股票 研 究 其他小金属 [T[Tabalbel_eM_TaiitnleI]n fo] [ 评Tab级le_：Invest] 增持 特斯拉——为何不用永磁电机？ 上次评级： 增持 行[细Ta分bl行e_业In评du级str y] 业 更 桑永亮（分析师） 新021-38676052 sangyongliang@ 证书编号 S0880511010034 本报告导读： 特斯拉的异步电动机相对传统永磁电机，具有对工作温度要求低、输出扭矩范围大、[相Ta关bl报e_告Re port] 体积小、重量轻等优势。 其他小金属：《特斯拉——领导电动车走向摘要：成熟》 [Table_Summary] 其他小金属：《特斯拉带动下的有色金属投 特斯拉公司使用的电机是三相感应电动机，而非传统电动车所用的稀土永磁电机。这其中有哪些缘由呢？资》 其他小金属：《三帆竞技交替发力，稀土板 感应电动机和永磁电动机的区别。永磁电动机是同步电动块再度上攻》 机。其转子使用永磁体，定子产生电磁转矩来推动转子的磁 场围绕轴心线进行旋转，定子和转子的磁场是同步的。而感其他小金属：《预期好转及市场热情推动稀土持续走高》 应电动机是异步电动机，是由定子绕组形成的旋转磁场与转 证子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电磁转矩驱动转其他小金属：《供给控制成效初显，需求改子旋转的交流电动机。善苗头略现》 券 研 特斯拉上使用的异步电动机技术取得了突破。过去异步电动究机的最大的缺陷就是很难控制转子的旋转速度，但随着现代报半导体控制技术的发展，这一问题已经被解决。 告 异步电动机优势一：能忍受大幅度的工作温度变化。而相反，温度大幅度变化会损坏永磁电动机。 异步电动机优势二：感应电动机的输出扭矩可以在大范围内调整，因此无需安装第二套乃至第三套传动机构。特斯拉设计的电机转速能达到6000转/分钟并且能产生最高为400牛顿米的扭矩，能在加速或爬坡时强制提高输出扭矩（虽然时间很短），而永磁电机的电动车要通过齿轮箱来输出更多的扭矩来实现提速。 异步电动机优势三：体积小、重量轻。一方面，由于对温度忍受范围大，特斯拉的电动机不需要像其他电动车那样安装散热器，冷却风扇、水泵及相关的管路等。另一方面，无需安装多余的传动机构。因此其电机体积和重量大大缩小。特斯拉电机体积类似西瓜，重量不过52公斤。 综上，特斯拉的这种电机动力系统具有重量轻、效率高及结构紧凑的优点。 特斯拉电机采购自台湾富田电机。2005年特斯拉公司与富田电机签订“全电式电动跑车专用马达”，2007年产品量产签约。 请务必阅读正文之后的免责条款部分
行业更新 信息来源于 《The Difference Engine: Nikola's revenge》 ONCE again, worrywarts in Washington are wringing their hands over possible shortages of so-called “critical materials” for America’s high-tech industries. In particular, the Department of Energy frets about certain metals used in manufacturing wind turbines, electric vehicles, solar cells and energy-efficient lighting. The substances in question include a bunch of rare-earth metals plus a handful of other elements which—used a pinch here, a pinch there—enhance the way many industrial materials perform. Tesla's invention is, in essence, a rotating transformer. Its primary windings reside in a stationary steel casing (the stator) and and secondary conductors are attached to an inner shaft (the rotor). The stator surrounds—but does not touch—the rotor, which is free to rotate about its axis. An alternating current applied to the stator’s windings creates a rotating magnetic field, while simultaneously inducing a current in the separate conductors attached to the rotor. With an alternating current now circulating within it, the rotor creates a rotating magnetic field of its own, which then proceeds to chase the stator’s rotating field—causing the rotor to spin in the process and thereby generate torque. Modern induction motors usually have three (or more) sets of stator windings, each using a different phase of the alternating current being applied. Having three “waves” of magnetism induced in the rotor with every revolution, instead of just one, smooths out the induction process and allows more torque to be generated. Such machines are known as asynchronous motors, because the rotor’s magnetic field never catches up with the stator’s field. That distinguishes them from synchronous motors that use a permanent magnet in their rotors instead of a set of aluminium or copper conductors. In a synchronous motor, the stator’s rotating magnetic field imposes an electromagnetic torque directly on the fixed magnetic field generated by the rotor's permanent magnet, causing the rotor-magnet assembly to spin on its axis in sync with the stator field. Hence the name. In the past, the main disadvantage of asynchronous induction motors was the difficulty of varying their speed. That is no longer an issue, thanks to modern semiconductor controls. Meanwhile, the induction motor’s big advantage—apart from its simplicity and ruggedness—has always been its ability to tolerate a wide range of temperatures. Providing adequate cooling for the Toyota Prius’s permanent-magnet motor adds significantly to the vehicle’s weight. An induction motor, by contrast, can be cooled passively—and thereby dispense with the hefty radiator, cooling fan, water pump and associated plumbing. Better still, by being able to tolerate temperatures that cause permanent magnets to break down, an induction motor can be pushed (albeit briefly) to far higher levels of performance—for, say, accelerating hard while overtaking, or when climbing a steep hill. Hybrid vehicles like the Toyota Prius or the Chevrolet Volt have to use their petrol engines to get extra zip. Pure electric vehicles such as the Nissan Leaf depend on gearboxes to generate the extra torque for arduous tasks. By contrast, the Tesla Roadster uses just one gear—such is the flexibility of its three-phase induction motor. So far, Toyota has remained mum about its neodymium-free electric motor-generator. The design used in the current version of the Toyota Prius (the car actually has two such units, one for propulsion and regenerative braking, and the other to run all the on-board accessories) combines both conductors and a permanent magnet in its rotor core. On light loads, the unit works more like a permanent-magnet motor. On heavier loads, the induction features predominate. In moving to a pure induction design, Toyota could do worse than take a page out of the Tesla car company's manual. Weighing in at 52kg (115lb), the Tesla Roadster’s tiny three-phase induction motor is no bigger than a watermelon. Yet it packs a hefty 288 horsepower punch. More impressively, the motor’s 400 Newton-metres (295 lb-ft) of torque is available from rest to nearly 6,000 revolutions per minute. Having access to such a wide torque band eliminates the need for a second or third gear in the transmission. The result is a power unit that is light, compact and remarkably efficient. Overall, the Tesla Roadster is said to achieve a battery-to-wheels efficiency of 88%—three times better than 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 of 4
行业更新 a conventional car. With Nikola Tesla's robust and reliable induction motor making such a successful comeback, it is puzzling to see why anyone should worry about potential shortages of neodymium and other rare-earths for alternative power and transport. 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 of 4
行业更新 本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格 分析师声明 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。 免责声明 本报告仅供国泰君安证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告仅在相关法律许可的情况下发放，并仅为提供信息而发放，概不构成任何广告。 本报告的信息来源于已公开的资料，本公司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌。过往表现不应作为日后的表现依据。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。 本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。 本公司利用信息隔离墙控制内部一个或多个领域、部门或关联机构之间的信息流动。因此，投资者应注意，在法律许可的情况下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下，本公司的员工可能担任本报告所提到的公司的董事。 市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告为作出投资决策的惟一参考因素，亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在决定投资前，如有需要，投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。 本报告版权仅为本公司所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用。如征得本公司同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并注明出处为“国泰君安证券研究”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。 若本公司以外的其他机构（以下简称“该机构”）发送本报告，则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息或进而交易本报告中提及的证券。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投资建议，本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任何损失承担任何责任。 评级说明 评级 说明 1.投资建议的比较标准 投资评级分为股票评级和行业评级。增持 相对沪深300指数涨幅15%以上 以报告发布后的12个月内的市场表现为谨慎增持 相对沪深300指数涨幅介于5%～15%之间 比较标准，报告发布日后的12个月内的股票投资评级 公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对中性 相对沪深300指数涨幅介于-5%～5% 同期的沪深300指数涨跌幅为基准。 减持 相对沪深300指数下跌5%以上 2.投资建议的评级标准 增持 明显强于沪深300指数 报告发布日后的12个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期的沪行业投资评级 中性 基本与沪深300指数持平 深300指数的涨跌幅。 减持 明显弱于沪深300指数 国泰君安证券研究 上海 深圳 北京 地址 上海市浦东新区银城中路168号上海深圳市福田区益田路6009号新世界北京市西城区金融大街28号盈泰中银行大厦29层 商务中心34层 心2号楼10层 邮编 200120 518026 100140 电话 （021）38676666 （0755）23976888 （010）59312799 E-mail：gtjaresearch@ 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 of 4
