新能源汽車換電行業(yè)研究換電模式分析

新能源汽車換電行業(yè)研究-換電模式分析1.雙重因素利好，換電行業(yè)有望迎來(lái)快速增長(zhǎng)1.1.新能源汽車“十四五”銷量陡增，相關(guān)配套設(shè)施需求提速新能源汽車銷售量及保有量有望“十四五”期間飛速增長(zhǎng)。2017年以來(lái)，新能源汽車在國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)漸受重視，銷售量及保有量均穩(wěn)步增長(zhǎng)?！疤歼_(dá)峰、碳中和”口號(hào)提出后，增速進(jìn)一步上升。2021年新能源汽車銷量為352萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)157%，占汽車總銷量的比重由2017年的2.7%增長(zhǎng)至13.4%。新能源汽車保有量于2021年達(dá)到784萬(wàn)，同比增長(zhǎng)59%，占比由17年的0.7%升至2.6%。根據(jù)中汽協(xié)預(yù)測(cè)及《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指引，2025年全國(guó)汽車年銷量有望達(dá)到3000萬(wàn)輛，其中新能源汽車占比將達(dá)到20%，年銷量為600萬(wàn)輛。根據(jù)銷量預(yù)測(cè)與當(dāng)前保有量的核算，2025年新能源汽車保有量將超過(guò)2770萬(wàn)輛，四年的CAGR為37.1%。屆時(shí)新能源汽車保有量占比將由2021年的2.6%提升至2025年的6.7%。隨著新能源汽車高速發(fā)展，相關(guān)配套設(shè)施也將迎來(lái)重大機(jī)遇。1.2.充電樁為目前補(bǔ)能主體，換電迎來(lái)發(fā)展相比于燃油汽車，補(bǔ)能為用戶購(gòu)買新能源汽車的重要考量因素，分為充電與換電兩種，目前充電為市場(chǎng)主流。根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2021年底，我國(guó)共擁有充電站7.5萬(wàn)座，環(huán)比增速總體趨于穩(wěn)定，約為2%。換電站1298座，環(huán)比增速呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，10月份達(dá)到歷史高點(diǎn)22%。歷經(jīng)10年發(fā)展，充電樁已在全國(guó)范圍內(nèi)形成一定規(guī)模。但相比充電，換電可有效解決用戶里程焦慮，提升司機(jī)收益、排除電池安全隱患、降低用戶初次購(gòu)車成本。1.2.1.分箱換電、底盤換電為主流換電類型換電模式是指通過(guò)集中型充電站對(duì)大量電池集中存儲(chǔ)、集中充電、統(tǒng)一配送，并在電池配送站內(nèi)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行電池更換服務(wù)或者集電池的充電、物流調(diào)配以及換電服務(wù)于一體的模式。目前市面上乘用車主要存在模塊分箱換電、整體式底盤換電兩種類型。底盤換電的主要代表為北汽新能源與蔚來(lái)，模塊分箱換電的代表為力帆、杭州伯坦。底盤換電以蔚來(lái)為例，首先由換電工程師將車輛在相應(yīng)位置固定，隨后換電室將車輛從底部升起，機(jī)械手臂將整車底盤的電池拉出放置在操控室后，再?gòu)牟倏厥抑袑⑿码姵夭迦氲狡嚨撞窟M(jìn)行重新安裝。分箱換電以伯坦科技為例，當(dāng)車輛駛上操作臺(tái)后，底盤的電池倉(cāng)下降露出電池后，由工作人員或機(jī)械臂操作專用夾放入電池傳輸系統(tǒng)，再將滿電電池插入電池槽中。分箱換電將電池包做成標(biāo)準(zhǔn)化、可拆卸的動(dòng)力電池箱，根據(jù)車型需求在車輛底部布置不同數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)箱動(dòng)力電池，實(shí)現(xiàn)換電站設(shè)備和車型的兼容。商用車如重卡、礦卡分為整體單側(cè)、整體雙側(cè)、頂?shù)跏綋Q電三種。頂?shù)跏綋Q電采用鋼索吊裝電池包，由于鋼索具有一定柔性，可以兼容特定的停車誤差。因此頂?shù)跏綋Q電技術(shù)簡(jiǎn)單、成本低、可行性較好，為最早商用化的手段。整體單側(cè)換電智能化程度較高，對(duì)司機(jī)專業(yè)性要求低。但由于電池抓取機(jī)構(gòu)為剛性，若車輛停放位置與既定位置產(chǎn)生偏差，容易對(duì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)造成損傷，同時(shí)由于對(duì)控制精度要求高，需要配套激光雷達(dá)及視覺傳感器等設(shè)備，導(dǎo)致成本相比頂?shù)跏綋Q電也更高。整體雙側(cè)換電優(yōu)勢(shì)為電池不占貨箱空間，更適用于電池存儲(chǔ)位置有限的礦卡，并契合特定需要雙側(cè)布置電池的車型。但由于其需要同時(shí)配備兩套機(jī)器人及電池存儲(chǔ)充電倉(cāng)，造價(jià)也相對(duì)較高。1.2.2.平均換電時(shí)長(zhǎng)3-5分鐘，有效緩解用戶里程焦慮，提高司機(jī)收益盡管公共充電樁大多已采用快充模式，但半小時(shí)以上的充電時(shí)間也會(huì)造成用戶排隊(duì)充電現(xiàn)象，實(shí)際充電時(shí)長(zhǎng)或?qū)⒏谩４送?，快充通常采用較大電流，也會(huì)對(duì)電池壽命進(jìn)行一定損耗。慢充雖然降低了電池?fù)p耗，但6-8小時(shí)的充電時(shí)長(zhǎng)更適合于私家車用戶，針對(duì)營(yíng)運(yùn)車及商用車等用于盈利的車型劣勢(shì)較大。營(yíng)運(yùn)車如出租車、網(wǎng)約車看重盈利能力，在僅考慮月收入和補(bǔ)能費(fèi)用后，換電模式下司機(jī)月收入有所提高。假設(shè)出租車司機(jī)每日工作總12小時(shí)（包含補(bǔ)能時(shí)間），平均每小時(shí)行駛40公里，參考北京市出租車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，超出起步價(jià)后每公里收取2元，出租車電池容量為60kwh（參考北汽EU5車型），剩余電量20%時(shí)進(jìn)行補(bǔ)能。經(jīng)測(cè)算，除補(bǔ)能費(fèi)用后，使用快充單日收入為843元，使用換電單日收入可達(dá)876元，換電可使司機(jī)月收入增加約1000元。商用車如服務(wù)于沿海港口、大型物流園、礦區(qū)等地的重卡、礦卡耗電量高，單日補(bǔ)能次數(shù)更多；同時(shí)電池容量大，充電時(shí)間較長(zhǎng)。采用換電后可有效提升運(yùn)營(yíng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)營(yíng)。重卡電池普遍容量為282kwh，續(xù)航里程150-200公里，按單日行駛里程300-500公里計(jì)算，單日需補(bǔ)能2次?？斐溲a(bǔ)能時(shí)間為1-1.5小時(shí)/次，換電相比快充可為司機(jī)節(jié)省出2-3小時(shí)的工作時(shí)長(zhǎng)，提升了盈利能力。1.2.3.電池受換電站運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一監(jiān)控管理，增加安全系數(shù)工信部在《關(guān)于啟動(dòng)新能源汽車換電模式試點(diǎn)工作的通知》（以下簡(jiǎn)稱《試點(diǎn)工作通知》）中提到，換電模式在提升安全水平方面具有一定優(yōu)勢(shì)。動(dòng)力電池事故導(dǎo)致的召回?cái)?shù)量占比仍在提升。根據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局的召回公告統(tǒng)計(jì)，2019年我國(guó)因動(dòng)力電池問題召回車輛占召回總量18.7%，2020年為31.3%，動(dòng)力電池是新能源汽車召回的主要原因且占比仍在上升。動(dòng)力電池造成的事故率未隨技術(shù)進(jìn)步而降低。據(jù)《2020年電動(dòng)汽車起火事故分析》的不完全統(tǒng)計(jì)，僅2020年被媒體報(bào)道的因動(dòng)力電池故障導(dǎo)致的新能源汽車安全事故超過(guò)120起（自燃+冒煙），事故率與2019年基本持平。參考電池安全技術(shù)提升以及老舊車輛退出，事故率沒有下降側(cè)面印證了電池安全問題依然存在。換電模式下電池由運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行統(tǒng)一管理、在適合的溫度下以穩(wěn)定的電流統(tǒng)一充電，可以有效提高電池安全系數(shù)。此外，換電站擁有多種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括視覺、煙感、溫感以及BMS

（電池管理系統(tǒng)）機(jī)制，可以對(duì)所有站內(nèi)電池進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，第一時(shí)間排除有安全隱患的電池。蔚來(lái)的BMS機(jī)制中的BRMS（實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)）主要負(fù)責(zé)安全相關(guān)狀態(tài)的監(jiān)控及預(yù)測(cè)。通過(guò)售后團(tuán)隊(duì)及換電，在異常發(fā)生前即可對(duì)電池包進(jìn)行處理，工程師在第一時(shí)間確認(rèn)異常原因并制定改進(jìn)方案。換電作為提高電池更換頻率的方式，使蔚來(lái)有更多的電池包樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。綜合考慮，相比于充電模式，換電在增強(qiáng)車主安全性方面有著明顯優(yōu)勢(shì)。1.2.4.

“車電分離”模式可降低用戶前期購(gòu)車成本換電產(chǎn)業(yè)下衍生出的“車電分離”模式能有效降低用戶初次購(gòu)車門檻。車電分離即在換電基礎(chǔ)上，客戶購(gòu)買整車后，由電池管理公司回購(gòu)電池產(chǎn)權(quán)，客戶以租賃方式獲得電池使用權(quán)，實(shí)現(xiàn)車電價(jià)值分離，是為客戶降低初始購(gòu)車成本的一種方式。2020年6月，工信部公布的《道路機(jī)動(dòng)車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品（第333批）》中第一次出現(xiàn)換電型車的新產(chǎn)品名稱，并在公告的其他信息部分標(biāo)注有“車電分離”字樣，該模式初步進(jìn)入市場(chǎng)。蔚來(lái)的BaaS（BatteryasaService）電池租用服務(wù)率先通過(guò)成立第三方租賃公司，依托換電站建立起電池可租可換的營(yíng)銷服務(wù)體系。新能源車架（不含電池）所屬權(quán)屬于用戶，動(dòng)力電池所有權(quán)轉(zhuǎn)移至電池資產(chǎn)公司。用戶只需支付電池租賃費(fèi)用，無(wú)需擔(dān)心電池折舊導(dǎo)致的貶值問題，“車電分離”模式逐漸成熟。除蔚來(lái)外，一汽、北汽、東風(fēng)、吉利和小鵬汽車等諸多車企紛紛推出換電車型。根據(jù)我們測(cè)算，乘用車“車電分離”后，初次購(gòu)車成本可降低20%-40%。純電動(dòng)重卡（自卸車、牽引車、載貨車、環(huán)衛(wèi)車、專用車等）電池售價(jià)更高，采用“車電分離”可降低更多前期購(gòu)車成本。自2021年起以換電型新能源物流重卡（牽引車、自卸車、載貨車，不包含自卸式垃圾車）為代表迅速發(fā)展。截止2021年9月，物流重卡銷量占新能源重卡銷量的68.43%，其中換電車型占比達(dá)到45.13%，為新能源物流重卡中銷量最高的車型。整體來(lái)看，截至2021年5月中旬，換電車數(shù)量為15.59萬(wàn)輛，較2019年增長(zhǎng)30%。隨著車企推出換電車型增多，營(yíng)運(yùn)車、商用車對(duì)換電效率需求的提高以及“車電分離”商業(yè)模式的完善，我們預(yù)計(jì)換電型電動(dòng)汽車銷量將會(huì)持續(xù)提高。1.3.政策促進(jìn)換電行業(yè)增速，充電經(jīng)驗(yàn)可供借鑒1.3.1.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、補(bǔ)貼明確，充電行業(yè)高速發(fā)展2012年國(guó)務(wù)院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》（以下簡(jiǎn)稱《發(fā)展規(guī)劃》），鼓勵(lì)成立獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的充換電企業(yè)，充電設(shè)施建設(shè)與新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模相適應(yīng)。伴隨電動(dòng)汽車增速加快，充電樁及充電站進(jìn)入高速發(fā)展階段。2015年國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，對(duì)完善充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范做了統(tǒng)一要求并加大充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)辦法，充電行業(yè)鼓勵(lì)政策落地加速。2016年《電動(dòng)車充電接口及通信協(xié)議5項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》及《電動(dòng)汽車充換電服務(wù)信息交換》分別對(duì)新能源汽車的充電接口及通信協(xié)議做出統(tǒng)一要求，實(shí)現(xiàn)了充電樁的對(duì)接與互通?！?/p>

“十三五”

新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施獎(jiǎng)勵(lì)政策及加強(qiáng)新能源汽車推廣應(yīng)用》在中央財(cái)政層面對(duì)充電樁建設(shè)及運(yùn)營(yíng)商給予財(cái)政補(bǔ)貼，獎(jiǎng)補(bǔ)資金專門用于充電設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)等相關(guān)領(lǐng)域。此后各省市相繼明確了充電設(shè)施建造、運(yùn)營(yíng)層面以及消費(fèi)者的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。北京、上海及成都在2016年起對(duì)充電設(shè)備給予一次性財(cái)政補(bǔ)貼（北京為不高于項(xiàng)目總投資的30%，上海、成都為30%），并按照直流、交流的分類設(shè)置補(bǔ)貼上限?！笆濉逼陂g，除成都2020年的建設(shè)補(bǔ)貼相較2019年下降100-200元/kw外，其余三座城市建造補(bǔ)貼大體不變。此外，充電樁運(yùn)營(yíng)階段也獲得了相應(yīng)補(bǔ)貼。如上海于2016年起實(shí)行公交、環(huán)衛(wèi)等特定行業(yè)充換電設(shè)施按0.1元/kwh標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)貼，補(bǔ)貼上限為2000kwh/年。2020年上海市運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼方面由每年最高200元提高至800元。北京市日常獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)為0.1元/千瓦時(shí)，上限1500千瓦時(shí)/年。成都于2020年起增加充電運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為1000萬(wàn)千瓦時(shí)及以內(nèi)部分補(bǔ)貼0.1元/kwh，1000萬(wàn)千瓦時(shí)至2000萬(wàn)千瓦時(shí)部分補(bǔ)貼0.15元/千瓦時(shí)，2000萬(wàn)千瓦時(shí)以上部分補(bǔ)貼0.2元/千瓦時(shí)。用戶方面，上海市對(duì)消費(fèi)者使用新能源汽車過(guò)程中的充電費(fèi)用給予5000元補(bǔ)助，新能源

出租車按0.4元/kwh補(bǔ)貼駕駛員；合肥市對(duì)新能源乘用車個(gè)人用戶給予2000元的電費(fèi)獎(jiǎng)勵(lì)等。值得注意的是，以上補(bǔ)貼均實(shí)施至“十三五”階段結(jié)束。2022年1月，《關(guān)于進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實(shí)施意見》發(fā)布，補(bǔ)貼側(cè)將繼續(xù)加大財(cái)政金融支持力度，對(duì)公共充電樁的建設(shè)給予財(cái)政支持，并將補(bǔ)貼力度與服務(wù)質(zhì)量掛鉤，促進(jìn)充電樁由建設(shè)期向運(yùn)營(yíng)期平穩(wěn)過(guò)渡。政策不斷落地，充電樁規(guī)模迅速增加。據(jù)充電聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，截至2020年底，我國(guó)公共類充電樁總數(shù)已超過(guò)80萬(wàn)臺(tái)，私人類充電樁達(dá)到87萬(wàn)臺(tái)。由于體量不斷擴(kuò)大，充電樁保有量增速逐步趨于穩(wěn)定，2020年的同比增速分別為56.4%和24.4%。1.3.2.換電政策落地，行業(yè)增速攀升在即基于換電模式可有效解決營(yíng)運(yùn)車、商用車等細(xì)分賽道對(duì)補(bǔ)能效率的需求，2020年及2021年兩年《政府工作報(bào)告》均提及

“增加充電樁、換電站等設(shè)施”，換電站未來(lái)將與充電樁作為配套設(shè)施共同發(fā)展。換電安全標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，試點(diǎn)工作正式展開。2021年10月，工信部發(fā)布《試點(diǎn)工作通知》，根據(jù)政策力度及換電經(jīng)驗(yàn)等因素選取11個(gè)試點(diǎn)城市，包括綜合應(yīng)用類城市8個(gè)（北京、南京、武漢、三亞、重慶、長(zhǎng)春、合肥、濟(jì)南）、重卡特色類城市3個(gè)（宜賓、唐山、包頭），目標(biāo)為推廣換電車輛超10萬(wàn)輛，新建換電站超1000座。試點(diǎn)城市作為換電在全國(guó)范圍推廣的第一階段，將加快換電產(chǎn)業(yè)形成可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)。11月實(shí)行的《電動(dòng)汽車換電安全要求