1、换电与充电互补，助推需求

1.1、发展换电的必要性

在全球碳中和大背景下，大力发展新能源车成为全球共识。

受世界各国政策支持、补贴引领，全球新能源车销量节节攀升，2021年，全球销量达670万辆，同比增长106.8%，2012-2021年CAGR达55.6%。

全球主要国家和地区新能源车渗透率高企，引领全球市场。

2021年2月以来，欧洲主要国家新能源车渗透率稳定在15%以上，8月以来则连续三个月保持在23%以上；中国新能源车市场在2021年迎来爆发，2021年全年销售352万辆，同比增长160%，全年渗透率达13.4%，同比提升8 pct，连续第七年位居全球首位；美国新能源车渗透率较低，但2021年以来稳步增长，未来渗透率增长空间较大。在中美欧三大全球主要汽车市场引领下，全球新能源车增长趋势明显。

我国新能源车销量快速提升，基础设施建设进展却无法跟进其扩张速度。

截至2021年底，我国新能源汽车保有量达784万辆，同比提高59%。充电桩充电是我国新能源车目前最主流的补能方式，截至2021年底，我国公共充电桩保有量为114.7万个，同比增长42%，低于新能源车保有量增幅，2021年底车桩比仅为6.84：1，距离理想车桩比仍有较 大差距。在此背景下，充电难、充电慢的问题始终困扰着新能源车用户，补能问题亟待解决。

图表 3：我国新能源车保有量情况（单位：万辆）

图表 4：中国公共充电桩保有量及车桩比情况（单位：万个）

里程焦虑制约新能源车终端需求，而充电难、充电慢或为里程焦虑根本原因。

现阶段，电池技术高速发展，主流高端车企续航里程均可超过600km，已接近甚至超过燃油 车平均续航水平。

然而，消费者的里程焦虑问题仍未解决，这迫使企业钻研更高能量密度电池，以期将电池续航做到1000km以上，从而彻底解决里程焦虑。

更高能量密度、更高单车带电量造成更高的电池成本，此部分成本最终会转嫁到消费者，制约新能源车终端需求。

动力电池补能能力的欠缺，是造成里程焦虑的重要原因。因此，尽快完善电池补能基础设施建设，是解决里程焦虑问题的最直接途径。

电动汽车可通过充电或换电进行补能，目前，充电为主流补能方式。

充电模式存在诸多痛点，如车桩比较低、补能时间长、快充加速损耗电池寿命等。换电模式可有效弥补充电的缺点，为消费者提供更多补能选择。

于用户而言，换电模式具有三大主要优点：

1）补能时间短。换电模式下，单次换电时长仅需3分钟左右，新能源车用户补能体验接近于燃油车用户。

2）电池寿命无忧。换电模式下，换电站对电池进行均衡、优化，保证电池一致性，可有效延长电池寿命。另外，因换电车型多采用车电分离、电池租赁销售模式，消费者无需担心电池寿命消耗。

3）购车成本低。在电池租赁模式下，用户购车时无需承担电池费用，有效降低初始购买成本。

于电网而言，换电模式下，可根据电网侧需求进行充电，从而降低电网负担；充电桩充电则由用户发起，突然性强，对电网冲击较大。

根据罗兰贝格用户调研结果，车辆价格贵、车辆残值低、电池更换成本高、电池安全性问题、充电便利性不够为制约消费者购买新能源汽车最大的五个因素。

换电模式可全面解决这五大问题，促进新能源车进一步发展。

车辆价格贵：换电模式下，汽车与电池并非捆绑销售，用户可选择车电分离、电池租赁方式购买汽车，有效降低初次购车成本；

车辆残值低：动力电池是造成新能源车与燃油车残值差距的主要因素，车电分离模式下，换电运营商对电池进行专业化维护，用户可免受电池寿命困扰；

电池更换成本高：车电分离下，消费者无需因电池老化而更换电池，因此无需承担此部分成本；

电池安全性问题：换电站中电池由运营商统一管理，实时接受电池安全监测，安全性更有保障；

充电便利性：蔚来、奥动最新一代换电站均可做到三分钟以内换电，快充则需30分钟以上，换电可节约大量时间，有效解决充电便利性问题。

图表 7：消费者购买新能源汽车五大顾虑

目前我国新能源车销量高速增长，保有量逐步提升，对补能基础设施建设提出了更高要求。

新能源车换电模式是最接近燃油车加油的补能方式，具有补能时间短、电池寿命长、购车成本低、电网友好等优点，可有效解决用户购买新能源车的一系列顾虑。因此，我们认为，换电与新能源车相辅相成，新能源车保有量提升促进换电站建设需求，换电站的普及亦将反哺新能源车，促进其渗透率进一步提高。

1.2、换电步入发展新阶段

我国换电模式经历了三阶段发展。

2009-2012年，国家电网首先在新能源车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。

2012-2018年，由于换电投入成本高、换电车辆少、标准不完善等因素，充电模式成为市场主流。

2019年至今，新能源车补贴逐步退坡，整车购买成本成为新能源车制约因素之一，在车电分离商业模式的流行以及政策引导下，换电模式重获市场关注，中国补能方式进入充换电并行发展的阶段。

2、换电产业链

换电产业链中，上游环节为换电设备及其基础零部件，中游为换电运营商，下游为商用车、乘用车、两轮车等应用场景。

由于换电车型研发需要车企与换电建设运营商共同研发，换电站产业链不同环节之间联系紧密。

2.1、上游：换电设备

换电技术主要解决电池卸下和装载时保持电池与汽车连接稳定性的问题。

根据电池安装位置，换电技术可分为底部、侧向、端部、顶部、中置电池更换；根据电池包类型，可分为整包换电与分箱换电。

目前，乘用车常用换电技术为底盘换电、分箱换电，商用车则主要采取端部、侧向换电。

底盘换电不改变车体前后轴重量，可实现全自动换电，大幅缩短换电时间，蔚来、奥动均采用底盘换电；分箱换电通用性好，易实现标准化，伯坦科技采取此技术路线。

随着换电车型不断应用，新能源车换电关键技术的焦点开始集中在换电快速性和安全性、电连接的可靠性和耐久性、换电电池安全性及长寿命要求。

换电关键技术包括机械连接技术、电连接技术、液冷连接技术、监控技术等，目前均已较为成熟。

目前，国内换电设备供应商主要包括山东威达、博众精工、翰川智能、科大智能等。

其中，山东威达与蔚来深度绑定，二者合资建立子公司昆山斯沃普，为蔚来二代换电站独家供应换电设备；博众精工、翰川智能、科大智能拥有丰富换电设备技术储备，产品已经过多代更迭，为东风、北汽、吉利等传统车企提供换电设备。

我们以换电车型渗透率和车站比作为关键预测依据，对乘用车及重卡换电设备需求空间进行测算，预计2025年换电站行业市场规模将达到371.34亿元，CAGR达102%。

换电行业的兴起将带动动力电池及其产业链需求，根据我们预测，2025年换电动力电池需求将为27.76GWh，所需正极材料、负极材料、隔膜、电解液分别为4.21万吨、2.65万吨、4.43亿平、2.95万吨。

2.2、 中游：运营商&电池银行

目前我国乘用车换电运营商主要玩家有蔚来、奥动、伯坦，截至2021年底，三者分别建有换电站789座、402座、107座，分摊了我国乘用车换电站市场。

商用车换电主要参与者则为玖行能源。

图表 17：中国换电站运营环节竞争格局

换电产业链中，换电运营商、电池银行作为中游核心环节，与整车企业、消费者、电网等共同构成车电分离产业生态，并通过电池梯次利用与回收形成商业模式的闭环。

3、行业标的

3.1 换电设备：山东威达、翰川智能

3.1.1 山东威达(002026.SZ)：与蔚来深度绑定，共谋换电大计

山东威达为全球电动工具配件行业隐形冠军，其全资子公司苏州德迈科为智能制造解决方案提供商，具有切入换电站行业的先决优势。

2017年，苏州德迈科与蔚来合资成立子公司昆山斯沃普，二者分别持股44%、43.5%。

山东威达与蔚来通过昆山斯沃普深度绑定，共同为蔚来建设换电站。根据山东威达披露，蔚来二代换电站均由昆山斯沃普提供。

与蔚来合作推出二代换电站，大幅缩短换电时间，可不间断进行换电服务。

2021年4月，首座蔚来二代换电站在中石化朝英加油站正式投入运营。

相对于一代换电站，蔚来二代站将换电时间缩短至4.5分钟，同时将电池容量扩大至13块。

在4.5分钟换电时间与13块电池的搭配下，叠加蔚来换电站可在1小时内将电池电量充满的充电功率，蔚来二代换电站可不间断供应换电车辆，日服务能力达到312次。

此外，蔚来二代站可实现自动泊车，并取消了举升装置，使用户可在车中完成换电服务。

图表 46：蔚来一、二代换电站对比

取消举升装置，使用户不下车换电、电站不间断换电成为现实。

在一代换电站中，换电平台需设置举升装置，将汽车举升至较高高度后，由换电机器人进入车底进行换电，以防止换电机器人在进入车底时与汽车发生接触而损坏车辆。

举升装置的存在，使得用户需下车等待换电。

上下车过程及举升过程是延缓换电时长的主要原因，若无法将换电时长压缩至4.5分钟，则换电站无法实现不间断换电服务。

因此，举升装置的取消是蔚来二代站实现用户不下车、电站不间断换电的关键因素。

山东威达深度绑定蔚来，在换电设备供应商中具有先发优势，预计将在换电设备行业具有较高市占率。

假设换电设备净利率为10%，则当山东威达市占率为10%-50%时，净利润将为3.7-18.6亿，将为现有业务提供较大业绩弹性。

图表 48：2025 年山东威达换电业务营收及净利润测算

3.1.2 翰川智能(688022.SH)：汽车自动化设备经验积累，助公司切入换电领域

公司成立于2007年，是中国工业自动化与数字化技术的佼佼者，是集自动化设备和工业软件一体化的智能制造整体解决方案提供商。

公司总部位于苏州，在深圳和赣州拥有生产基地，并在全球设置了10个分支机构和服务中心，业务覆盖全球20多个国家。

通过多年业务实践，公司已建立起模块化、单元化的工艺及系统模块，能够根据客户个性化需求，研发、设计并有机组合成系列智能制造装备及系统。

公司现已形成“1+N”战略布局：“1”指专注汽车电动化、智能化行业为战略深耕主要方向，“N” 指以“1”为基础，有节奏、有步骤地向其他智能制造应用场景探索拓展。目前“1”包括汽车和新能源领域，“N”包括工业互联和工业零部件等领域。

图表 50:翰川智能“1+N”战略

深耕汽车自动化设备多年，助公司成功切入换电领域。

翰川智能较早抓住行业趋势和客户潜在需求，对汽车行业及新能源锂电行业有深刻认知，快速研发出换电站系列产品，并且已完成多轮迭代，成功抢占市场先机。

另外，公司深耕汽车电子自动化设备领域，积累了大量技术和工艺KnowHow，为公司进行换电设备的研发与生产提供技术优势，主要体现在识别精确性、传动稳定性和装配高速性三方面。

翰川智能换电设备技术路线涵盖整包式换电、分包式换电，适用于乘用车、商用车，可采用7-26块电池包随意组合，合作企业车企包括东风汽车、柳州汽车、奇瑞汽车、北汽新能源、一汽奔腾、一汽解放、陕西汽车等，具有兼容性强、标准化程度高、可升级拓展等优势。

3.2 动力电池：宁德时代、国轩高科

3.2.1 宁德时代(300750.SZ)：借EVOGO正式切入换电领域

2011年，ATL创始团队二次创业，成立宁德时代，进行动力电池研发制造。经十余年发展，宁德时代已在全球建立五大研发中心、十大生产基地，成为全球动力电池龙头企业。

根据SNEResearch，2021年，宁德时代全球装机量达96.7GWh，同比增长167.1%，市占率为32.6%。

公司积极布局换电业务，为北汽、一汽、蔚来、吉利等企业配套换电乘用车动力电池，为上汽红岩、华菱之星、徐工机械、中国重汽等企业配套换电重卡动力电池，在换电领域具有较高市场份额。

2022年1月，宁德时代全资子公司时代电服举行发布会，发布换电服务品牌EVOGO及组合换电整体解决方案。

组合换电整体解决方案由“换电块、快换站、APP”三大产品共同构成。EVOGO将在10个城市启动首批换电服务，拟在2-3年时间内，建成全球最大规模换电服务网络。

作为动力电池制造商，宁德时代切入换电领域，目的是为更多车型提供统一换电电池，因此采取分箱式换电，此举也将为宁德时代建立全球最大换电服务网络奠定基础。

宁德时代将EVOGO电池命名为“巧克力换电块”，可适用于从A00级到B级、C级的乘用车以及物流车，用户可根据自身使用场景，自由选择换电块数量。

巧克力换电块具有统一标准，能量密度约为160Wh/kg，单电池载电量为26.5kWh，可提供续航约200公里。

宁德时代动力电池配套中国过半新能源车，拥有产品优势、渠道优势，宁德时代进行换电站建设运营，其电池将适配于更多车型，有利于我国换电行业形成统一标准，为用户提供便利。

用户体验感提升，将助推新能源车需求，进而推动动力电池行业需求。

宁德时代作为换电先行者，将享受更大市场份额。

因此，我们认为，宁德时代入局换电行业，将形成消费者-车企-电池厂商-换电设备厂商等多方共赢的局面。

3.2.2 国轩高科(002074.SZ)：配套吉利，抢占换电先机

国轩高科成立于2006年，现在全球拥有十大生产基地、七大研发中心，业务涵盖新能源汽车动力电池、储能电池等。根据SNEResearch数据，公司2021年全球装机量为6.4GWh，同比增长166.7%，市占率居全球第八。

公司换电动力电池主要配套吉利。

吉利近年来在换电领域动作频繁，公司进入吉利换电车型供应链，率先探索换电领域，未来有望切入更多换电车企供应体系。

2020年4月，吉利注册易易换电商标，正式进入换电领域。2022年1月，吉利与力帆成立合资公司睿蓝汽车，旗下品牌枫叶现有80V、60S两款车型完成工信部信息申报，国轩高科对此两款车型均有配套。

根据吉利规划，2025年将建成5000余座换电站，换电推广力度较大。

图表 58：吉利换电领域布局及规划

3.3 运营商：奥动新能源、伯坦科技

3.3.1 奥动新能源（未上市）：以极速、共享作为腾飞双翼

自2000年起，奥动新能源一直专注于新能源汽车换电技术研发及换电站网络运营。

截至2021年底，奥动共建成402座换电站，覆盖全国26个城市，累计换电行驶里程达28.4亿公里。不同于蔚来，奥动换电站可同时服务多个车企，因此，与奥动合作的车企需统一电池包标准。

我们认为，通过统一电池标准，实现单换电站服务多车企的模式将是未来换电行业主流模式，因此，奥动在标准统一、下游渠道方面已然具备较大的先发优势，未来市占率有望持续稳固。

极速、共享是公司腾飞双翼。

2020年11月，奥动在广州车展发布了其第四代换电站，20s极速换电技术迎来首发。与奥动合作的电动车企业需统一电池标准，因此，奥动换电站内电池具有相同尺寸、相同带电量，奥动四代换电站统一电池包尺寸为1688*1072*280mm，带电量为56kWh。

车企合作方面，截至2021年底，奥动已与北汽、上汽等14家主机厂合作开发24款车型，下游渠道强劲。换电站选址方面，奥动与中石化、中石油、英国bp开展深度合作，共同建站，为奥动提供更多建站场地的同时，缓解其建站资金压力，帮助奥动脱离重资产束缚。

奥动发布2025万座换电站规划。

2021年4月，奥动新能源发布红色奥动战略计划，预计至2025年在全国建成5000座换电站，覆盖超100个城市。

根据奥动新能源最新规划，其2025规划建成换电站数量较此前规划翻倍，目标将达10000座。

图表 63：奥动换电站建设规划

3.3.2 伯坦科技（未上市）：车电分离生态倡导者

伯坦科技是“车电分离、分箱换电”的商业生态和技术体系的构建者，通过自主研发的标准箱动力电池和分箱换电方式实现了电动车型换电兼容、动力电池的高度梯次利用和循环利用。 伯坦科技已与7家主机厂合作开发车型10余款车型，产品涵盖乘用车、商用车。

伯坦科技目前推广“分箱换电”版新能源汽车超3万辆，累计提供换电服务超887万次，累计换电行驶里程超13.4亿公里。

伯坦科技与主机厂的合作具有两种商业模式。

第一种模式是伯坦科技向整车厂输出电动汽车换电系统整体解决方案，由整车厂进行生产加工，利用其自有渠道完成销售，终端用户接入伯坦的换电站网络；第二种模式是伯坦根据客户需求定制电动汽车整体方案并委托整车厂代工生产，再销售给客户，并向客户提供后续的换电网络能量补充支持。

3.4 整车：蔚来汽车、北汽蓝谷

3.4.1 蔚来(NIO)：换电模式领航者

2014年11月，蔚来正式成立。

2017年12月，首届NIODAY中，蔚来发布企业首款商用车型ES8。此后蔚来每年均举办NIODAY并发布新车型，至今已正式发布5款车型。

蔚来首款车型于2018年9月上市，此后进入增长快车道，2021年销量达91429辆，同比增长109.1%，2018-2021年CAGR达101%。

自2018年建成第一座换电站后，蔚来在换电站建设领域持续加码，截至2022年1月，已建成814座换电站，成为国内最大的换电运营商。

根据蔚来规划，将于2022年底建成1300座换电站，2025年底在全球市场建成4000座换电站，其中中国以外市场约1000座。

2020年8月，蔚来推出BaaS服务，为用户提供更灵活整车购买方案，亦为自身换电服务提供商业模式的补足。

同月，蔚来与湖北科投、宁德时代、山东威达等企业合资成立武汉蔚能，作为电池资产管理公司，至此，蔚来“换电站-BaaS-电池银行”已实现商业模式的闭环：用户选择BaaS模式购买蔚来不含电池包，武汉蔚能出资购买电池包，用户按月交付电池租金，同时可享受换电站免费换电服务。

图表 68：蔚来 BaaS 运营模式 图表 69：武汉蔚能股权结构

2021年起，蔚来陆续与中石化、中石油及壳牌达成合作协议。由石油企业提供场地，蔚来提供设备，双方共同进行换电领域的布局和探索。

未来，在加油站旁建设换电站，换电、加油一体化将越来越常见。

3.4.2 北汽蓝谷(600733.SH)：换电模式先行者

2018年9月，北汽蓝谷通过重大资产重组，将北汽新能源100%股份置入上市公司体内，登陆A股市场，成为国内新能源汽车第一股。目前，北汽蓝谷正全力打造极狐、北京汽车两大品牌。

图表 71：北汽蓝谷生产基地 图表 72：北汽蓝谷股权结构

自2009年成立以来，北汽新能源在换电领域不断尝试。

2012年，北汽新能源正式立项开发换电技术。

2016年，北汽新能源与奥动新能源合作，将换电车型投向B端市场，以网约车作为落地场景，开启商业化运营道路。

2017年10月，北汽新能源与产业链伙伴缔结“卫蓝生态联盟”，通过换电和电池再利用技术，将新能源汽车、动力电池、换电站、光伏发电进行深度融合。

根据规划内容，北汽新能源将于2022年底，在全国范围内建成3000座光储换电站。截至2021年11月，北汽已在北京、厦门、兰州、广州等19个城市投放2.55万辆换电式电动车，累计建成换电站277座。

图表 74：北汽新能源“擎天柱计划”

4、 报告总结

换电与充电互补，发展具有战略性意义。

充电尚存诸多瓶颈，发展换电可使多方受益：

1）消费者：换电补能时间短、电池损耗小、购置成本低；

2）整车厂：换电解决消费者购车顾虑，促进销量；

3）电池回收厂：换电模式下，换电站对电池进行统一管理，便于回收；

4）运营商：换电经济效益佳、发展空间大；

5）电网：高峰充电减少，电网负担降低。综合考虑，在新能源为主的新型电力系统下，发展换电具有战略性意义。

换电发展瓶颈已打通，风口将至。

换电在我国发展曾受阻，现阶段而言，制约因素已逐步解决：

1）政策全面转向，换电标准逐步完善，国家推动充换电并行发展；

2）传统车企陆续推出换电车型，蔚来引领新势力，宁德入局，换电产品矩阵逐渐丰富；

3）换电站投入虽高，运营商经济效益极佳。

因此，我们认为，我国换电产业即将进入发展快车道，风口将至。设备环节最先受益，运营环节空间广阔。

预计2025年乘用车、重卡换电设备市场规模分别为321.46、49.88亿元，合计371.34亿元，CAGR达102%；乘用车、重卡运营市场规模分别为217、1247亿元，合计1464亿元，CAGR达134%。

换电也将带动动力电池需求，预计2025年换电动力电池需求将为27.76GWh。换电产业链发展初期阶段，设备厂商将先于运营商受益，具有渠道优势和先发优势的设备厂商将具明显竞争优势。

在新能源车高速发展背景下，换电可补足充电瓶颈，使各方参与者受益，其发展具战略性意义，现换电制约因素已逐步解决，发展空间广阔。

总结：

1）换电设备：产业链率先受益环节，具有先发优势、稳定客户资源的企业将充分享受行业增长红利，占据更高市场份额，山东威达，翰川智能；

2）动力电池：意图建成全球最大换电服务网络的宁德时代、换电带来较大业绩弹性的国轩高科；

3）整车企业：换电车型销量与换电站建设相辅相成，换电先行者蔚来、北汽蓝谷。

5、风险提示

（1）新能源车发展不及预期；（2）换电标准推进不及预期；（3）运营商经济效益不及预期；（4）换电车型销量不及预期。

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