BoseraAssetManagementCo.,Ltd.【华西机械俞能飞团队】换电设备行业报告新能源汽车渗透率加速提升，换电赛道迎风口请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明仅供机构投资者使用证券研究报告俞能飞（SAC NO S1120519120002）2022年1月4日 主要观点换电站意义重大，是“新基建”重要内容。换电模式是一种通过集中式充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，并在站内对新能源汽车进行电池更换或者集电池充电、物流调配、以及换电功能于一体的一种新能源汽车快速补电方式。1）换电模式有换电效率高、减少对电网冲击、延长电池寿命等优点，具备大规模推广的先天条件。2）政策支持：2020年后国家和地方均出台较多政策，鼓励在适应场景发展换电作为新能源基建补充，并不断出台标准规范行业。3）产业资本进入：蔚来、奥动新能源等是主要玩家，参与者较少。2020年后主机厂投入增大，换电车型增多，换电站布局加快；同时，电池厂与主机厂合作，开始成立电池资产管理公司，换电产业链上下游进一步深入合作，并有望打开梯次利用、电池回收等行业空间。换电运营商加快换电站建设力度，2025年换电设备需求超百亿。至2025年底，蔚来换电站全球总数将超4000座，其中中国以外市场的换电站约1000座；奥动新能源计划5年内完成10000座换电站投建；国家电投到2025年计划新增总投资规模1150亿元，新增投资持有换电站4000座，新增投资持有电池22.8万套。我们测算换电设备市场规模在2025年达到120亿元，目前换电行业正处于发展初期，未来增速可能会超出我们预期。技术迭代升级：换电早期以箱式换电为主，将电池分为6-8个模组箱分开换电，效率低、操作难、自动化程度低，随着技术迭代，形成全自动化整块电池包换电的成熟技术方案，推动换电产业化。受益标的：瀚川智能、山东威达、博众精工、科大智能等。风险提示：新能源汽车渗透率提升不及预期，换电技术进步不及预期，竞争加剧等。2 oPmRpRvNtMnRpOnRnQrMwP7NaOaQtRoOtRmOeRqQnMlOpPrP8OqRrMxNmRyRMYmRoQ换电产业链3换电站运营商电池资产管理公司换电站建设换电站运营用户电网换电系统充电系统车企、电池企业、电网、运营商、金融机构等成本：网络建设、运营投入、电网电费等收入：用户电费或服务费动力电池集中回收梯次利用储能两三轮车削峰填谷拆解回收上游：制造中游：运营下游：用户 目录1换电行业介绍2换电产业链研究3受益标的什么是换电？换电行业国内外换电模式发展历程换电行业发展背景4上游：换电设备和规模测算中游：换电运营商和“电池银行”下游：换电场景丰富案例分析：以蔚来、协鑫能科、宁德时代为例换电技术与模式分析瀚川智能：静待换电站业务贡献收入山东威达：换电业务与蔚来协同发展博众精工：智能充换电站设备先行者科大智能：前瞻布局换电站业务，技术具有先发优势4风险提示 1.1 什么是换电？定义：新能源汽车换电模式是一种通过集中式充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，并在站内对新能源汽车进行电池更换或者集电池充电、物流调配、以及换电功能于一体的一种新能源汽车快速补电方式。换电模式作为一种新能源汽车补电方式，通过更换电池，可以快速为新能源汽车补电：换电时间与燃油车加油时间相当，大幅缩短补电时间，增加消费者使用便利性，缓解消费者里程忧虑。5图：换电站示意图 整理有效解决里程焦虑5分钟快速换电，高效率补能电站电力友好用电负荷均衡，更适合V2G的应用实践延长电池寿命保障安全电池补能安全，循环利用全周期寿命长坪效高场地不受限制，现有公共设施都可快速部署符合使用习惯换电模式，更符合传统燃油补给方式图：换电模式优点资料来源：华西证券研究所整理 1.2 换电行业国内外换电模式发展历程2007年，以色列BetterPlace是世界上第一家从事新能源汽车换电模式运营的公司：该公司开发了一套完整的纯电动汽车底盘换电技术，为客户提供纯电动汽车换电服务。由于硬件成本和电池维护成本投资较大，且受制于当时汽车生产企业对发展新能源汽车还存在较大顾虑，新能源汽车数量极少，同时换电模式在用户端的便利性、使用成本和传统燃油车相比没有大的优势，BetterPlace无法实现盈利，最终破产。2013年，特斯拉的快速换电技术，换电时间缩短到90秒：从技术上看，特斯拉的快速换电技术仍是基于BetterPlace的底盘换电技术路线，但进一步提高了换电速度。由于特斯拉意识到底盘换电的异形电池无法跨车系车型共享、换电站兼容性低、运营效率低，以及难以整合车企资源形成通用标准的致命缺陷，很快将发展重点转向了其超级充电桩技术Supercharger3，战略性地放弃了换电路线和模式。我国换电模式发展历程：我国早期主要是在北京奥运会、上海世博会和广州亚运会期间，开展了新能源公交车换电模式示范运行项目，开发和验证了新能源公交车换电技术。国家电网公司首先在新能源乘用车领域进行换电技术研究，提出了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的商业运营模式，完成相关技术储备和出租车换电试点，首次提出并验证了“车电分离，里程计费”的商业模式。6时间2006-20092009-2012年2012-2018年2019-至今发展特征换电技术储备；浙江出租车试点国网牵头，示范基地为主，发展换电模式充电模式成为发展主流，换电模式发展缓慢支持政策出台，市场再次关注“换电模式”产业特征探索阶段换电为主，充电为辅充电为主，换电为辅充换电并行发展表：国内新能源汽车换电模式发展历程 1.2 换电行业国内外换电模式发展历程换电目前存在的不足：换电站建站成本剧增，设备可靠性和电池一致性不易保证，技术标准不统一，以及不易整合协调各方利益等障碍。成本高：1）单个充电站设备成本200万元左右，同时建设多个换电站将投入大量成本。同时运营成本、电池成本也较高，包括土地租赁和人员等费用。电池标准不统一：1）GB/T34013-2017《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》为例，规定的电池型号就多达145种，电池模组结构又因车型设计而不同。2）侧面换电、分箱换电、底盘换电等类型造成电池规格型号及参数各异。因此车企之间很难实现电池产品及换电设备的共用。其他问题：在电动车市场保有量较小的现阶段，利益归属、投资大、回报周期长、模式调试、电池标准等，都是制约换电推广的关键因素。7图：电池标准不统一，导致标准化推广困难重重 1.3 换电行业发展背景—新能源汽车渗透率不断提高我国新能源汽车渗透率加速提升：1）2021年1-9月新能源汽车销量同比大幅提升，均在100%以上，1-9月份累计销量达29.76万辆；2）2020年我国新能源汽车渗透率由2013年的0.08%提升至5.4%，而2021年1-11月，我国新能源汽车渗透率则达到12.73%。80.08%0.32%1.35%1.81%2.69%4.47%4.68%5.40%12.73%0%5%10%15%0100000002000000030000000400000002013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年1-11月新能源车销量（辆，左）汽车销量（辆，左）新能源汽车渗透率（右）295%586%256%188%166%146%175%194%159%139%125%0%200%400%600%800%0200,000400,000600,0001234567891011122020（左）2021（左）YoY（右）图：2021年新能源汽车销量猛增图：2021年1-11月新能源汽车渗透率大幅提高 测算 1.3 换电行业发展背景—新能源汽车渗透率不断提高充电桩：充电桩分为交流充电桩和直流充电桩，前者由于功率较低，充电时间较长，后者功率高，充电快，但对电池损耗较大。充电桩保有量：新能源汽车配套设施不断完善，充电桩保有量不断增多，2021年上半年累计保有量达到194.74万台。车桩比有下降趋势：2016年车桩比高达7:1，2021年上半年达到3:1。从目前来看，充电桩新建速度略慢于新能源汽车销量。因此，换电站作为新能源汽车重要的补能方式之一，愈加受到重视。902468050100150200250201620172018201920202021H1充电桩保有量（万台，左）车桩比（左）电网交流充电桩直流充电桩充电功率：7/14/22kW充电时长：4-8小时充电功率：40-120kW，最高450kW充电时长：1-2小时缺点：对电池损耗大图：充电模式 整理图：车桩比近几年下降趋缓 整理 1.3 换电行业发展背景—政策推动电池标准化政策推动：2020年5月，“换电”首次被写入政府工作报告，指出要增加换电站设施。同年7月，工信部表示继续大力推进充换电基础设施建设，鼓励企业研发换电模式车型。对于发展换电站的态度也由之前的“模糊定位”转为“明确支持”，换电站被列为“新基建”的重要组成部分。2021年11月1日，GB/T40032-2021《电动汽车换电安全要求》国家标准正式实施，该标准为国家市场监管总局（国家标准委）于4月份批准发布，成为我国汽车制造业在换电行业制订的第一个基本通用性国家行业标准，有望解决电池标准不统一情况，推动换电行业发展。10政策名称主要内容20202020年政府工作报告将“建设充电桩”扩展为“增加充电桩、换电站等设施”，换电站被列为“新基建”重要组成部分。2020.1《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》鼓励开展换电模式应用，加强智能有序充电、大功率充电、无线充电等新型充电技术研发，提高充电便利性和产品可靠性。2021年两会2021年政府工作报告提出要增加换电站等设施，加快建设动力电池回收利用体系。2021.4行业首份换电模式的标准：《电动汽车换电安全要求》（GB/T 40032-2021）该标准将于2021年11月1日起开始实施，作为行业首份换电模式的标准，《电动汽车换电安全要求》的出台，规定了后来者的入门门槛，同时也保证了用户在使用过程中的安全性，以及换电站的耐久性、可靠性。2021.5《关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实施意见（征求意见稿）》加快换电模式推广应用。围绕矿场、港口、城市运转等短途、高频、重载场景。支持建设布局专用换电站，探索车电分离模式，促进重卡领域和港口内部集卡的电动化转型。探索出租、望月和物流运输等领域的共享换电模式，优化提升共享换电服务体验。2021.10工信部通知明确要求，“强化政策落实、模式探索、创新支持，加快形成可复制可推广经验”。表：2020年以来换电政策 整理 目录1换电行业介绍2换电产业链研究3受益标的什么是换电？换电行业国内外换电模式发展历程换电行业发展背景11上游：换电设备和规模测算中游：换电运营商和“电池银行”下游：换电场景丰富案例分析：以蔚来、协鑫能科、宁德时代为例换电技术与模式分析瀚川智能：静待换电站业务贡献收入山东威达：换电业务与蔚来协同发展博众精工：智能充换电站设备先行者科大智能：前瞻布局换电站业务，技术具有先发优势4风险提示 2.1 上游：换电设备电池企业和换电设备生产商，分别负责提供对应应用范围的动力电池和换电站设备。换电模式意味着“车电”分离。换电技术大致包括机械连接技术、电连接技术、冷却液连接技术、监控技术。快换系统：车端换电系统由机械连接部件、机械锁止部件、换电电池箱体等组成。快换系统主要厂商包括深圳精智、博众精工、伯朗特、科大智能、易事特和山东威达等。动力电池：“车电”分离，一车一电池将变成一车多电池，电池或将迎来增量需求。随着新能源汽车及动力电池渗透率的快速增长，电池销量将持续增加，带来动力电池各环节龙头企业持续受益，如宁德时代、比亚迪、国轩高科、亿纬锂能等。12控制系统人机互交界面充换电控制模块通信模块云服务换电系统换电平台换电平台安全道阀信号灯警示灯护栏防护立柱引导斜坡减速定位带位置传感器超声