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比亚迪电池18650

卖方卷起来了:海通刚拆完比亚迪,中信拆了Model 3

卖方分析师“卷无止尽”......

继上个月海通国际拆了一台比亚迪“元”,用87页研报展示汽车零部件的详细细节后,中信证券拆了一台特斯拉Model 3,并写了一份94页的研报。

耗时两个月,中信证券研究部TMT和汽车团队协同多家公司和机构对Model3标准续航版进行了完整的拆解。

在7月18日发布的研报中,中信证券称:

希望通过对特斯拉Model3这一智能电动的标杆车型的分析,展现特斯拉作为一家全球头部汽车企业对汽车智能电动化的思考,以期厘清后续产业发展的可能方向,更好地支持相关决策。

此前,海通国际从外观、操控、安全、性价比、续航情况等角度对2018款比亚迪元EV360智联炫酷进行评价,并呈现了这辆电动车的每一个部件,包括车身结构件、底盘、座椅、线束、多媒体系统、组合仪表、热管理系统、电池系统、电驱系统等等。甚至连隔音材料、地毯等每个拆下来的零部件都进行了图片文字描述,包括尺寸重量、工作原理、生产信息以及经销商报价等信息。

而中信证券则通过拆解,对特斯拉的E/E架构、三电、热管理、车身等几个方面进行了详细深入地分析。具体如下:

域控制器架构

据中信证券,E/E架构由分布式转向域控制结构,软硬件实现解耦,是软件定义汽车的关键,特斯拉的Model3是域控架构的引领者。

1)车身域:前左右三个车身采用位置分区而非功能分区,意在降低布线难度,大量采用HSD替代继电器;

前车身域控制器的位置在前舱,这个位置理论上来说遇到的碰撞概率要更高,因此采用铝合金的保护外壳,而左右车身域控制器由于在乘用舱内,遇到外界碰撞的概率较低,保护外壳均采用塑料结构:

2)座舱域:将T-BOX集成到座舱域控制器,同时采用了Intel的A3950芯片,思路更接近游戏平台而非手机;

座舱域是用户体验的重要组成部分,特斯拉的座舱控制平台也在不断进化中。中信证券本次拆解的特斯拉model3 2020款采用的是第二代座舱域控制器(MCU2):

MCU2由两块电路板构成,一块是主板,另一块是固定在主板上的一块小型无线通信电路板(图中粉色框所示)。这一块通信电路板包含了LTE模组、以太网控制芯片、天线接口等,相当于传统汽车中用于对外无线通信的T-box,此次将其集成在MCU中,能够节约空间和成本。我们本次拆解的2020款model3采用了Telit的LTE模组,在2021款以后特斯拉将无线模组供应商切换成移远通信。

MCU2的主板采用了双面PCB板,正面主要布局各种网络相关芯片,例如Intel和Marvell的以太网芯片,Telit的LTE模组,TI的视频串行器等。正面的另一个重要作用是提供对外接口,如蓝牙/WiFi/LTE的天线接口、摄像头输入输出接口、音频接口、USB接口、以太网接口等。

而MCU2的背面更为重要,其核心是一颗IntelAtomA3950芯片,搭配总计4GB的Micron内存和同样是Micron提供的64GBeMMC存储芯片。此外还有LGInnotek提供的WiFi/蓝牙模块等。

3)驾驶域:双FSD芯片,NPU在同等面积下相比Orin有更高的性价比,采用Linux操作系统更适配AI大模型;

特斯拉的另一个重要特色就是其智能驾驶,这部分功能是通过其自动驾驶域控制器(AP)来执行的。本部分的核心在于特斯拉自主开发的FSD芯片,其余配置则与当前其他自动驾驶控制器方案没有本质区别:

在model3所用的HW3.0版本的AP中,配备两颗FSD芯片,每颗配置4个三星2GB内存颗粒,单FSD总计8GB,同时每颗FSD配备一片东芝的32GB闪存以及一颗Spansion的64MBNORflash用于启动。网络方面,AP控制器内部包含Marvell的以太网交换机和物理层收发器,此外还有TI的高速CAN收发器。对于自动驾驶来说,定位也十分重要,因此配备了一个Ublox的GPS定位模块。

为了实现自动驾驶,特斯拉提出了一整套以视觉为基础,以FSD芯片为核心的解决方案:

其外围传感器主要包含12个超声传感器(Valeo)、8个摄像头(风挡玻璃顶3个前视,B柱2个拍摄侧前方,前翼子板2个后视,车尾1个后视摄像头,以及1个DMS摄像头)、1个毫米波雷达(大陆)。

其最核心的前视三目摄像头包含中间的主摄像头以及两侧的长焦镜头和广角镜头,形成不同视野范围的搭配,三个摄像头用的是相同的安森美图像传感器。

毫米波雷达放置于车头处车标附近,包含一块电路板和一块天线板。该毫米波雷达内部采用的是一颗Freescale控制芯片以及一颗TI的稳压电源管理芯片。

4)电控域:Model3首创采用48颗SiC MOSFET替代了84颗IGBT,体积、功耗大幅减小;

据中信证券,Model3为第一款采用全SiC功率模块电机控制器的纯电动汽车,开创SiC应用的先河:

Model3所用的SiC型号为意法半导体的ST GK026。在相同功率等级下,这款SiC模块采用激光焊接将SiC MOSFET、输入母排和输出三相铜进行连接,封装尺寸也明显小于硅模块,并且开关损耗降低75%。采用SiC模块替代IGBT模块,其系统效率可以提高5%左右,芯片数量及总面积也均有所减少。如果仍采用Model X的IGBT,则需要54-60颗IGBT。

5)动力域:BMS共管理2976节21700电池,强大的软件能力实现每节电池充放电的一致性。

Model3作为电动车,电能和电池的管理十分重要,而负责管理电池组的BMS是一个高难度产品:

主控板负责管理所有BMS相关芯片,共设置7组对外接口,包含了对充电控制器(CP)、能量转换系统(PCS)的控制信号,以及到采样板(BMB)的信号,另外还包含专门的电流电压采集信号。电路板上包含高压隔离电源、采样电路等电路模块。元器件方面,有Freescale和TI的单片机,以及运放、参考电压源、隔离器、数据采样芯片等。

在BMS的控制下,具体对电池组进行监测的是BMB电路板,对于特斯拉model3而言:

共有4个电池组,每一组配备一个BMB电路板,并且4个电路板的电路布局各不相同,彼此之间可以很容易地利用电路板上的编号进行区别,并且按照顺序用菊花链连接在一起,在1号板和4号板引出菊花链连接到主控板的P5和P6接口。

线束和连接器

1)线束:中信证券测算线束单车价值量约2000元,高压线束是新能源汽车的主要增量,Model3为了轻量化开始用铝替代铜,低压数据线在域控化进程下将有所减少;

2)连接器:电动化带来高压连接器增量,智能化带来高速连接器需求,TE(泰科)是Model3的核心供应商,国产厂商有望取得突破。

在动力电池—电驱高压线束的连接器上,Model3 采用的是TE的HC Stak 25:

其结构和功能与HC Stak 35类似,不同点在于尺寸的大小,可以看到,HC Stak 25比HC Stak 35更小,因此HC Stak 25插座端的端子是20片DEFCON端子组成(HC Stak 35为35片),不同的型号共用相同的连接器端子。连接器端子通过数量堆叠的变化能够快速完成不同型号的组装,这体现了连接器模块化生产带来的成本管控优势。

电池:特斯拉代际技术领先,4680和CTC是后续发展方向

1)电池设计核心理念在于提升比能量:由小模组到大模组再到无模组CTC,电芯尺寸由1865到2170再到4680,核心趋势都是减少电池包中非能量的结构件数量,降低成本减少重量,提升续航里程。

据中信证券,Model3电池包采用4块大模组,与同期的iD.4 X,宝马iX3的电池包相比,采用大模组技术,集成度更高,内部布局更为整洁,电池包技术目前仍处于领先地位。

2)4680电池的价值及变化:4680通过全极耳、高镍高硅、干电极、CTC的组合,实现了“能量密度高、倍率高、成本低”的不可能三角。随着模组内电池数量增加、快充需求提升,对于电池包的冷却、导热阻燃要求提升,电池包内冷却管数量增加、冷管长度减少,增加灌封、防火泡棉,保障电池包热稳定性。

三电与热管理:三电集成度不断提高,热管理率先实现全域打通。

1)三合一提升集成度,双电机实现优势互补:Model 3/Y上驱动电机、电机控制器、变速箱三者合一,集成度相比Model S/X提高,同时“小三电”和电池包集成,结构紧凑成本更低;单电机版本由感应电机向永磁电机演变,双电机版本向前感应电机后永磁电机布置演进,两种电机在高速低速区优势互补。

2)热管理全域打通,大大提升能量利用效率:热管理上,通过四通阀、八通阀的应用,由各部分独立的回路,向空调、电池系统、动力系统打通的整车热管理升级,整车热源集成,提升系统的能量利用效率。特斯拉的三电与热管理系统在高集成度方面保持领先,其示范作用将引领行业追赶升级与二次创新。

汽车车身:轻量化需求铝车身一体压铸成趋势,消费升级天幕玻璃、智能车灯变潮流

1)车身:轻量化以满足节能及提高续航要求,以铝代钢是最佳选择,并从Model Y开始进行后车身的一体压铸;

2)车灯:Model3外饰搭配兼具科技感和美感,车灯选用矩阵式LED灯源;

3)汽车玻璃:Model3天幕引领行业趋势,渗透率有望不断提升;

4)底盘:采用线控底盘,是高级别自动驾驶必由之路。

据中信证券,Model 3底盘逐步实现线控化:

经过对Model 3底盘结构的拆解,我们看到:悬架方面,特斯拉全车型均采用前轮双叉臂式独立悬架搭配后轮多连杆式独立悬架的配置,未配置空气悬架;制动系统方面,特斯拉车系使用最前沿技术,即线控制动系统Ibooster;转向系统方面,Model3仍沿用传统的电动助力转向。

线控底盘是实现自动驾驶SAEL3的“执行”基石。自动驾驶系统共分为感知、决策、控制和执行四个部分,其中底盘系统属于自动驾驶中的“执行”机构,是最终实现自动驾驶的核心功能模块。L3及L3以上更高级别自动驾驶的实现离不开底盘执行机构的快速响应和精确执行,以达到和上层的感知、决策和控制的高度协同。而底盘系统的升级也意味着其中驱动系统、制动系统和转向系统等功能模块的升级。所以,线控底盘作为更高级别自动驾驶的执行基石,是发展自动驾驶的具体抓手。

本文主要内容来自中信证券报告《从拆解Model3 看智能电动汽车发展趋势》,作者丁奇、许英博、袁健聪、尹欣驰、杨泽原、李景涛、滕冠兴、王诗宸

本文来自华尔街见闻,欢迎下载APP查看更多

新物种4680电池:看起来很美,造出来不易

近日,4680电池又热闹起来。

去年9月,特斯拉电池日推出4680电池,一度引起骚动,但此后沉寂,近期有报道称良品率已从去年的20%提高到了接近80%,预计明年具备量产可行性。

无独有偶,近日国内锂电企业亿纬锂能公告建设20GWh大圆柱电池生产线,据称包括4680电池。一时激起产业圈及资本圈的新一轮热情。

实际上,4680电池的量产并不容易,这是其本质决定的。4680总体上是方形电池的工艺思路,但套用了圆柱电池的外形结构。这样复合的产品背景,优点突出,难怪马斯克颇为赞赏,但问题也不可避免。

让我们看看这个新物种。

4680电池本质是结构创新

4680电池,本质上是结构创新。

我们知道,锂电池一般可以按照两个维度来划分:一是电池材料,比如三元、磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂、无钴电池等,这是电化学课题;另一个是电池结构,比如圆柱、方形、软包、刀片,这个更像是物理课题。

4680电池,是圆柱电池从较小的1865到2170之后,进一步做大的创新。1865的电池容量一般为2.6-3.5Ah,2170一般为4-5Ah,而4680可以做到20-30Ah,电池容量有了5倍左右的提升。

圆柱电池的大小型号较少,但方形电池基于结构优势,从小到大的型号则比较丰富,小方形可以50Ah,大方形可以到200Ah以上,市面上五花八门。

刀片电池,本质上也是电池结构从小到大的创新,比亚迪刀片电池为138.5Ah(磷酸铁锂),近期蜂巢能源推出的短刀片电池为184Ah(磷酸铁锂)。

电池结构创新,往往对工艺要求较高,甚至需要不同的生产设备。比如刀片电池因为较大,需要采用叠片的方式,而一般方形电池仍然可以采用卷绕的方式。

优点突出,看起来很美

锂电池作为生产资料,主要性能指标包括安全性、能量密度、循环次数、成本等,有些跟电池材料有关,有些跟物理结构有关。

4680电池,既然是结构创新,那这种结构相对小圆柱、方形或软包结构,带来的主要好处是:

散热性及安全性:直径增加,卷绕变长,采用无极耳设计并使用铜箔,有助于降低内阻、减少发热。轴向散热,底部面积较大,也可以提高散热性。系统集成之后,圆柱相对于方形或软包的散热性也更好。此外,一致性也比较好。

能量密度提升:电池容量更高,单体能量密度可以更高。同时,圆柱电池的系统集成度更高,甚至可以直接CTC,系统能量密度也可以大幅提高。

直接生产成本降低:制造设备成本比方型电池低40%以上,制造速度比相同容量的方型电池快2倍以上,五金件成本比方型电池便宜20%以上,集成比较简单特别是外部连结器焊接比较简单。

4680电池,在电芯层面具有方形电池的技术特点,可以做到更高的电池容量和能量密度,同时基于大圆柱背景的无极耳设计及铜箔使用可以大幅提高电芯的散热性,而圆柱型外形结构的系统集成度更高,可以直接CTC,系统散热性也很好。这样的特点,对安全性更加敏感的三元材料更有吸引力。

难怪特斯拉对4680电池如此青睐。作为圆柱电池的拥趸,在满足系统集成度高的前提下,迫切需要一款能够提高能量密度并满足三元材料安全性要求的电池,4680似乎是最优解。

制造方案完全创新,量产不易

4680电池看起来确实很美,尤其是三元4680对于中高档乘用车而言,更是好鞍配好马,这也是为什么特斯拉、宝马等都对4680情有独钟。

但是,4680电池目前的关键问题是制造,也就是如何达到规模化量产效率。

过去一年,特斯拉把良品率从20%提升到接近80%,这个过程也反映了4680电池的制造工艺几乎是从零起步。

4680大圆柱电池,作为完全创新的技术,工艺思路类似方形,物理结构是圆柱,制造工艺既不能基于现有方形,也不能基于现有小圆柱,需要整个产业从零做起,这就不难理解特斯拉2020年时的良品率只有20%。

那么,4680电池的制造难点到底在哪里?

4680大圆柱电池的生产工艺,完全不同于小圆柱电池,需要重新匹配生产设备,对焊接及密封可靠性的要求更高,对原材料及结构件的精度要求和光洁度要求更高,仅这几项要求对锂电生产而言都是宏大课题。

虽然都是圆柱,但从小圆柱到大圆柱,已经完全不在同一个技术层次,小圆柱的经验不可用,创新难度已经大幅提高,远高于从方形到刀片的创新力度。

量产效率,也直接决定最终成本。如果量产成本太高,不管产品性能优势多突出,作为2B产品如果没有合理性价比都是徒劳。

概言之,4680电池具有方形电池的技术特点,可以做到更高的电池容量和能量密度,同时大圆柱结构可以做到更好的散热性,系统集成度也更高,安全性要求较高的三元材料颇为喜欢,因此受到特斯拉的青睐。

4680电池主要是结构创新,难度远大于刀片电池的创新,对生产工艺及设备提出了更高的要求,而这对整个锂电产业都是新鲜课题,也就是说4680电池是完全创新,几乎从零做起。

新物种4680,作为新一轮锂电创新的代表,值得长期跟踪观察,谁能在工艺、设备及良品率上有所突破,谁就能在中高档乘用车动力电池上占有一席之地。

本文来源于:Mr蒋静的资本圈,原文标题《新物种4680电池:看起来很美,造出来不易》

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拆完比亚迪,拆特斯拉!分析师不拆个车,都写不出研报了

刷屏了!继上个月海通国际拆了一台比亚迪“元”,用87页研报展示汽车零部件的详细细节后,中信证券拆了一台特斯拉Model 3,并写了一份94页的研报。看样子,卖方分析师卷起来无止尽了,没拆过车,都不好意思说自己是电车分析师。

券商一哥拆解Model3

7月18日,中信证券发布研报《从拆解Model 3看智能电动汽车发展趋势》,文章署名分析师包括丁奇、许英博、袁健聪、尹欣驰、杨泽原、李景涛、滕冠兴、王诗宸。

该研报认为,中国智能电动汽车目前正处在蓬勃发展阶段,今年国内新能源汽车销量有望突破600万辆。团队拆解了具有标志性意义的Model3标准续航版,对特斯拉的E/E架构、三电、热管理、车身等进行了详细深入地分析。给出的观点是:坚定看好中国智能电动化发展趋势。

据悉,为了写该篇研报,中信证券研究部TMT和汽车团队协同多家公司和机构经过了两个月的时间对一辆特斯拉Model 3进行了完整的拆解。最终,该研报篇幅达94页,其中拆解内容近80页。

研报指出,汽车智能化已成为产业共识和市场共识,然而什么叫智能化却没有一个明确的定义,该团队认为,智能化的关键在于智能汽车的软件“可迭代、可演进”,就像安卓系统那样。

然而,汽车过去的E/E架构使得很多型号的汽车从出厂到最终报废,软件功能都没有升过级,都没有迭代,又何谈智能?而特斯拉的Model 3率先由分布式架构转向了分域的集中式架构,这是其智能化水平遥遥领先许多车厂的主要原因。

对此,公司给出的投资策略是,智能汽车的域控化已成趋势,重点推荐域控制器相关公司德赛西威、中科创达。主流车企的车型平台不断升级出新,新能源车的三电和热管理环节处于高速成长期,当前时点建议关注特斯拉、宁德时代、LG化学等优质整车、电池企业供应链。

中信证券对30家重点公司中的29家给出了”买入“评级,其中比亚迪的盈利预测跟上次中信证券《比亚迪重大事项点评:万亿新起点,高端化、全球化、智能化打开成长空间》一文保持一致。

看出了个啥?

研报中,团队对特斯拉的车身域、座舱域、驾驶域等进行详细的解读。

车身域方面,团队认为特斯拉的域控制思路始终是更为领先的,能最大化减少车身布线复杂度,充分发挥当今芯片的通用性和高性能,降低汽车开发和制造成本。

驾驶域方面,特斯拉的一个重要特点就是其智能驾驶,这部分功能是通过自动驾驶域控制器(AP)来实现的,本部分的核心在于特斯拉自主开发的FSD芯片,这也是特斯拉实现更高AI性能和更低成本的一个重点,其余配置则与当前其他自动驾驶控制器方案没有本质区别。

座舱域方面,特斯拉更多将座舱域视为PC而非手机,本次拆解的特斯拉Model 3 2020款采用的是第二代座舱域控制器(MCU2),座舱平台上,特斯拉基于开源免费的Linux操作系统开发了其自有的车机操作系统,该生态不如安卓生态丰富,特斯拉需要自己进行一部分主流软件的开发或适配。

电控域方面,Model3首创采用48颗SiC MOSFET替代了84颗IGBT,体积、功耗大幅减小,能够带动多个性能全面提升。可以说特斯拉开创了SiC应用的先河,但是SiC的高成本制约在行业的普及,未来SiC与Si-IGBT相互补充。

动力方面,BMS共管理2976节21700电池,强大的软件能力实现每节电池充放电的一致性。高复杂的电池组也让特斯拉在BMS积累了相当强的实力,在充电或电能利用方面的用户体验是其独到之处。

线束和连接器方面,团队测算线束单车价值量约2000元,高压线束是新能源汽车的主要增量,Model3为了轻量化开始用铝替代铜,低压数据线在域控化进程下将有所减少;同时,电动化带来高压连接器增量,智能化带来高速连接器需求,TE(泰科)是Model3的核心供应商,国产厂商有望取得突破。

电池方面,特斯拉代际技术领先,4680和CTC是后续发展方向。电池设计核心理念在于提升比能量:由小模组到大模组再到无模组CTC,电芯尺寸由1865到2170再到4680,核心趋势都是减少电池包中非能量的结构件数量,降低成本减少重量,提升续航里程。4680电池的价值及变化:4680通过全极耳、高镍高硅、干电极、CTC的组合,实现了“能量密度高、倍率高、成本低”的不可能三角。随着模组内电池数量增加、快充需求提升,对于电池包的冷却、导热阻燃要求提升,电池包内冷却管数量增加、冷管长度减少,增加灌封、防火泡棉,保障电池包热稳定性。

三电与热管理方面,三电集成度不断提高,热管理率先实现全域打通。Model 3/Y上驱动电机、电机控制器、变速箱三者合一,集成度相比Model S/X提高,同时“小三电”和电池包集成,结构紧凑成本更低;单电机版本由感应电机向永磁电机演变,双电机版本向前感应电机后永磁电机布置演进,两种电机在高速低速区优势互补。热管理上,通过四通阀、八通阀的应用,由各部分独立的回路,向空调、电池系统、动力系统打通的整车热管理升级,整车热源集成,提升系统的能量利用效率。特斯拉的三电与热管理系统在高集成度方面保持领先,其示范作用将引领行业追赶升级与二次创新。

汽车车身方面,轻量化需求铝车身一体压铸成趋势,消费升级天幕玻璃、智能车灯变潮流。

研报成本飙升到30万

就在一个月前,海通国际从外观、操控、安全、性价比、续航情况等角度对2018款比亚迪元EV360智联炫酷进行评价,并呈现了这辆电动车的每一个部件,包括车身结构件、底盘、座椅、线束、多媒体系统、组合仪表、热管理系统、电池系统、电驱系统等等。甚至连隔音材料、地毯等每个拆下来的零部件都进行了图片文字描述,包括尺寸重量、工作原理、生产信息以及经销商报价等信息。

从成本方面来看,海通国际所拆车辆为2018款比亚迪元EV360智联炫酷,该款新车总购置成本为10.34万元,由于所拆车为二手车,类似车况的售价在7万元左右。而中信证券拆掉的特斯拉Model 3,其标准版本官网售价近30万元。

无论是之前海通国际拆解比亚迪,还是中信证券拆解特斯拉,在网上均引起了大量热议,有网友直言这些拆车行为赚足了噱头,“发出来就已经回本了”。不过,也有人表示支持,“至少有一点参考依据,比坐在办公室一拍脑袋瞎写强”“至少非常敬业”。

有段子则表示,老消费电子研究员了,地产研究员需要拆楼吗?医药研究员能手拆PD-1吗?“看今天的盘面,可能是环保研究员把二氧化碳给拆了!”

本文源自财通社

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