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一、絕塵，特斯拉新能源汽車“霸榜”
1、銷量霸榜，2019 年特斯拉豐收
特斯拉全年銷量突破 36 萬輛，Model 3 是驗證最充分的單一車型。
2019 年，特斯拉全球銷量達 36.75 萬輛，創造新記錄；2019 年第四季度，公司生產 10.48 萬輛電動車，交 付 11.2 萬輛；Model 3 是年度最佳銷量單品，2019 年全年實現銷量 30 萬餘輛，其中第四季度 9.25 萬輛；全年 銷量超過中國 2020 年全年純電動乘用車單品銷量前五名之和，同比 2018 年實現翻倍增長，而且對同等定位的 燃油車型也形成了一定程度威脅。
2、性能霸榜，Model 3 續航電耗表現出色
銷量之外，以續航-電耗為主要評價標準，特斯拉 Model 3 表現出色。
以我國 2021-2023 年“雙積分”政策（《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分並行管理辦法》修正 案）徵求意見稿的積分計算方式評估（純電動整車積分由在 CLTC 工況下的續航里程決定基準值，由整備質量 對應的理論電耗和實際電耗的商決定調整係數，在積分基礎值-EC 係數 XY 圖上，續航越長、同等整備質量情 況下電耗越低的車型越處於右上角） ，特斯拉的主要產品（Model 3、已公佈部分技術參數的 Model Y）續航長、 電耗低；國產版 Model 3 受限於相對保守的電池方案技術指標有所降低，但仍然在與主要國際競爭對手 id.3、 leaf、iX3 的競爭中佔據上風，遑論工況續航不足 300km 的 Golf 電動版；和自主車企產品相比，Model 3 國產 版的主要競爭優勢在於更低的電耗、驗證更充分的輔助駕駛以及部分品牌溢價；雙電機長續航版續航最佳之一， 同時電耗控制出色。
以等速續航論，Model 3 長續航版在約 40km/h 條件下甚至可以取得長達 850km 續航。
優質產品背後，公司研發費用自 2013 年以來屢創新高，2018 年達 14.6 億美元；在新能源汽車諸多核心環 節（甚至包括電池材料）都有較深入的研究。可見，公司產品的暢銷、性能的出眾很大程度源於其力求性能領 先的“技術極客”特質。
二、極客，劃時代的軟硬件系統
1、電子電氣架構，直達行車電腦級別
和傳統車企不同，沒有歷史包袱的特斯拉可以嘗試相對激進的電子電氣架構，走上“軟硬件解耦-軟件定義 汽車”之路。
特斯拉 Model S、Model X 的電子電氣架構近似。中央控制 DCU（Domain controller unit）、動力域、車身域、 底盤域劃分明顯，保留了診斷接口，且大量使用 CAN/LIN 用作主幹網/支線網。72 個 ECU 控制器節點包括 44 個 CAN 節點和 28 個 LAN 節點。中央控制DCU 橫跨多個網段，接入多個節點並具備諸多功能，可以說 Model S、 Model X 前瞻性地初步實現了行車電腦級別的電子電氣架構：將分散的 ECU 集成到有限的幾個 DCU 中，傳統 的 ECU->促動器一對一關係變成 DCU->促動器一對多的關係；在 DCU 中實現算力資源和程序的集中管理，而 不是像傳統 OEM，所有零部件的軟件對整車廠都是 black-box，OEM 不能直接、便利的管理各部分代碼；DCU 本身更類似於通用計算機，而非專用微控制器。
Model 3 則更進一步，將整個電子電氣架構劃分為三個部分：中央控制 DCU、左車身控制 DCU、右車身控 制 DCU。其中中央控制 DCU 整合了駕駛輔助系統（ADAS）、信息娛樂系統、外部連接和車內通信系統功能； 車身與便利系統、底盤與安全系統和部分動力系統分屬車身控制模塊。其中 Model 3 的信息娛樂系統採用了 X86 架構的 intel Atom A3950 處理器，並運行特斯拉自己打造的車載 linux 系統。
Model 3 的電子電氣架構突出地體現了硬件標準化、後續用軟件彌補漏洞的思路。這樣，整車開發週期得以縮短，整車潛力也可以更有效地得到挖掘。
隨著整車電子電氣架構的進化，相應線束長度也有望縮短。Model S的線束長度約3km，Model 3縮短至1.5km。 特斯拉在相應領域的專利佈局了新的佈線架構，佈線圍繞電池和中央控制 DCU，按照子系統進行劃分，使得其 長度進一步縮短，而且相應子系統組件的組裝和驗證工作也可以得到簡化，有利於提升汽車生產效率。我們預 計 Model Y 的整車線束長度有望進一步縮短。
總之，在特斯拉的產品中，硬件和軟件逐步實現解耦，硬件資源通過操作系統抽象為可調度的資源，程序 設計更加容易，新硬件、傳感器的添加更加靈活，更容易實現 ADAS 和自動駕駛的相關功能；算力的統籌集中 使得特斯拉更容易利用傳統汽車的算力功耗，實現高算力的 ADAS 算法；許多重大缺陷可以通過 OTA 升級解決，而非必須召回返廠修理。
2、軟件升級，OTA 引領潮流
OTA（Over The Air-空中升級更新）是智能手機固件、系統、APP 更新的主要方式。對乘用車而言，OTA 要求受方有通訊模塊（最好支持高速通訊方式），還要求相關電子件帶有bootloader（引導裝入）功能。OTA 功 能既可以用於“解決部分問題”（免於召回），也可以用於“解鎖新功能”（而非推出中改款車型等），從而使得 整車的綜合吸引力得到強化。
燃油車的發動機、變速箱控制單元比電機控制單元的固件和軟件都要複雜，性能提升多需要整體調教，OTA 引發的風險相比於純電動車型更大，所以燃油車企 OTA 主要針對非安全部分，起到諸如車機 UI、導航、音樂 更新，對智能設備的新支持、WiFi 優化等“錦上添花”式作用。
作為 OTA+乘用車的鼻祖，特斯拉的 OTA 服務依託其先進的電力電子架構，已經實現了諸如強化加速性能、 優化剎車表現、沿途電池預熱、甚至是解鎖電池冗餘容量應急等功能，而非僅僅娛樂應用更新。美國颶風“艾 爾瑪”、中國颱風“山竹”襲來時，特斯拉均為車主提供了相應 OTA 支持。
特斯拉在 2016 年加入了“代碼簽名”安全機制，並對所有 FOTA 升級固件進行強制完整性校驗，以強化 OTA 的安全性。自誕生至今，特斯拉通過 OTA 方式已更新系統版本至 10.0。
可見，硬件架構先進、軟件日趨進步，特斯拉在軟硬件系統方面堪稱極客。其他企業在不徹底重構硬件架 構的情況下，產品迭代速度將顯著慢於 Tesla。
三、高效，用能配合充能
充能-儲能-用能的能量流是新能源汽車有效應用的關鍵基礎。用能主要依賴於電機、電控，儲能依賴於電池 （用能、充能也部分受電池影響），充能主要依賴於電網及充電樁。和燃油車型相比，新能源汽車在用能環節優 勢明顯，而在儲能、充能環節仍有不足。
1、電機：從交流異步包打天下到技術路線按需選擇
電機是新能源汽車相比於傳統燃油車的主要優勢部件。新能源乘用車電機主要包括交流異步/永磁同步電機 兩種應用相對廣泛的技術路線。
特斯拉 Model S/X 的電機採用交流異步電機技術路線，前後電機最大功率分別為 202/285（高性能版 375） kW。
Model S/X 的主電機、電控、減速器集成於後軸。
和 Model S/X 不同，Model 3 定位中端，受限於有效空間對電機效率和體積功率密度要求更高，故將交流異 步電機更新為優化了磁場排布的永磁同步電機，兼顧動力性、能效和體積需求。RWD、AWD、AWD Performance 三個車型的電機功率（不同信息源數據稍有區別）分別為 211kW、274kW(188+147)、353kW(211+147)。雙電機 版本的兩個電機功率相加並不等於實際總功率，這是因為雙電機版本中每個電機的外特性不同，峰值點不重合。
Model 3 的主電機、電控、減速器同樣高度集成，而且整體體積功率密度進一步獲得了提升。這一方面是因 為永磁同步電機的貢獻，另一方面是因為電控的功率半導體器件經歷了較大革新。
2、電控：從硅基 IGBT 到高效碳化硅基 MOSFET
特斯拉產品的電控系統（以核心逆變器為主要評判標準）使用的功率半導體器件經歷了從硅基 IGBT 到碳 化硅基 MOSFET 的轉型。
半導體功能的實現受到基體材料理化性質的限制。首先，基體材料需要有一個較寬的能隙，以確保在沒有 摻雜的情況下，本徵載流子濃度低於最輕摻雜區摻雜濃度的溫度上限較高，且臨界擊穿場強較高；能隙也不應 過寬，致使自建電勢和門檻電壓過高。其次，基體材料在禁帶中的能級應儘可能少，使得阻斷電壓高、漏電流低。再次，基體材料需要有足夠高的自由載流子遷移率（電子遷移率高於空穴，故以電子遷移率為準），使得相 應功率半導體器件的最大允許電流密度較高。而且，基體材料需要有足夠高的載流子飽和漂移速度（同樣以電 子遷移率為準），使得相應功率半導體器件的最大允許頻率較高。最後，穩定的化學性質、較高的熱導率等對高 性能器件的實際應用也具有重要作用。
鍺因為能隙太小，允許的工作溫度上限僅為 70℃，不是主流的功率器件材料；硅綜合性能均衡、單晶生產 成本低、易製備二氧化硅絕緣層，是最廣泛應用的半導體、功率器件材料；碳化硅（晶體結構多樣，其中 4H 晶型綜合性能最優越）禁帶寬，擊穿場強大，雖然電子遷移率稍低但可進行更重的摻雜，也可製備二氧化硅絕 緣層，且熱導率高便於散熱，故耐高壓大電流、有更低的導通和開關損耗，性能優越，成本高；氮化鎵高頻特 性好，但以碳化硅為襯底外延是主要生產方法，成本更高，且熱導是短板。綜合各種因素，硅和碳化硅最適於 作為新能源汽車功率半導體的基礎材料。
常用的功率半導體器件包括功率二極管（Power Diode，含 pin 二極管/肖特基二極管）、雙極型晶體管（BJT）、 晶閘管（SCR）、門極可關斷晶閘管（GTO）、金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體 管（IGBT）等。不同類型功率半導體器件的對電信號可控程度、驅動信號、有效信號波形、載流子參與導電情 況可能不同。
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