2023高效安全换电技术研究报告

2023年6月 摘要 我国汽车安全沙盒监管制度是在后市场阶段对汽车前沿技术进行深度安全测试的机制，是对传统监管方式的有益补充。沙盒监管将被动监管转化为主动监管，通过这种方式有利于将前沿技术引发的质量安全问题纳入监管范围，防范化解风险较好地平衡技术创新与安全风险的关系。该制度采用目录清单制，综合考量创新性、安全性、应用与标准情况等，遵选出35项新技术与新功能，作为首批沙盒监管技术目录清单。 换电技术作为新能源汽车核心补能方式之一，近年来受政策推动、需求拉动、技术提升等因素，实现快速发展。业内将2022年定义为“换电元年”，而换电模式尚存在诸多风险与问题，如接口、部件、电气等失效风险，同时面临标准难统一、地域发展不均衡等困境，这些制约着换电模式实现规模化发展。 我国汽车安全沙盒监管首批录清单将换电技术纳入其中，为换电模式搭建了创新与监管平台，有助于该产业健康稳定发展。根据技术发展趋势与市场需求，键式自动换电、组合式换电、V2S/S2G等技术或将成为换电领域进入沙盒监管的技术方向。本研究报告将从换电产业政策、市场、技术等角度开展分析，并提出相关思考与发展建议。 汽车安全沙盒监管技术目录清单（试行） 汽车安全沙盒监管首批自录清单共遵选出35项新技术与新功能。其中新技术共21项，涵盖智能网联汽车车辆关键技术、信息交互关键技术、基础支撑关键技术与新能源技术。新功能共14项，涉及基础功能、辅助驾驶、自动驾驶三大类。 高效安全换电技术求属于新技术清单中的新能源技术。目前，换电技术主要面向乘用车与重卡商用车两大领域。其中，乘用车采用底盘式换电方式为主，重卡商用车以顶吊式换电方式为主： ，充电与换电两种模式共存，共同促进我国新能源汽车产业发展 新能源车型已渗透到生活中的方方面面，大到公共出行、物流运输等商业运营场景，小到个人使用等私家车场景，但采用充电模式下的电动车往往伴有充电时间较长、购置成本高、旧车残值率低、电池衰减等问题。尽管电池与快充技术不断发展，但在固态电池、氢燃料电池等技术尚未成熟与普及之际，仅采用充电模式无法满足用户在特殊场景对新能源车辆的使用需求，特别是商业化运营场景，需要保证足够的运行里程，并尽可能地降低购置成本。换电模式相对于充电模式，能在一定程度上缓解用户痛点，具备5分钟内完成补能、降低购车成本、有效提升运营里程、激新能源二手车交易等优势。近年来，我国加强对换电模式的政策支持、换电技术逐步成熟，换电车型保有量与换电站数量呈现快速增长的趋势，换电模式在私家车场景与商业运营场景开始普及。 ，充电与换电两种模式共存，共同促进我国新能源汽车产业发展(续) 我国新能源汽车产品由纯电动汽车（BEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）增程式电动汽车（REEV）和燃料电池汽车（FCEV）组成。其中，纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式电动汽车3类为主流产品，占新能源汽车市场99%以上，纯电动汽车在新能源汽车市场中份额最高，占比超过75%。纯电动汽车能量补给方式有充电和换电两种，当前，2种补能方式共存，共同促进及保障我国新能源汽车产业的可持续发展。 换电模式指运用集中型充电站，对大量电池进行集中存储、集中充电与统一配送，并在换电站内对电动汽车进行电池更换、电池充电与物流调配等工作于一体的模式。换电模式包括底盘换电、分箱换电与顶吊式换电等。 二、支持政策密集出台，换电安全标准率先公布，换电模式迎来快速发展期 产业政策方面，根据产业与技术发展情况，我国充换电产业政策主要经历三个阶段。2013年以前，是新能源汽车产业发展起步阶段，鉴于电池能量密度低、充电速度慢等因素，为了提升补能效率，以换电为主，充电为辅开展示范2013-2019年，是新能源汽车产业快速发展阶段，电动车型保有量迅速提升，同时高能量密度电池与快充技术不断成熟受换电车型与换电站标准难统一、车型少与投入成本高等因素，政策转变为以充电为主，换电为辅开展示范。2019年之后，进入新能源汽车产业发展成熟期，考虑补贴退坡、车电分离模式、商用运营车辆需求等，针对换电模式的支持政策密集出台，涵盖了地方试点应用，安全要求、标准化等方面，充换电并行快速发展。业内将2022年定义为“换申元年”，在政策推动、资本注入、技术提升、需求增长的背景下，换电模式迎来新机遇。 二、支持政策密集出台，换电安全标准率先公布，换电模式迎来快速发展期（续） 换电作为新能源汽车的核心补能方式之一，其安全性不容忽视，2021年国家标准化管理委员会发布GB/T40032-2021《电动汽车换电安全要求》。该标准根据换电过程与换电车辆使用中常出现的问题，涉及换电接口、部件、外部环境、电气接触失效等风险，有针对性地提出了类电动换电车辆的安全要求、试验方法与检验规则。 《电动汽车换电安全标准》颁布对我国换电产业发展具有里程碑式的意义，该标准是换电领域中的首个基础通用类国家标准，填补了国家标准空白，解决了无标准可依的紧迫问题。 三、换电车型销量持续增长，商用车换电车型渗透率持续提升 换电车型销量持续增长，整体增速放缓。2022年，我国新能源换电汽车销量20.7万辆，相比2021年增长29%。其中，乘用车换电车型销量增速放缓，2022年同比增长22%。商用车换电车型增速提高，2022年同比增长118%。主要源于相比私家车使用场景，换电模式能更加有效地满足商用运营场景使用需求。市场渗透率方面，商用车换电车型渗透率持续提升.2022年增长至10.4%。 2023年Q1阶段，新能源换电车型共销售约4万辆.同比增长18%。随着各地方换电政策的持续落地与换电技术的逐步成熟，换电车型销量与规模有望进一步提升。 三、换电车型销量持续增长，商用车换电车型渗透率持续提升(续) 重卡换电是商用车电动化的重要组成。根据2023年Q1阶段的数据统计，换电重卡销量占比已突破新能源重卡大盘的50%，其中以率引车、自卸车为主。重卡使用场景主要包括封闭场景，如港口、矿山等：短途运输场景，如接驳、货运等；干线中长途运输场景，如高速公路、长途运输等。重卡车型采用换电模式，不仅提高运营效率，同时带来更低的使用成本优势。 四、换电站建设加速，主要分布东南沿海等经济发达地区 随着国内换电车型保有量提升，与之相匹配的换电站建设加速。根据公开数据，截至2022年12月，全国换电站保有量为2103座，同比增长50%。换电站集中分布在经济较为发达的地区，北京、广东、浙江、江苏和上海，以上城市换电站数量占整体的50%以上。 四、换电站建设加速，主要分布东南沿海等经济发达地区（续） 通过统计业内多家企业公布的换电站建设规划，保守预估2023年我国换电站数量有望突破3000座。综合主机厂广、电池制造商、运营商等发布的换电站建设规划测算，预计2025年我国换电站总量有望突破万座。 当前，我国新能源换电车型（部分车型既可换电又可充电）保有量约为45.7万辆，约占新能源汽车保有量的3.5%。若按照所有换电车型以换电模式补给能量（极限值）测算，则换电车辆与换电站数量比值为217.3：1，即平均约217辆车共用1个换电站。若按照换电车辆使用边界条件与充电车辆使用边界条件相同（私人领域使用边界条件接近，商用营运领域与私人领域使用边界条件差异较大），则平均每天约31-36辆车（因已考惠极限值，不再考惠私人与营运差异情况）使用1个换电站进行换电，对换电站来说，当前实现盈利不容乐观。类别企业 如需完整版，请与我们联系！ 汽车安全沙盒监管技术目录清单系列研究 联系我们 中国汽研政研咨询中心咨询部部长、联系人：杨红松Tel:159-0116-8415Email : yanghongsongecaeri. com 中国汽研政研咨询中心咨调部项目总监联系人：衣俊辉Tel:138-1150-3697Email: yijunhuiecaeri/com cn