一直烧钱的特斯拉终于开始挣钱了，三季度经营数据出现了历史性突破，马斯库也可以松一口气了。2018年第三季度，特斯拉单季营收达到68.24亿美元，同比增长128.65%；净利润3.12亿美元，环比大幅扭亏，突破了历史业绩，特斯拉成为卖的最好的新能源汽车之一；另外特斯拉经营性现金流也达到13.91亿美元，为历史最高。
特斯拉能成为新能源汽车的领军者，原因在哪呢？除了颜值在线，以及官方鼓吹的自动驾驶外（最近也是开始低调了），我想它超强的续航能力绝对是吸引一众消费者的原因所在。
特斯拉同类车型对比
资料来源：易车，东方财富证券研究所整理
有人说，特斯拉的成功来自于它的续航能力颠覆了新能源汽车跑不远的固有印象，那特斯拉究竟为什么能跑这么远呢？我们今天来分析下特斯拉的动力系统。
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电池动力系统
电池动力系统是新能源汽车的动力来源，是整个产业链中最核心的系统成分，也是新能源汽车成本主要构成。相较于传统燃油汽车的发动机成本占比15%左右，新能源汽车成本中电池系统成本构成占比要显著提升，以特斯拉ModelS 为例，其电池系统成本占比为超过33%，考虑其他电池配套零件该占比将更高。
从动力电池封装方式看，动力电池可以分为方形、软包、圆柱三种。目前从全球范围来看，搭载方形电池的车型多于软包电池，圆柱电池应用的数量最少。方形电池覆盖了中、日、韩电池企业，软包电池以中、韩电池生厂商为主，圆柱电池供应商绝大多数是中、日企业。
方壳电池为方形金属壳体，采用方形卷绕工艺，方壳电池结构简单，空间利用率高，单体能量密度较高。但方壳电池因为型号多工艺也难于统一。软包电池采用铝塑复合膜取代方壳电池的壳体，无刚性结构使得电池pack时更加多样化，同时能量密度更高。铝塑膜外部包装、不会轻易爆炸、起火，当软包电池发生短路事故时，一般会鼓气裂开，其产生的爆炸威力远低于方形电池和圆柱电池。但软包电池的一致性比方壳电池差，有漏液的风险。圆柱电池采用圆柱形金属壳体、卷绕工艺制成，圆柱电池工艺是最为成熟的封装方式，电池一致性好，生产成本也较低。
随着特斯拉电动车从一代Roadster到Model 3的发展，其电池的单体能量密度、电池模组和PACK技术，以及电池容量等方面不断优化，在同行业其他品牌中占据领先优势。特斯拉采取的是选择与松下合作的高能量密度圆柱电池18650。18650就是电池的尺寸型号，18650的意思是，直径18毫米，长65毫米。
市场主要纯电动车参数对比
资料来源：公开资料，东方财富证券研究所
特斯拉电池参数演变
资料来源：Bloomberg，东方财富证券研究所
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特斯拉电池技术
从在特斯拉的Model S 上使用的NCR18650 入手看特斯拉的电池技术，首先NCR18650比之前Roadster 所使用的钴酸锂电池能量密度提高的原因来源于正极材料的更新，NCA正极材料通过提高镍含量，提高了单体的能量密度，同时NCA材料钴含量相对于传统钴酸锰电池要小，而钴价格居高不下成为制约电池降本的瓶颈的情况下，又带来了成本的优势。
特斯拉电池组板由16组电池组串联而成，并且每组电池组由444节锂电池，每74节并联形成，共计7104节18650锂电池组成。而由于特斯拉电动车本身优良的热管理系统，松下为特斯拉特制的18650 电池相比于常规款得以移除一些多余的安全设施，从而变得更轻更便宜。同时，特斯拉又在每个电芯上都安装了保险丝，而不是通常地在整个电池组安装保险装置。据不完全统计，Tesla所申请的核心知识产权大都与电池管理系统相关，包括电池冷却系统，安全系统，电荷平衡系统等。以其实时温控系统为例，其自主研发的机体液体冷凝系统就颇具特点。
但就像圆柱电池没有在特斯拉以外的其他主流车企上成为供能装置的原因一样，过多的电池并联，系统里集流体上电流密度分布不均匀，容易造成造成内部各部分反应程度不一致，电芯内部产生的热量很难得到快速释放，累积会造成电池的安全隐患。以及单体容量小，大电流充放电或深度循环易导致寿命快速衰减。
特斯拉构建了自己独特的电池管理系统（BMS）对数千颗圆柱电池进行管理，通过该系统对电池组充放电的管理，保证电池组应用的安全和可靠性基础上，同时延长了使用寿命、降低了运行成本。特斯拉的 BMS 系统，有效整合了 7000 多节 18650 号电池的一致性管理成为了决定其电池技术参数的核心竞争力。
我们认为在特斯拉产线铺开时，工艺成熟，适合大批量生产同时电池一致性好、成本低的圆柱电池，成为了当时特斯拉最好的选择。特斯拉的选用由多个单体圆柱电池单元组成的系统，优势在于单个电池单元出现故障或者事故并不会影响整体系统的性能，而同时降低了故障发生的猛烈程度。
为解决18650电池快速衰减的问题，特斯拉通过将 7104 节电池每 74 节进行并联，每个并联电池组设置一个电流检测点，从而降低单体充放电电流，再通过算法控制降低单节电芯最大充放电量，使电芯的安全性和循环寿命大大提高。
到目前为止，特斯拉电池衰减的问题并不严重。荷兰 – 比利时特斯拉论坛上的一群特斯拉车主正在收集世界各地超过 350 辆（不断增加）特斯拉车辆的数据。 数据清楚地表明，在第一个 50,000 英里（约合 10 万公里）的范围内，大多数特斯拉电池组的容量将损失 5％ 左右。而超过 160,000 英里（约合 26 万公里）后，能量容量下降不到 10％。
根据早期的Model S与ModelX数据显示，车辆里程达到15万英里（24万公里）时，大部分车辆的电池容量损耗都不到10%。特斯拉还在Model 3保修手册内增加了一项：在保修期内最低保证电池容量大于70%，即衰减不低于30%。此保证可让购买Model 3的用户更加放心，在价格相同的同类竞品里，Model 3提供的电池容量保证值是最高的。
特斯拉的新电池又将刷新能量密度的记录，同时降低了电池成本。根据最新特斯拉披露的信息，特斯拉新款 Model 3 将采用 21700 电池全面替代NCR18650。21700电池其单体仍由松下负责制造，但电池模块和Pack组由特斯拉制造，电池生产也被安排在内达华州的Gigafactory 1超级电池工厂进行。
21700 首次将碳硅复合材料负极运用到动力电池中，在保有高镍含量的 NCA 三元正极材料的同时，负极材料由原来的 100%的碳基材料升级为掺有 10%左右Si的碳硅复合材料。
根据 Tesla 披露的电池价格信息，预计21700的动力锂电池系统售价为170美元 /Wh，相比18650的售价185美元/Wh，价格下降幅度可达 8.1%左右。18650的系统的成本约为171美元/Wh，改用21700后，系统成本约能达到155美元/Wh，实现9%左右的降幅。
根据最新马斯克的表示，未来特斯拉将会研制新一代电池，在21700电芯的生产过程中，松下已经就Model 3的产能为要挟，逼迫特斯拉接受21700电芯的涨价，使得特斯拉开始和三星SDI接洽，商讨在Model Y上使用三星方形电池的事项。未来特斯拉的电池选择还有待期待，有理由认为软包和方形电池也将成为特斯拉未来电池方案之一，但是毫无疑问特斯拉将继续保持动力系统的优势，引领新能源汽车发展的方向。
（来源：优优私募的财富号 2019-03-16 15:11） [点击查看原文]
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