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特斯拉产业链系列III:电机

时间:2017-07-27    机构:海通证券

Model S 与Model X——三相交流感应电机。以特斯拉2012年开始生产的Model S 为例。它的动力源(600405)泉即为三相感应式异步电机。动力直接作用到车轮上,中间没有复杂的变速以及传动结构,保证了较高的能量转化率,加上热阻和电阻小,有利于提高功率密度。从而保证在同等加速度的情况下,感应电机更快并且节能效率更高。同时因抗干扰能力好,在长时间使用时不会有弱磁情况产生。同时由于Model X 本身定位为豪华跑车,为获得更好的加速能力,也应当使用感应电机。

电机综述。特斯拉所采用的电机属于交流电机的一种。按其工作原理的不同,交流电动机可进一步分为同步电动机、异步电动机(感应电动机)和变磁阻电动机。

按电源相数的不同,交流电动机又可分为单相电动机和三相电动机两大类。因此,特斯拉采用三相异步电动机是从工作原理和电源相数两个维度来定义的。

稀土永磁同步电机。稀土永磁电机,属于同步电机,其转子使用稀土永磁材料制成的永磁体。其原理是:对其定子通电后产生旋转磁场,旋转磁场推动转子围绕轴心线进行旋转。稳定状态下,定子的旋转磁场和转子永磁体产生的磁场同步运动。

感应电动机与稀土永磁电机的比较。与感应电机相比,永磁电机在电机质量,外形尺寸,转矩、电流比,效率和功率密度方面都具有明显优势,仅在电机成本和转速范围上稍微落后。由于感应电机的转子上没有使用稀土永磁体,也无需换向器、电刷,结构简单。同时由于感应电机对温度忍受范围大,对于散热部件的要求也减少,因此总体成本较低。

特斯拉电机产业链剖析。在特斯拉的整车成本中,除了电池系统占据了最大的比重,电机系统也是一个非常重要的成本影响因素,占比达18.17%。再具体地分析永磁电机的成本构成,磁材的成本占比最高,达45%。我们认为Model 3有可能使用永磁同步电机取代三相异步电机,钕铁硼磁材需求会相应增加。

风险提示。下游需求不达预期,后续技术研究进展不及预期。