換電產(chǎn)業(yè)鏈全景深度解析

截至2021年11月，我國新能源汽車換電站數(shù)量已經(jīng)接近1200座，同比增長超過100%。雖然目前換電站的建設(shè)已初見規(guī)模，但是相比于充電模式，換電模式的體量相對還小。隨著新能源車的高速發(fā)展以及國家政策的支持，“十四五”期間換電行業(yè)有望實現(xiàn)跨越式增長。預(yù)計到2025年換電乘用車銷量超280萬輛，換電商用車銷量50萬輛，配套換電站需求約28000座，對應(yīng)765億市場規(guī)模，配套電池需求約55GWh，對應(yīng)388億市場規(guī)模，并對應(yīng)電力收入2168億，產(chǎn)業(yè)鏈合計規(guī)模約3000億。圖片來源：北汽藍谷換電模式概述電動汽車換電模式是指通過集中型充電站對大量電池集中存儲、集中充電、統(tǒng)一配送，并在電池配送站內(nèi)對電動汽車進行電池更換服務(wù)或者集電池的充電、物流調(diào)配、以及換電服務(wù)于一體。換電模式的本質(zhì)是挖掘動力電池全生命周期價值，實現(xiàn)企業(yè)和消費者利益再分配。從新能源汽車技術(shù)發(fā)展來看，當前新能源汽車“充電+換電+車電分離銷售”模式成熟，新能源汽車電池可買可租可換。當前新能源車換電應(yīng)用在私人端、運營車端、商用車端均有良好的應(yīng)用，能夠充分解決運營車和商用車日均行駛里程多，補能效率需求高的問題，彌補充電樁的不足。

（延展閱讀：充電樁產(chǎn)業(yè)鏈全景圖）北汽新能源EU快換版：充換電模式對比與充電模式相比，換電模式關(guān)鍵優(yōu)勢為補能效率高，大幅縮短補能時間，換電模式是通過機械方式，快速將新能源汽車的動力電池更換以實現(xiàn)補能的方式，過程不超過5分鐘。換電模式在降低車企成本，延長電池使用壽命和電網(wǎng)削峰填谷上也有較大優(yōu)勢。運營車可節(jié)省時間成本約80元/天或2.4萬/年，重卡可節(jié)省時間成本約150元/天或4.5萬/年，對有運營成本壓力的出租車、商用車更為友好。換電模式下電池養(yǎng)護更低，換電站用地面積小、提高報廢電池回收率。電池由專業(yè)人士控制管理，延長電池壽命30%-60%；充分利用波谷充電波峰放電，降低電池損耗，并提升盈利能力；從電池回收方面來看，退役電池整包梯次利用技術(shù)：為儲能系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)奠定基礎(chǔ)。但是換電模式的缺點也不可忽視，換電站前期投入成本高，換電站的建設(shè)除了用地、人力、換電設(shè)備購置等方面的成本外，還需要巨額的電池儲備成本和電池充電、用電成本。國網(wǎng)快速換電站設(shè)計同時相比充電模式，換電站后期運營成本高。充電站幾乎可實現(xiàn)無人值守，車主可自行操作充電樁進行充電，其運營成本相對較低。

而換電站中換電設(shè)備的操作及維護保養(yǎng)、動力電池的統(tǒng)一充電、存儲和調(diào)配都需要一定數(shù)量的工作人員，因此，換電站的后期運營成本要高于充電站。蔚來換電站：資料來源：蔚來官網(wǎng)換電模式：集中充電模式和充換電模式集中充電模式指通過集中型充電站對大量電池集中存儲、集中充電、統(tǒng)一配送，并在電池配送站內(nèi)對電動汽車提供電池更換服務(wù)。充換電模式指以換電站為載體，換電站同時具備電池更換和電池充電功能，站內(nèi)包括供電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池更換系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、電池檢測與維護管理部分等。目前而言，市場采用的換電方式多為充換電站模式。主流換電方式目前市場上換電的主流方式是底盤換電、側(cè)方換電和分箱換電等。蔚來汽車的換電車型采用的是底盤換電的方式對電池進行更換；浙江時空電動有限公司的換電車型采用的是側(cè)方換電的方式對電池進行更換；力帆汽車的換電車型采用的是分箱換電的方式對電池進行更換。電動汽車電池交換示意圖：換電產(chǎn)業(yè)鏈

換電產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游換電站，中游整車制造及運營商，下游終端消費組成。換電產(chǎn)業(yè)鏈上游：換電站上游換電站主要由快換系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、動力電池三大部分組成?？鞊Q系統(tǒng)車端換電系統(tǒng)由機械連接部件、機械鎖止部件、換電電池箱體等組成。加解鎖平臺可實現(xiàn)車輛電池包的更換與加解鎖功能，碼垛機用于運輸和交換電池，鎖止鏈接組件可快速自動化實現(xiàn)動力電池與車身的鎖止和分離?？鞊Q電連接器、液冷連接器、水連接器主要起連接作用，主要形式分為平行式與垂直式換電連接，生產(chǎn)廠家有四川永貴、上海電巴、安費諾等?？鞊Q系統(tǒng)主要廠商包括深圳精智、博眾精工、伯朗特、科大智能、易事特和山東威達等。其中，山東威達是世界鉆夾頭行業(yè)的龍頭企業(yè)，擁有電動工具領(lǐng)域全球高端客戶群，從2017年起為蔚來汽車換電設(shè)備主要供應(yīng)商。未來有望將業(yè)務(wù)拓展到其它布局換電站的客戶，其控股子公司昆山斯沃普也參與了蔚來汽車研發(fā)和第二代換電站測試過程。博眾精工2020年10月加入東風汽車“換電聯(lián)盟“，后期擬為全產(chǎn)業(yè)鏈包括后期充換電運營維護在內(nèi)的各個環(huán)節(jié)提供自動化設(shè)備。北汽新能源連接部件：充電系統(tǒng)換電站內(nèi)充電系統(tǒng)主要以集中充電，交流慢充的方式對更換下來的電池進行充能。充電系統(tǒng)中，電池箱體設(shè)計技術(shù)對環(huán)境控制、安全防護、鎖止及快速解鎖技術(shù)等有較高的要求。目前充電模塊供應(yīng)商包括泰坦、通合、華為等，充電功率在10KW-60KW，充電電壓200V-500V。動力電池換電模式意味著“車電”分離，一車一電池將變成一車多電池，電池有望迎來增量需求。增加電池用量，便于對電池進行梯次利用和回收利用。低成本長循環(huán)的磷酸鐵鋰市場更好與主機廠合作緊密，技術(shù)和規(guī)模均占優(yōu)的龍頭公司具有超強優(yōu)勢，寧德時代、欣旺達、華鼎電池已進入換電領(lǐng)域，提前布局市場。但是長期以來，國內(nèi)電動汽車車企各自單獨布局換電站，仍處于自行探索階段，由于對技術(shù)路線的理解不同，更換電池包的通用性等方面也存在差異，掌握的電池技術(shù)不同，動力電池標準尚未統(tǒng)一，換電模式下電池的標準化是目前值得探索和改進的方向。換電產(chǎn)業(yè)鏈中游：換電站建設(shè)運營換電站的建設(shè)運營資金需求量較大，對電池的投資、車位選址、布線改造和運營管理都有很強的要求。根據(jù)中國充電聯(lián)盟，目前我國換電站運營主要是三家企業(yè)：奧動新能源、蔚來、杭州伯坦科技。截至2021年10月，奧動換電站保有量占比56.08%，蔚來占比34.07%，杭州伯坦占比9.85%。目前換電領(lǐng)域占比最大的奧動計劃5年內(nèi)完成10,000座換電站投建。而國家電網(wǎng)、蔚來、國家電投、中石化、協(xié)鑫能科等均在“十四五”期間有4,000座以上的充換電站規(guī)劃。資料來源：國家電網(wǎng)根據(jù)蔚來汽車的NIOPower2025換電站布局計劃:2021年換電站建成目標總數(shù)由500座提升為700座以上，并將在2022年春節(jié)前建成“五縱三橫四大都市圈”的高速換電網(wǎng)絡(luò)。從2022年至2025年，蔚來汽車將在中國市場每年新增600座換電站，將90%的蔚來用戶住所變成電區(qū)房；至2025年底，蔚來換電站全球總數(shù)將超4,000座，其中中國以外市場的換電站約1000座。蔚來2.0換電站系統(tǒng)構(gòu)成：資料來源：蔚來官網(wǎng)新能源汽車整車廠商包括東風、蔚來、奧動、北汽、長安、上汽、吉利等從2021年開始加大換電賽道推廣力度。北汽已推出一系列成熟的換電車型，上汽、廣汽、一汽、吉利等主機廠積極研發(fā)換電車型，部分已實現(xiàn)量產(chǎn)。2021年上汽榮威Ei5和吉利嘉際換電車均開始量產(chǎn)；一汽奔騰NAT換電車、一汽紅旗E111換電車開始量產(chǎn)；東風計劃建設(shè)6個標準站，50個快捷站，投放2000臺換電車；蔚來實現(xiàn)建設(shè)1天1座換電站；吉利注冊子公司易易換電，簽約1000家換電站。資料來源：蔚來汽車

換電站產(chǎn)業(yè)鏈的下游主要是新能源汽車的使用者。目前我國換電模式仍處于行業(yè)發(fā)展初期，我國大多數(shù)換電站中游運營商主要發(fā)展2B業(yè)務(wù)，如公交車、出租車、網(wǎng)約車、重卡等。部分換電運營商也逐漸將業(yè)務(wù)拓展到C端用戶。2021年11月1日，GB/T40032-2021《電動汽車換電安全要求》國家標準正式實施，該標準為國家市場監(jiān)管總局（國家標準委）于4月份批準發(fā)布，這是在我國汽車制造業(yè)在換電行業(yè)制訂的第一個基本通用性國家行業(yè)標準。該標準有助于提升使用換電技術(shù)的電動車在機械強度、電氣安全、環(huán)境適應(yīng)性等方面的安全水平，保障換電電動汽車的安全性，填補了汽車行業(yè)的標準空白，解決了換電模式無標準可依的緊迫問題，有助于引導(dǎo)汽車企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)，提升換電電動汽車的安全性