新能源汽车换电行业专题报告：换电赛道开跑-设备市场打开千亿空间

1、新能源汽车换电行业专题报告：换电赛道开跑_设备市场打开千亿空间1.成本和效率优势助力换电成为补能主流之一近年来，新能源汽车是投资市场的热点和“显学”，动力电池、电动系统、驱动电机和充电桩等产业链上下游环节也随之快速发展。补能是新能源汽车快速渗透面临的主要问题之一，充电桩安装不便、充电慢等不足往往成为车主选择燃油车而非纯电车的原因。而其他补能方式中，燃料电池技术尚不成熟，因此换电这种与传统燃油车加油最类似的补能方式或将与充电共同成为纯电车型补能的主流。2021 年开始，我国换电站数量快速增加。截至 2022 年 3 月底我国共有 1451 座换电站，较 2021 年初增加了 158%，而同期充电

2、桩数量仅增加了 约 60%，换电站增速显著快于充电桩。究其原因，多项利好政策的推出 为换电站放量提供了基础保障，仅 2022 年 1 季度就有 4 项关于换电标 准和推广的政策推出；相关企业的持续投入是重要推动力，蔚来自 2018 年中开始交付换电车型和布局换电站，经过 4 年发展，目前蔚来已布局 了 900 座换电站，并已实现了换电站技术的迭代；究其根本，换电模式 的自身优势是其渗透率快速提升的主要动因。作为充电的补充，换电具有成本和效率上的可行性。“车电分离”方式 大幅降低了新能源车型的购置成本，降幅最高达 40%；错峰充电等特征 压降了电动车型的使用成本，以北京大工业用电价为例，低谷电价

3、仅为 高峰电价的 60%；从效率角度来看，大幅缩短的补能时间所带来的效率 提升是其能够在商用车领域快速放量的关键特征，目前商用车单次换电 时间约为 3-5 分钟，乘用车单次换电时间已经可以降至 1 分钟左右。另 外，保值率高、缓解电网压力也是换电车型的重要优势。经过测算，我 们认为换电站设备市场将在 2025 年达到 383 亿元，在 2030 年达到 1091 亿元。对于换电行业未来发展，我们认为会有以下特征，并将在报告中做详细的阐述：（1）从现阶段来看，换电站是“路由器”而非“加油站”，与充电的关系类似于“WiFi和5G”而不是“5G和4G”。虽然我们看好换电行业， 但是我们认为换电难以在

4、短期内取代充电桩成为纯电车型的唯一补能 方式。在乘用车换电技术标准未能统一、城市土地紧张、换电车型数量 较少的前提下，换电站无法实现传统加油站式的随时随地补能。在现阶 段，换电将发挥类似于路由器的作用，为用户提供覆盖范围内的更高质 量补能服务，并将与充电长期并存。（2）换电的发展节奏和关键节点。换电渗透率提升将以新能源汽车渗 透率提升为起点，且换电的增量初期来自于重卡、中期来自于运营乘用 车、长期来自于家用乘用车。从关键节点来看，目前重卡的渗透已经开 始，2022 年 3 月换电车型销量在新能源重卡中占比近 45%；运营乘用车 的渗透将开始于换电站日服务能力突破 200 辆；而家用乘用车的普及

5、将 开始于乘用车换电站达到 10000 座后，带来的使用体验和效率的本质性 的提升。（3）设备商将享受初期的直接红利，长期来看运营商将掌握话语权，整车厂和电池生产商等相关主体也将受益。在行业发展初期，设备商交 付设备后即可实现收益，交付周期往往在 15-30 天左右；虽然运营商收 益兑现所需时间较长，一般重卡换电站的收回投资期限约为 500 天，但 是其掌握客户资源，行业中话语权较强，未来将在行业发展中处于主动 地位。此外，整车厂可以通过布局换电站来推动车辆销售，蔚来、北汽 等车企已经开展了换电站业务，并实现了对换电车型销售的推动，蔚来 已售出 15 万辆换电车型，北汽新能源仅 EU 车型在

6、2021 年和 2022 年 1 季度的销量就分别达到了 3.73 万辆和 0.56 万辆。电池生产商则希望主 导换电车型的标准化过程，宁德时代作为头部企业积极参与到换电领域， 推出了换电品牌“EVOGO”和“巧克力换电块”换电模式，并于 4 月 18 日在厦门启动了首批 4 座换电站。（4）换电站设备的核心驱动力是“放量”而非“提价”。现阶段，换电 站设备标准化程度高，运营商具有较强的议价权，换电站设备的毛利率 将处于 20%左右并承压。但是随着换电渗透率尤其是换电站单位价格较 高的换电重卡渗透率的提升，换电站设备将随之快速放量，我们预计乘 用车换电站和重卡换电站保有量在 2025 年将分别

7、达到 0.9 万座和 1.31 万座，从而推动设备商收入的快速扩张。2.政策可期，22年成为换电启动元年2.1.换电全面迎政策利好，引领补能模式变革新能源汽车补能方式主要分为充电模式和换电模式两种，其中换电模式 是通过更换动力电池来实现电动车能量补给。换电模式以换电站为载体， 对大量动力电池集中储存充电，再通过快换系统对新能源汽车进行电池 更换。2.1.1.换电再受政策关注新能源汽车发展初期阶段优先发展充电模式成行业共识。早在 2011 年 新能源汽车发展初期，国家电网就开始探索新能源汽车换电技术和相关 运营模式，但由于彼时新能源汽车行业市场空间狭小、换电终端需求有 限、换电站投入成本过高等原

8、因，换电模式推广终被搁置。而充电模式 下充电桩建设难度小、安装灵活，优先发展充电模式以快速匹配短期供 能需求成为行业共识。自 2012 年国务院发布的节能与新能源汽车行 业发展规划（2012 年2020 年）明确推进充电设施建设以来，充电模 式一度受政策倾斜，成为新能源汽车供能主流方式。新能源汽车进入高速发展阶段，充电超负荷运作，催促换电模式提上日程。随着新能源汽车渗透率逐步提升，行业进入高速发展期，而充电模 式下充电效率制约、国内电网压力、充电桩供给端缺口等问题日益显著。2.1.2.换电利好政策不断加码，产业拐点已至多部门频繁提及并鼓励发展换电模式，相关政策开始落地实施。2019 年 2 月

9、，换电设施建设和运营首次被列入绿色产业指导目录范围。2020 年 4 月，为支持换电模式发展，30 万元以上换电车型仍享受补贴优惠； 同年 5 月，换电设施建设首次被写入政府工作报告并纳入“新基建” 范畴。2021 年 4 月，我国换电领域定制的首个基础通用国家标准获批准 发布，同年 10 月，新能源汽车换电模式应用试点工作正式启动，国内 11 个城市被纳入试点范围，此次政策计划推广换电车辆 10 万辆以上， 换电站 1000 座以上。随着换电模式全面利好政策的落地实施，国家政策导向已由“充电为主”转变为“充换电并举”，明显向换电模式倾斜，产业格局发生改变，换电模式迎来发展良机。2.2.车企快

10、速入局换电领域，下游换电风已来蔚来领先市场，推出BaaS电分离模式，携手中石化布局换电站建设。 作为To C新能源汽车龙头企业，蔚来自 2018 年起相继推出 ES8 等多款 换电车型，截止 2022 年 3 月累计销售约 15 万辆换电车。2020 年为促进 换电车型推广，蔚来推出 BaaS 车电分离模式，实现电池租用、可充可 换可升级的全新商业模式，2021 年超半数蔚来用户选择 BaaS 服务模式。 同时蔚来坚持换电技术研发和换电网络建设。2021 年 4 月，蔚来与中石 化达成战略合作，中石化计划“十四五”期间布局 5000 座充换电站，蔚来 也计划至 2025 年底在全球建设换电站总

11、数超 4000 座。截止 2022 年 4 月 18 日已建成换电站 900 座，累计为用户提供超 800 万次换电服务。 蔚来以其先发优势率先布局私家车换电市场，形成了较为成熟的商业模 式，成为换电生态有力推动者。北汽新能源深耕出租车换电领域，城市运营已落地。北汽新能源作为换 电领域的先行者，从 2011 年着手换电技术预研，并陆续推出 EU 系列快 换版出租车，自 2018 年起进入 B 端市场全面运营推广阶段，成为首个 将换电模式带入大规模商业化运营的新能源车企。2021 年 12 月，北汽 出资 2.6 亿元增资奥动新能源，持股比例达 30%，双方在车辆定位系统、 快换连接系统、底盘换

12、电系统等多项关键技术上取得突破，最新的换电 站 4.0 版本整个换电过程仅需 1 分钟。目前已有超过 3.3 万辆北汽换电 型出租车投入运行，建成配套换电站 277 座。北汽新能源城市运营车换 电模式的落地和良好运转，助推换电模式打开 B 端市场。国内其他主流车企和新能源车企也纷纷加入战局，换电大趋势已来。吉 利 2020 年陆续推出枫叶 80V、枫叶 30X、逸动 EV 等换电车型，2020 年 9 月首座换电站落地重庆后，其换电站已覆盖国内十多个省市，并计 划至 2025 年在全球运营 5000 座智能换电站。上汽推出代表中高端新能 源汽车的 R 品牌，新车采用换电模式，与奥动新能源计划至

13、 2025 年在 上海投建 200-300 座换电站。东风汽车 2020 年与博众精工共同研发的智 能换电站亮相，并与国家电网达成战略合作，推广车电分离模式，组建 合资公司合作建设运营充换电站。此外，广汽、东风、长安等国内主流 车企，小鹏、威马、哪吒等新势力车企都已开始换电相关布局。预计在 龙头企业的带领下，换电模式的渗透率将不断提升，换电模式的推广和 扩张已成为行业趋势。3.充电痛点日益显著，换电迎来成长沃土3.1. 电动化时代到来，“充电焦虑”呼吁换电发展3.1.1. 新能源汽车渗透率提升，充电问题逐渐显露新能源汽车加速发展带来巨大能耗压力。2021 年中国 新能源乘用车产销分别为330.

14、8万辆和329.16万辆，批发渗透率达15.6%， 较 2020 年的 5.8%提升明显，2021 年新能源汽车保有量渗透率达 2.6%。 2030 年，当年新增新 能源交通工具占比将达 40%。在电动化大潮之下，新能源汽车行业已迈 入加速发展的“黄金成长期”，但随之而来的是显著增加的电源能耗压力。充电模式四大制约因素显露。首先充电模式下充电效率低、充电不便， 是影响新能源汽车普及的重要难题。充电分为慢充和快充两种模式，慢 充一般需要 6-10 小时，快充虽能在 1 小时内迅速补充 80%的电量，但大 电流导致电池升温过快，长期快充对电池损耗大，影响其理论寿命。其 次充电模式下车桩比低、供给缺

15、口大的问题仍未得到解决，截止 2022 年 3 月，国内车桩比约 2.52:1，远低于“一车一桩”的目标，部分地区充 电排队等待三四小时成为常态，充电续航焦虑依旧明显。同时，充电时 间集中带来局部电网负荷增大的问题也日益凸显。3.1.2.换电模式优势明显，车电分离成为趋势换电模式从根本上解决补能效率问题，实现电池集中可控、统筹管理。充电的效率制约等劣势决定了其无法成为市场上唯一的补能方案，换电 作为另一种解决途径，其自身性能上具有明显优势。在补能效率和便利 性方面，目前换电站单次换电时间仅需 3-5 分钟，其中奥动 4.0 版本换 电站从扫码支付到换电出站全程用时仅 1 分钟，且驾乘人员无需下

16、车， 极大地缓解了充电等待焦虑，全自动化模式提升了用户体验。在电池维 护方面，换电站采用集中储存管理、慢充养护的电池管理模式，在降低 电池损耗的同时，能对电池进行实时监控和更换，减少安全事故的发生， 电池的标准化也有便于后期对电池包的维护升级，递次利用技术实现电 池的价值重构。换电站波谷充电波峰放电，担当天然稳定的储能载体。充电模式的时空 随机性对电力容量和电网调度提出较高要求，而换电模式可根据电网侧需求，波谷充电波峰放电，削峰填谷，在提高经济性的同时实现电网更 好运行，成为电力系统调峰的重要手段。在碳达峰、碳中和背景下，随 着光伏、风力发电方式的普及，可再生能源发电的引入使得发电端变得 不可

17、控且不稳定。而换电站存储的动力电池，本质上可以实现一部分储 能功能，一定程度上平衡发电系统的峰谷波动，进而提升绿色能源利用率。在碳达峰目标达成上，5000 座换电站实则同时担当城市储能主力军。 其储蓄的电能 100%回输到电网，保持电网运行。换电模式降低初始购车成本，车电分离打造新能源汽车创新发展路径。 在传统充电模式下，电池成本最多能占到电动车总成本一半以上，显著 抬高整车价格，一定程度上制约着电动车的推广。而在换电模式下，用 户在购车时无需购买电池包，只需每月缴纳电池租金，初始购车成本有 望下降 30%-40%，下降的成本可供支付电池包租金 7-9 年。初始购车成 本的下降减轻消费者购买压

18、力，增加新能源汽车对传统燃油车的竞争优 势，同时在车电分离模式下，电动车在二手车市场不受电池衰减致使二 手车残值骤降的困扰，换电模式所支持的裸车售卖、电池租赁等商业模 式有望成为新能源汽车创新发展路径之一。3.2.技术资金双打通，换电推广难点逐步突破3.2.1.换电技术迭代更新，换电标准逐步统一换电站安全性和便利性提高，建造成本有望下降。换电站涉及的关键技 术包括车辆定位、换电平台、快换连接系统、快换电池箱、电池全生命 周期管理技术等。目前换电方式已由早期的分箱换电和侧方换电过渡到 了安全性和自动化更高的底盘换电；在换电效率上，通过快速加解锁电池技术、双轨道出入仓设计等，已将换电时间缩短至最快

19、 1 分钟以内； 整站自动化安全监测技术使得换电站安全性大幅提升。早期换电模式受 制于成本较高而难以推广，而随着换电设备制造技术的逐渐成熟，退役 电池循环利用模式的推进，换电站建设规模效应推动生产效率和运营效 率的提升，预计换电站建设成本仍有大幅下降空间。换电首个通用国家标准发布，共享换电站建设规范发布，推动换电走向标准化。换电站的标准统一问题，一直被认为是制约换电行业发展的最 大因素之一。2021年4月，我国首个换电基础通用国家标准获批准发布； 同年 8 月，中汽协发布电动乘用车共享换电站建设规范（征求意见 稿），规定了标准顶层设计、共享换电站的主框架和技术路线等；2022 年，工信部将包括

20、换电系统、换电通用平台、换电电池包在内的充电站 标准体系建设纳入当年的汽车标准化工作要点。3.2.2.换电产业链整合到位，行业格局逐渐明晰随着政策扶持、资本增加、企业数量的增加，换电产业生态雏形出现。 现在已经形成金融机构、电池企业、整车企业、换电运营商、能源企业 等构成的生态系统，涵盖融资、电池制造、电池管理、电池租赁、换电 站建设、换电站运营、梯次利用等生态节点。上游动力电池供应商积极介入，换电站建设前景广阔。换电行业上游是 电池供应商和换电设备制造商，分别负责动力电池的供应和换电设备的 生产和建设。电池供应方面，宁德时代于 2019 年开始布局研发储能与 换电一体化产品，陆续与北汽新能源

21、、福田汽车、蔚来等车企合作布局 换电领域。换电站设备厂商包括换电站解决方案厂商和换电零部件厂商。 换电站系统综合解决方案包括对顶升解锁机构、自动化快换系统、运转 机构、充电系统等的设计和建造，以山东威达、博众精工、协鑫能科为 主要代表企业。换电零部件包括机械连接部件、机械锁止部件、快换电 连接器、液冷连接器等，生产厂家有四川永贵、上海电巴、安费诺等中游运营端多方竞争，搭建城市换电网络。目前车企、央企和第三方服 务商在国内换电运营市场上呈现多方竞争的格局。其中，以蔚来汽车、 北汽新能源等为代表的车企，以中国石化、国家电网等为代表的央企， 以奥动新能源、杭州伯坦为代表的第三方服务商都纷纷提出了宏大

22、的换 电站布局目标。截止 2022 年 3 月，国内换电站保有量为 1451 座（不含重卡换电站），其中蔚来以 900 座占据一半以上市场份额，奥动新能源紧随其后，以 429 座位 列第二。从城市端看，北京以 269 座换电站领跑全国，预计随着换电运 营商的加速布局，换电站的全国规模化网络将趋于完善。下游车辆端适用场景广泛，市场接受度逐步提升。换电产业链的下游主 要是新能源汽车整车厂和用户。目前换电模式仍处于发展初期，以运营 类乘用车为主力军。公用运营车对运补能时间和成本较敏感，具有高频 高效补能的需求，换电模式对此具有长期吸引力。北汽、上汽、东风、 一汽、广汽、长安等国内主流车企均以出租车作

23、为打通换电领域的突破 口，其中，截至 2022 年 3 月北汽新能源已经在 22 个城市启用了 277 座 换电站，投放了 3.3 万辆换电出租车。其次，新能源重卡由于电池容量 大、充电慢等问题，成为换电模式的新生力量。2021 年 11 月吉利发布 了其全新一代新能源智能豪华重卡远程星瀚 H，并与协鑫能科携手， 计划未来3年实现3000台换电重卡的销售以及60座以上换电站的建设。 而以蔚来为首的私家车换电领域是未来长期发展对象，2020 年蔚来推出 BaaS 车电分离模式，实现可充可换可升级的全新商业模式，2021 年超 半数蔚来用户选择 BaaS 服务模式。随着车企对换电车型的大力推广和

24、换电服务的创新升级，预计换电模式将进一步渗透进私家车领域，支持 换电的车型也将持续丰富，市场认可度有望进一步提升。电池资产管理公司成立，电池交易有望实现。2020 年 8 月，蔚来携手宁德时代、国泰君安、湖北科投等成立武汉蔚能电池资产有限公司，主要 开展动力电池租赁、废旧电池回收服务。2021 年 5 月，上汽集团高层表 示计划于 2022 年初推出电车分离的“电池银行”方案及统一规格的电池 包。在动力电池资产管理运营模式下，车企与电池资产公司签订电池租 赁协议，由电池资产公司负责电池购置成本，并根据电池的出厂数据、 运行数据等综合判断电池的剩余价值和健康状态，对电池进行维护、递 次利用或回收

25、拆解。电池资产管理公司的出现进一步完善换电产业链资 源整合，有助于统一动力电池规格，有望形成新型电池交易商业模式。4.商用车先行，为行业打开空间以重卡为代表的商用车和以出租车为代表的运营乘用车的换电渗透率 将快速提升。考虑到运营特点和技术路线，换电型重卡能够解决新能源 卡车渗透率提升所面临的成本和效率问题，从而有望快速增长。安全性 高、可实现电池梯次利用、符合双班运营的行业规律等特点将使得出租 车等运营乘用车的换电渗透率快速破局。4.1.新能源重卡销量快速提升是换电渗透率提高的基础“双碳”目标的提出使得新能源重卡具有了环保成本优势。“双碳”目 标给企业带来了巨大的碳积分压力，而碳交易实行后，用

26、车企业继续使 用燃油车辆会造成沉重的碳减排成本。以柴油重卡为例，保有量占全国 汽车总量的 7.9%，但其一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物及颗粒物的排 放量，却分别占到汽车排放总量的 10%、18.8%、60%与 84.6%。每台新能源重卡每年可以减排近 120 吨，以 43 元/吨的碳排放配额 均价计算，每台重卡每年可以节省碳减排成本超 5000 元。另外，节能 减排倒逼新能源重卡销量上升也可以从销量地域分布上体现，2022 年 1-3 月，唐山共采购了 1,269 辆新能源重卡，采购量全国占比为 26.64%。 唐山是我国钢铁企业集中的城市，污染严重，在 2021 年被工信部确定 为新能源汽车

27、换电模式的三个重卡试点城市之一，节能减排的需求是其 大量采购新能源重卡的主要原因。新能源重卡使用成本优势带动销量快速增长。燃油成本上升使得换电车 型在使用成本上拥有了较强竞争力。根据吉利测算，在相同满载量、日 均 250 万公里、4 年生命周期、工业用电价格为 0.8 元/kWh、柴油价格 为 8000 元/吨等假设下，纯电动重卡总能源费用约为 33 万，而燃油重卡 的总能源费用约为 92 万元，新能源重卡的成本优势明显。4.2.换电重卡具有成本和效率优势，渗透率有望快速提升换电解决了纯电重卡普及的关键障碍。纯电重卡遭遇购置成本高、运营 效率低等推广障碍之后，换电成为“破局之道”。从成本来看，

28、换电重 卡具有购置成本、运营成本和折旧成本上的优势。从效率来看，换电重 卡也很好地解决了充电时间长、适用场景少的痛点。近期，工信部启动 了重卡换电示范工程，已确定 13 个换电模式试点城市，预测 2022 年换 电重卡销量可达 2-3 万辆。2022 年 1-3 月，新能源重卡销量达 4764 辆， 同比增长 653%，其中换电车型占比 44.71%，较 2021 年上升了近 2pct。换电车型的购置成本显著低于充电车型。以某市场头部 厂商的代表性重卡产品为例，燃油车型价格约为 31.1-42.8 万元，充电型 在取得 10 万元国补后的价格约为 80-90 万元，而换电车型在无补贴的情 况下

29、价格约为 28-40 万元，叠加北京地区的补贴后的价格约为 17.9-19.5 万元，换电车型的购置成本仅为燃油车型的 50%-60%。由于采用“车电 分离”模式，叠加各地政府给予的补贴，换电车型大幅降低了购置成本， 即便考虑到换电站购置成本，换电车型相较于燃油车型仍然具有竞争力。高效率是换电型重卡相较于充电型重卡的重要优势。重卡作为物流行业的支柱性生产工具，用户对其运行效率非常敏感，“多拉快跑”是物流 行业的基本诉求。充电慢极大地降低了纯电动重卡的运行效率，而换电 型重卡已经可以实现在 3-5 分钟内完成换电过程，在专线运输、支线短 倒、港口内倒等运输场景中具有天然的效率优势。现阶段，换电商

30、用车的渗透率提升将以重卡为主力。相对于其他商用车 型，重卡采用换电方式补能的需求，不论是政策还是成本压力，都更加 迫切。从销量来看，2022 年 1 季度换电重卡共售出 2,130 辆，在新能源 重卡总销量占比约为 45%，相较于 2021 年高近 13pct，渗透率快速提升。4.3.换电符合运营类乘用车的业务逻辑，将持续提供增量车型统一、运营时间长等因素叠加，形成业务闭环，运营乘用车天然适用换电模式。考虑到各地出租车多为统一集采，车型统一程度和兼容性 远高于其他乘用车。以广州市为例，目前投入运营的北汽 EU260、北汽 EU300 和广汽 Aion S 等车型采用了统一的电池包和换电方案，均

31、可以在 奥动新能源的 3.0 和 4.0 换电站中进行换电。换电模式的经济效益高于充电模式是其最突出竞争力。出租车等电动运 营车辆的补能需求具有刚需、高频和成本敏感的特征，换电车型运营时 间长带来的更高收入是其快速铺开的最重要支撑。 平均每天每辆出租车换电 2.3-2.5 次，而行驶相同里程的出租车平均每天 需要充电4-5个小时，对于24小时运营的出租车来说是巨大的效率损失。换电出租车的行驶里程与双燃料车型相当，比充 电车型高 25%-50%；单班收入较双燃料车型高 2000 元，较充电车型高 1400-1500 元。5.换电市场空间巨大，设备厂商率先受益5.1.企业规划换电蓝图，2025年建

32、设换电站超3.8万座换电行业发展进入快车道，各企业纷纷发布换电站布局计划。随着换电行业进入加速发展期，各主流车企、国企、第三方运营商相继发布 2025 年换电行业战略布局。从运营商角度方面看，蔚来发布的NIO Power 2025 计划全球建设换电站 4000 座；奥动新能源在最新的 2025 年规划中表示 要建设 10000 座以上 20 秒极速换电站；协鑫能科目标是到 2025 年底至 少完成 5000 座换电站建设；启源芯动力规划到 2025 年建设 4000 座换 电站。对以上运营商进行统计，到 2025 年至少有 2.3 万座换电站落地。 从企业方面看，中石化携手蔚来和奥动，计划“十四五”期间落地 5000 座充换电站；吉利联手协鑫能科和博众精工，表示到 2025 年布局 5000 座快速换电站；国家电投计划到 2025 年新增投资持有换电站 4000 座。 对以上企业进行统计，到 2025 年，全国将至少建成 1.4 万座换电站。综 合目前