新能源汽车换电专题分析：换电渗透率提升进入快速发展期

新能源汽车换电专题分析：换电渗透率提升，进入快速发展期换电提高新能车补电效率，有效解决新能源汽车发展痛点换电有望克服新能源汽车充电难、充电慢的劣势，成为未来补能主流方式。新能源车凭借着绿色环保、噪音小、舒适和出行成本低等诸多因素逐渐进入了产业化阶段。2021年中国新能源车销售352万辆，渗透率为14.8%，预计2025年渗透率超过30%。然而，除了新能源车自身续航里程短、充电难、充电慢的劣势外，当前充电桩和新能源车数量的比例约为1：3，短期来看充电难以满足新能源汽车的补能要求。为解决新能源车车主长途出行及临时补给电力等问题，各品牌已加强建设充电及快充网络。在此背景下，换电引起了广泛关注。换电是指集中型充电站对电池进行集中储存、充电，并配送至换电站，通过更换新能源汽车的电池以达到补充车辆电力的目的。从换电位置看，换电可分为固定换电（换电站）和移动换电（换电服务车），按换电技术可分为底盘换电、侧方换电、分箱换电，目前底盘换电为市场主流换电模式。换电能够快速解决普通充电桩不足的问题，提高补能效率。利好政策纷纷出台、大量资本入局叠加商业模式逐渐成型，我们认为换电或成新能源汽车未来补能的主要方式。换电提高补能效率、降低车主成本、缓解电网压力换电建设、换电运营、终端消费共同构成换电产业链换电产业链由上游换电建设，中游换电运营，下游终端消费组成。换电行业产业链上游由电池供应商、换电站基础组件供应商、配套充电系统供应商组成，分别负责提供对应应用范围的动力电池和换电站设备、软件系统等，经过多次技术迭代，大部分厂商已经可以提供成套换电站设备。中游主要为整车制造商、运营商和电池银行，整车制造商和运营商负责换电站的搭建和运营，面向市场提供换电服务，电池银行对电池进行集中管理与租赁，构建了电池银行生态圈，很好地实现了消费者、新能源车企、电池银行的三赢。下游主要由换电服务用户和动力电池回收方组成，目前商用车、出租车等B端用户对换电模式需求更加强烈。换电经历十余年沉淀，即将步入快速发展阶段换电伴随着新能源车而发展，经历了萌芽、沉淀和快速发展三个阶段。1）萌芽阶段（2006-2012），国内及海外公司积极尝试换电：对新能源汽车换电的研究始于20世纪初期，海外公司Betterplace、特斯拉等公司率先推出换电技术，在此早期探索期阶段，换电运营商面临着巨大的成本压力。国内最早开展换电技术的研发并推广是国家电网，国家电网率先建立换电示范工程，试行换电商业模式，并于2011年提出“换电为主、插电为辅、集中插电、统一配送”的发展战略，与众泰汽车合作换电车型。2）沉淀阶段（2013-2019），政策利好充电，核心换电企业进入发展瓶颈期：国内政策鼓励充电基础设施建设，对换电的支持力度较低。同时，在2013年，BetterPlace宣布破产，配套换电模式的FluenceZE电动车销量不及预期，收入难以支撑庞大的换电网络运营及电池管理成本。特斯拉也在2015年宣布放弃换电模式，由于特斯拉换电服务定价60-80美金，而当时的超级充电器无需付费，车主换电需要预约，且更换电池后需返程时再换回原电池，因此，特斯拉自2015年战略性放弃换电路线。3）快速发展阶段（2020年后），行业巨头争相入局，商业模式不断创新：新能源汽车行业景气度持续提升，利好政策纷纷出台，产业链多因素驱动换电模式高速发展。蔚来于2020年正式发布电池租用服务BaaS模式，提供了车电分离、电池租用、可充可换可升级的全面服务，开启了资本赋能新能源的商业模式，2022年宁德时代进军“车电分离”的换电市场，成立了自己的换电运营品牌EVOGO，标志着行业巨头在新能源车加速发展期占据新的市场。换电生态圈形成，换电模式开启高速发展期政策指引、资金支持、技术进步、产业链协同等多重因素催化换电行业高速发展。需要行业领导者开启商业模式创新，同时需要资本和政策的双重支持，产业链不断创新的正向促进。利好政策密集出台，鼓励换电作为新能源基建补充换电逐渐纳入补贴考虑。2020年4月，工信部发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，对2020年至2022年新能源补贴细则予以明确。其中规定了对30万元以上的车型取消补贴，为鼓励“换电”新型商业模式发展，加快新能源汽车推广，“换电模式”

车辆不受此规定。2020年，换电站作为新型基建的重要组成部分首次被写入《政府工作报告》中，在2021年的《政府工作报告》中再次出现了“增加停车场、充电桩、换电站等设施”的提法。2021年10月，工信部发布《关于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知》，拟在11个城市启动新能源汽车换电模式应用试点工作，目标推广10万辆换电车，建设1000座换电站。2022年1月，十部委发布《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》，拟围绕矿场、港口、城市转运等场景，因地制宜布局换电站，加快车电分离模式探索和推广，随着行业规范不断完善和利好政策不断推进，新能源汽车换电模式飞速发展。资本大量涌入，换电相关企业激增，换电站建设如火如荼龙头企业纷纷入局，三足鼎立局面形成。在利好政策的推动下，换电赛道得到各方支持，大量资本涌入，各大车厂先后进入换电领域，逐步形成以整车企业、电池厂商以及第三方服务商三足鼎立的市场格局。整车企业代表如蔚来、吉利、北汽，电池厂商代表如宁德时代，第三方服务商代表如协鑫能科、奥动新能源。根据中国充电联盟数据，截至2022年7月，全国换电站保有量为1625座，其中北京、广东、浙江、江苏、上海的换电站保有量领先，分别为275座、220座、159座、151座和107座。换电车型增多，换电站布局加快，产业链上下游进一步深入合作。整车厂商如北汽、上汽、广汽加紧研发换电车型，同时积极布局换电站。蔚来、奥动新能源发布2025年战略规划，目标在2022年分别完成1300座、1000座换电站建设，在2025年拓展至4000座、10000座换电站。中石化、中国石油也分别与蔚来签订战略合作协议。力帆于2015年披露了新能源战略计划i.Blue1.0，宣布将构建以车联网和物联网为纽带的力帆能源站换电模式，消除用户“里程忧虑”和“电池恐惧”，北汽新能源也在2017年推出“擎天柱计划”，旨在将新能源汽车、动力电池、换电站、光伏发电进行深度融合。资本入局促进产业链整合，多方受益实现共赢。早期新能源企业积极探索换电，但新能源汽车普及度低，换电产业链协同能力差、各方均无法受益；宁德时代联合蔚来汽车、国泰君安国际等成立电池管理公司，入局换电市场，其全资子公司时代电服也推出换电解决方案；华为、软银等资本也纷纷投资换电模式。换电各环节积极探索商业模式，包括运营车、商用车以及私家车在内的应用场景趋于多样化。对于消费者而言，“车电分离”模式节省了前期购置成本，换电模式的便捷性大大压缩了时间成本；2020年蔚来发布BaaS（电池及服务）模式，与宁德时代、国泰君安国际和湖北科技投资集团成立蔚能电池资产公司，主要提供车电分离、电池租用、可充可换可升级等服务，电池银行有效转移了车企和运营商的电池成本并与上游电池厂合作统一采购、集中回收达成良性循环。动力电池在电池银行的流转下，最小化了电池与各参与者之间的矛盾。换电商业模式走向成熟，具备良好经济性换电商业模式清晰，产业正向循环可期从供给端和需求端两个角度考虑，供给端包括换电车及零部件供给方、换电站的建设方及运营方、资金的供给方，需求端主要是乘用车、商用车等车主。换电站：赚取电费差+服务费，收费模式灵活运营方利润来自服务费及电费差，即度电售价和成本之差，服务频率和单价共同决定运营端的利润水平。目前换电站有两种收费模式，面向C端车主的换电站大都采用包月套餐的模式，将电池租赁费及有限次数的换电费用包含在套餐价格中，比起通过换电盈利，C端换电站更像是车企为消费者提供的购车衍生服务，同时也是车企差异化营销手段。由于换电套餐一般在购车阶段签订，换电站的盈利能力主要受换电车型销量的影响。所以相比于立足换电站的精细化经营，积极宣传换电车型的优势、提升用户对换电的接受度，促使更多的消费者选择换电车型是提升C端换电站盈利能力的主要方式。B端换电站根据与所在城市运营车辆公司签订协议的不同，分为包月套餐收费和按换电度数

（行驶里程）收费两种方式，运营车辆普遍有较高换电需求，在同一个城市中换电型运营车辆的基数将很大程度上决定该城市B端换电站的盈利能力，目前在换电车型使用率高的城市中，部分换电站可以达到盈利状态。电池银行：赋能换电全生命周期，商业模式多样电池银行是电池的所有者及管理者，业务为电池租赁和电池管理，主要商业模式为：1）通过电池资产租赁获得固定收益，2）通过电池运营管理获得运营收益，3）通过梯次利用及电池回收获得电池剩余价值，4）通过电池储能获得储能收益。用户：节省购车成本及全生命周期用车及保养成本换电模式主要应用在B端，换电模式的成本节省主要体现在三方面：

1）购车成本：参考同级别燃油车主销车型价格；EU快换版按照12.9万元定价计算，客户仅需支付7.98万元购买车身；

2）用车成本：同级别燃油车百公里油耗10L，7.13元/L，按3年行驶6万公里计算3）保养成本：参考官网保养价格，同级别燃油车保险费约5128元；EU快换版按照1万公里保养一次，单次费用约220元。从C端看，消费者购车同样具备经济性。蔚来是C端换电车市场的先行者，以蔚来ES6为例，售价超过35万，换电车型虽然有一定的服务费，但由于电池不归用户所有，考虑折旧后用户使用换电车型的费用并不会比燃油或者充电款高。换电模式经济性凸显，利用率提高将带动经济性进一步增强以运营车为例测算换电模式经济性，换电站经济性测算主要考虑收入、成本和折旧三个因素。车电分离模式按度电费用收费，参考北极星售电网，一般充电桩的售电价格在1.6-1.8元/KWh，测算取平均度电售价1.7元；成本主要是度电电费和换电站电费，假设电费为0.6元/kWh，换电站设备电费占比10%；电池按照全生命周期循环2500次，按照10年直线折旧。假设换电站单日营业20小时，单日频率高于33次可实现盈利，换电投资回报期较长，在中性假设下日换电频率为120次，投资回报期为3.7年，ROI为43%。换电模式适用性广泛，三千亿市场爆发在即乘用车：B端市场广阔，C端具备潜力我国B端乘用车主要为出租车和网约车，根据交通运输部数据，近几年我国巡游出租车保有量在140万辆左右波动，2020年全国巡游出租车规模达139.4万，预计未来将维持在140万辆左右，网约车截止21年共发放网约车驾驶证394.8万本，预计未来网约车保有量稳定在400万辆，出租车电气化替代加快，部分城市已经实现了出租车全面电动化，预计

新能源车

2025年渗透率可达到51%，我们认为随着换电的普及，2025年换电乘用车将达到新能源乘用车的48%。参考北极星售电网，一般充电桩的售电价格在1.6-1.8元/KWh，测算取平均度电售价1.7元，参考汽车之家测算，运营车辆日行驶里程约为500公里，则年行驶里程按照18万km计算，预计2025年B端换电乘用车市场规模808亿，21-25年CAGR为140%。C端换电主要是“车电分离”模式和增值服务的结合，通过自建换电网络优化用户体验，并在换电同时提供电池升级选择，增强自家整车销售的用户粘性，建设企业生态，同样具备发展潜力，我们预计换电车渗透率将持续提升，假设每年提高2pct，则2025年换电私家车渗透率将达到13%；根据汽车之家测算，私家车日均行驶约65km，则年行驶里程为2.4万km，同样按照1.7元/KWh的度电价格计算，预计到2025年私家车换电站建设规模可达80亿元，21-25年CAGR为72%。商用车：换电适用于高频出行场景，渗透空间大换电适用于商用车这类高频出行的场景。换电可有效节约补能时间，适用于城市客运；根据第一商用车网数据，2021年新能源重卡共销售10513辆，年销量冲破万辆大关，换电重卡可广泛应用于矿山、港口等场景，在固定线路以及200-300公里的短途运输方面具有优势。商用车换电运营模式采用“车电分离”模式，可降低购车成本约1/2，电池可租赁，电池费用根据电池带电量不同进行结算。我们预计客车增量市场中，新能源渗透率将持续提高，参考汽车之家数据，商用车日行驶里程为1000km，专用车日均行驶里程为550km，我们按照商用车、专用车年行驶里程分别35万km、20万km测算，假设单公里能耗为0.55KWh，单公里能耗为1.38KWh，则25年商用车市场空间将达到1564亿元，21-25年CAGR为108%。换电市场空间大，预计至2025年产业链规模超过3000亿结合前一节对各类型车销量的测算，我们进一步测算换电车及配套产业链的市场空间，主要分为换电站、电池和用电规模三部分。1）换电站：换电站的数量按照不同车型的车站比计算（换电车型和换电站之比），乘用车参考蔚来和奥动的数据，私家车和运营车的车站比分别为为300:1、100:1，商用车参考汽车之家数据取50:1，乘用车单站投资参考蔚来250万元，商用车参考国家电网换电站500万；

2）电池：乘用车和商用车参考蔚来换电站，单站分别配备13、15块电池，乘用车电池带电量参考蔚来带电量60KWh，商用车参考汽车总站网的统计，客车、专用车电池包带电量分别200KWh和300KWh；

3）用电规模：在上一节年行驶里程的假设基础上，可以计算出私家车、运营车、客车、专用车的单位能耗分别为0.15、0.2、0.55、1.38KWh/km；

预计到2025年换电乘用车销量263万辆，换电商用车销量38万辆，配套换电站需求约2.5万座，对应736亿市场规模，配套电池需求约45GWh，对应314亿市场规模，产业链合计规模约3502亿，对应21-25年CAGR约111%。换电行业标准加速完善，技术创新持续涌现换电标准：行业标准加速完善，换电系统、BMS系统产品有望统一换电标准化体系初步形成，行业相关标准政策及规范加速完善。中国电力企业联合会于2020年发布了《中国电动汽车充电设施技术发展白皮书》，建立了换电标准体系，白皮书涵盖术语标准、基础标准、产品标准以及运行与服务标准，换电行业标准化体系初步形成。2021年8月14日，中国汽车工业协会为促进行业发展，发布了《电动乘用车共享换电站建设规范》（征求意见稿），明确了共享换电站的关键技术、换电步骤、共享换电发展的关键阶段，规范还包含对以下12个方面的要求：1）换电平台和装置技术；2）换电电池包通信协议；

3）车辆识别系统；4）电池包技术；5）车辆换电机构技术；6）电连接器技术；7）液冷连接器技术；8）充电设备、搬运设备、电池仓储系统；9）数据安全管理、风险预警分析技术；10）安全防护及应急；11）换电站规划布局；12）换电站标识、安全运营、设备运输和安装。动力电池标准不统一将限制换电发展。不同电池厂商的动力电池能量密度、电池结构、尺寸大小不同，且动力电池为定制化产品，需根据下游车企的需求进行设计，特别是乘用车，乘用车车型种类繁多，电池规格及型号更是五花八门，动力电池标准的不统一增加了换电的难度和风险。2021年11月1日，我国首个换电领域基础通用的国家标准《电动汽车换电安全要求》正式实施，保障换电汽车的安全性，随着技术发展与政策推动，我们预计关于换电电池的国家标准及制度也会在不久的将来面世。换电站要实现大规模的应用，需要尽可能地与多种车辆的结构相匹配，包括电源接口、BMS系统、电池pack以及底盘设计等。BMS系统作为新能源汽车的核心，负责控制电池充放电及评估电池状态。BMS行业竞争格局较为集中，2016年BMS行业CR10为59%，2021年CR10增长至74%，行业正逐步向动力电池龙头和主机厂龙头整合，共同搭建BMS系统为未来趋势，各企业产品有望统一。技术：技术创新持续涌现，宁德“巧克力换电”引领行业换电技术持续创新，宁德时代推出的“巧克力换电块”带领换电行业迈进新时代。2022年1月宁德时代发布换电服务品牌EVOGO，推出“巧克力换电块”，打造组合换电整体解决方案，正式进入换电领域。“巧克力换电块”具有两大特点：1）一块“巧克力换电块”可支持200公里续航，消费者可以“按需租电”，自由选择携带的电池块数量；2）“巧克力换电块”使用无线BMS技术，可适配全球80％已经上市以及未来3年要上市的纯电平台开发的车型，打通了电池与车型的适配壁垒，实现了换电车型的选择自由。“巧克力换电块”

的出现，将带领换电行业进入飞速发展的新时代。换电产业链：各方均积极入局，电池厂声势浩大主机厂：蔚来、北汽新能源等蔚来：私家车换电领域龙头企业，“车电分离”生态践行者。2020年8月，公司首次推出

“车电分离”，有力推动了换电模式的快速发展。同年8月，蔚来携手宁德时代、国泰君安国际和湖北科技投资集团成立蔚能电池资产公司，多方参与者受益，构建了电池银行生态圈。未来几年，公司将继续加快换电站布局，计划2025年换电站建至4000座，其中中国以外市场的换电站约1000座。北汽新能源：较早从事换电模式推广的整车企业。从2015年起，北汽新能源换电模式就首先在出租车市场正式推广运营。2018年，北汽新能源推出面向私人市场的换电模式。在换电车型布局方面，北汽新能源针对换电领域推出了定制化车型——EU快换版。北汽新能源单个换电站占地面积约为100㎡，每站每天的换电次数可以达到216次，可服务出租车（日运行＞400公里/天）100辆以上或私家车1000辆左右。目前公司在换电领域拥有400多项授权专利，其中发明专利近100项。2020年，国家电网携手北汽新能源共同推进换电模式的发展。设备商：山东威达、瀚川智能、科大智能等山东威达：与蔚来共同成立换电站设备企业。在新能源汽车换电站业务方面，2017年起公司为蔚来汽车提供换电设备，通过子公司德迈科与蔚来成立联营公司昆山斯沃普，负责蔚来汽车的充换电站建设。2022年上半年，公司新能源汽车换电站业务实现营业收入37,418.95万元，同比增长123.18%。瀚川智能：宁德时代换电站供应商，开启第二成长曲线。瀚川智能是聚焦汽车电动化与智能化的整体解决方案提供商，主要产品为汽车智能制造装备（如：传感器、线束、连接器、三电系统、热管理系统、控制器等下游领域）、电池智能制造装备（包括电芯高速装配设备、化成分容设备）和充换电智能制造装备（含乘用车充换电站、商用车充换电站、核心零部件及终端运营系统四大类别产品）。在换电设备业务板块，公司目前的客户包括：宁德时代、协鑫能科、阳光铭岛、蓝谷智慧、特来电、顺加能等。公司将以赣州工厂二期项目作为换电项目的零部件生产、组装及整站装配中心，在未来3-5年大力拓展产能，并选址规划其他地区作为公司换电项目整站落地装配及售后服务网点。此前宁德时代在厦门启动的首批EVOGO换电站由瀚川智能研发、生产以及交付。科大智能：换电技术领先，给蔚来提供换电设备。科大智能已经与国家电网、公交公司、充电桩运营商、主机厂等形成了合作