特斯拉：创新源自于对本质的思考.pdf

请务必阅读正文后的重要声明部分 Table_IndustryInfo 2020 年 01 月 22 日 强于大市 (维持 )证券研究报告 行业研究 电气设备 特斯拉专题报告 特斯拉 ： 创新源自于对本质的思考 投资要点 西南证券研究发展中心 Table_Author 分析师：谭菁 执业证号： S1250517090002 电话： 010-57631196 邮箱： tanjswsc 分析师：陈瑶 执业证号： S1250519080003 电话： 0755-23914886 邮箱： cyaoswsc Table_QuotePic 行业相对指数表现 数据来源：聚源数据 基础数据 Table_BaseData 股票家数 193 行业总市值（亿元） 18,136.72 流通市值（亿元） 17,852.73 行业市盈率 TTM 30.7 沪深 300 市盈率 TTM 12.5 相关 研究 Table_Report 1. 电力设备新能源行业：新能源汽车补贴不退坡传闻可能影响市场预期 (2020-01-13) 2. 特斯拉专题报告：特斯拉强势开启电动汽车海外需求 (2020-01-08) 3. 电力设备新能源行业 2020 年投资策略：新能源中游窗口期打开 (2019-12-03) Table_Summary 坚定不移地以电动化为基点。 特斯拉引领了全球电动汽车行业电动化，智能化，商业模式的三大变革。我们梳理特斯拉历史的时候，发现其实他的商业模式更多是面对燃油汽车构建壁垒的一种无奈的突破，其降低成本的直销模式，自建充电桩等都不是核心。核心的优势仍然是三电技术给消费者带来的信心。 我们认为电机电控是电动汽车的“发动机”和“变速箱”，直接决定着电动汽车的功率、爬坡、加速等关键性能指标，其产业格局和未来的发展趋势对于新能源汽车产业有着重要影响。 特斯拉的 Model 3 是第一家采用碳化硅 SiC MOSFET 来做逆变器的车厂。 主要是与意法半导体合作，相 较于市面上的电动车多是使用硅基底芯片如 IGBT、MOSFET 等来制作。 Model3 使用了 SiC MOSFET 模组后， AC/DC 的电流转换效率在长距离电动车市场上排名第一，也就是从 model S 的 82%逆变器效率提升到 model 3 的 90%，对续航提升显著，降低传导和开关损耗。 Model 3 计划在 2020 年底实现零部件 100%国产化 。 目前特斯拉上海超级工厂的零部件本地化率为 30%，计划今年 7 月份左右提升至 7080%。这一举措不仅可以避免进口件带来的关税，国产零部件在成本方面相较于进口件也有优势，长江三角洲 一带齐全的零部件供应商可以让运输等方面的成本支出进一步减少，天时、地利、人和齐聚一堂，再次为国产特斯拉的价格打开了向下的空间。 Model Y 将受益于 Model 3 的 生产经验、零部件国产化的趋势以及 其 独有的多项专利技术， 有望驱动其价格 进一步下降。 Model Y 作为中国工厂第二个投产的车型，将于 2021 年初投产。 马斯克在上海 Model Y 项目启动仪式上表示，他认为 Model Y 最终销量将超过特斯拉其它所有车型之和，有望为公司打开新的增量市场。 投资策略与重点关注个股： 中游电池厂商相对于新能源汽车主机厂来说 ，是比较弱势的。但是由于海外车企投放新能源汽车更加急迫，所以目前的供需结构是供小于求。中游电池厂商迎来绝佳的全球化发展窗口期。 重点推荐宁德时代（ 300750.SZ）、先导智能 （ 300450.SZ）、恩捷股份 （ 002812.SZ）、 璞泰来 （ 603659.SH）和 宏发股份 （ 600885.SH）。 风险提示： 电动车销量不达预期的风险，特斯拉产能爬坡不达预期的风险 。 重点公司盈利预测与评级 Table_Finance 代码 名称 当前 价格 投资 评级 EPS（元） PE 2018A 2019E 2020E 2018A 2019E 2020E 300750.SZ 宁德时代 133.82 持有 1.54 2.08 2.86 87 75 64 300450.SZ 先导智能 45.32 买入 0.84 1.17 1.65 40 39 27 002812.SZ 恩捷股份 61.78 买入 0.64 1.00 1.36 50 62 45 603659.SH 璞泰来 92.99 持有 1.37 1.63 2.14 40 57 43 600885.SH 宏发股份 36.50 持有 0.94 1.13 1.32 27 32 28 数据来源： Wind，西南证券 -3%4%12%19%26%34%19/1 19/3 19/5 19/7 19/9 19/11 20/1电气设备 沪深 300 特斯拉专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 目 录 1 坚定不移地以电动化为基点 . 1 1.1 电驱动系统：驱动电机（电机） . 2 1.2 电控制系统：电机控制器（电 控） . 5 1.3 模块化、标准化、高功率密度为未来发展趋势，零部件厂商迎来机会 . 6 1.4 碳化硅技术发展 . 12 2 中国供应链支撑特斯拉的未来 . 15 2.1 Model 3 将于年底实现零部件 100%国产化 . 16 2.2 Model Y 开启电动化 SUV 之路 . 17 2.3 Model Y 成本有望进一步下降 . 18 特斯拉专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 图 目 录 图 1：特斯拉 Model S/X， Model 3/Y . 1 图 2：新能源汽车核心三大部件 . 2 图 3：电动动力总成系统“三电” . 2 图 4：传动机构 . 2 图 5：变换器 . 2 图 6：驱动电机 . 2 图 7：驱动电机产品结构 . 3 图 8：驱动电机分类 . 3 图 9：永磁同步电驱动系统（水冷电机） . 4 图 10：永磁同步电驱动系统（油冷电机） . 4 图 11：交流异步电驱动系统 . 4 图 12：特斯拉 Model S 后驱车型电机和控制器 . 4 图 13：特斯拉 Model S 双电机全驱车型构造图 . 5 图 14：整车控制器 . 5 图 15：特斯拉 Roadster 电池管理系统 . 5 图 16：电机控制器原理图 . 6 图 17：大众 MEB 平台化推动成本下降 . 7 图 18：大众 MEB 平台概况 . 7 图 19： Hair-pin 电机与传统漆包线 绕组 对比 . 7 图 20：圆线电机与扁线电机对比 . 7 图 21： EV 电控爆炸图 . 8 图 22： SiC 电阻、频率、工作温度上比 IGBT 有优势 . 8 图 23：国内新能源汽车电机竞争格局 . 8 图 24：国内新能源汽车电控竞争格局 . 8 图 25： Model 3 价值量拆分 . 9 图 26： P0 应用车型：奥迪 SQ7 TDI . 9 图 27： P0 应用车型：马自达 i-Eloop . 9 图 28： P1 应用车型：本田思域混动、 Insight 的第一代本田 IMA 混动、奔驰的 S400 混动 . 10 图 29： P2 应用车型：奥迪 a3 e-Tron . 10 图 30：舍弗勒的 P2 构型 . 10 图 31： P0-P4 混合动力方案 . 11 图 32：国内某品牌 A 级车动力总成成本结构 . 11 图 33：国外某品牌 A 级车动力总成成本结构 . 11 图 34：电机控制器各部件成本占比 . 12 图 35：驱动电机各部分成本占比 . 12 图 36： DC-DC 转换器 . 13 图 37： model 3 inverter . 14 图 38： 2023 年全球碳化硅功率半导体市场规模将达到 14 亿美元， 6 年 CAGR 29%. 14 图 39：特斯拉产业链 . 16 特斯拉专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 图 40：我国政策支持特斯拉历程 . 17 图 41：特斯拉超过 4 成零部件供应商所在地在江浙沪 . 17 图 42：特斯拉 Model Y 产能分布 . 18 图 43： Model 3 和 Model Y 售价及参数对比 . 18 图 44： Model 3 白车身 . 19 图 45： Model Y 白车身 . 19 图 46：特斯拉中国工厂蓝图 . 19 图 47：特斯拉专利 全新布线结构（ 1/2） . 20 图 48：特斯拉专 利 全新布线结构（ 2/2） . 20 图 49：特斯拉专利 多向一体式铸造机（ 1/2） . 20 图 50：特斯拉专利 多向一体式铸造机（ 2/2） . 20 图 51：特斯拉专利 结构电缆（ 1/2） . 21 图 52：特斯拉专利 结 构电缆（ 2/2） . 21 表 目 录 表 1：驱动电机参数表现 . 4 表 2：功率半导体材料 . 12 表 3： Si、 GaAs、 GaN 和 SiC 半导体材料特性对比 . 13 表 4：碳化硅使用情况 . 15 特斯拉专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 1 特斯拉 ： 创新源自于对本质的思考 我们在谈及特斯拉的创新和颠覆的时候，往往都有事后诸葛亮的嫌疑。连马斯克本 人 都说，我不是为了颠覆而颠覆，我是为了人类有更美好的生活。 美好的生活 ， 远大的理想到产业化是巨大的鸿沟 。 而我们去探究特斯拉创新力的时候 ，仍然能够发现 ，特斯拉的产品力基于对物理学定律的本质理解，基于对汽车产业的本质理解。本文我们会对特斯拉的技术创新做一些梳理，透过他的创新来探究 他 的发展趋势。 2006 年 ， 马斯克写给员工的宏伟蓝图中就有对于 能源 本质的深刻理解 ， 并且以数学的形式简单地展示 ：天然气 循环发电机发电效率 60%， 天然气采气效率为 97.5%，加工效率97.5%， 电网输电效率 92%， 从气井到电力用户的效率是 97.5%*97.5%*60%*92%=52.5%。特斯拉的全周期充放电效率为 86%， 每兆焦耳电力可以行使 2.53 公里 ， 其最终品质为 ： 2.53公里 /兆 焦耳 *86%*52.5%=1.14 公里 /兆焦耳 。 其能源效率高于任何一辆未来持续优化之后的燃油汽车。 基于这样的理解 ， 特斯拉的目标是 ： 直面 、 击败燃油汽车 。 1 坚定不移地以电动化为基点 特斯拉引领了全球电动汽车行业电动化，智能化，商业模式的三大变革。 我们梳理特斯拉历史的时候，发现其实他的商业模式更多是面对燃油汽车构建壁垒的一种无奈的突破，其降低成本的直销模式，自建充电桩等都不是核心。核心的优势仍然是三电技术给消费者带来的信心。 截至 2020 年 1 月 3 日，特斯拉已经创纪录的实现了近 10.5 万的车辆产量和 11.2万台车辆交付，获得市场极大认可。 目前 Model 系列的四款主要车型包括：在 2012 年推出的首款豪华电动汽车 Model S，2015 年推出的 SUV 车型 Model X， 2016 年推出的首款大众型电动汽车 Model 3，以及 2019年最新发布的 Model Y。 图 1：特斯拉 Model S/X， Model 3/Y 数据 来源： 特斯拉 官网 ， 西南证券 整理 电动 汽车 为传统燃油汽车的替代品，其主要电气系统即为在传统汽车“三小电” (空调、转向、制动 )基础上延伸产生的电动动力总成系统“三大电”（电池、电机、电控），其中电池是基础能源和动力来源，而电机则将这种车载的能源转化为了行驶的动力，电控系统则如同特斯拉专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 2 大脑控制着整个汽车的运行和动力输出。 目前对于提升新能源电动汽车的性能而言， 市场给予了 动力锂电池 高度关注 ，而对 电机和电控 的关注度 不高。 我们 认为电机电控是电动汽车的“发动机”和“变速箱”， 直接决定着电动汽车的功率、爬坡、加速等关键性能指标，其产业格局和未来的发展趋势对于新能源汽车产业有 着 重要影响。 图 2：新能源汽车核心三大部件 图 3： 电动动力总成系统“三 电” 数据来源： EVLOOK， 西南证券 整理 数据来源： 公开资料， 西南证券 整理 新能源汽车的驱动电机（电机）将车载的动力锂电池中的电能转换为机械能，从而驱动车辆行驶的部件，电机实现了电能与机械能之间的转换。新能源汽车对驱动电机的要求较高：需要能够适应频繁起停、加减速并同时具备高速宽调速和低速大扭矩，以提供不同场景下的功率性能。对于乘用车而言，驱动电机还需要轻量化和小型化，以适应有限的车内空间。 新能源汽车的电机控制器（电控）是指控制电动汽车驱动电机的装置，其主要作用是控制驱动电机的电压和电流，完成对电动机转矩、转速和转向的控制。通常可分为主控制器和辅助控制器两大类。主控制器控制汽车驱动电机，即通过控制驱动电机的电压和电流，实现对电机转矩、转速和转向的控制，辅助控制器主要控制汽车的助力转向泵电机、空调电机、BSG 电机等辅助电机。电动汽车驱动控制技术是电动汽车的核心技术，电机控制器的设计及控制算法的开发决定整个驱动系统性能的关键因素。 1.1 电驱 动 系统： 驱动 电机 （电机） 电动汽车动力驱动系统是能量存储系统与车轮之间的纽带，直接决定了 汽车运行性能的好坏，包括传动机构、变换器和驱动电机三个部分。 图 4：传动机构 图 5：变换器 图 6：驱动电机 数据来源：西南证券 整理 数据来源：西南证券 整理 数据来源：西南证券 整理 特斯拉专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 3 （ 1）传动机构指的是将电机输出的扭矩和转速传递到汽车的主轴上，从而驱动汽车行驶的机构，主要包含减速器和差速器的两个部件。 差速器的主要作用是汽车转弯时使得两侧车轮转速不同，而减速器一般由高速轴承和不同齿数的齿轮组成，通过输入轴上齿数少的小齿轮，啮合到输出轴上的齿数多的大齿轮，达到减速和增大转矩的目的。电动汽车的减速器可以看成燃油汽车的变速箱，由于电机本身具有足够宽度的调速性能，因而减速器一般都是固定传动比的单级减速器，也就是只有一个档位的变速箱。 （ 2）变换器 （ Converter） 指使电气系统的电压、电流、波形、相数、频率等特性发生变化的装置。对电动汽车来说，主要包含逆变器和 DC/DC 变换器两个器件。 逆