券商分析师卷起来了:海通刚拆完比亚迪,中信拆了Model 3
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。