从特斯拉看汽车智能化趋势.pdf
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1、证券研究报告从特斯拉看汽车智能化趋势2022年07月05日行业评级:增持2请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势01电子电气架构变革的引领者。1)单车视角:特斯拉电子电气架构领先于传统主机厂,且仍在不断进化过程中。2)车型视角:特斯拉推行大单品策略,相对传统主机厂,其车型明显偏少;同时,特斯拉致力于实现不同车型之间的平台复用。投资要点(行业评级:增持)02自动驾驶的领先者。1)数据收集:特斯拉采用影子模式取代测试车队模式,通过众包的方式来解决长尾场景的快速覆盖问题。2)数据处理:目前特斯拉FSD系统采用自研芯片,构建起了底层技术壁垒。03商业模式的探索者。除传统的汽车销售外,特
2、斯拉还提供一系列增值服务。FSD本质上是以期权模式为汽车这一纯消费品增加投资属性,从而提升汽车的保值率。特斯拉是OTA的首创者,该模式本质是通过软硬件解耦实现硬件生命周期的最大化。超级充电网络最开始以方便特斯拉车主充电为目的,目前已经开始向其他品牌电动车提供服务。特斯拉通过高级网络连接实现了车内功能的订阅化,未来或逐渐形成类似于APP Store的生态系统。特斯拉能够针对在行驶过程中采集的驾驶数据进行分析,并评估车主发生交通事故的概率,进而通过评估结果向客户收取费用,并赚取溢价部分。特斯拉保险实质上是驾驶数据的变现。04推荐虹软科技、中科创达、道通科技、德赛西威、经纬恒润。在智能驾驶加速发展过
3、程中,基于视觉的DMS、ADAS等解决方案的需求将快速增加,同时智能化诊断需求也将激增。据此,推荐虹软科技、中科创达、道通科技、德赛西威、经纬恒润。05风险提示:部分技术难题尚未被完全攻克、汽车更强调功能安全,智能化的落地可能慢于预期 3/行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势3请参阅附注免责声明目录/CONTENTS电子电气架构变革的引领者01自动驾驶的领先者02商业模式的探索者03投资建议:推荐虹软科技、中科创达、道通科技、德赛西威、经纬恒润07机器人:即将发布Optimus,继续引领潮流06工厂:布局全球,节能减排+AI赋能04三电系统:三电系统优势明显,控制成本成效显著05风险提示08
4、4请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势特斯拉:汽车智能化的引领者 可以选择汽车智能化作为切入点,从电子电气架构、自动驾驶、商业模式等三个角度分析特斯拉的引领作用,可以更深入地理解汽车生态中即将发生的巨变。大单品策略下的车辆平台化和通用化车型视角车型视角电子电气架构的域化和软硬件解耦单车视角单车视角电子电子电气电气架构架构变革变革的引的引领者领者自研FSD芯 片,从底层构建核心壁垒数据处理数据处理通过影子模式快速实现长尾场景覆盖数据收集数据收集自动自动驾驶驾驶的领的领先者先者逐步演变为电动车的开放性基础设施超级充电超级充电以期权模式为汽车增加投资属性,提升保值率FSD商业商业模
5、式模式的探的探索者索者车内功能订阅化,APP Store 的 雏形高级网络连接高级网络连接通过软硬件解耦实现硬件生命周期最大化OTA驾驶数据的变现保险保险数据来源:麦肯锡,国泰君安证券研究图1:特斯拉是汽车智能化的引领者 5/行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势5请参阅附注免责声明01电子电气架构变革的引领者 6请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势数据来源:麦肯锡,国泰君安证券研究 电子电气架构的集中化是软件定义汽车的基础。在汽车E/E架构发展的前三个阶段,E/E架构是分布式的,各个阶段之间更多是复杂程度和ECU间协作程度上的差异。每个ECU控制着车辆的不同功能,也有部分功能
6、需要不同的ECU共同协作。随着功能越来越复杂,数量庞大的ECU对整车协同带来了难度,软件更新迭代也难以实现。要实现软件定义汽车,首先需要实现电子电气架构由分布式向集中式的升级。-独立ECU-功能分离-每个功能有各自的ECU-域内ECU协作-控制域:主体/协助、底盘、动力、娱乐-3-4个独立工作网-域内有限沟通1st2ndCentral Gateway3rdTodayCentral Gateway域控制器域控制器4th5thCentral Gateway车载资讯娱乐车载资讯娱乐-通过中央网关更强的协同-跨功能联系-处理复杂功能的能力-中央域控制器-解决更多复杂功能的能力-功能融合-虚拟域-有限的
7、专用硬盘-以太网主干网-高性能计算分布式分布式域集中域集中式式中央集中式中央集中式E/E架构架构代际代际架构架构主要特点主要特点图2:汽车E/E架构从分布式向集中式演进单车视角:电子电气架构的域化和软硬件解耦01 7请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势单车视角:电子电气架构的域化和软硬件解耦数据来源:Kingslayer,国泰君安证券研究 目前传统主机厂还是以分布式架构为主。由于分布式架构中每个功能和ECU高度对应,功能的划分非常明确,有利于主机厂针对不同模块挑选长期的供应商,从而在保证质量的同时减少研发投入,传统主机厂往往深谙此道。根据Kingslayer的数据,大众品牌汽
8、车单车ECU数量已经超过70个,而从1993年到2010年,奥迪A8使用的ECU数量更是从5个快速增加至超过100个。01图3.大众品牌汽车整车ECU数量超过70个防盗报警传感器防盗报警传感器报警喇叭报警喇叭车灯开关电动天窗电动天窗ECU刮水器电机刮水器电机ECU雨量、光线识别雨量、光线识别Sensor空气湿度空气湿度Sensor空调压缩空调压缩机机ECU高压电加热高压电加热装置装置ECU新鲜空气新鲜空气鼓风机鼓风机ECU诊断接口诊断接口数据总线诊断接口数据总线诊断接口车载电网ECU组合仪表ECU转向柱转向柱ECU加热装置加热装置ECU左前车门左前车门ECU右前车门右前车门ECU整车识别整车识
9、别ECU进入启动进入启动ECU转向柱锁转向柱锁ECU定位系统定位系统ECU特种车辆特种车辆ECU自动空调自动空调ECU左后车门左后车门ECU右后车门右后车门ECU空调器空调器ECU车载电网车载电网ECU组合仪表组合仪表ECU远光灯辅助远光灯辅助ECU换道辅助换道辅助ECU驾驶员辅助系统摄像头驾驶员辅助系统摄像头车距调节装置车距调节装置ECU大灯照明距离大灯照明距离ECU活动转向灯活动转向灯ECU转向柱转向柱ECU左前车门左前车门ECU车载电网车载电网ECU组合仪表组合仪表ECU蓄电池能控蓄电池能控ECU发电机发电机多媒体系统多媒体系统ECUMMI显示器显示器电子信息系统电子信息系统ECU倒车影
10、像系统倒车影像系统ECU辅助加热装置辅助加热装置ECU四轮驱动四轮驱动ECU自动泊车自动泊车ECUABS ECU助力转向助力转向ECU多功能方向盘多功能方向盘ECU电子减震系统电子减震系统ECU蓄电池调节蓄电池调节ECU电驱动装置电驱动装置ECU换挡杆换挡杆Sensor发动机发动机ECU安全气囊安全气囊ECU制动系统蓄压器制动系统蓄压器制动助力器制动助力器左前安全左前安全带拉紧器带拉紧器ECU右前安全右前安全带拉紧器带拉紧器ECU座椅占用座椅占用识别识别ECU发动机声发动机声音形成音形成ECU双离合器双离合器变速箱机变速箱机电电ECU高压蓄电高压蓄电池充电器池充电器ECU制冷剂循制冷剂循环回路
11、压环回路压力力Sensor新鲜空气新鲜空气进气道湿进气道湿度度Sensor空气质量空气质量Sensor舒适舒适CANLIN总线总线混合动力混合动力CAN子总线系统子总线系统信息娱乐信息娱乐CAN底盘底盘CAN车灯开关车灯开关 8请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势数据来源:广汽、特斯拉中文网、冷酷的冬瓜,国泰君安证券研究电子电气架构由分布式架构走向混合式架构(介于域控制器式&集中计算式)Model S2018图4:特斯拉Model S的电子电气架构 特斯拉电子电气架构领先于传统主机厂,且仍在不断进化过程中。从Model S/X到Model 3,特斯拉实现了电子电气架构由分布式
12、向集中式的演进和革新,ECU数量也随之减少。分布式架构(Distributed Architecture)44个ECU 3路500Kbps CAN+1路125Kbps FT-CAN 100Mbps以太网刷新 OTA L2(支持升级至L3)单车视角:电子电气架构的域化和软硬件解耦01 9请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势数据来源:广汽、特斯拉中文网、冷酷的冬瓜,国泰君安证券研究电子电气架构由分布式架构走向混合式架构(介于域控制器式&集中计算式)Model X2018图5:特斯拉Model X的电子电气架构 特斯拉电子电气架构领先于传统主机厂,且仍在不断进化过程中。从Model
13、 S/X到Model 3,特斯拉实现了电子电气架构由分布式向集中式的演进和革新,ECU数量也随之减少。分布式架构(Distributed Architecture)41个ECU(含2个域控制器)6路500Kbps CAN 100Mbps以太网刷新 OTA L3单车视角:电子电气架构的域化和软硬件解耦01 10请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势数据来源:广汽、特斯拉中文网、冷酷的冬瓜,国泰君安证券研究电子电气架构由分布式架构走向混合式架构(介于域控制器式&集中计算式)Model 32018图6:特斯拉Model 3的电子电气架构 特斯拉电子电气架构领先于传统主机厂,且仍在不断
14、进化过程中。从Model S/X到Model 3,特斯拉实现了电子电气架构由分布式向集中式的演进和革新,ECU数量也随之减少。混合式架构(Mixture Architecture)37个ECU(含3个域控制器)3路500Kbps CAN 100Mbps以太网通信+刷新 OTA L3单车视角:电子电气架构的域化和软硬件解耦01 11请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势 特斯拉的车型明显偏少,和苹果公司在手机领域的大单品策略如出一辙。特斯拉通过高端产品打造产品形象,再下沉至大众市场。特斯拉D级轿跑Model S和豪华型SUV Model X分别于2012年和2015年推出;此后,
15、特斯拉分别在2017年、2020年发布Model 3和Model Y车型视角:大单品策略下的车辆平台化和通用化 特斯拉坚持大单品策略。目前特斯拉的主打车型有4款:Model S、Model X、Model 3和Model Y。数据来源:国泰君安证券研究01020304050大众奔驰奥迪宝马丰田福特本田通用特斯拉个图7:在售车型数量远少于传统主机厂01 12请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势车型视角:大单品策略下的车辆平台化和通用化数据来源:国泰君安证券研究 从销量上看:2021年公司Model 3/Y的全球销量达到91万辆,约为Model S/X同期销量的36.48倍。图8
16、:Model 3/Y的全球销量较大0102030402017Q32017Q42018Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q42020Q12020Q22020Q32020Q42021Q12021Q22021Q32021Q42022Q2万辆model 3/Ymodel S/X01 13请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势车型视角:大单品策略下的车辆平台化和通用化数据来源:特斯拉,国泰君安证券研究年份MODEL SMODEL XMODEL 3MODEL Y最低价最高价最低价最高价最低价最高价最低价最高价201464.885.25-20
17、1564.8102.75-201670.89133.93-201772.3593.1179.479.4-201972.2883.3973.7187.2929.1829.18-202073.3983.3977.2987.2926.9741.98-202179.99117.4984.9999.9926.5733.9933.9936.99202288.99105.9993.9999.9929.1036.7931.6941.79 从价格带上看:2021年Model 3/Y的价格带分别在29-37万元、32-42万元,远低于Model S/X(同期价格带分别约88-106万元、94-100万元)。表1:
18、Model 3/Y的价格低于Model S/X01 14请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势大单品策略本质是对车辆平台化和通用化的追求,大幅降低零部件成本数据来源:特斯拉、广汽,国泰君安证券研究对比特斯拉不同车型的硬件,特斯拉在大单品的基础上进一步实现了不同车型的平台复用。Model S/X采用的平台相同,Model Y和Model 3的平台保持一致。根据Electrek的报道,在对Model Y进行拆解之后发现,其与Model 3电动轿车零部件共享率高达约75%。系统、硬件第一代平台第二代平台Model SModel XModel 3Model Y轴距2960(轴距同平台)
19、2875(轴距同平台)新能源系统电机共用电机、感应电机、后驱双电机、四驱三电机共用电机、永磁开关组电机、前后双电机、后驱单电机电池电池包整个平台共用,大小相同通过电芯数量实现电量大小电池包整个平台共用,大小相同通过电芯数量实现电量大小高压电气件充电机、DCDC、PDU共用充电机、DCDC、PDU集成在电池共用散热系统NANA底盘系统前副车架副车架共用NA(由共轴距以及75%的零部件通用性猜测为共用)后副车架后副车架共用前悬架硬点、摆臂共用,弹性元件不共用后悬架硬点、摆臂共用,弹性元件不共用转向转向系统共用车身车身结构全铝车身、部分零部件架构共用(座椅横梁等)钢铝混合车身,猜测大部分下车硬点相关
20、智能网联仪表、大屏仪表+17寸大屏共用15寸大屏共用表2:特斯拉力争在最大程度上实现零部件复用01 15/行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势15请参阅附注免责声明02自动驾驶的领先者 16请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势智能驾驶:2030年汽车电子及软件市场规模有望达到4690亿美元根据麦肯锡的预测,2020年全球汽车电子及软件市场规模2380亿美元,至2030年该市场规模有望达到4690亿美元,2020-2030年行业整体复合增速7%。其中中国市场规模1610亿美元,占全球市场的34%。2020年全球汽车软件市场规模340亿美元,至2030年有望达到840亿美元,20
21、20-2030年行业复合增速9%,其中操作系统和中间件复合增速11%,信息娱乐、连接、安全、互联服务市场复合增速9%,ADAS和AD市场复合增速11%。图9:2030年汽车电子及软件市场有望达到4690亿美元图10:2030年汽车软件市场规模有望达到840亿美元数据来源:麦肯锡,国泰君安证券研究02 17请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势数据来源:罗兰贝格,国泰君安证券研究表3:已有相当部分的消费者愿意为自动驾驶相关功能买单 消费者对辅助驾驶、自动驾驶功能的付费意愿较强。辅助驾驶(L2)88%10%-35%2200-4100碰撞避免或与预碰撞系统;自适应巡航ACC;车道保持
22、系统智能网联87%10%-40%1700-2800刷车付款;售后服务,如车况诊断、预约保养;语音识别与车机沟通自动驾驶(L2.5/3)80%15%-30%3800-4900司机离开后自动泊车;拥堵路段自动跟车;高速公路上自动驾驶图11:消费者对于碰撞避免或碰撞预警系统愿意支付的金额达4100元消费者对辅助驾驶、自动驾驶功能的付费意愿较强02 18请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势数据来源:均联智行,国泰君安证券研究自动驾驶级别的演进逐步改变车内行为模式 伴随着自动驾驶技术的发展,人在车里面的行为模式会发生极大的变化。驾驶员的精力将逐渐从驾驶本身中解放出来,从而能够去从事更多
23、更有意义的活动。L0L1L2L3L4L5持续专注于横向纵向的车辆控制人工感知和判断人工执行动态驾驶任务系统辅助纵向的车辆控制系统辅助感知和判断系统辅助动态驾驶任务系统辅助感知和判断动态驾驶任务支援有限设计运行域动态驾驶任务支援有限设计运行域有限设计运行域Feet offHands offEyes offBrainoffFree style驾驶任务机器注意力非驾驶活动图12:随着自动驾驶定义级态的推进,人在车中的模式发生较大变化自动驾驶功能的落地将带动驾驶革命02 19请参阅附注免责声明行业专题报告从特斯拉看汽车智能化趋势自动驾驶:传统主机厂发力L2+,科技企业大多直接切入L4自动驾驶主流玩家可
24、分为两类,一方是主机厂和传统Tier1,根据Navigant Research的数据,目前这类玩家中处于领先地位的是通用Cruise和福特自动驾驶。另一方是科技企业,典型代表是与谷歌同源的Waymo、百度,以及被亚马逊收购的Zoox等。针对发展L3级别自动驾驶中遇到的困难选择了不同的发展路径。主机厂整体上走的是渐进式路径。一方面从L1、L2向高阶自动驾驶升级,另一方面从高端车型向中低端车型渗透。整体来看是在L2的基础上叠加新的L3、L4级别的功能来给予客户更好的消费体验,通过“L3的功能+L2的责任划分”来规避L3责任划分问题,同时由于脱离了SAE J3016和法律的限制,相对于L3级自动驾驶
25、,主机厂可以节约部分冗余设计,降低了成本。图13:自动驾驶系统研发的主流玩家可以分为两大派系ExecutionStrategy主机厂或传统Tier1IT企业或初创公司FollowersChallengersContendersLeadersWaymoFord Autonomous VehiclesBaiduCruiseVolkswagen GroupIntel-MobileyeAptiv-HyundalZooxYandexToyotaDaimler-BoschMay MobilityVoyage AutoBMWRenault-Nissan-MitsubishiVolvoTeslaNAVYA资料
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