK系统为核心的平台化生产底层系统框架。基于这个底盘构架打造的生产平台,特斯拉建立了属于自身的标准化生产模块,提高生产效率的同时大大降低成本,这为Model 3的量产和大众化提高了很好的基础。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

基于自身打造以底盘构架为核心的模块化平台,特斯拉可以打造类似于苹果的“垂直”生态链。而特斯拉做的是首先在产品层面达到一个高度,随着Model S和Model X的先后上市,特斯拉凭借非常明显的技术优势在电动汽车领域中领先于其他竞争对手,成为行业的领军企业。除了打造高性能的产品之外,特斯拉有意整合电动汽车产业链,建立自己的标准,来扩大自身的影响力。

为了实现锂电池的规模化生产,进一步削减电池成本,特斯拉斥资50亿美元打造超级电池工厂gigafactory, gigafactory于2014年6月开工建设,预计2018年的产能可达35GWh,彼时特斯拉的电池成本将下降逾30%。同时,特斯拉还建立更多的超级充电站,超级充电站对特斯拉永久免费,并将向所有电动车开放。此外,特斯拉还收购Solar City,打造可持续能源领域的垂直生态系统。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

在人工智能的浪潮助推之下,汽车智能化的步伐正在加速赶来,智能化有望伴随电动化趋势成为未来汽车发展一大方向。特斯拉Model 3的推出和普及将大大加速汽车电动化的新征程。尽管目前电动汽车的渗透率还不高,但是电动化的技术路线已较为成熟,而且特斯拉建立的底层模块构架并不封闭,随着其它厂商对特斯拉技术的不断复制和推广,电动汽车有望建立统一的标准,并大范围普及。

电动化和智能化是汽车行业最显著的发展趋势,而电动汽车是实现智能化的最佳载体。模块化生产是电动汽车未来的发展方向,同样高度智能化的前提是高度模块化。在高度模块化的趋势之下,特斯拉以底盘为基本构架打造模块化生产平台,建立行业标准并成为其它厂商的“模板”。在模块化生产的大趋势之下,特斯拉的这种模块化平台有望成为未来的新指引。

现阶段传统车企的新能源汽车的底盘构架是在传统车型的技术上做一些技术性的改良,技术的改良反应了传统汽车在新能源汽车领域的传统惯性,并不具备颠覆性的创新力,也无法适应电动汽车背后的发展需求。在模块化的滚滚洪流的冲击下,固守“和平演化”思路的传统车企恐将不再适应发展的节奏,随着时间流逝将逐步丧失竞争力,而以特斯拉为代表的新模式有望逐步扩散,成为电动造车行业的新标准。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

在汽车电动化的大趋势之下,汽车智能化的标准化和模块化有望快速形成。一方面,在电动化的大潮中汽车电子的占比不断提高,而汽车智能化的过程是汽车电子不断的创新和升级,模块化本身是电子产品制造过程中的结晶,所以电动汽车的不断发展大大促进了智能汽车的模块化。从另一方面来讲,智能汽车依赖于电动汽车,电动汽车是汽车智能化的有效载体,在电动汽车模块化演进的过程中,出现智能模块化也是必然的。因此电动汽车的模块化发展,会极大的推动智能汽车模块化的形成。

特斯拉以电动汽车为载体,在汽车智能化领域同样引领行业。特斯拉向自己的电动汽车注入智能汽车的基因,60多亿公里自动驾驶大数据让Autopilot深度学习,全新的硬件升级加上新版本系统“空间升级”让特斯拉无人驾驶达到新高度。在智能驾驶领域,特斯拉开创了无人驾驶的先河,与竞争对手间的差距仍在不断拉大。继电动汽车之后,特斯拉又在无人驾驶领域继续建立行业的标杆。

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三、特斯拉模块化构架建立行业标准,其它厂商被动跟随

特斯拉为电动造车提供借鉴,大众打造MEB平台

特斯拉开发的全新电动汽车平台成为新能源汽车底盘设计的一个趋势。在设计之初,特斯拉便遵循模块化设计的理念,将PACK和底盘融为一体,在增加PACK强度的同时减轻底盘的重量。同时,特斯拉以底盘PACK作为构架,延伸出众多的接口,打造出平台化的生产框架,大大提高生产效率。在Model S初获成功后,特斯拉不断改良和沿用这种设计,后续车型Model X和Model 3便是在这一底盘构架上做小幅的变动而生产。

特斯拉的理念与传统汽车大相庭。作为一家新成立的汽车公司,要想在新领域中取得突破,除去不断的创新和对电动汽车领域的极端热情,使用全新模块化生产,在技术高度上有所突破是特斯拉唯一的选择。而传统汽车厂商拥有上百年汽车技术沉淀,以传统车平台为基础,根据需求进行局部改进的传统思维模式是传统车企面临的历史包袱和逃不掉的惯性思维。从另一方面来讲,传统车企尽可能地沿用传统车底盘,也是传统车企减小开发难度、沿用传统零部件的考虑。在新能源汽车完全颠覆的大趋势下,全新的电动汽车平台由于遵循整体化设计的理念,将带来更优化、集成度更高、性能更卓越的产品,而传统平台由于模块化程度低、布置难度大等缺陷让传统车企面临极大的被动。

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特斯拉以创造性的思维开发出全新的电动汽车平台,为电动汽车行业树立了一个标准。尽管特斯拉开放自己的技术,但依然没有任何一家整车厂商推出基于这一架构的产品。在电动汽车的技术路径中,传统整车厂商表现并不积极,大多厂商依旧采用传统汽车制造思维,殊不知固执的思维终究一天会让自己陷入极大的被动。但不乏一些厂商提前感受到了全新的平台是新能源汽车发展不可缺少的一部分,这些厂商眼光深远,主要包括大众、奔驰、宝马等主流企业,其中大众是最为典型的一个例子。

大众在平台化生产领域造诣深厚,为了全面部署电气化战略,大众纯电动车量身定制的全新模块化MEB平台将于2019年正式推出,并在2020年引入中国。大众MEB平台是在目前的MQB平台为基础,适用于电动车的全新的模块化平台,该平台可提供250-500公里的纯电行驶续航能力,可对应不同车型级别推出对应车型。

大众电动化模块MEB平台主要用于生产中、小型纯电动轿车和电动SUV,目前大众在MEB平台上规划了4款车型,分别是I.D.两厢车、跨界SUV、革新的大型SUV和充满未来感的轿车。MEB平台首款量产车2020年推出,大众规划到2025年前将推出共计30款纯电动车型来实现每年销售100万辆纯电动车的目标,这些纯电动车多数用全新MEB平台打造。

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MEB平台的构架是由底部的电池组而展开,打造更长的轴距和更短的前后悬,营造出更大的内部空间。得益于MEB平台的纯电动化优势,MEB虽然是一个覆盖A-B级车尺寸的平台,可是其内部却可以营造出B-C级车的空间。然后通过不同设计的车身、拥有更多选择的中央电脑元件,以打造不同尺寸的车型。

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大众在2016年发布的2025年战略中表示,要将电动化作为未来10年里最核心的战略之一。计划2020年到2028年间在同一平台上投放6款电动汽车,目标销量640万辆。其中,大众集团在中国市场设定的目标是,2020年实现新能源汽车销量40万辆,2025年达到150万辆。

大众电动汽车在中国发展规划主要经历三个阶段,第一阶段是基于现有车型推出插电和纯电动车型,其中大部分将基于MQB平台打造;第二阶段是到2020年,大众汽车将基于MEB平台研发全系列新能源车型;第三阶段是在2020年-2025年,在中国市场投放专为电动车打造的MEB平台,推出涵盖进口及国产插电式混合动力和纯电动车型在内共计超过20款全新车型。

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在传统汽车领域,大众就一直是模块化精神的倡导者。模块化生产将汽车的各个子系统分成各个“模块”进行标准化设计和生产,把诸如底盘横梁、悬架等汽车中不变的总成、模块、零部件整合为一个平台,再匹配上其它如车身外壳等不同型号的总成、模块和零部件,实现在一个基本型上组合成多种不同款式、功能各异的车型。模块化也可理解成一个有着众多接口的架子,以这个架子为基础,可以拓展出众多不同的车型。

模块化生产打破了传统汽车平台只针对一个车型级别的限制,通过不同的模块组合,可在同一条生产线覆盖多个车型。这种生产极大的增强零部件的通用性,提高生产线的柔性、降低生产成本。同时,模块化生产能有效缩短汽车研发周期,能根据消费者的个性化需要快速推出新的车型。

大众是平台概念的缔造者,并依靠平台化生产取得了重大的成功。同时大众的汽车生产方式依旧在不断发展,正由平台化向模块化转变。让我们熟知是大众的MQB、MLB平台,通过这两个平台,大众汽车旗下不同品牌、不同级别的车型源源不断的生产。

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大众汽车作为汽车领域的翘楚,能够很深刻的理解平台对电动汽车的重要性。基于MEB模块化平台,大众汽车能在全球各个市场在追求标准化生产平台的基础之上去实现各个市场的定制化,根据不同市场需求在标准化平台基础之上进行调整。MEB平台使大众战略重心将向新能源市场转移,完成自身在电动领域的布局。

特斯拉标准不断深化,为新生互联网造车势力提供指引

随着信息时代的不断向前发展,汽车不断迈进智能化和网联化的大潮之中,车联网作为一种新兴的技术已渗入汽车之中,如今的汽车与互联网相依相生、携手并进。尽管车联网整体行业生态链系统还没有构建完成,但孕含的千亿蛋糕已经吸引大量企业纷纷进入。

特斯拉引领汽车电动化和智能化的潮流,点燃了科技企业对电动汽车的热情。随着国际互联网巨头谷歌和苹果都推出了造车计划,大大激励了国内互联网厂商,纷纷开启自身的造车梦想。乐视、蔚来、前途、奇点等纷纷进入互联网造车的大潮,充分把各种互联网的理念融入造车之中,企图打造高度智能化的革命性产品,在重新定义汽车的同时增强自身在该领域的影响力。

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互联网公司通过依托自身优势,重点布局车载智能、无人驾驶、互联网汽车三大生态系统。它们利用自身在智能化领域的优势,从操作系统等软件方面入手,和整车企业进行了深度合作,并且积极拓展汽车行业上下游资源,丰富自己的技术积累和供应链。互联网车企通过自有的模式积极推进了汽车智能化的进程。

站在“造车”风口的互联网,以其独特的思维模式,纷纷打造一些前沿的概念产品。这些概念汽车集电动化和智能化于一体,注重乘客的体验,强调将汽车变成未来的移动智能终端。随着互联网企业的广泛参与,一批批零排放、车联网、无人驾驶等多种技术的智能汽车已经不再是一种概念的存在。互联网造车企业以自有理念打造炫酷的车型念的同时,也大大加速了传统汽车由功能化向智能化的演进。

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然而,互联网造车企业能够叩开汽车业大门,车辆距离真正的上路和量产,仍然有一条遥远的路要走。一方面,汽车的制造门槛极高,一款汽车需要经历研发、设计、制造、测试、量产多个阶段,其中需要大规模的资金消耗、大量的人员协作,以及各个环节上极强的技术研发能力。而互联网公司们虽然能够招募车企高管与技术人员,但仍旧是缺乏长期的技术积累。另一方面,造车仍是一个资金高度密集的行业,汽车从研发端到制造端都需要大量的资金,而互联网企业前期虽然有大量的资本涌入,但长期来看资金情况并不乐观。这导致了互联网造车企业一般都与整车企业联合开发,并不具备造车的独立性。

互联网造车企业如今面临各种难产。乐视汽车因为投入大量的资金而未见颠覆性的产品,因为资金的吃紧使得大量的汽车项目进展缓慢,甚至被迫停工,如今的乐视超级汽车量产仍然遥遥无期。其它互联网造车企业大多也仅限于概念车的发布,项目工程进度缓慢,离量产和上路依旧还有一段距离。

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未来互联网造车企业还有很长一段路要走,特别是以蔚来、乐视以及和谐、富腾等代表硬件之路的企业,它们往往要通过先进的设计和极致的工艺来打造高度融合的汽车。而特斯拉的成长路径和发展经验可以为国内互联网造车势力提供一些借鉴,特斯拉可以作为中国互联网造车企业的最好标杆。

四、大格局!大型龙头电池厂肩负着引领行业之重任

产品层面看,特斯拉首先是优秀的PACK企业

种一棵树最好的时间是在五年前,其次是现在。在特斯拉引领行业推出模块化底盘pack系统的数年后,主流厂商已经逐步开始意识到这是一条必走之路,也开始借鉴传统车平台化、模块化的设计思路。其中最为典型的是大众纯电动汽车MEB平台。大众在2016年CES展会上展示了其用于纯电动车的全新模块化MEB平台,其将于2019年正式推出并规划在2020年推出首款基于MEB平台打造的量产车,后续的新车型将以该底盘构架打造。除此之外,奔驰、宝马也纷纷打造属于自身的电动汽车平台,并计划基于自身电动汽车平台打造新款电动汽车。

传统汽车模块化以底盘为框架,然后将车身、电器系统及其它的基础部分依次组合,底盘成为传统汽车平台化生产的核心。在电动汽车领域,模块化的核心是基于标准模块化电池系统平台。相比较于传统汽车,电动汽车取消了传统的机械传动系统布置,增加了动力电池组和电子控制设备。由于核心部件动力电池的重量较重和体积较大,如何设计动力电池在底盘的布局,平衡电池对整车的性能影响成为电动汽车模块化的一个核心的问题。

在大众MEB平台和特斯拉的底盘PACK系统中,与底盘一体化的电池组尤其引人瞩目。这些电池组都是工程师精心设计安装十分的合理,在保证底盘性能的同时也能有效减轻整车的质量。工程师可以按照适用车辆的类型来调整其大小,改变轴距、轮距以及座椅布局以适用于不同的车型。

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当电动汽车开始向模块化生产演进,模块化的电池系统平台成为电动汽车模块化核心,电池系统平台逐渐成为厂商打造的重点,纯电动汽车领军企业特斯拉打造底盘PACK系统,引领了技术路线的革命。电动模块化的构造是插电混动等过渡路线无法共享的,纯电动技术路线没有过渡路线可言。

电动汽车模块化的核心在于标准模块化电池系统平台,而标准模块化电池系统平台的核心竞争力是PACK系统。特斯拉能成为电动汽车的标杆企业不仅在于其创新的商业模式,从制造层面来讲,特斯拉模块化电池系统平台通过搭建电池、PACK、车架于一体化的底盘构架,在提高性能的同时也提高了生产的效率,可以说特斯拉首先是一个非常优秀的PACK企业,其次才是车企、颠覆者

新能源汽车的核心在于动力电池系统,而电池系统的核心在于高效的电池管理系统。随着电动汽车的逐步发展,融合BMS的PACK系统成为新能源汽车发展的重心,也代表着核心厂商的竞争优势所在。电池PACK系统利用机械结构将众多单个电芯通过串并联的连接起来,并考虑系统机械强度、热管理、BMS匹配等问题,电池PACK系统是动力电池的核心,关系着电池的安全、使用寿命和效率等重要任务。

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在电池PACK系统中,BMS被称为电动汽车动力电池系统的“大脑”,与动力电池、整车控制系统共同构成了电动汽车的三大核心技术。BMS具有防止过充、避免过放、温度控制、保持电池组件电压和温度平衡、预测电池的剩余电量和剩余行驶里程等功能。同时,BMS还具备实时监控并调整电池管理状态的能力、与多个平行子系统同步协调工作的能力。

BMS是动力电池PACK厂商的核心竞争力之所在,这主要是两个方面所导致。第一个原因是由于电池技术生产工艺的不断成熟,再加上众多厂商之间的激烈竞争,电芯在未来要成为一个标准化的产品,核心的技术便由电芯向BMS端转移。第二个原因是由于BMS涉及电池状态估计、数据采集、热管理、安全管理、能量管理和通信功能等众多要求,BMS不仅要保证电池安全可靠的运行,而且要充分发挥电池的性能和寿命,这导致了BMS构造十分复杂,发挥着十分重要的作用。

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当电芯成为一种标准化产品时,PACK真正的竞争力就体现在BMS设计上,未来动力电池系统的核心看点也将从单纯的电芯到融合高效BMS的PACK系统转移。特斯拉之所以树立全球电动汽车行业的标杆,其具备相当竞争力的PACK系统有着很大的话语权。换句话说,特斯拉电池技术的核心竞争力并不在于具有较高密度和较低成本的电芯,而是那一套精心设计的PACK系统。

谁能做好PACK?大型龙头电池厂商围绕PACK系统,肩负着引领行业之重任

因此,很多投资者对于独立第三方PACK企业未来发展空间持谨慎态度,是有一定的道理的。然而,这并不意味着PACK环节不重要。事实是,正因为PACK环节过于重要,导致无论是整车厂还是龙头电池厂,都需要将这一“核心话语权”掌握在自己的手中

目前,国内市场上从事动力电池系统PACK系统的企业主要包括动力电池企业、主营新能源汽车生产和销售的整车厂商和专业从事BMS设计、生产和动力电池系统PACK的企业。其中动力电池生产企业占据电池PACK系统60%的市场份额,剩余约40%由整车厂和专业的第三方电池系统PACK公司完成。

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在细分车型中,乘用车市场PACK系统的大部分市场份额被整车厂商和动力电池厂商所占据,而在商用车和专用车领域,动力电池厂商占据PACK市场份额的大部分,第三方PACK公司虽然都有一定份额,但是占比并不高。在未来,伴随着锂电池产能大幅扩张,市场对PACK系统的需求逐步放量,比亚迪、CATL、沃特玛、国轩高科等整车、电芯企业纷纷深入布局PACK领域。电池企业及整车企业在加速分食市场,独立第三方PACK企业生存空间正在被压缩,但龙头企业也有一套自己的生存之道。

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整车企业前期的惯性思维导致除宝马等少数车企坚持自产PACK系统以外,多数企业缺乏对于PACK系统的重视与设计生产经验。随着以动力电池系统为模块化核心的电动化路径越来越清晰,目前主流整车厂对于PACK系统的重视程度已经提升到了史无前例的高度。丧失了PACK的自主控制能力,某种意义上讲就丧失了在纯电动汽车领域的自主权,进而沦为动力电池龙头企业的代工厂商。整车厂与动力电池龙头在PACK系统总成领域的拉锯战已经打响,在国内商用车领域,电池龙头已取得压倒性胜利,而乘用车领域,仍处于激烈争夺之中。

大型龙头电池厂商围绕PACK系统,肩负着引领行业之重任。随着新能源汽车产销的不断增加,各大主流电池厂商纷纷扩建产能。根据我们观察的数据,2018年几大主力动力电池厂商的电池企业的产能有望超过80Gwh,已经超过了预计的需求,动力电池的降价趋势在所难免。对于龙头企业来讲,降价短期虽然受损较大,但也会加速行业的洗牌,龙头企业凭借技术规模优势将继续存活,中小企业由于成本的压力会不断的退出市场,动力电池将逐渐向龙头集中

龙头电池企业在动力电池的研发、技术、规模、产能等方面具备先天的优势。同时,龙头电池企业的PACK系统能够满足车厂客户不同车型的个性化需求,能对动力电池BMS方案、热管理、空间尺寸、结构强度、系统接口等进行定制化研发与设计,有效升动力电池系统与不同厂商的不同车型的匹配性和应用性。在动力电池PACK系统领域,龙头电池厂商肩负着引领行业的重任。

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在国内新能源汽车推广政策逐步规范化的过程中,除中汽中心外,整车厂与动力电池龙头企业也纷纷建立自己的大数据中心。在这一基础之上,动力电池龙头拥有着无论是整车厂还是独立第三方PACK企业都难以追赶的巨大优势:首先,与ADAS系统类似,BMS系统算法的逐渐成熟与迭代升级取决于大量基础数据库的搭建,动力电池龙头手中所掌握的基础数据量与出货量正相关,形成强者恒强的局面;其次,BMS直接决定PACK系统的使用性能,而其算法的演进又与电芯本身息息相关,往往最了解电芯的,最懂得管理电芯;第三,现阶段动力电池产品的性能差异较大,龙头动力电池厂商基于大数据有利于对系统进行快速的迭代升级,从而进行电芯到PACK乃至于底盘动力系统一体化的优化设计。随着新能源汽车产销的不断增加和动力电池产业的不断向前推进,我们判断龙头动力电池厂商有望凭借在大数据积累运用与处理方面得天独厚的优势在PACK领域进行主导,市场话语权仍有望逐步提高。

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对于大部分整车企业而言,虽然已经开始意识到对于PACK系统自主控制能力的重要性,但受制于自主研发的技术难度等因素,与电池企业展开合作成为一个折中的选择。我们一直强调的是,对于动力电池龙头企业而言,不能简单的从供应链角度将其当成纯粹的上游供应商去分析。仅仅成为一家供应商?龙头志必不在于此。PACK系统是未来新能源汽车的核心底层架构,我们判断,在未来的较长一段时间内,围绕着PACK系统控制权之争,电池龙头和整车龙头之间的关系都将是一种更加残酷的合作与竞争共存局面。

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接下来,我们将重点从国内动力电池龙头CATL、沃特玛、国轩高科三种不同的视角来分析龙头崛起之路。

CATL:1200亿何所凭?纵向竞争格局是关键

中国动力电池绝对龙头的CATL在一级市场有着极高的估值,CATL在产品品质方面的竞争力毋庸置疑,但如果说仅仅是靠产品力碾压国内竞争对手就值得一级市场给予如此高的估值,我们认为是有失公允的。毕竟,同为产品质量口碑遥遥领先竞争对手的国内老牌动力电池公司天津力神,估值水平仅约为CATL的八分之一(虽然力神持续亏损,但无论是产能还是产品口碑都当得起老牌龙头这一称号)。

我们认为,CATL享受一级市场极高估值的背后,是市场对于其产业链龙头地位的认可,重点是在与车企进行纵向合作的过程中,仍能够保持龙头的业界地位,而不是简单的供应商逻辑。依赖自身在动力电池上技术储备的成熟,CATL一直与主流整车厂商保持一种高度的合作和竞争共存的关系,产业链话语权在不断的提升。CATL通过自身的技术及对电池生产过程的层层把关,生产出高性能的产品,成功打入了宝马的电池供货体系,成为宝马唯一的中国电池供应商。同时,CATL还是大部分国内主流车企的电池供货商,与上汽、北汽、长安、吉利、长城、东南汽车、宇通、海格、金龙、重汽、东风等多家国内车企都之建立了紧密的合作关系。

CATL生产高质量的电池产品,成为众多主流车企的电池供货商的同时,还与车企之间建立合资厂商,形成利益上的绑定,为CATL提升更大的话语权。早在2009年,CATL、北大先行、北汽集团和福田汽车众筹成立了北京普莱德新能源电池科技有限公司,其中CATL持股23%,普莱德主要提供动力电池PACK系统集成服务,主要客户包括北汽、福田、广汽、中通、青年汽车等。

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CATL通过与北汽成立合资公司,直接持有北汽新能源的股份的形式与北汽形成了紧密合作的格局。在2016年之前,北汽新能源动力电池供应商主要由CATL、SK、光宇三家构成,由于CATL电池产品力优势明显,截至2016年底,CATL已经成为北汽最重要的合作伙伴,在北汽新能源供应体系中拥有相当大的话语权。

北汽新能源作为新能源乘用车的翘楚,连续两年占据纯电动市场销量冠军的位置。2016年,北汽新能源整车销量达5.2万辆,同比增长156%,再次巩固行业领军者地位。2017年上半年,北汽新能源销量超过3万辆,同比增长99%,远远超过国内新能源汽车乘用车的整体销量增速。北汽新能源销量惊人的背后,丰富的车型贡献着重要的力量,目前北汽新能源主要由EC、EU、EV、EX和EH五大系列构成,产品由低端覆盖高端,从轿车覆盖到纯电动SUV领域。

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在CATL成为北汽新能源最重要的供货商,话语权在不断提升的同时,北汽新能源也相继引入了新的电池厂商国轩高科和孚能电池。国轩高科和孚能产品的电池主要运用在北汽新能源的经济性入门产品EC180车型上,由于产品力的巨大优势,在北汽的电池供应体系中,CATL依旧保持着强势地位,话语权并没有因为北汽引入其它的供货商而削弱。

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除了与新能源乘用车龙头企业北汽新能源保持着紧密的合作之外,CATL还与我国最大的乘用车生产企业上汽集团保持合作。2017年,上汽集团通过其全资子公司上汽管理与CATL新设两家合营企业时代上汽和上汽时代,其中时代上汽主要从事动力电池的研发与生产,其注册资本为20亿元,宁德时代持股51%,上汽管理持股49%;上汽时代主要从事电池PACK的开发,注册资本为3亿元,其中上汽管理拟持股51%,宁德时代拟持股49%。两家合资公司的做法,也体现了整车厂对于PACK系统的重视,已经上升到空前的高度。

与北汽、上汽合资后的CATL市场地位获得快速的上升,自身的品牌力和影响力在不断的增强。与优质新能源汽车厂商绑定关系后,CATL持股的普莱德继续获得北汽大量订单。同时,上汽集团电池采购厂商也由LG、万向A123不断向CATL转移,荣威eRX5、e950逐渐采用CATL的电池。

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CATL之所以能肩负起引领行业的重任,还在于在电池PACK系统领域有深厚的技术储备。CATL的研发体系完善,拥有国内最强的电池研发团队,强大的团队使得CATL具备动力电池和PACK领域完整的研发、制造能力,拥有材料、电芯、电池系统、电池回收的全产业链核心技术。凭借强大的研发能力,CATL能及时根据市场的需要,第一时间开发出最好的产品。

市场也非常看好CATL的成长路径。根据媒体报道,在2016年下半年的第二轮股权融资中,CATL的估值达到了800余亿元,而在今年发布的上市辅导公告中,宁德时代的新一轮的估值已经达到1200亿元。市场给予宁德时代1200亿的估值不是没有道理,其中彰显了市场对动力电池行业的发展前景的看好和对宁德时代的巨大潜力的看好,1200亿的估值也并不代表没有进一步向上的空间。

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沃特玛联盟:产品先行,直面竞争

CATL与各大整车厂不断合资、合作的过程也是作为龙头动力电池企业在产业链中的话语权不断提升,做大做强的过程。而以上市公司坚瑞沃能旗下全资子公司沃特玛电池引领的创新联盟走的则是一条更为艰难的路径。这条艰难的路径集中体现在产品先行,正面竞争。

沃特玛是国内动力电池行业龙头企业之一,2016年出货量仅次于比亚迪和CATL,是国内第三大动力电池厂商。其动力电池下游市场主要集中在商用车领域,主要客户包括中国一汽、中通客车、东风汽车、山西大运、上海申龙等。2017年首度进入乘用车领域,合作车企为华泰汽车。

商用车整体进入壁垒不高,而乘用车是未来新能源汽车最为重要的市场。如果静态的看市场竞争格局,下游市场主要集中在商用车领域的沃特玛是不具备竞争优势的,但动态的看,我们不难发现沃特玛进入乘用车时间点较晚的原因:沃特玛最具核心的优势在于其耗费数年打造的新能源汽车产业核心技术创新联盟,这个2013年成立的创新联盟发展到现在已经拥有千余家会员单位,其中包括70余家上市公司。在产品技术发展层面,沃特玛手中除了公司本部的电池研究院外,还握有联盟设计院与联盟大数据中心。其中联盟设计院为联盟产品提供三电匹配、整车设计的技术支持,而联盟大数据中心为包括动力电池在内的整个联盟的产品研发升级与终端运营决策改善提供实时的数据支持。

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在市场壁垒不高的商用车领域,联盟抱团力量大,通过与地方政府合作绑定订单,进而深化与整车厂的合作,自然很容易的就能够主导市场。这一市场主导权进一步的体现为产品主导权:无论是联盟运营车辆还是整车厂对外销售车辆,其核心的三电匹配权一直是牢牢的掌握在创新联盟手中的。商用车市场空间有限,而沃特玛创新联盟已经占据了很高的市场份额。

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这也是为什么沃特玛在乘用车领域进展缓慢的原因之一。乘用车领域市场壁垒较高,大型整车集团有着极强的话语权。从整车厂角度考虑,一线大型整车集团主导力强,很难主动将制造的核心环节拱手让于上游;从沃特玛的角度考虑,创新联盟同样强势,公司不会单独对外销售电芯,形成两难局面。

因此,在乘用车领域,沃特玛仍然沿用商用车的模式。只有通过与二三线车企进行合作,基于联盟主导底层架构打造具备自身特点的产品,等自身的产品打造出来之后,沃特玛可以充分运用创新联盟的优势进行推广。由于创新联盟前期已经在多地打造了完善的公交、物流运营的充电维保体系,在乘用车运营领域,会有一定的优势。

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与CATL不同,对于沃特玛而言,产品先行是必经之路。进入乘用车领域给沃特玛提供巨大向上空间的同时,也面临着与各大车企间直接的激烈竞争。但面对未来空间最大的乘用车市场,沃特玛必须放手一搏。除去和其它车企在产品层面的竞争之外,前期创新联盟的苦心经营带来的市场也会给沃特玛形成一些优势。这一崛起路径难度更高,但后续成长空间同样巨大。

国轩高科:制衡中的二线龙头崛起机遇

动力电池行业是典型的资本密集型规模经济行业,龙头往往强者恒强。但行业足够巨大,随着CATL在产业链中的地位不断增强,整车厂在核心零部件领域尤其是PACK系统领域的布局也提升到空前的高度。多家大型整车集团与单一的动力电池龙头合作与竞争共存的历史时期也为二线动力电池龙头提供了借此绑定整车龙头进而向上突破的机会:借力整车厂投入PACK领域加速的机会实现切入龙头供应链,分食龙头蛋糕的典型例子便是国轩高科。作为国内动力电池第四大厂商,公司入股北汽新能源,进而强势切入北汽产业链,实现向上突破。

大型电池龙头肩负着引领行业的重任,新能源汽车的核心在于动力电池PACK系统,龙头企业引领行业的路径各不相同,但最后却殊途同归。我们认为,由于市场空间太过于巨大,而电池龙头在核心PACK系统领域具备极强的竞争优势,因此在现阶段的动力电池龙头中,除CATL外,仍会出现2-3家巨头,与大型整车集团共同主导行业未来发展。

五、电动化推动模块化,进而推动智能化大发展

在电动汽车大势所趋之际,模块化构架也将大行其道

在模块化不断深入的今天,各大车企不断推出更多的新车型的同时,平台的数量却存在不断减少的趋势。产生这种现象的原因正是得益于模块化的不断发展,共用零部件的数量在不断的增加,更多的车型可以在不同的模块自由组合。随着各大整车厂商与动力电池龙头积极参与到模块化的开发和运用中,模块化将逐步演化为汽车行业的主流生产方式。

汽车的未来属于模块化,模块化的未来时还是现在时。当今消费者的个性化需求的不断变化正在潜移默化的促使众多整车厂商走向“模块化”方向的发展,随着时代的变迁,汽车工业既在不断推进自身生产方式和管理模式的的演进,也在不断的影响消费者的生活方式。汽车的模块化同时也是汽车产业不断规模化的结果。电动化是模块化的有力催化剂,而规模化是模块化进一步发展的关键要素。“模块化”的定制思维未来有望被广泛借鉴,成为电动化推动行业整体进步的重要武器。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

在电子产品“模块化”大行其道的今天,随着消费者的个性化需求的快速变化,相关厂商凭借模块化生产使得产品的更新换代周期不断的缩短。无论是CPU、显卡、内存还是硬盘,都可以依靠模块设计而快速安装配置,模块化成为电子行业最先进的生产模式,主导着电子行业不断快速的向前发展。随着时代的发展,汽车行业以其自身特点,在不断的借鉴“IT”模式的成功的同时,也在推进自身生产方式的不断演进。

同时,随着人们对安全、舒适及环保要求的提高,汽车在不断的朝着互联网和智能化的方向发展。汽车电子作为汽车智能化的最终载体,逐渐成为一种新兴的技术渗入汽车之中,汽车不断发展的过程,也是汽车电子不断创新和升级的过程。随着汽车工业的不断发展,汽车电子的整车价值占比也在不断的提高。十几年前,汽车电子在整车成本中的占比,低档车为15%,中档车为30%,最高档的超过50%。今天,汽车电子的占比,紧凑型为20%,中高档30%,混合动力47%,已经接近一半,纯电动的超过60%。汽车电子渗入汽车行业如此之深,电子行业“模块化”程度如此之深,都决定了汽车行业的未来属于模块化,模块化的未来时还是现在时。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

近年来,新能源汽车发展迅猛,销量和保有量持续增加。新能源汽车正成为汽车发展的新趋势,在汽车变革的过程中扮演着重要的角色,汽车电动化趋势不可阻挡,电动化潮流有望彻底颠覆汽车行业。2016年我国新能源汽车销量达到了53万辆,同比增加53%,预计2017到2020年新能源汽车销量可以达到75万辆和160万辆,渗透率在2020年有望达到6%。新能源汽车已经成为一场汽车的发展趋势,正在全国大范围的推广,行业景气度不断提升。

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各大厂商纷纷加入新能源汽车领域,投入大量的资金和精力投入研发,以图掌握更多的话语权和赚取更多的利润。在电动汽车大行其道的今天,一些拥有强大研发能力和在行业中领先的车企纷纷开发自己的电动汽车平台,一方面模块化平台生产可以有效缩短新车型的开发周期,满足消费者不断变化的需求。另一方面来看,模块化生产大大的降低了车型的开发费用以及生产制造成本,有利于厂商规模化生产和降低电动车的成本。

一些主流电动汽车企业深感电动汽车模块化的重要意义,纷纷加入开发电动汽车平台的阵营,其中最具有代表性厂商主要包括特斯拉、大众、奔驰。特斯拉采用自身独特的底盘PACK构架建立模块化生产。大众为了完成自身在电动汽车方向的布局,专门打造用于纯电动车的全新模块化MEB平台,并在2019年正式推出。奔驰也启用EVA电动车模块化平台,新平台专注打造电动汽车,有望在2018年诞生第一台量产车。电动汽车模块化平台的应用,可大幅度降低整车厂商新车平台的研发成本,提升产品的竞争力。

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在新能源汽车快速成长的过程之中,政府发挥了积极作用,不但在产业的研发和准备阶段给予了强有力的倡导和支持,而且在起步阶段支持力度更大,成效更显著。为了促使新能源汽车走向成熟的道路,我国政府出台了诸多新能源汽车优惠政策鼓励新能源汽车的发展,在扶持新能源汽车发展的政策中,最受人关注的是财政补贴政策。从一定意义上说,当前国内新能源汽车发展主要依靠政府推动,其中巨额的财政补贴成为刺激市场的主要力量。然而,靠政府补贴来扶持产业发展既不符合市场经济规律,也不符合产业发展规律。一个健康有序产业必将进入依靠自身实力的良性循环发展阶段,依靠自己的力量赚取利润进行技术创新,创造出有竞争力的产品。同时,政府也仅在起步阶段给予一定扶持,当补贴慢慢退却,考验新能源制造厂商只有通过不断的技术进步,降低生产成本,创造出有竞争力的产品。

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与传统燃油车相比,电动汽车的成本目前仍然偏高。尽管我国部分企业电动汽车新车型陆续推出和上市,但与传统汽车生产所形成的规模化相比,现在的生产规模依然偏小,电动汽车的造价依然偏高,在不考虑国家财政补贴的情况下,对用户缺乏足够的吸引力。在新能源产业化的不断推进过程之中,动力电池的价格处于不断的下降过程,当电池的成本临界在一个稳定的区间之后,采用模块化、平台化生产所带来的规模效应成为降低电动汽车成本的有效途径,也是未来电动汽车行业发展大势所趋。

从另外一方面来讲,电动汽车的使用成本与传统汽车相比有着不可比拟的优势,除去油电价差之外,由于电动汽车没有发动机、油箱、传动轴等部件,电动汽车需要保养的地方较少,使得电动汽车的使用成本大大低于传统汽车。当电动汽车的价格达到消费者可以接受的范围之内,电动汽车也到了飞速发展和快速取代燃油汽车的大时代,颠覆汽车的变革正在向电动汽车这一端悄然转移,模块化生产便成为变革的主导力量。

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特斯拉以底盘PACK构架建立模块化生产平台,后续的Model 3和SUV车型Model Y上,特斯拉沿用这种模块化设计,大大提高生产效率和有效降低了成本。在特斯拉的引导之下,大众、奔驰纷纷发布自己的电动汽车平台MEB和EVA平台,旗下的电动车车型未来都将围绕新开发的平台核心打造。

在主流厂商的引导之下,电动汽车模块化生产将逐步成为行业主流,并引领着行业趋势的变化。在未来电动汽车一统天下到来之时,行业的标准化也将随之到来,当主流厂商将自身的平台不断开放,统一的趋势便愈发明显。特斯拉作为行业的标杆龙头企业,承担着电动汽车模块化标准制定的重任。当标准化的平台不断开放,其它厂商可以把它当成基础的平台,不断开发扩展,生产出所需要的车型。模块化的平台加快了电动汽车的发展,电动汽车的潜力也促进了标准平台的普及,在电动汽车大势所趋之际,模块化构架也将大行其道。

电动汽车模块化完成之际,也推动汽车智能化大发展

重塑电动汽车模块化生产的过程,也是在某种程度上定义智能汽车的新方向。一方面来讲,未来电动汽车采用模块化生产,电动汽车的标准化将促进汽车智能化模块化生产的不断形成。另外一方面来讲,智能汽车本身属于汽车电子范畴,汽车电子本身朝着高度集成的方向发展,模块化生产是未来的发展方向。有了模块化技术,消费者可以轻松嵌入几种智能驾驶技术,包括激光雷达和传感器技术。所以,电动汽车的模块化发展,极大的推动了智能汽车模块化的形成。

当智能汽车发展到一定的阶段,智能汽车的功能可以集中到一个单独的模块之上,这样厂商可以根据消费者的个性化需求设计不同类型的智能产品,有效的满足用户的个性化要求。另一方面,可更换的模块,厂商可以按照用户需求装配汽车,并不断进行升级。模块化的“思维”并不为智能驾驶独创,在未来却被广泛运用,并有效的推进了智能汽车的大发展。

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智能汽车是未来汽车的发展方向,也是推动汽车重大变革的主要贡献力量。随着消费者对汽车安全、舒适、节能的不断提高,再加上互联网对汽车的不断渗透,汽车智能化已成为汽车行业发展的大趋势,如何通过现代技术提高汽车使用的安全性和舒适性也成为整个行业的热点。

无人驾驶是是现代驾驶技术的最终追求,也是智能驾驶的终极之战。无人驾驶可以有效解放驾驶员的双手,以电子设备代替驾驶员,消除各类人为驾驶隐患,极大提高驾驶的效率和安全性。背后蕴藏着解放驾驶人时间、提高道路安全以及车联网入口等巨大经济效益。在电子设备替代驾驶员的过程中,无人驾驶体现出与生俱来的优点,如大幅度减少交通事故、合理切换行车模式节约能源、节约出行时间、增加驾驶娱乐等。

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无人驾驶的发展主要经历驾驶辅助、部分自动化、高度自动化、完全自动化四个阶段,驾驶辅助阶段主要是指汽车在感受到危险是向驾驶发出警报,如车道偏离警告、正面碰撞警告等,到了部分自动化阶段汽车能根据危险自己做出相应的动作,如紧急自动刹车、自适应巡航等。目前二阶段的技术已部分实现商业化量产,也即高端车型配备的自适应巡航、自动停车等高级辅助驾驶系统。而部分实验室阶段的无人车辆已能实现部分道路条件乃至全工况下的无人驾驶。

以第二阶段为代表的高级辅助驾驶(ADAS)阶段技术目前较为成熟,并在在高档车中广泛运用。ADAS利用雷达、激光、摄像头等传感器以及算法等多种技术分析汽车所处周遭环境,在碰撞或危险发生前就发出警报,有效的提高了驾驶的安全性和舒适性。ADAS使得汽车更加的安全,各国纷纷出台相关法律推动ADAS在汽车中的运用,ADAS在中长期渗透率在不断的提高。

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ADAS构建起了无人驾驶技术积累的桥梁,是车企切入无人驾驶的渐进式道路。另一方面来讲,ADAS 是现阶段无人驾驶成果的商业化产品,互联网巨头有望通过与车企、零部件厂商合作进行研发,使得技术进一步成熟。目前许多厂商逐渐开发出ADAS相关产品并逐步运用到相关车型,随着智能化产业大潮的到来,ADAS的渗透率有望不断的提升,正处于快速成长的阶段。

各大厂商感受到智能驾驶的大潮即将到来,纷纷布局抢滩自动驾驶,争取先发制人,在行业中率先得到一杯羹。其中竞争者主要包括主机厂、互联网企业和一些初创公司。主机厂商由于掌握汽车的生产资质和汽车制造的壁垒,往往开发智能驾驶系统装配在自家汽车品牌上,这类的企业包括奔驰、宝马、奥迪等。互联网企业由于在高度智能化数据分析和判断能力方面具有较大优势,往往凭借自身的数据和软件开发优势来参与其中,这类企业主要包括谷歌、百度。

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汽车的智能化趋势不断的推动汽车电子不断的创新和升级,汽车由功能化到智能化的过程,也是汽车电子不断进步的过程,汽车电子、智能驾驶、无人驾驶共同进步,共同主导汽车行业新趋势。从本质上来讲,智能汽车所涉及的部件如摄像头、雷达、传感器、控制系统等属于汽车电子产品,只有汽车电子技术不断升级来满足智能化的基本要求,汽车智能化才能得以实现。汽车朝着互联网、智能化过渡,催生汽车电子新需求。

汽车电子集电子技术、汽车技术、信息技术、计算机技术和网络技术等于一体,包括基础技术层、电控系统层和人车环境交互层三个层面,经历了分立电子元器件控制、部件独立控制及智能化、网络化集成控制应用三个发展阶段。从用途来看,汽车电子可以分为四大类,它们是动力控制系统、安全控制系统、通讯娱乐系统和车身电子系统。汽车行业随着信息技术与消费电子等应用逐步渗透其中,传统汽车行业或将面临来自移动互联网、消费电子行业等新型行业的冲击。在汽车智能化的趋势下,以辅助驾驶系统、车载导航、车载电脑等为代表的智能化系统,成为汽车电子市场增长的引擎。

深度:从特斯拉底盘PACK系统看电动汽车未来演进

模块化的平台加快了电动汽车的发展,电动汽车的潜力也促进了智能汽车快速发展。从发展方向来讲,智能汽车的未来一定是基于电动汽车平台不断延伸,其原因在于电动驱动是智能汽车的必备条件,只有电动驱动才能让汽车有一套智能汽车所需要的整车控制系统,一个完整的控制、读取、写入、升级的系统能力,而这是智能汽车所必须具备的。从这个层面上来看电动汽车具有智能汽车的必备条件,传统燃油车永远成为不了真正的智能汽车。

除此之外,智能汽车还需要一套高度融合的控制系统和操作系统,控制系统能向前连接感知设备,如摄像头、雷达、自定位的高精度地图,向后控制EPS、ESP、电子刹车、VCU等,控制系统主要包含ECU/MCU的硬件,系统和软件,以及诊断系统。操作系统能够连接云端、账号、用户管理系统,具备强大的API和数据收集能力,以及云端和物理层的安全体系。当这几个条件具备,并且具备整车的OTA能力,让车的硬件、软件、内容、外部链接、金融、安全、驾驶性能不断升级,才能达到智能汽车所需要的标准。

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在智能汽车领域,特斯拉走出了一条自己技术融合的思路,和传统车企拉开了差距。特斯拉的智能驾驶是目前智能化程度最高、运用程度最深的厂商。特斯拉不仅仅在电动汽车领域领先,特斯拉的自动驾驶技术同样领先世界,而智能驾驶作为未来汽车竞争的核心力,将为特斯拉赢得更高的地位,特斯拉也有望在未来塑造行业的新标准,其它后来者则跟随特斯拉的步伐。电动汽车的发展推动模块化,而模块化的发展同样推动智能汽车的大发展。

说明:本文转载自:欧子辰论汽车投资,作者:华创汽车团队 

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