一、換電產業整體概述
1、定義與對比情況
換電模式具備降低購車成本、提高補能效率兩大優勢。相比充電模式，換電時間能夠壓縮至5分鐘以內，極大程度提高效率；車電分離後新能源汽車可除去電池費用由高價轉為平價降低成本；此外換電過程中還能更好利用峯谷電價差降低電費；換電站對電池進行集中監測能夠延長電池壽命。換電模式痛點在於重資產、電池標準化程度低、車企配合難度大。以往換電的痛點主要包括換電站建設前期投入高，融資需求較大，同時換電電池的標準化程度低，難以開放使用形成規模效應，導致技術的應用推廣存在難度，需要車企和電池企業之間加強配合。
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2、發展歷程
回顧換電政策發展，2011年國家電網工作會議上就曾確定“換電為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的新能源汽車基本運營模式，而2013-2014年由於新能源汽車數量不足、換電生態尚未建立等原因被擱置。2019年6月，國家發改委、生態環境部和商務部重新提及推廣新能源汽車電池租賃等車電分離消費方式，鼓勵企業研製充換電結合的新能源汽車產品。2020年4月，《關於調整完善新能源汽車補貼政策的通知》明確支持“車電分離”等新型商業模式發展。2021年4月，首個國家標準《電動車換電安全要求》發佈，2021年11月起實施。2021年下半年，工信部與能源局開展新能源汽車換電模式應用試點工作。隨着行業政策推動逐步完善與發展，我國換電行業前景廣闊。
中國換電行業相關政策發展歷程
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3、車電分離模式
車電分離為換電模式重要體現形式。自換電模式首次被寫入政府工作報告，其也成為作為國家層面推動的新能源汽車加電模式，行業積極探索車電分離、換電站建設、電池銀行等產業創新模式。“車電分離”是實現鋰離子動力電池梯次利用的商業運營模式基礎，有利於大幅提升電池利用率以及降低用户購車成本，本質上依託於換電模式。
車電分離模式示意圖
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4、換電形式
換電實現形式之一。根據換電時接觸與導方式的不同，可以將換電形式分為對插式換電、端面式換電。垂直對插式換電與端面式換電自動化程度較高被廣泛使用。對插式換電：車身與電池的插件導向孔、導向軸對插進行導向與定位，從而實現電池與車輛的連接。換電時根據車身運行方向與電池進行方向關係的不同，對插式換電可進一步分為垂直對插式換電、平行對插式換電。端面式換電：端面式換電實現過程與對插式換電類似，電池安裝於底盤，但換電是由插件接觸面定位，非導向的軸孔。
注：圖中，1:車身;2:電池安裝位置;3:電池;4:換電機構
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二、換電站產業鏈整體驅動
1、換電站示意圖
換電站是換電模式的主要方式，而換電模式主要指通過集中型充電站對大量電池進行集中存儲、集中充電、統一配送，再於電池配送站內對電動車提供電池更換服務，換電站具備時間較短，可回收梯次利用等優勢。
換電站示意圖
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2、整體架構
就換電站產業鏈整體架構而言，上游是電池企業和換電設備生產商，分別負責提供對應應用範圍的動力電池和換電站設備；中游是換電站建設和運營商，負責換電站的搭建和運營，面向市場提供換電服務；下游是公共領域和私家領域的新能源電動車用户，通過換電站進行換電及消費。
換電站產業鏈整體架構
資料來源：《財務視角下的乘用車換電模式研究》（張寧），華經產業研究院整理
其中，設備生產商、動力電池企業和換電運營商是換電模式產業鏈最主要的三個環節，涉及的細分領域和相關標的公司較多，主要包括寧德時代、山東威達、奧動新能源等。
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3、下游驅動
新能源汽車保有量快速增長，刺激換電站產業快速發展。根據公安部交管局數據顯示，2015-2020我國新能源汽車保有量逐年增長，隨着新能源汽車補貼下行，增速有所下降，但保有量增速整體仍較高，2020年保有量達492萬輛，同比2019年增長29.1%。2021年以來，新能源汽車銷量連創新高，預計2021年保有量將大幅度增長。
資料來源：公安部交管局，華經產業研究院整理
三、換電站市場現狀
1、保有量
隨着新能源電動汽車行業快速增長，我國電動汽車換電站建設如火如荼。數據顯示，2020年末我國擁有新能源汽車換電站555座，相較於上一年新增約250座，同比增長82%。截止2021年6月末我國換電站達716座。
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2、地區分佈
就我國換電站地區分佈而言，主要分佈在北京、廣東、浙江、江蘇和上海等國內經濟發達的沿海或中心城市。其中北京作為新能源汽車生產的主要省份（佔比27.76%）排名第一，佔比全國換電站的30.87%，遠高於排名第二的廣東省。未來換電站將持續普及，新一線城市、二線城市仍有龐大的下沉市場空間。
注：數據截止2021年6月
資料來源：EVCIPA，華經產業研究院整理
3、成本結構
換電站成本高昂，是制約行業發展的主要因素之一。就換電站運營成本結構佔比分佈情況而言，主要成本來源初始設備投資、運維成本和土地成本等。根據蔚來公司官網數據顯示，初始設備投資和土地成本佔比皆超四成，為建設運營換電站關鍵成本。未來隨着政策補貼得逐步完善和相關技術的逐步成熟，成本有較大的壓縮空間，屆時或將進一步驅動行業發展。
資料來源：蔚來公司官網，華經產業研究院整理
相關報告：華經產業研究院發佈的《2021-2026年中國電動汽車充換電站行業投資分析及發展戰略諮詢報告》；
4、換電汽車數量
從我故意可支持換電的新能源汽車數量來看，截至2021年5月中旬，國家平台中接入的電池快換車輛數為15.59萬輛，比2019年增長超過30%，其中私人乘用車約7.88萬輛，佔到總數的近一半。
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四、換電站市場格局
1、保有量格局
就目前換電站市場保有量佔比而言，僅有奧動新能源、蔚來汽車和伯坦科技三家企業獨立完成換電站。其中奧動新能源數量最高，截止2021年6月有338座換電站，佔比總數的47.21.蔚來汽車位列第二，保有量達271台，伯坦科技位列第三，保有量為107台。行業技術壁壘深厚，僅有少數企業能夠獨立生產，隨着政府政策補貼政策和試用點開始施行，未來市場格局或將更加複雜，先發企業將具備優勢。
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2、企業持續入局
截至2021年Q1，已有5001家企業在經營範圍中新增“新能源汽車換電設施”。目前，不少車企加快換電技術佈局和換電車型迭代。自建換電網絡，或與換電企業合作為兩種主要發展模式。隨着技術不斷成熟，換電模式將會成為各大車企完善新能源汽車佈局過程中的關鍵一步，有助於新能源汽車的加速推廣。
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五、換電站發展趨勢
1、使用場景廣闊
換電模式在公共交通領域有着較大的發展空間。換電模式推廣面臨的一些制約因素，如需要電池規格相對一致、需要車輛品牌相對集中、需要配套佈局換電站等，在公共交通領域面臨的阻力都不大，而其補能高效、快速、安全，降低購置成本等優勢，對公共交通領域用車的吸引力極大。隨着工信部與各地方政府持續推動公共交通領域全面電動化進程，換電模式有望迎來較大的發展空間。
2、電池標準化是改進方向
長期以來，國內電動汽車車企各自單獨佈局換電站，仍處於自行探索階段，由於對技術路線的理解不同，更換電池包的通用性等方面也存在差異，掌握的電池技術不同，動力電池標準尚未統一，同一車企的不同車型、不同種類採用的電池規格和標準都難達一致，不同車企之間的電池技術、標準和規格差別更大，短期難以實現動力電池互換，嚴重影響了換電模式的發展，也給新能源汽車的管理和發展增加了難度。
換電模式下電池的標準化是目前值得探索和改進的方向。電池的標準化設計可以參照國家對小轎車不同輪距與軸距尺寸範圍而劃分的四種型號標準，換電站可以依照四種車型的底盤尺寸制定相應標準電池箱，滿足大部分電池需求。
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