文/新浪財經(jīng)意見領(lǐng)袖專欄(微信公眾號kopleader)專欄作家 任澤平 連一席 謝嘉琪
當(dāng) “硅谷基因”遇到 “中國市場”“中國制造”,特斯拉一年大漲8倍,市值突破2500億美元,已經(jīng)超過傳統(tǒng)汽車龍頭豐田(2000億美元),登頂全球第一大市值汽車公司。
2019年特斯拉用了357天時間把上海臨港新區(qū)的一片農(nóng)田變成了特斯拉首個海外超級工廠。2020 年1月7日,特斯拉首批國產(chǎn)Model 3實現(xiàn)大批量交付,價格降至30萬元以下,同時正式宣布啟動Model Y 項目。
特斯拉近年快速崛起,并超過所有傳統(tǒng)車企登頂全球最大市值汽車公司,意味著汽車百年大變局正在到來,市場對新能源汽車的未來充滿巨大期待。大時代,大變局,中國憑借龐大的市場、強大的制造和研發(fā)能力,會否誕生世界級的新能源汽車巨頭?
時代造就英雄,英雄成就時代。
1 特斯拉發(fā)展簡史
2003年,硅谷工程師艾伯哈德和塔本寧創(chuàng)立電動汽車制造公司,為致敬交流電發(fā)明者尼古拉·特斯拉,公司取名為特斯拉(Tesla Motors)。2004年,硅谷新貴馬斯克在特斯拉A輪融資中領(lǐng)投650萬美元,成為特斯拉最大股東和董事長,并在2006年8月提出貫穿特斯拉發(fā)展的路線圖“Master Plan”,即“三步走”戰(zhàn)略:
一、打造一臺昂貴、小眾的跑車(Roadster);
二、用掙到的錢,打造一臺更便宜、銷量中等的車(Model S/X);
三、用掙到的錢,打造一臺更具經(jīng)濟性的暢銷車型(Model 3);
四、在做到上述各項的同時,還提供零排放發(fā)電選項。
1.1 2003-2008年:Roadster艱難誕生
特斯拉以高端小眾電動跑車切入汽車行業(yè)。汽車是典型的技術(shù)密集與資本密集型行業(yè),也是初創(chuàng)企業(yè)存活幾率最低的行業(yè)之一。無論生產(chǎn)制造工藝、供應(yīng)鏈管理或是企業(yè)品牌,特斯拉初期都無法比擬有著幾十年甚至上百年積淀的傳統(tǒng)車企。況且在當(dāng)時高達$1000/KWh的電池成本與產(chǎn)業(yè)鏈配套尚不成熟的客觀環(huán)境下,不論造一輛跑車還是經(jīng)濟實用型轎車的成本都相當(dāng)昂貴。特斯拉的思路非常清楚:既然第一款車注定虧錢,不如先針對高收入群體推出高端電動跑車,高舉高打,徹底顛覆人們對于電動車?yán)m(xù)航里程短、性能差的認(rèn)知。
2006年7月特斯拉正式推出Roadster跑車,Roadster為特斯拉與英國蓮花汽車共同打造,起步售價9.8萬美元,該款超跑百公里加速度約3.7秒,最高續(xù)航達到約400公里,起步階段的推背感甚至超越法拉利等傳統(tǒng)跑車。作為第一款采用鋰電池技術(shù)的超跑,Roadster一經(jīng)推出便受到諸多好萊塢明星和硅谷高管等社會名流青睞。
然而,受制于供應(yīng)鏈和核心零部件技術(shù)瓶頸,Roadster生產(chǎn)成本失控、量產(chǎn)艱難。當(dāng)時在CEO艾伯哈德的領(lǐng)導(dǎo)下,特斯拉團隊過于注重技術(shù)研發(fā)和性能提升,忽視了生產(chǎn)安排和產(chǎn)品管控,大大拖延了成品進度。2007年6月,距離Roadster正式投產(chǎn)只剩2個月時,特斯拉依然沒有完成核心零部件兩檔變速箱的研制。此外,由于供應(yīng)鏈采購缺乏規(guī)模效應(yīng),最初50輛Roadster的研制成本從平均6.5萬美元上漲超過10萬美元,1000名預(yù)定用戶中有30多名因為交付延期而取消訂單。
創(chuàng)始人出走、高層動蕩,馬斯克出任CEO力挽狂瀾。因為管理失誤和費用失控,2007年8月創(chuàng)始人艾伯哈德被罷免了CEO職務(wù),最后由馬斯克親自擔(dān)任。為實現(xiàn)Roadster正常上市,特斯拉團隊決定優(yōu)化一檔變速箱來替代研發(fā)全新的二檔變速箱,并開始削減不必要的開支。2008年2月,第一輛Roadster終于正式交付。
因為產(chǎn)品定位和受眾的局限性,Roadster所帶來的經(jīng)濟效益有限。從2008年2月上市到2012年停產(chǎn),Roadster銷往30多個國家,全球銷量約2450輛。按照9.8萬美元售價計算,特斯拉也僅通過Roadster回籠現(xiàn)金流2.4億美元,對于第二代車型Model S的研發(fā)和生產(chǎn)來說杯水車薪。2008年年末,金融危機令特斯拉的財務(wù)狀況雪上加霜,特斯拉處于破產(chǎn)邊緣。
1.2 2009-2015年:絕處逢生,打造爆款
1.2.1 化解危機,成功上市
奔馳和豐田的戰(zhàn)略投資使特斯拉獲得資金與品牌雙重背書。2009年1月底特律車展之后,戴姆勒向特斯拉訂購了4000顆電池組用于奔馳A-Class車輛測試,并且以5000萬美元取得了特斯拉10%的股份,形成了合作伙伴關(guān)系。2010年5月特斯拉獲得豐田5000萬美元投資,取得3%股份。與兩家傳統(tǒng)車企巨頭的戰(zhàn)略合作不僅解決了特斯拉資金方面的燃眉之急,更讓特斯拉快速學(xué)習(xí)到生產(chǎn)、管理經(jīng)驗和模式的know-how。此外,特斯拉還以4200萬美元低價收購原豐田與通用合資、年產(chǎn)能50萬輛的工廠NUMMI,為大規(guī)模量產(chǎn)打下基礎(chǔ)。
美國政府大力支持,特斯拉現(xiàn)金流危機暫緩并成功上市。2008年金融危機后,為促進經(jīng)濟發(fā)展,美國國會出臺一系列政策幫扶各行各業(yè),其中包括美國能源部的250億美元先進技術(shù)汽車制造貸款項目,通過補貼和低息貸款支持當(dāng)?shù)叵冗M汽車技術(shù)和零部件研發(fā)。2009年6月,特斯拉成功獲得4.65億美元貸款。在加州零排放(ZEV)政策背景下,特斯拉車主還可以獲得最多7500美元聯(lián)邦稅務(wù)抵免(2019年降至3750美元)。2010年6月特斯拉成功于納斯達克上市,共募集資金2.26億美元,這也是繼1956年福特汽車上市以后第一家美國汽車企業(yè)成功上市。
1.2.2 四年磨一劍,Model S成為爆款
Model S定位中大型豪華轎車,是特斯拉第一款真正意義上的量產(chǎn)車型,于2012年6月正式交付,當(dāng)時共推出三款,配備電池40kWh、60kWh、85kWh,售價5.74萬美元-8.74萬美元,對應(yīng)百公里加速度最快達4.4秒,續(xù)航里程最高可達483公里。Model S首次引入了17寸中控觸摸屏,集成車輛信息查詢、導(dǎo)航、音樂等多種功能,同時配備4GLTE無線網(wǎng)絡(luò)使車主可以免費享受系統(tǒng)OTA空中升級服務(wù),例如2014年推出的Autopilot自動輔助駕駛功能。2019年1月,Model S不再提供電池75kWh選項,目前僅剩100D與P100D兩款。
作為首款高端電動車,Model S一經(jīng)推出便大受好評。2012年年末,Model S預(yù)定量從推出時的520輛上升至15000輛。2013年Model S在美國中大型豪華轎車市場的市占率超過奔馳S系、寶馬7系等老牌豪車品牌,排名第一。2015年第四季度Model S銷量一度達到17192輛,目前全球銷量超過26萬輛。Model S曾榮獲著名汽車雜志《Motor Trend》“2013年度車型”、時代雜志“2012年25項最佳發(fā)明之一”、美國權(quán)威消費者測評《Consumer Reports》“2017年度10款車主最滿意車型之首”等榮譽。
務(wù)實、注重長遠規(guī)劃和成本管控,特斯拉盈利性和生產(chǎn)效率大幅上升。隨著Model S交付,特斯拉收入成倍增長,也于2013年第一季度扭虧為盈凈利潤1125萬美元,并且同年成為第一個還清能源部低息貸款的汽車制造公司。此外,為了Model S生產(chǎn)和Model X項目推進,除了改造加州Fremont工廠外,2014年7月特斯拉與松下達成合作協(xié)議,在美國內(nèi)達華州投資超50億美元建造超級工廠Gigafactory1,以應(yīng)對未來5-10年生產(chǎn)計劃。
超級工廠Gigafactory1主要負(fù)責(zé)特斯拉所有動力系統(tǒng),包括Model系列車型配套鋰電池、太陽能蓄電池Powerwall和Powerback,以滿足2020年50萬輛特斯拉汽車配套的35GWh動力電池年產(chǎn)能。松下負(fù)責(zé)生產(chǎn)制造,特斯拉負(fù)責(zé)電池組裝和進一步加工。目前,Gigafactory1每天生產(chǎn)約350萬個2170動力電池。
2015年第三季度,搭載鷹翼門豪華SUV Model X正式交付。相較Model S,Model X在性能上并沒有太多的創(chuàng)新,兩者的用戶定位與價格也相仿,均屬“Master Plan”第二階段計劃。Model X主要為滿足需求更大的豪華SUV市場,并豐富產(chǎn)品線。較Model S銷量呈穩(wěn)定趨勢,Model X依舊保持增長,目前全球總銷量超12萬輛,在美國大中型豪華SUV市場占有率與奔馳GLE、寶馬X5等競品接近。
同時特斯拉進行了一系列行業(yè)垂直整合,除Gigafactory 1外,還在全球范圍大量修建超級快充Supercharger和目的地充電樁Destination Charger,并在全球范圍內(nèi)增加門店展區(qū)和服務(wù)中心的數(shù)量。
1.3 2016年至今:走向大規(guī)模量產(chǎn)
中型轎車是規(guī)模最大最具性價比的細分市場。根據(jù)汽車軸距、車長、價格和功能,汽車市場可以分成微型、小型、緊湊型、中型、中大型和大型這六大細分市場。而汽車價格每下降5000美元,潛在買家數(shù)量便會翻倍的行業(yè)定律決定了中型市場在所有細分市場中的重要性。對于特斯拉而言,中型汽車不僅是第三階段發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵,更決定了特斯拉能否真正成為一家主流車企,戰(zhàn)略意義重大。
Model 3繼Model S后,成為特斯拉成功開拓市場的標(biāo)志性產(chǎn)品。Model 3于2016年3月公布、2017年年底交付,標(biāo)準(zhǔn)版起步價3.5萬美元、續(xù)航里程354公里,極具性價比。隨著產(chǎn)能爬坡,Model 3在美國的銷量超越同類型的寶馬5系、奔馳E級、奧迪A6等傳統(tǒng)豪華燃油車型,2019年全美銷量超過16萬輛,成為2019年美國中型豪華轎車市場冠軍。
Model 3的大獲成功,令特斯拉的營收更上臺階。2018年全年特斯拉收入達214.6億美元,凈利潤從2017年虧損19.6億美元縮窄至虧損9.8億美元;2019年前三季度收入達171.9億美元,凈利潤小幅降至9.7億美元。分項目來看,2018年全年汽車銷售收入達176.3億美元,占整體營收的82.2%,是特斯拉的主要收入來源。分國家和地區(qū)來看,美國依然是特斯拉的主要市場,占比近70%,中國大陸市場占比達到8.4%。
國產(chǎn)Model 3以低價策略攪動內(nèi)地新能源汽車市場。作為國際化的重要戰(zhàn)略之一,特斯拉高度重視內(nèi)地新能源汽車市場,并于上海自建超級工廠,由于國內(nèi)人工費用、固定資產(chǎn)費用較低,且上海市政府以貸款優(yōu)惠政策吸引,特斯拉上海工廠的資本開支較美國工廠低65%。國產(chǎn)特斯拉將降價切入中高端市場,入門級Model 3價格低于30萬元,并于2019年底完成首批員工交付。此次調(diào)價由三方面組成,第一方面,1月3日特斯拉官方宣布準(zhǔn)續(xù)航升級版從35.58萬元下調(diào)至32.38萬元,降價幅度高達3.2萬元。第二方面,于2019年12月6月入選第11批《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》,享受補貼24,750元/每輛。第三方面,于12月27日入選第29批《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》,享受購置稅減免。三方面因素促成Model3入門價格從35.58萬元下降至29.9萬元,對比2019年4月進口版本,降價幅度高達38.8%。
Model3可能對中國中高端傳統(tǒng)汽車以及新能源汽車市場造成巨大沖擊。從傳統(tǒng)汽車市場來看,2019年1-11月中國傳統(tǒng)中高端汽車(28-42萬元區(qū)間)銷量為136.1萬輛,占傳統(tǒng)汽車銷量5.9%,主要以奧迪A4L、奔馳C系、別克GL8、寶馬3系等ABB車系為主。從新能源汽車市場來看,2019年1-11月銷量為104.3輛,其中純電動汽車銷量為83.2萬輛,主要以中低端車型為主,因此Model 3競爭目標(biāo)主要為比亞迪唐、蔚來ES6等。目前,特斯拉上海工廠產(chǎn)能為15萬輛/年,預(yù)計2020年Model 3將占中國新能源汽車市場12%以上份額。
為實現(xiàn)向可持續(xù)能源轉(zhuǎn)型,特斯拉加速從電力生產(chǎn)到能源存儲運輸?shù)男履茉串a(chǎn)業(yè)鏈布局,包括在全球主要市場建造工廠、儲能網(wǎng)絡(luò)和充電網(wǎng)絡(luò)。制造工廠方面,出于降低關(guān)稅影響以致降低生產(chǎn)成本來提高產(chǎn)品價格競爭力的考慮,同時也為長期市場戰(zhàn)略鋪墊,特斯拉在荷蘭建造Tilburg組裝工廠,為歐洲客戶組裝檢測Model S/X;在上海投建Gigafactory 3,為中國與亞洲客戶生產(chǎn)制造Model 3/Y。
儲能方面,利用太陽能發(fā)電覆蓋家庭儲能和大型光伏儲能系統(tǒng)。家庭儲能產(chǎn)品為Powerwall電池和太陽能屋頂Solar Roof,Solar Roof白天收集太陽能并轉(zhuǎn)化為電能儲存于Powerwall內(nèi),Powerwall可以在家庭有用電需求時再進行放電,形成“存儲-充放”的有機循環(huán)。大型儲能系統(tǒng)產(chǎn)品為Powerpack,主要針對商用和工業(yè)能源存儲利用。為更好深入儲能領(lǐng)域,除在Gigafactory 1生產(chǎn)Powerwall和Powerpack電池外,特斯拉于2016年11月以2.6億美元收購光伏公司SolarCity22%股權(quán),并在紐約州水牛城建造Gigafactory 2生產(chǎn)太陽能面板。
充電網(wǎng)絡(luò)方面,特斯拉的主要產(chǎn)品為超級快充SuperCharger、目的地充電Destination Charging和家庭充電。家庭充電即上述利用太陽能+儲能進行汽車充電,充滿耗時約10-14小時。超級快充針對公里沿線,第三代超級快充充電功率最高可達250kW,Model 3長續(xù)航版在峰值功率環(huán)境中,5分鐘所充電量可行駛約120公里,較第二代充電時間降低50%。目的地充電針對停車場、商場等地,充電速度與家庭充電相同。目前,特斯拉全球擁有超過12000個超級充電樁和21000個目的地充電樁。
2 特斯拉有堅固的護城河嗎?
作為第一性原理(FirstPrinciple)的忠實信徒,馬斯克傾向于回歸事物的本質(zhì)分析和解決問題,而非采用類比和改良的方式。他認(rèn)為后者屬于線性思維,只能對技術(shù)或產(chǎn)品產(chǎn)生較小的升級和迭代,而只有從事物本質(zhì)出發(fā),才能產(chǎn)生顛覆性創(chuàng)新。這種思維方式在馬斯克的另一家初創(chuàng)企業(yè)SpaceX上取得巨大成功,在特斯拉身上也有著第一性原理的烙印。它使得特斯拉有時候能夠獨辟蹊徑,做出讓人驚嘆的設(shè)計和產(chǎn)品,有時候過于激進卻適得其反,常常導(dǎo)致批評和爭議。
2.1 研發(fā)設(shè)計:業(yè)界最先進的三電技術(shù)
美國專利分析公司Relecura數(shù)據(jù)顯示,截止2018年,特斯拉共計專利/專利族408件。從歷年情況來看,2009年后,專利申請數(shù)量與授權(quán)數(shù)量開始激增,主要與Model S的研發(fā)準(zhǔn)備有關(guān),申請數(shù)量于2012年到達頂峰,授權(quán)數(shù)量于2013年到達頂峰。從申請國家來看,美國申請數(shù)量保持領(lǐng)先,近年來歐洲與中國申請數(shù)量急速增加,這與特斯拉全球化的市場戰(zhàn)略分不開。
與傳統(tǒng)車企相比,特斯拉在新能源汽車領(lǐng)域的專利數(shù)量并不算突出,例如豐田相關(guān)專利數(shù)超14000多件,約為特斯拉專利數(shù)量的50倍。從專利申請前十關(guān)鍵字來看,“電池”“熱量管理”“冷卻”等是特斯拉主攻目標(biāo)。通過調(diào)動有限資源集中攻堅,特斯拉希望在三電系統(tǒng)領(lǐng)域與傳統(tǒng)車企形成差異化競爭。
2.1.1 電池系統(tǒng)
電池技術(shù)是特斯拉最引以為傲的優(yōu)勢領(lǐng)域之一。從專利數(shù)據(jù)顯示,電池系統(tǒng)相關(guān)專利占比超60%。特斯拉電池動力系統(tǒng)包括電池單體、電池管理系統(tǒng)(BMS)、熱量管理系統(tǒng)、冷卻管理等,其中電池單體占電池動力系統(tǒng)成本70%以上。特斯拉前后應(yīng)用過18650和2170兩款電池,目前最新款2170圓柱電池采用鎳鈷鋁NCA配備硅碳負(fù)極,單體電池容量在3~4.8Ah之間,單體能量密度可達300Wh/kg,性能較上一代18650提高約20%。
特斯拉使用的松下圓柱電芯在消費電子市場有成熟的應(yīng)用歷史,擁有能量密度高、工藝成熟、生產(chǎn)自動化程度高等優(yōu)點。然而面對要求更為嚴(yán)格的汽車行業(yè),溫度敏感性高、成組管理難度大、易爆炸等則局限了其廣泛使用。為此,特斯拉提出包括更優(yōu)的兩極材料、模組結(jié)構(gòu)、電池管理系統(tǒng)和熱管理四大主要解決辦法。
一、不斷尋找最優(yōu)材料,降低成本、提升性能。電池單體化學(xué)物質(zhì)成分和比例的不同將直接影響電池性能表現(xiàn),三元材料中,鎳主要作用為提高材料整體能量密度,鈷主要作用為穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu),提高整體循環(huán)性能。然而,過高的鎳含量會導(dǎo)致化學(xué)成分不穩(wěn)定,過高的鈷含量會降低能量和容量,并且由于礦產(chǎn)稀缺性,鈷價一直居高不下。為此,特斯拉不斷攻克電池材料配比,試圖找到最優(yōu)方案。橫向來看,當(dāng)競爭對手2013年做磷酸鐵鋰電池與NCM111時,特斯拉已經(jīng)開始在Model S上應(yīng)用高能量密度NCA三元電池;當(dāng)競爭對手2017年開始由低鎳材料過渡到NCM622/NCM811高鎳正極材料時,特斯拉已經(jīng)探索更高能量密度的硅碳負(fù)極應(yīng)用,特斯拉在電池技術(shù)的積累使其電池能量密度和整車?yán)m(xù)航里程能領(lǐng)先競爭對手?jǐn)?shù)個身位。縱向來看,特斯拉一直堅持使用NCA作為電芯正極材料,并不斷提高鎳含量、降低鈷含量。對比最新Model 3與Roadster兩款汽車,特斯拉平均每款車鈷含量降低約60%。根據(jù)特斯拉2018年一季度報告,Model 3的電芯能量密度超過其他任何一款競品所使用的電芯,其鈷含量低于主流電芯制造廠即將量產(chǎn)的下一代NCM811電芯產(chǎn)品。
二、串并聯(lián)組合、分層管理模式優(yōu)化模組結(jié)構(gòu),提高電池充放電能力。特斯拉電池采用特有的串并聯(lián)方式,按照“單體電池-brick-sheet-pack”順序進行分層管理。例如,特斯拉將Roadster電池系統(tǒng)的6831節(jié)電池分成不同的子單元(4個模組中2個為23Brick/module,另外2個為25Brick/module,即2*23*31+2*25*31)進行并聯(lián)和串聯(lián),多組串聯(lián)和平板的設(shè)計,極大增加電池鋪設(shè)數(shù)量和使用效率,從而提高整車動力性能和續(xù)航里程。
三、高精度的電池管理系統(tǒng)保障電池安全、提高循環(huán)壽命。電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)是特斯拉最核心的幾項技術(shù)之一。不同于鉛酸電池,鋰電池由于具有非線性的充放電曲線,造成不論是電芯或是電池包層面,監(jiān)測、預(yù)估和管理的難度都大大增加。如果管理不當(dāng),個別電芯的過度充放電將引起永久性的電池?fù)p傷,造成整個電池系統(tǒng)電壓、溫度不穩(wěn)定,嚴(yán)重的將導(dǎo)致熱失控事件。因此電池管理系統(tǒng)對電池容量、循環(huán)壽命和安全性均起著至關(guān)重要的作用。自從Model S開始,特斯拉就采用了NCA為正極材料的電芯,與業(yè)界更加主流的高鎳NCM材料相比,NCA雖然能量密度更高,但是循環(huán)壽命更短,穩(wěn)定性也更差,因此對BMS提出了更高的要求。
特斯拉的BMS主要由主控模塊和從控模塊組成。其中主控模塊相當(dāng)于BMS系統(tǒng)的“大腦”,負(fù)責(zé)電壓電流控制、接觸器控制、對外部通信等功能;從控模塊連接了各路傳感器,主要負(fù)責(zé)實時監(jiān)測電池包里的電壓、電流和溫度等各種參數(shù),并上報主控模塊。
特斯拉的BMS具有兩個特點。一、高精度。根據(jù)Sandy Munro和Jack Rickard等人對Model 3的拆解,Model 3的BMS可以將23-25個獨立電池組的電壓差控制在2-3mV,遠低于其他普通電動車的水平;二、高集成度。特斯拉BMS模塊集成了高壓控制器、直流轉(zhuǎn)換器和多個傳感器,由此可以減少內(nèi)部通信所需的高壓線束,最終減輕總重量并降低成本。
四、熱管理系統(tǒng)溫差設(shè)計合理,冷卻路線豐富流暢,均溫和能量管控能力突出。新能源汽車的熱管理系統(tǒng)主要包括整車、座艙、電池三方面,進行整車溫度控制、客艙空調(diào)加熱制冷、電池過熱散熱過冷加熱等。目前,主流熱管理包括自然冷卻、液冷和直冷三種方案,特斯拉采取50%水和50%乙二醇為冷卻液的液冷方案,由四通閥實現(xiàn)的電機和電池冷卻循環(huán)串并聯(lián)結(jié)構(gòu)。由系統(tǒng)芯片算法控制,當(dāng)電池溫度超過設(shè)定目標(biāo)值時,電池循環(huán)與電機循環(huán)相互獨立,采用并聯(lián);電池溫度低于設(shè)定目標(biāo)值時,電池循環(huán)與電機循環(huán)采取串聯(lián),利用電機余熱為電池和座艙加熱,多余熱量將由進氣口的熱量交換器排放出去。此方案充分利用車內(nèi)所有部件熱量,使熱量有效循環(huán)游走,極大提高電池單體散熱性和電池單體間溫度一致性。因此,無論冬季還是夏季所對應(yīng)的極端氣候,特斯拉車輛溫差控制保持在2℃內(nèi),體現(xiàn)強大的溫度管控能力。
此外,由于電池單體材料升級、體積增大,電芯容量和密度大幅提高,導(dǎo)致電池化學(xué)熱敏感性提升,可燃點從18650電池的約175℃降低為2170電池的約65-82℃,對電池冷卻系統(tǒng)提出更高要求。對比舊版Model S 85、新版Model S P100與Model 3可以發(fā)現(xiàn),電池冷卻系統(tǒng)階段性升級,從早期的單條冷卻帶到如今的每層獨立冷卻帶,為新版2170電池提供更好的溫度管控,極大提高電池冷卻運行效率。
2.1.2電機電控
目前,電動汽車行業(yè)主要采用交流感應(yīng)電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機三種,乘用車主要采用前兩種。電機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩個部件構(gòu)成,定子固定不動產(chǎn)生磁場,轉(zhuǎn)子在磁場中受力轉(zhuǎn)動。從工作原理來看,感應(yīng)電機的定子繞組形成的旋轉(zhuǎn)磁場,與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),定子轉(zhuǎn)子不同步;永磁電機定子產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩來推動轉(zhuǎn)子的磁場圍繞軸心線進行旋轉(zhuǎn),定子與轉(zhuǎn)子的磁場同步。從原材料來看,兩者主要區(qū)別在于感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)子主要采用鋁或銅,成本較低;永磁電機的轉(zhuǎn)子主要采用永磁體,涉及到釹鐵硼等稀土材料,成本高昂。從性能來看,感應(yīng)電機承受溫差范圍大、無退磁風(fēng)險、高速區(qū)間效率好等;永磁電機輸出扭矩調(diào)整范圍大、同等條件下輸出功率高體積小等。總體來說,永磁電機效率更高,感應(yīng)電機性能更強。
一、感應(yīng)電機是特斯拉創(chuàng)立之初的“最優(yōu)”選擇。上世紀(jì)90年代,通用汽車EV1系列首先將感應(yīng)電機與逆變器結(jié)合應(yīng)用于電動汽車,該系統(tǒng)可以將電池組輸出的直流電轉(zhuǎn)為電機所需的交流電。此后,T-zero跑車也使用了改進版本的感應(yīng)電機。該技術(shù)被特斯拉創(chuàng)始人艾伯哈德和塔本寧接納吸收。在設(shè)計Roadster時,出于成本(全球稀土資本基本集中在東亞,尤其是中國和日本)、退磁風(fēng)險、技藝成熟(當(dāng)時制造環(huán)節(jié)合作商AC Propulsion即是感應(yīng)電機領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)頭者)等綜合因素考慮,特斯拉選擇了感應(yīng)電機作為驅(qū)動電機。
為提高傳統(tǒng)感應(yīng)電機功率和運作效率,特斯拉采取一系列包括設(shè)計對應(yīng)沖片、提高扭矩、冷卻系統(tǒng)等手段,其中,最為創(chuàng)新的是感應(yīng)電機銅芯轉(zhuǎn)子專利技術(shù)(專利號US20130069476)。
銅較鋁帶來更高的電導(dǎo)效率。從各項金屬不同溫度下的電導(dǎo)率來看,在相同溫度下,銅的電導(dǎo)率遠高于鋁。如果將電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)原材料換成銅,電機工作效率將大大提高。
熔點高、大尺寸制造難度等制約銅芯電機發(fā)展。對比鋁(熔點660.3℃),銅(熔點1083.4℃)過高熔點增加制造難度,AC Propulsion與MIT的一項實驗表明,一旦電機體積過大,采用銅材料的電機成品極易造成氣泡過多、難以鑲嵌等問題。
鍍銀銅插片有別傳統(tǒng)電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),在低焊接要求條件下完成低成本、高性能改造。傳統(tǒng)感應(yīng)電機如果使用金屬銅,主要分為銅條插入轉(zhuǎn)子槽和兩端封環(huán)兩個步驟,鑄造過程由于高焊接標(biāo)準(zhǔn),往往導(dǎo)致制造難度大、成本高。特斯拉使用鍍銀銅插片填滿銅條轉(zhuǎn)子槽間隙,再加固兩端,封上禁錮環(huán)片的方法,降低鑄造難度的同時提升電機運行效率,完成特斯拉特殊動力改造。
二、用算法解決控制難題,Model3應(yīng)用永磁開關(guān)磁阻電機。在成本、性能和效率的多重約束下,特斯拉大膽嘗試了永磁開關(guān)磁阻電機(Permanent Magnet Switched Reluctance Motor)。傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機通過在定子中加入電磁鐵和鋼鐵制成的轉(zhuǎn)子,僅產(chǎn)生磁吸引力進而帶動電機轉(zhuǎn)子運動,具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、轉(zhuǎn)子熱損耗低等優(yōu)點。然而傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機存在功率輸出時扭矩波動問題,需要非常精細的電流控制策略和算法,這也造成其遲遲沒有得到大規(guī)模應(yīng)用。
Model 3對傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機做了一定的改良:在定子加入少量稀土,并設(shè)計了控制算法來平滑扭矩波動,最終提高了電機輸出功率。Model 3的永磁開關(guān)磁阻電機具有體積小、成本低(稀土使用量非常少,而且無需使用銅芯,降低鑄造成本)、功率高等優(yōu)點。相比于Model S/X感應(yīng)電機83%的能量轉(zhuǎn)化效率,Model3的能量轉(zhuǎn)化效率提升至89%,即89%的電能可以最終轉(zhuǎn)化為驅(qū)動力,這樣便進一步降低了電耗,提高了續(xù)航里程。
2.2 軟件與架構(gòu):汽車將成為移動的計算機
2.2.1 系統(tǒng)軟件
2018年美國知名雜志《消費者報告》指出特斯拉Model 3存在剎車距離過長的問題,因此沒有對其進行推薦。放在傳統(tǒng)車企,解決類似問題的方案大概率是大規(guī)模的召回,或是通過4S店對零部件進行更換,無論哪一者都需要浪費車主漫長的等待時間。然而特斯拉的工程師通過OTA(Over-the-Air)的方式對系統(tǒng)進行了升級,在幾天之內(nèi)便解決了這一問題。
這就是特斯拉與傳統(tǒng)車企最根本的不同——特斯拉可以像智能手機一樣進行系統(tǒng)升級(OTA),傳統(tǒng)車企的OTA只局限于車載信息娛樂系統(tǒng)(infotainment system)中地圖等功能,卻無法像特斯拉一樣對車內(nèi)溫度、剎車、充電等涉及車輛零部件的功能進行遠程控制或升級。背后更深層次的原因在于,兩者底層的電子電氣架構(gòu)(Electrical/Electronic Architecture)完全不同。
隨著現(xiàn)代汽車的電子電氣功能越來越復(fù)雜,整車上的電子控制單元(Electronic Control Units, ECUs)也隨之增多。當(dāng)前一輛普通汽車的ECU多達70-80個,代碼約1億行,其復(fù)雜度已經(jīng)遠遠超過Linux系統(tǒng)內(nèi)核和Android。在傳統(tǒng)的汽車供應(yīng)鏈中,OEM高度依賴博世、德爾福(現(xiàn)為安波福)等一級供應(yīng)商提供的ECU。但不同的ECU來自不同的一級供應(yīng)商,有著不同的嵌入式軟件和底層代碼。這種分布式的架構(gòu)在整車層面造成了相當(dāng)大的冗余,而且整車企業(yè)并沒有權(quán)限去維護和更新ECU。在這種關(guān)系下,一級供應(yīng)商的研發(fā)周期與2-3年的車型研發(fā)周期相匹配,傳統(tǒng)汽車的軟件更新幾乎與汽車生命周期同步,極大地影響了用戶體驗。
與傳統(tǒng)造車不同的是,特斯拉采取了集中式的電子電氣架構(gòu),即通過自主研發(fā)底層操作系統(tǒng),并使用中央處理器對不同的域處理器和ECU進行統(tǒng)一管理。這種架構(gòu)與智能手機和PC非常相似。特斯拉Model3的電子電氣架構(gòu)分為三部分——CCM(中央計算模塊)、BCM LH(左車身控制模塊)和BCM RH(右車身控制模塊),其中CCM由IVI(信息娛樂系統(tǒng))、ADAS/Autopilot(輔助駕駛系統(tǒng))和車內(nèi)外通信三部分組成,CCM上運行著X86 Linux系統(tǒng)。BCM LH和BCM RH則負(fù)責(zé)車身與便利系統(tǒng)、底盤與安全系統(tǒng)以及動力系統(tǒng)的功能。
這樣做的最大好處在于:
一、軟硬件解耦、算力集中化。可以真正地實現(xiàn)硬件標(biāo)準(zhǔn)化和軟件開發(fā)重復(fù)利用,既實現(xiàn)供應(yīng)商可替代,也可以大大縮短軟件迭代周期,同時為日后第三方軟件開發(fā)掃清了障礙。車輛將成為移動的智能終端,同時大量計算工作可以集中至車載中央處理器甚至云端,減少了內(nèi)部冗余同時車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同成為可能。
二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化、制造自動化。車載以太網(wǎng)開始取代CAN總線結(jié)構(gòu),半導(dǎo)體集成使得特斯拉可以精簡內(nèi)部線束結(jié)構(gòu)。Model S內(nèi)部線束長度長達3千米,Model 3只有1.5千米,未來Model Y上特斯拉的計劃是將線束長度控制在100米。Model 3的線束自動化組裝問題曾使得特斯拉一度陷入“產(chǎn)能地獄”,最終不得不切換為人工組裝。線束結(jié)構(gòu)的精簡可以使特斯拉的生產(chǎn)效率進一步提高。
三、提升服務(wù)附加值。實現(xiàn)整車OTA功能后,特斯拉可以通過系統(tǒng)升級持續(xù)地改進車輛功能,軟件一定程度上實現(xiàn)了傳統(tǒng)4S店的功能,可以持續(xù)地為提供車輛交付后的運營和服務(wù)。傳統(tǒng)汽車產(chǎn)品交付就意味著損耗和折舊的開始,但軟件OTA賦予汽車更多生命力,帶來更好的用戶體驗。自2012年Model S上市以來,特斯拉軟件系統(tǒng)至今一共進行過9次大更新,平均幾個月一次小更新,已經(jīng)累計新增和改進功能超過50項,包括自動輔助駕駛、電池預(yù)熱、自動泊車等功能。如果說三電系統(tǒng)領(lǐng)域特斯拉還只是與傳統(tǒng)車企在同一維度上競爭,那么整車OTA屬于特斯拉對傳統(tǒng)車企甚至傳統(tǒng)汽車一級供應(yīng)商的一次降維打擊。
傳統(tǒng)車企雖然開始智能化轉(zhuǎn)型,但是未必能夠追上特斯拉的步伐。按照博世對EEA的定義,大眾等傳統(tǒng)車企仍處于從“Modular”(模塊化)向“Integration”(集成化)的過渡階段,而特斯拉已經(jīng)是一臺“Vehicle Computer”(車載中央計算機)了。在2018年年報媒體發(fā)布會上,大眾CEO迪斯明確提出要打造vw.OS操作系統(tǒng),并且逐漸把整車的70多個ECU集成到3-5個高性能處理器上。大眾成為傳統(tǒng)車企中第一個明確提出智能化轉(zhuǎn)型的公司,但是與特斯拉相比,軟件并不是大眾的強項。若想轉(zhuǎn)型成功,大眾不僅需要培養(yǎng)大量相關(guān)的軟件開發(fā)人才,形成內(nèi)生的軟件開發(fā)能力,更需要調(diào)整相應(yīng)的組織人員架構(gòu)。股東的支持、管理層的遠見、極強的執(zhí)行力缺一不可。此外,現(xiàn)有一級供應(yīng)商未來勢必在ECU軟硬件開發(fā)的主導(dǎo)權(quán)上與車企展開激烈博弈,車企轉(zhuǎn)型的難度是可想而知的。
2.2.2 應(yīng)用軟件
Autopilot是特斯拉目前最重要的應(yīng)用軟件。傳統(tǒng)車與智能汽車最大區(qū)別在于駕駛系統(tǒng),目前主流智能化汽車基本配備L2級別輔助駕駛系統(tǒng),尚無企業(yè)實現(xiàn)完全自動化駕駛系統(tǒng)。
汽車輔助駕駛系統(tǒng)由軟硬件組合構(gòu)成,從結(jié)構(gòu)框架來看,主要分為感知模塊、地圖模塊、駕駛行為決策模塊。從流程來看,感知模塊通過雷達、傳感器、攝像頭等硬件,收集周圍環(huán)境探測到的物體數(shù)據(jù),地圖模塊提供定位和全局路徑規(guī)劃,數(shù)據(jù)共同傳輸?shù)今{駛行為模塊,為駕駛方案提供信息支持,最后決策模塊控制車體轉(zhuǎn)向、加速等實施行為。
從技術(shù)路徑來看,目前主要分為兩大流派,一是以特斯拉為代表,以攝像頭為主導(dǎo)方案;另一是以谷歌、百度為代表,以激光雷達為主導(dǎo)方案。攝像頭是最接近人眼獲取環(huán)境習(xí)慣的傳感器,有較穩(wěn)定的圖像處理能力,但在例如下雨、起霧等惡劣環(huán)境中分辨率下降。激光雷達通過發(fā)射激光束來探測物體,具有抗干擾能力強、探測精準(zhǔn)等優(yōu)點。但多束精準(zhǔn)度高的激光雷達成本和技術(shù)門檻遠遠高于攝像頭。
特斯拉Autopilot的主要成就在于率先實現(xiàn)大規(guī)模商用。
一、Autopilot輔助駕駛商用化性能突出。出險率可以一定程度判斷該車體和自動駕駛系統(tǒng)的安全程度。根據(jù)美國保險賠款條例,可以分為六項類,分別為Collision(車輛碰撞,由過錯方造成的對過錯方車輛賠理)、Property Damage(車輛碰撞,由過錯方造成的對對方車輛理賠)、Comprehensive(其他非碰撞事故)三項車險和Personal Injury(雙方各自賠付)、Medical Payment(車輛碰撞,由過錯方造成的對過錯方人身賠理)、Bodily Injury(車輛碰撞,由過錯方造成的對對方人身賠理)三項人險。
對比同等大型豪華轎車的出險率,從三項車體保護險來看,特斯拉與其他豪華轎車類似,表現(xiàn)較差,且數(shù)據(jù)遠遠高于其他同類型轎車,說明特斯拉單車平均碰撞率高于行業(yè)平均水平,這也暗示由于系統(tǒng)誤判或者駕駛員忽視容易造成更多碰撞。但從三項人體保護險來看,特斯拉Model S低于平均、基本處于優(yōu)秀水平,說明Model S對自身車主和對方車主有良好的人身保護。
從車道保持情況來看,根據(jù)美國公路安全保險協(xié)會IIHS數(shù)據(jù),在直徑1300-2000英尺(396-617米)不同的空曠道路測試環(huán)境下,對比寶馬5系、奔馳E、Model 3/S和沃爾沃S90五輛同類別轎車,設(shè)定3種情況各6種測試的共18次測試條件,Autopilot8.1輔助駕駛系統(tǒng)在彎道和坡道的車輛保持能力最為突出,僅在坡道表現(xiàn)過一次壓線。
二、Autopilot擁有數(shù)據(jù)優(yōu)勢。作為最早搭載自動輔助駕駛系統(tǒng)的電動車品牌,同時擁有全球規(guī)模最大的輔助駕駛車隊,截止2019年1月,特斯拉Autopilot行駛里程超過17.3億公里,遠超其他競爭對手,并且車隊規(guī)模保守估計以每年約40萬輛遞增(Model S/X 10萬輛/年+Model 3 30萬輛/年)。作為對比,根據(jù)加州車輛管理局《2018年自動駕駛脫離報告》的數(shù)據(jù),激光雷達路線的領(lǐng)頭羊Waymo在2017年12月至2018年11月期間的路測車隊規(guī)模為110輛,路測里程數(shù)約200萬公里。
龐大的數(shù)據(jù)量使得特斯拉在高精度地圖、障礙物識別等方面的數(shù)據(jù)積累顯著領(lǐng)先于競爭對手。此外,與大多數(shù)自動駕駛初創(chuàng)公司大量采用模擬數(shù)據(jù)進行算法學(xué)習(xí)不同,特斯拉車隊采集的全部為現(xiàn)實數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)質(zhì)量更高,更加有利于算法迭代更新。
三、特斯拉自研自動駕駛芯片來滿足完全無人駕駛算力需求。根據(jù)特斯拉4月23日自動駕駛?cè)张兜男畔ⅲ瑲v時3年秘密研發(fā),特斯拉已經(jīng)完成車載AI芯片的設(shè)計生產(chǎn)(由三星代工),SOC算力超過了應(yīng)用于AP2.0的英偉達Drive PX2,并已經(jīng)實現(xiàn)裝車。從原理來看,無論哪條自動駕駛技術(shù)路徑,對海量數(shù)據(jù)的處理和學(xué)習(xí)能力都至關(guān)重要,因此,汽車AI的實現(xiàn)需要底層軟件到硬件的全方位變革。此前,自動駕駛芯片基本被英偉達和Mobileye(已被Intel收購)兩大巨頭壟斷,此次自研車載芯片是特斯拉近幾年來最重要的硬件創(chuàng)新,將使特斯拉成為唯一一家具有自動駕駛芯片研發(fā)設(shè)計能力的汽車制造商,進一步擴大在智能化和無人駕駛領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢。
然而值得一提的是,特斯拉和馬斯克在Autopilot駕駛系統(tǒng)的宣傳上一直存在過度承諾和夸大。大多消費者在沒有深度了解的背景下,或存在被“自動轉(zhuǎn)向、自動泊車”等字眼所欺騙現(xiàn)象,導(dǎo)致駕駛過程中放松對車輛控制,進而造成數(shù)件安全事故。此外,由于攝像頭主導(dǎo)的視覺方案對物體探測數(shù)據(jù)體量要求非常高,但Autopilot無法100%將現(xiàn)實生活存在的每樣實物都傳輸進數(shù)據(jù)庫,從而又導(dǎo)致部分因為系統(tǒng)誤判造成的交通事件。
2.3 生產(chǎn)制造:高度垂直一體化
特斯拉自行生產(chǎn)組裝眾多核心部件,包括電池包、BMS系統(tǒng)、充電接口和設(shè)備、電機等。該模式的最大特征為產(chǎn)業(yè)鏈高度垂直整合,在核心技術(shù)和零部件上不容易被供應(yīng)商“卡脖子”。但掌握大量核心技術(shù)必然帶來前期的大量研發(fā)投入,因此必須通過打造精品和爆款,通過規(guī)模效應(yīng)攤薄研發(fā)、開模等前期投入。
動力總成集成優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu),有利縮減車型降低成本,形成價格競爭力。特斯拉一直保持包括電池包、BMS、冷卻系統(tǒng)、電機等動力總成高度集成的特點。例如,無論是感應(yīng)電機還是永磁開關(guān)磁阻電機,基本結(jié)構(gòu)都為變速箱、逆變器和電機三體合一的結(jié)構(gòu)。對比來看,每次推出新款車型,特斯拉都盡可能在原基礎(chǔ)上集成升級。對比Model S/X,Model 3的車體減小約20%、價格降低約50%,為保證整車性能,特斯拉加入更多系統(tǒng)芯片來控制部件協(xié)調(diào)運作,并且將例如Model3的冷水機、電動閥、液冷罐等零部件集成為冷卻液儲閥罐,即Super Bottle,通過算法調(diào)節(jié)內(nèi)部線路串并聯(lián)結(jié)構(gòu),減少例如PTC加熱器等零部件。
2.4 銷售、品牌與服務(wù):直營與全生命周期交互
銷售方面,有別傳統(tǒng)車企的多層經(jīng)銷模式,特斯拉效法蘋果,選擇自建展示廳和體驗店,選址從2012年的加州、紐約、華盛頓等美國主要城市擴增為全球378個城市,銷售網(wǎng)絡(luò)范圍不斷擴張。直營模式雖然有助于提高品牌形象、解決因為經(jīng)銷環(huán)節(jié)而產(chǎn)生的價格不一、體驗感差等問題,但實際上直營店的運營成本并不低,而且直營模式并非特斯拉特有,不存在實際門檻,新造車勢力例如蔚來小鵬等,大多也采用該模式。
特斯拉具有非常高的品牌價值,這很大程度上得益于CEO馬斯克的個人魅力和獨特光環(huán)。馬斯克初期打造現(xiàn)實版鋼鐵俠形象,個人影響力高漲,“網(wǎng)紅效應(yīng)”使得特斯拉自帶流量和媒體曝光度。例如在Model 3發(fā)布會后利用社交網(wǎng)絡(luò)上各路媒體及自媒體進行話題討論,首周預(yù)定量便超過30萬,傳播效果遠超傳統(tǒng)廣告渠道。根據(jù)全球品牌評估平臺BrandZ數(shù)據(jù),特斯拉自2016年起位列全球汽車品牌前十,品牌價值也從2016年的44億美元漲至2018年的94億美元,甚至超過保時捷等老牌豪車品牌。
服務(wù)方面,由于特斯拉通過OTA進行軟件更新,可以極大地提升產(chǎn)品附加值,并且由于不少問題可以通過遠程“在線診斷”,能夠省去用戶維修時間,進而降低成本。此外,馬斯克作為“Twitter大V”,經(jīng)常在社交網(wǎng)絡(luò)上與用戶進行互動,在產(chǎn)品和軟件更新時聽取用戶意見,這種近距離溝通也贏得了不少用戶的好感,使得多數(shù)用戶對產(chǎn)品存在的部分瑕疵表示理解和支持。
3 特斯拉的下一個十年:挑戰(zhàn)與前景
3.1 挑戰(zhàn)
第一性原理是天使也是魔鬼。特斯拉習(xí)慣于在快速發(fā)展中解決問題,但隨著時間推移,某些問題卻越積越深,成為日后隱患:
一、產(chǎn)能問題。特斯拉的產(chǎn)能一直備受詬病,由于產(chǎn)能不足而導(dǎo)致的生產(chǎn)能力與產(chǎn)品預(yù)定量不匹配、交付延遲嚴(yán)重等。由于Model 3訂單與實際產(chǎn)量偏離程度最高,特斯拉2017年年底以來暴露的產(chǎn)能問題愈加嚴(yán)重。2017年第三季度Model 3實際產(chǎn)量僅260臺,遠低于1500臺預(yù)期,主要因為早期電池超級工廠Gigafactory 1還未正式量產(chǎn),人工組裝電池包速度慢。電池量產(chǎn)問題得到解決后,Model3產(chǎn)能問題依然未得到解決,主要因為產(chǎn)線過于高度自動化。針對生產(chǎn)組裝的GA3產(chǎn)線自動化程度高達90%以上,生產(chǎn)一臺汽車匹配數(shù)百條機器設(shè)備,產(chǎn)線過于密集,機器設(shè)備過多導(dǎo)致作業(yè)時間沖突、效率和靈活性下降,激增的維護成本抵消掉自動化帶來的成本優(yōu)勢。因此,特斯拉曾于2018年2月、4月停產(chǎn)維護GA3產(chǎn)線,降低自動化程度并加入更多人手,此外還開設(shè)帳篷產(chǎn)線GA4增加生產(chǎn)速度。2018年6月Model 3達到目標(biāo)周產(chǎn)能5000輛,目前周產(chǎn)量約7000輛。即便如此,特斯拉按時完成交付任務(wù)依然艱難,按照2017年年底Model 3約45.5萬訂單、2018年實際交付14.7萬計算,不考慮新增訂單,剩余訂單還需1年左右時間完成。
二、質(zhì)量與做工問題。一方面,Model3車身質(zhì)量可靠性存在瑕疵。從原材料來看,鋁和鋼使用率最高。對比兩者物理性能,大多情況中,同等質(zhì)量下,鋁合金強度大于高強度鋼;同等體積下,高強度鋼強度大于鋁合金。為此,大多新能源車企紛紛轉(zhuǎn)戰(zhàn)鋁車身,便是為了降低整車重量。從化學(xué)性能來看,由于鋁合金的低熔點,對溫度的敏感性更高,因此傳統(tǒng)焊接等升溫手段并不適用,往往采用鉚接、膠聯(lián)等技術(shù),增加制造成本。此外,由于鋁的特殊性,車體事故后難以用傳統(tǒng)手段維修,根據(jù)事故嚴(yán)重程度進行部分或整片替換,增加事后修復(fù)成本、降低用戶使用感。Model S/X便是高比例鋁車身代表。
為壓縮成本,Model 3車身選擇鋼鋁混合。根據(jù)Munro & Associates的拆解報告和車身模型結(jié)構(gòu)圖可以發(fā)現(xiàn),Model 3采用鋁合金、軟鋼、高強度鋼和超高強度鋼這4種材料。由于單電機Model 3為后置電機,為平衡重量,后車身大部分使用質(zhì)量更輕的鋁合金。大部分的縱梁、底板等則采用超高強度鋼,增加車身堅固程度以提高安全性。然而,過多的不同類型材料增加連接難度,Model 3車身連接方式便高達5種,且并沒有簡化不必要配件,反而增加了整車制造成本。
另一方面,自Model S上市以來特斯拉的做工問題一直飽受詬病,這種情況可能體現(xiàn)在鑰匙扣字跡模糊、過多的塑料內(nèi)飾、車門劣質(zhì)等等。作為定位于豪華轎車的品牌,特斯拉在內(nèi)飾和做工方面根本無法與同類的德系和日系車相提并論。這主要是由于一方面特斯拉缺少大規(guī)模量產(chǎn)經(jīng)驗,對汽車制造工藝和供應(yīng)鏈管理還缺少足夠的積累,另一方面特斯拉過于追求自動化生產(chǎn),最終不得不采用“帳篷工廠”的方式進行返工,反而影響了質(zhì)量。此外,由于缺乏傳統(tǒng)車企的國際化經(jīng)驗,Model系列并沒有對不同市場進行座艙調(diào)整,往往導(dǎo)致適用于歐美體型的內(nèi)座,卻對亞洲消費者來說過于空曠和不適。
三、安全問題。即便對產(chǎn)品經(jīng)過多次升級、采取各種安全措施,特斯拉汽車事故頻率依然呈上升趨勢,2013年因頻發(fā)的汽車起火事件導(dǎo)致特斯拉股價跌幅最高達20%。根據(jù)已披露報道,從2013年至2019年3月特斯拉共發(fā)生36起汽車安全事故,47.2%為車輛碰撞導(dǎo)致,其中包括因為酒駕、操作不當(dāng)、路障等而造成的碰撞。然而,不同于燃油車,58.8%車輛碰撞引發(fā)電池燃燒,且由于動力電池高燃燒時長,對駕駛員造成不同程度傷害。此外,事故傷亡程度深,36起事故中有9起事故造成人員死亡。
四、現(xiàn)金流問題。作為一家初創(chuàng)型高端制造企業(yè),由于其重資產(chǎn)、重研發(fā)屬性,特斯拉在長達10-20年的時間內(nèi)現(xiàn)金流基本為負(fù)。盡管通過Model S與Model 3等爆款車型占據(jù)中高端新能源汽車市場,然而2010年第二季度至2018年第四季度期間,特斯拉企業(yè)自由現(xiàn)金流僅2個季度為正。為進軍歐洲和中國市場,2017年第二季度以來特斯拉企業(yè)自由現(xiàn)金流更加惡化,2018年第四季度企業(yè)自由現(xiàn)金流達到負(fù)13.8億美元。因此,2019年特斯拉將大幅度關(guān)閉門店和展示廳,并將銷售模式轉(zhuǎn)向線上,以削減成本開支。2019年Model 3的熱銷,一度令特斯拉現(xiàn)金流有所好轉(zhuǎn),2019年第三季度現(xiàn)金流降低為負(fù)1.7億美元,但是隨著美國和中國工廠Model Y加速投運、歐洲工廠Model 3/Y提速,未來現(xiàn)金流依然是重要的考慮點。
五、高層震蕩頻繁。特斯拉高層離職率呈增長趨勢,僅2018年全年,離職高管超過40人。除正常的人員調(diào)動和行政方面高管離職,特斯拉核心團隊的技術(shù)、財務(wù)、研發(fā)、法務(wù)管理人員均發(fā)生過離職,例如2016年5月離職的生產(chǎn)制造副總裁Greg Reichow與Josh Ensign、2017年4月離職的首席財務(wù)官JasonWheeler、2017年7月離職的電池技術(shù)總監(jiān)Kurt Kelty、2018年9月離職的首席人事官Gabrielle Toledano等。即便高管離職跳槽在硅谷科創(chuàng)企業(yè)非常普遍,但是管理層頻繁變動仍不利于特斯拉穩(wěn)健發(fā)展。
3.2 前景
回頭來看,2006年馬斯克在“Master Plan”中提出的十年計劃、四大任務(wù)已經(jīng)基本完成。2016年馬斯克又提出了新的“Master Plan Part Deux”,包括四方面任務(wù):
一、制造太陽能屋頂并整合儲能電池;
二、擴大特斯拉新能源汽車產(chǎn)品線至所有主要細分市場;
三、積極開發(fā)無人駕駛技術(shù),通過大規(guī)模車隊實現(xiàn)快速迭代;
四、推出汽車共享分時租賃。
如果說2006-2016年屬于特斯拉的關(guān)鍵詞是“電動化”,那么2016年開始特斯拉將更多地在智能網(wǎng)聯(lián)、共享化、清潔能源生產(chǎn)和儲存上發(fā)力。隨著垂直整合程度的加深,特斯拉正不斷開拓業(yè)務(wù)邊界,但也面臨產(chǎn)能、產(chǎn)品安全與質(zhì)量、現(xiàn)金流等方面的問題與爭議。特斯拉未來所面臨的競爭對手不僅僅是大眾、豐田等傳統(tǒng)OEM,更有谷歌、英偉達、Uber等高科技企業(yè),還有石油巨頭、中國傳統(tǒng)與新造車勢力。全球新能源汽車市場格局仍存變數(shù)。
一、特斯拉將成為一家全球化車企。Model 3在美國市場已經(jīng)成為現(xiàn)象級的產(chǎn)品,當(dāng)務(wù)之急在于憑借自建工廠和低價政策將成功復(fù)制到中國市場,快速搶占市場,并著手推進Model Y以滿足SUV用戶的需求。此后特斯拉還將推出電動卡車Tesla Semi、電動皮卡Cybertruck。我們預(yù)測2030年全球電動汽車銷量將達到3500萬輛,特斯拉年銷量將達到300萬輛,海外市場營收占比將超過50%。
二、未來特斯拉在電動化領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢可能被逐步縮小,核心競爭力在于智能化、無人駕駛技術(shù)、數(shù)據(jù)和品牌。從智能手機發(fā)展史來看,外觀和供應(yīng)鏈都極易被模仿借鑒,但蘋果的利潤卻超過所有競爭對手總和,核心在于自研A系列芯片、iOS系統(tǒng),并打造應(yīng)用生態(tài)和高端品牌。特斯拉通過自研自動駕駛芯片和人工智能算法,并配合數(shù)量最大的車隊不斷提供用于深度學(xué)習(xí)的真實路況數(shù)據(jù),特斯拉將擁有比其他競爭對手更高的算法迭代效率。未來一旦特斯拉的攝像頭路線被證明可行性,相對于激光雷達路線將體現(xiàn)出極大的成本優(yōu)勢。
三、長期來看,汽車服務(wù)和能源服務(wù)將成為特斯拉新的增長點。特斯拉已經(jīng)建立了全球范圍的直營店和充電網(wǎng)絡(luò),通過OTA不斷向用戶推送新的軟件與功能,特斯拉正持續(xù)構(gòu)建線上+線下、汽車+能源的服務(wù)閉環(huán)。全自動駕駛成熟以后,特斯拉還將自建車隊提供出租車服務(wù)。
(本文作者介紹:恒大集團首席經(jīng)濟學(xué)家,恒大經(jīng)濟研究院院長。曾擔(dān)任國務(wù)院發(fā)展研究中心宏觀部研究室副主任、國泰君安證券研究所董事總經(jīng)理、首席宏觀分析師。)
責(zé)任編輯:王進和
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