一、換電模式：解決新能源車核心痛點
1.1 新能源汽車滲透率不斷提升
新能源汽車滲透率持續(xù)提高是未來發(fā)展的必然趨勢。新能車通過電力驅(qū)動，能源清潔，無噪聲污染，智能化程度高，在國家補貼政策大力 支持下，新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展，新能車?yán)m(xù)航能力逐漸增強，補能價格及時間成本逐漸降低。
補能方式：新能源汽車核心痛點
配套設(shè)施在新基建的推動下不斷完善，但充電模式依然存在痛點，如車樁比較低，快充使電池使用壽命短，更換電池費用高等問題影響了 個人車主對新能車的選購意愿。
新型補能：換電模式更好地滿足較多場景
換電模式更為高效，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。新能車換電應(yīng)用場景豐富，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。
1.2 商業(yè)模式逐漸成熟
早期商業(yè)模式下，新能源汽車普及度低，換電產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同能力差、各方均無法受益；現(xiàn)階段商業(yè)模式邁入成熟期，資 本注入促進產(chǎn)業(yè)鏈整合，包括運營車、商用車以及私家車在內(nèi)的應(yīng)用場景趨于多樣化。
To B: 城市運營已有落地，場景好
運營車輛換電車型增量可期。全國出租車存量約為140萬臺，截止2021年4月交通運輸部共發(fā)放網(wǎng)約車車輛運輸證約128萬本；運營車輛 對補能時間和補能成本敏感，換電可大幅提高車輛運營效率，換電模式滲透空間大，未來增量可期。
換電模式多方受益。換電站提供換電服務(wù)并收取服務(wù)費，用戶可按行駛里程或電池帶電量購買換電服務(wù)套餐，費用最低可達到每度電1.6 元或每公里0.3元；換電時間最快已縮短至90秒；“電池租賃”模式可降低約1/3購車成本；換電站具有儲能功能，同時可有效延長電池壽 命、實現(xiàn)電池梯次利用。
To C：共享充電寶單位投資輕，發(fā)展成熟
手機共享充電寶與新能源車換電的商業(yè)模式相似，區(qū)別在于換電站資產(chǎn)更重。手機充電經(jīng)歷了從慢充到快充的過程，共享充電寶在商業(yè)模 式上與新能源汽車“車電分離、電池租賃”模式上具有相似性：電池歸屬權(quán)都不屬于終端用戶，區(qū)別是換電站資產(chǎn)較重、疊加終端需求有 限，換電站運營效率相對較低。
1.3 政策不斷利好
國家重視電動汽車換電模式：國家政策在多方面支持換電。對新能源汽車電池標(biāo)準(zhǔn)、車輛換電安全要求做出規(guī)定，推動換電走向標(biāo)準(zhǔn)化，引導(dǎo)行業(yè)規(guī)范；保持對換電 汽車的補貼力度，推動消費增長；并推動換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與換電商業(yè)模式的發(fā)展。
電動乘用車共享換電站建設(shè)規(guī)范：換電站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)再度更新。為引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展，中國汽車工業(yè)協(xié)會于2021年8月14日發(fā)布《電動乘用車共享換電站建設(shè)規(guī)范》（征求意見 稿），文件內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計，共享換電站的主框架和技術(shù)路線等，針對底盤式換電推薦換電電池包典型包容以提高共享換電經(jīng)濟性。
1.4 產(chǎn)業(yè)鏈進入資本投入密集期
資本涌入換電領(lǐng)域。2020年，華為、軟銀等資本投資換電模式，寧德時代聯(lián)合成立電池管理公司，親自入場換電行業(yè)。
各主機廠已開展換電布局。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)。上汽、東風(fēng)、吉利加碼換電站建設(shè)，其中吉利注冊子公司易易換電，簽約1000家換電站，凸顯了主機廠對換電模式的信心。
更多車企推出“車電分離”車型，更多支持換電的新能源汽車 走向市場。換電技術(shù)層面，換電方法標(biāo)準(zhǔn)化，換電時間縮短， 統(tǒng)一換電站可對多種車型和電池進行換電，自動化程度提高。
1.5 技術(shù)路徑逐漸清晰
換電技術(shù)逐漸成熟，換電設(shè)施進一步優(yōu)化。近年來換電實現(xiàn)了更豐富的換電形式、更短的換電時間和更高的自動化程度，同時，隨著市 場拓寬，換電站能夠服務(wù)的車型和電池型號逐漸增多。
底盤換電方式具有多種優(yōu)勢，較多箱非底盤換電更具便利性和安全性，目前 80%換電車型的電池在底盤，是主流換電方式。
總結(jié)：換電模式千億市場
換電模式在產(chǎn)業(yè)整體經(jīng)濟性更具優(yōu)勢。相比充電，換電模式在補能效率上占據(jù)絕對優(yōu)勢，高效補能和統(tǒng)一電池管理可有效提高社會資源利 用水平，同時優(yōu)化用戶購車和補能體驗，推廣換電模式實現(xiàn)多方收益；劣勢為資產(chǎn)投入重，基礎(chǔ)建設(shè)耗時相對較長。多
因素驅(qū)動行業(yè)發(fā)展：商業(yè)模式成熟，現(xiàn)階段通過車電分離模式在多個場景形成較好應(yīng)用；國家政策支持換電，不斷出臺標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范行業(yè)， 推動換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)展路徑明確；資本涌入換電賽道，進一步刺激行業(yè)發(fā)展，換電站布局加快，換電產(chǎn)業(yè)鏈上下游進一步深入合作。
換電技術(shù)不斷迭代，目前已形成全自動化整塊電池包換電的成熟技術(shù)方案，換電過程趨于標(biāo)準(zhǔn)化。
換電模式的未來展望：換電模式將實現(xiàn)快速滲透，預(yù)計到2025年換電車型銷量總銷量超300萬；配套換電站規(guī)模超28000座，對應(yīng)765億 市場規(guī)模；電池配套約55GWh，對應(yīng)388億市場規(guī)模；并對應(yīng)電力收入2168億。
二、運營能力：對使用頻率和價格敏感
2.1 充電寶、換電柜以及換電站簡介
充電寶主要通過和商戶分成的方式去擴大市場并試圖獲得壟斷競爭的超額利潤，規(guī)模和成本都比較小，因而對成本不敏感。換電柜與外賣物流公司合作擴大客戶規(guī)模，和電車廠推出定制車型從而擴大市場份額，目前2B前景光明，2C缺乏客戶需求。換電站的車電分離模式本質(zhì)是一種服務(wù)，通過電池租用降低購車成本增加銷量，與此同時賺取服務(wù)費。商用車換電站應(yīng)用場景具備路線固 定、運營時間長、電池容量大等優(yōu)勢，因此盈利能力高于運營車換電站。
2.2 假設(shè)、計算公式介紹
息稅前利潤EBIT=營業(yè)收入-營業(yè)成本-運營費用-折舊 ；
EBIT=（單價-電費）×頻率×360（天）-運營費用-折舊。
2.3 充電寶盈虧測算
收入端：共享充電寶模式按使次收費，單價×日頻率×360；
成本端：電費×頻率×360；銷售費用按照運營商入駐商家的分成模式，分成比例為50%。
折舊端：電池次數(shù)折舊按照全生命周期循環(huán)次數(shù)500次；固定設(shè)備按照5年直線折舊。
2.4 換電柜盈虧測算(按次數(shù)收費)
收入端：共享換電柜模式按使次收費，單價×頻率×360。
成本端：電費×頻率×360，電價差是大部分運營商基本的盈利方式。
折舊端：電池次數(shù)折舊按照全生命周期循環(huán)次數(shù)2000次；固定設(shè)備按照5年直線折舊。
2.5 換電站盈虧測算（車電分離，運營車）
收入端：非車電分離模式按度電費用收費，度電單價×電池容量×充電百分比×頻率×360。
成本端：度電電費×電池容量×充電百分比×頻率×360，充能比例約75%；換電站設(shè)備電費占比10%；
折舊端：電池次數(shù)折舊按照全生命周期循環(huán)次數(shù)2500次；換電站及建設(shè)投入按照10年直線折舊。
2.6 測算總結(jié)
充電寶主要通過和商戶分成的方式去擴大市場并試圖獲得壟斷競爭的超額利潤，規(guī)模和成本都比較小，因而對成本不敏感。換電柜與外賣物流公司合作擴大客戶規(guī)模，和電車廠推出定制車型從而擴大市場份額，目前2B前景光明，2C缺乏客戶需求。換電站的車電分離模式本質(zhì)是一種服務(wù)，通過電池租用降低購車成本增加銷量，與此同時賺取服務(wù)費。商用車換電站應(yīng)用場景具備路線固 定、運營時間長、電池容量大等優(yōu)勢，因此盈利能力高于運營車換電站。
充電寶：前期投入成本和資產(chǎn)低，回本周期短，目前商業(yè)模式成熟，盈利模式確定性強，未來市場潛在空間可觀。
換電柜：2B端/套餐收費模式盈利能力較強盈利能力高于2C端/按次收費模式，中性假設(shè)下前者ROI為后者3.7倍，目前市場穩(wěn)步發(fā)展。
換電站：換電站模式相對于前兩者具備高資產(chǎn)投入和高盈利水平的特點，其利潤來自度電售價和電費之差，依據(jù)更換電池后的電量差收費；商用車換電站的前期投入和盈利能力均高于運營車換電站，主要歸因商用車電池容量為乘用車5倍，單次服務(wù)帶來更高盈利額；中性假設(shè) 下商用車換電站回本周期為2.5年，運營車為4.4年，分別對應(yīng)ROI為47%和43%。
三、經(jīng)濟性分析：便利性VS使用成本
3.1 共享充電寶：經(jīng)濟性弱，便利性高
個人充電寶和共享充電寶特點不同：1、共享充電寶便利性很強，全國范圍內(nèi)形成了密集網(wǎng)絡(luò)，客戶可以隨時使用和歸還，非常方便。而 個人充電寶便利性較差，不僅需要隨身攜帶，而且使用完畢之后還需要自行充電。2、個人充電寶首次使用需要花費較高的費用，但是之 后幾乎沒有支出，而共享充電寶單次使用費用雖然較低，但是長期使用的累計費用卻很高。
購買個人充電寶的首次投入較高，一般來說客戶直接購買一個充電寶價格在100元左右。使用共享充電寶的經(jīng)濟性弱。如果客戶一周使用一次充電寶，平均每次費用為5元，一年的使用費用為257元，遠高于自行購買的費用。
3.2 兩輪車換電：經(jīng)濟性強，便利性強
兩輪車換電模式客戶分為兩種，不同的客戶經(jīng)濟性不同，一種是外賣平臺的客戶，另一種是把電動車作為代步工具的家用客戶。
換電模式下游主要客戶定位在外賣市場，哈啰、E換電合易騎換電均把外賣騎手作為主要目標(biāo)客戶，外賣騎手充電頻繁，對電池使用頻率 高，年支出費用高于E換電的套餐價格，在北京、上海等城市已有大部分外賣騎手使用換電的模式購車，應(yīng)用場景廣泛。
個人使用上換電模式?jīng)]有使用成本上的優(yōu)勢，使用換電模式的支出達充電的7倍以上，不具經(jīng)濟性，發(fā)展?jié)摿π?。換電柜目前覆蓋率較高，具有充分的便利性。同時換電速度快，幾分鐘之內(nèi)就可以完成全過程。
3.3 新能源車換電：換電補能效率高
電大幅度縮短補能時間，補能效率快速提升。由于快充充電需要較長時間，且充電樁在高峰時期會出現(xiàn)長時間排隊現(xiàn)象，充電模式補能 需時較長。而換電全過程只需3分鐘，排隊時間也相應(yīng)縮短，補能需時短，效率高。相比充電，換電模式在相同空間下具備更高效的補能利用率，加速社會基礎(chǔ)設(shè)施運行效率，大幅提高個人效率和社會效率。
3.4 經(jīng)濟性分析結(jié)論
共享充電寶：便利性高，單次支出低。手機應(yīng)急充電具備剛需屬性，因而用戶對充電寶單次使用收費價格不敏感；共享充電寶在全國已經(jīng) 形成密集網(wǎng)絡(luò)，借還方便，便利性強，未來市場空間廣闊；
兩輪車換電：定位即時配送場景，節(jié)省時間成本。個人兩輪車日常通勤受充電時間制約較小，全年換電支出可達充電電費總和的7倍以上， 2C市場使用換電模式的經(jīng)濟性較差，發(fā)展?jié)摿^小。兩輪車換電在外賣等城市短途配送場景應(yīng)用廣泛，用戶每年節(jié)約的充電時間對應(yīng)的 經(jīng)濟獲益可超萬元。未來兩輪車換電焦距即時配送，隨著外賣騎手?jǐn)?shù)量和外賣業(yè)務(wù)數(shù)量的增加，兩輪車換電柜的市場需求也會持續(xù)上升；
新能車換電：縮短補能時間，降低首次購車價格。目前換電技術(shù)實現(xiàn)三分鐘完成，大幅縮短補能時間，運營車可節(jié)省時間成本約80元/天 or2.4萬/年，重卡可節(jié)省時間成本約150元/天or4.5萬/年，對有運營成本壓力的出租車、商用車更為友好?！败囯姺蛛x”模式下用戶無需 一次性承擔(dān)電池購買費用，購車成本降低20%以上，益于換電車型推廣。換電站運營將來以2B為主（商用車、運營車），同時對高端2C 端市場提供服務(wù)以實現(xiàn)盈利，產(chǎn)業(yè)鏈整合后經(jīng)濟效益將得到充分發(fā)揮。
四、發(fā)展復(fù)盤：市場特征與行業(yè)格局介紹
新能源車：多重驅(qū)動力促使換電進入高速發(fā)展期
4.1 換電過程介紹
換電裝置涉及各種自動化設(shè)備以及定位 系統(tǒng)、電源接口以及各種換電精密部件。自動換電設(shè)備包括快換裝置及充電系統(tǒng)。
4.2 換電產(chǎn)業(yè)鏈
快換系統(tǒng)：自動化快換裝置和轉(zhuǎn)運方案有效提升換電效率。轉(zhuǎn)運設(shè)備鏈接電池存儲區(qū)域和多個換電工位，保障電池長距離轉(zhuǎn)運和電池集中存儲的安全 性。快換裝置由幾個核心部件組成，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。
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。如更換下來的電池需要與充電架中的充電接口對接，在這過程中容易發(fā)生碰撞、漏電、短路等工況， 需要做到高精度對接和完備的安全防護體系；同時需要控制環(huán)境溫度的一致性，避免電池箱體發(fā)生過熱過冷的情況。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。
新能源汽車：國內(nèi)主要汽車廠及造車新勢力紛紛加入換電車型研發(fā)。換電車型已應(yīng)用于私家車、運營車、商用車等領(lǐng)域，主要主機廠有蔚來、北汽等。我國為推動換電模式發(fā)展頒布了新補貼政策，售價30萬以上換電車型同樣享受補貼，一汽、上汽、楓盛、江淮等主機廠相繼推出換電車 型，換電領(lǐng)域迎來新發(fā)展階段。
4.3 商業(yè)模式
現(xiàn)階段商業(yè)模式邁入成熟期，資本注入促進產(chǎn)業(yè)鏈整合，具有運營車、商用車以及私家車等豐富應(yīng)用場景。
北汽：參與新能源汽車全生命周期
2017年北汽新能源推出“擎天柱計劃”，旨在將新能源汽車、動力電池、換電站、光伏發(fā)電進行深度融合。目前，北汽已實現(xiàn)換電車型 生產(chǎn)、換電站建設(shè)、光伏換電融合，動力電池梯次利用等，全程參與新能源汽車電池生命周期。
北汽實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈整合。2018年北汽產(chǎn)投、北汽新能源牽頭成立換電聯(lián)盟，覆蓋資本、電池、主機、換電站等領(lǐng)域，聯(lián)盟內(nèi)部形成完整的 商業(yè)模式。產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)公司聯(lián)合成立北汽智慧能源科技有限公司，負責(zé)網(wǎng)約車運營，打造聯(lián)盟利益共同體。北汽通過產(chǎn)業(yè)鏈整合，打通上下 游，形成以自己為核心的換電帝國。
小結(jié)：
2006-2013年，行業(yè)處于萌芽階段，海外公司Better place、tesla等公司推出換電技術(shù)，國家電網(wǎng)在一線城市試點換電站，發(fā)布標(biāo) 準(zhǔn)箱式換電技術(shù)；此時政策導(dǎo)向不明確，新能源汽車普及率低，換電模式創(chuàng)新商業(yè)模式有待市場驗證；
2014-2019年，行業(yè)進入沉淀階段，由于換電商業(yè)模式缺乏產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)，換電市場空間未打開，各公司難以維持資金投入，玩 家先后退出，政策從充換電并行轉(zhuǎn)向鼓勵發(fā)展充電；
2020年后，產(chǎn)業(yè)拐點到來，政策導(dǎo)向換電基礎(chǔ)建設(shè)，新能源汽車行業(yè)景氣度持續(xù)提升，產(chǎn)業(yè)鏈多因素驅(qū)動換電模式高速發(fā)展。
換電產(chǎn)業(yè)鏈 ：換電站設(shè)備主要包括三大部件，快換系統(tǒng)已實現(xiàn)高效自動化運行、動力電池包尺寸及接口趨向統(tǒng)一、充電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)逐步規(guī)范；換電服務(wù)由換電站運營商提供，負責(zé)換電站鋪設(shè)及管理，更換電池時以里程或度電為標(biāo)準(zhǔn)進行收費；新能源汽車包括蔚來、吉利、上汽和北汽等從2021年開始加大推廣力度，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)有望從主機廠內(nèi)部車型平臺向行業(yè)整體推廣；電池資產(chǎn)公司參與電池從制造到回收全周期，將電池資產(chǎn)化并出租盈利，優(yōu)化電池利用率，緩解換電站運營壓力。
商業(yè)模式 ：資本注入促進產(chǎn)業(yè)鏈整合，已形成“車電分離，電池租賃”等可行性商業(yè)模式；換電站運營向用戶提供BaaS服務(wù)和換電服務(wù)，并委托電池資產(chǎn)公司運營管理電池，車電分離模式符合產(chǎn)業(yè)鏈上下游多方利益；商業(yè)模式逐漸成熟，在多個場景應(yīng)用應(yīng)用良好。
五、行業(yè)展望：主機廠是換電系統(tǒng)核心
5.1 換電方式：三種技術(shù)路徑的對比
換電技術(shù)逐漸成熟，換電設(shè)施進一步優(yōu)化。近年來換電實現(xiàn)了更豐富的換電形式、更短的換電時間和更高的自動化程度，同時，隨著市場 拓寬，換電站能夠服務(wù)的車型和電池型號逐漸增多。
底盤換電是趨勢：底盤換電方式具有多種優(yōu)勢，較多箱非底盤換電更具便利性和安全性，目前80%換電車型電池在底盤，是主流換電方式。
5.2 技術(shù)展望：標(biāo)準(zhǔn)化
換電標(biāo)準(zhǔn)化體系初現(xiàn)雛形?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)涵蓋術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、運行與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化管理中心正牽頭制 定電池更換特有標(biāo)準(zhǔn)共33項，目前已發(fā)布29項，在制定標(biāo)準(zhǔn)4項，推動換電標(biāo)準(zhǔn)化體系加速完善。上汽集團最早今年年底發(fā)布統(tǒng)一規(guī)格電池包，覆蓋車型達11款車型，可支持磷酸鐵鋰、三元鋰電、高鎳電池，預(yù)計今年年底或明年年初推出。
5.3 制造環(huán)節(jié)
主機廠電池相關(guān)設(shè)計有望與換電站端統(tǒng)一
換電站制造需與車輛端多個結(jié)構(gòu)匹配，換 電站涉及電池pack、電源接口、BMS系統(tǒng) 以及電源接口等電池相關(guān)結(jié)構(gòu)的交互。換電站兼容不同車型難度高，主機廠主導(dǎo) 設(shè)計成為趨勢，預(yù)計未來不同主機廠的電 池相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)有望統(tǒng)一。
BMS系統(tǒng)有望統(tǒng)一
BMS行業(yè)集中度持續(xù)提升，預(yù)計主機廠主導(dǎo)地位未來更加明顯。CR10從2016 年59%提升至2020H1的78%，行業(yè)向動力電池龍頭和第一梯隊主機廠整合。各企業(yè)BMS技術(shù)路徑有望統(tǒng)一。BMS是新能源汽車設(shè)計的核心，負責(zé)對電池包 進行充放電和熱管理，直接影響電池及車輛安全狀態(tài)。各主機廠和動力電池企業(yè) 搭建BMS系統(tǒng)搭建自研團隊成為趨勢，現(xiàn)有集中式、分布式、半分布式BMS等結(jié) 構(gòu)，各企業(yè)產(chǎn)品有望統(tǒng)一。
