一、换电产业整体概述
1、定义与对比情况
换电模式具备降低购车成本、提高补能效率两大优势。相比充电模式，换电时间能够压缩至5分钟以内，极大程度提高效率；车电分离后新能源汽车可除去电池费用由高价转为平价降低成本；此外换电过程中还能更好利用峰谷电价差降低电费；换电站对电池进行集中监测能够延长电池寿命。换电模式痛点在于重资产、电池标准化程度低、车企配合难度大。以往换电的痛点主要包括换电站建设前期投入高，融资需求较大，同时换电电池的标准化程度低，难以开放使用形成规模效应，导致技术的应用推广存在难度，需要车企和电池企业之间加强配合。
资料来源：公开资料整理
2、发展历程
回顾换电政策发展，2011年国家电网工作会议上就曾确定“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的新能源汽车基本运营模式，而2013-2014年由于新能源汽车数量不足、换电生态尚未建立等原因被搁置。2019年6月，国家发改委、生态环境部和商务部重新提及推广新能源汽车电池租赁等车电分离消费方式，鼓励企业研制充换电结合的新能源汽车产品。2020年4月，《关于调整完善新能源汽车补贴政策的通知》明确支持“车电分离”等新型商业模式发展。2021年4月，首个国家标准《电动车换电安全要求》发布，2021年11月起实施。2021年下半年，工信部与能源局开展新能源汽车换电模式应用试点工作。随着行业政策推动逐步完善与发展，我国换电行业前景广阔。
中国换电行业相关政策发展历程
资料来源：公开资料整理
3、车电分离模式
车电分离为换电模式重要体现形式。自换电模式首次被写入政府工作报告，其也成为作为国家层面推动的新能源汽车加电模式，行业积极探索车电分离、换电站建设、电池银行等产业创新模式。“车电分离”是实现锂离子动力电池梯次利用的商业运营模式基础，有利于大幅提升电池利用率以及降低用户购车成本，本质上依托于换电模式。
车电分离模式示意图
资料来源：公开资料整理
4、换电形式
换电实现形式之一。根据换电时接触与导方式的不同，可以将换电形式分为对插式换电、端面式换电。垂直对插式换电与端面式换电自动化程度较高被广泛使用。对插式换电：车身与电池的插件导向孔、导向轴对插进行导向与定位，从而实现电池与车辆的连接。换电时根据车身运行方向与电池进行方向关系的不同，对插式换电可进一步分为垂直对插式换电、平行对插式换电。端面式换电：端面式换电实现过程与对插式换电类似，电池安装于底盘，但换电是由插件接触面定位，非导向的轴孔。
注：图中，1:车身;2:电池安装位置;3:电池;4:换电机构
资料来源：公开资料整理
二、换电站产业链整体驱动
1、换电站示意图
换电站是换电模式的主要方式，而换电模式主要指通过集中型充电站对大量电池进行集中存储、集中充电、统一配送，再于电池配送站内对电动车提供电池更换服务，换电站具备时间较短，可回收梯次利用等优势。
换电站示意图
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2、整体架构
就换电站产业链整体架构而言，上游是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；中游是换电站建设和运营商，负责换电站的搭建和运营，面向市场提供换电服务；下游是公共领域和私家领域的新能源电动车用户，通过换电站进行换电及消费。
换电站产业链整体架构
资料来源：《财务视角下的乘用车换电模式研究》（张宁），华经产业研究院整理
其中，设备生产商、动力电池企业和换电运营商是换电模式产业链最主要的三个环节，涉及的细分领域和相关标的公司较多，主要包括宁德时代、山东威达、奥动新能源等。
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3、下游驱动
新能源汽车保有量快速增长，刺激换电站产业快速发展。根据公安部交管局数据显示，2015-2020我国新能源汽车保有量逐年增长，随着新能源汽车补贴下行，增速有所下降，但保有量增速整体仍较高，2020年保有量达492万辆，同比2019年增长29.1%。2021年以来，新能源汽车销量连创新高，预计2021年保有量将大幅度增长。
资料来源：公安部交管局，华经产业研究院整理
三、换电站市场现状
1、保有量
随着新能源电动汽车行业快速增长，我国电动汽车换电站建设如火如荼。数据显示，2020年末我国拥有新能源汽车换电站555座，相较于上一年新增约250座，同比增长82%。截止2021年6月末我国换电站达716座。
资料来源：公开资料整理
2、地区分布
就我国换电站地区分布而言，主要分布在北京、广东、浙江、江苏和上海等国内经济发达的沿海或中心城市。其中北京作为新能源汽车生产的主要省份（占比27.76%）排名第一，占比全国换电站的30.87%，远高于排名第二的广东省。未来换电站将持续普及，新一线城市、二线城市仍有庞大的下沉市场空间。
注：数据截止2021年6月
资料来源：EVCIPA，华经产业研究院整理
3、成本结构
换电站成本高昂，是制约行业发展的主要因素之一。就换电站运营成本结构占比分布情况而言，主要成本来源初始设备投资、运维成本和土地成本等。根据蔚来公司官网数据显示，初始设备投资和土地成本占比皆超四成，为建设运营换电站关键成本。未来随着政策补贴得逐步完善和相关技术的逐步成熟，成本有较大的压缩空间，届时或将进一步驱动行业发展。
资料来源：蔚来公司官网，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2021-2026年中国电动汽车充换电站行业投资分析及发展战略咨询报告》；
4、换电汽车数量
从我故意可支持换电的新能源汽车数量来看，截至2021年5月中旬，国家平台中接入的电池快换车辆数为15.59万辆，比2019年增长超过30%，其中私人乘用车约7.88万辆，占到总数的近一半。
资料来源：公开资料整理
四、换电站市场格局
1、保有量格局
就目前换电站市场保有量占比而言，仅有奥动新能源、蔚来汽车和伯坦科技三家企业独立完成换电站。其中奥动新能源数量最高，截止2021年6月有338座换电站，占比总数的47.21.蔚来汽车位列第二，保有量达271台，伯坦科技位列第三，保有量为107台。行业技术壁垒深厚，仅有少数企业能够独立生产，随着政府政策补贴政策和试用点开始施行，未来市场格局或将更加复杂，先发企业将具备优势。
资料来源：公开资料整理
2、企业持续入局
截至2021年Q1，已有5001家企业在经营范围中新增“新能源汽车换电设施”。目前，不少车企加快换电技术布局和换电车型迭代。自建换电网络，或与换电企业合作为两种主要发展模式。随着技术不断成熟，换电模式将会成为各大车企完善新能源汽车布局过程中的关键一步，有助于新能源汽车的加速推广。
资料来源：公开资料整理
五、换电站发展趋势
1、使用场景广阔
换电模式在公共交通领域有着较大的发展空间。换电模式推广面临的一些制约因素，如需要电池规格相对一致、需要车辆品牌相对集中、需要配套布局换电站等，在公共交通领域面临的阻力都不大，而其补能高效、快速、安全，降低购置成本等优势，对公共交通领域用车的吸引力极大。随着工信部与各地方政府持续推动公共交通领域全面电动化进程，换电模式有望迎来较大的发展空间。
2、电池标准化是改进方向
长期以来，国内电动汽车车企各自单独布局换电站，仍处于自行探索阶段，由于对技术路线的理解不同，更换电池包的通用性等方面也存在差异，掌握的电池技术不同，动力电池标准尚未统一，同一车企的不同车型、不同种类采用的电池规格和标准都难达一致，不同车企之间的电池技术、标准和规格差别更大，短期难以实现动力电池互换，严重影响了换电模式的发展，也给新能源汽车的管理和发展增加了难度。
换电模式下电池的标准化是目前值得探索和改进的方向。电池的标准化设计可以参照国家对小轿车不同轮距与轴距尺寸范围而划分的四种型号标准，换电站可以依照四种车型的底盘尺寸制定相应标准电池箱，满足大部分电池需求。
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