当下新能源汽车领域超冲站的钳制显而易见，电网负荷及电池的物理特性导致实现10分钟充满电较难实现，并且基于小区电网容量判断其负荷仅支持30%车位安装充电桩，自充桩的严重不足将会导致新能源车使用便捷度急剧下降，进而使其经济性难以抵消使用上的负担，阻碍电车渗透率进一步提升。我们认为充换电一体站具备高效服务能力，可以利用本身换电机构内的动力电池作为储能减少对电网压力，在与配储超冲站相当的成本下可以实现后者两倍的服务效率。并且在未来新能源车达到一定渗透率后，充换电站一体站或可成为补能解决方案的最佳选择之一。
　　▍当下对于换电站的认知偏少，换电模式的潜力并未被市场充分认知。市场当下对换电站的分析多聚焦于电网侧轻负担、用电侧省时间、运营端成本对比，除此之外我们认为换电站还具备一些使用端的优势是被低估的，主要集中于：1）单位占地面积下换电站服务能力更强，这对于城市或地皮价格较贵的地区尤为重要；2）车电分离下降低用户购置成本（可电池租用，购置税减免）；3）电池灵活升级，大小容量电池随时切换，避免电池重度投资；4）提升电池利用效率，优化退役电池统一管理；5）换电站使用费并不比超冲站高，统一管理及无人化趋势使得换电站经济性更佳，相较充电站更易实现盈利；6）当新能源车保有量达到现有小区充电桩无法负荷的时候，换电站就是必然路径。
　　▍历史上新能源汽车换电商业模式屡屡受挫。过去资本和产业对换电站存在一定质疑，且过往不乏失败案例（The Better Place），主要是换电站存在诸多制约发展的因素。主要问题集中于：1）动力电池规格、材料、技术标准化程度低，不利于换电体系流转；2）主机厂间协议难以互通导致换电只能品牌内部流转；3）换电方式存在差异；4）换电站建设及运营成本高昂。
　　▍当下换电站制约因素正逐步减弱。首先是车企和电池供应商正在主导电池标准化进程，以降低生产成本，这将有效推动换电实施可行性。其次我们看到新能源汽车格局也在逐步集中，CR3的厂商占市场份额的47.1%，CR10厂商占市场份额的69.4%；车企内部实现标准化相对而言较为容易，以比亚迪为例，其内部也在推进动力电池标准化，将刀片电池尺寸标准锁定在960*13.5(14)*90(102)mm，将材料统一为磷酸铁锂，统一化的电池也更加适用于换电。同时换电站本身也在逐步发展，以蔚来三代换电站为例，其可以兼容更多车型及尺寸，无人化运营也可以大幅降低单站成本。
　　▍补能将面临瓶颈，进而制约新能车发展，换电站或许是解决方案之一。在日常使用端，即使是有车位，新能源车主也时常遇到充电桩安装难的问题。这一问题归根结底来自于小区配电容量是有上限的，通常合理的车位：桩比为3：1，也就是说仅有约30%的小区停车位能有配电容量去装配充电桩。当新能源车整体保有量超过30%后（月销量渗透率已超37.3%，23年8月），日常补能问题将会面临极大的压力，新增新能源车主或需要下班后去商业充电桩充电，这将对未来电车的使用体验提出极大挑战，进而可能影响新能源车保有量提升，而换电站或将是这一问题的终极解决方案。
　　▍再探未来行业补能发展，充换电一体站或为更优解决方案。充电桩电网负荷问题已经被市场所熟知，由于大部分充电站仅可以申请到630kva的变电站，所以行业内所推崇的解决方案是超冲站配储方案，但是这一方案面临成本高，无盈利甚至亏损的问题。搭载500-1000kw的储能系统需要额外数百万元投资成本。而换电站所配套的动力电池本身就是储能，所以我们看到现在越来越多的换电站正往充换电一体站的方向发展，以蔚来三代站为例，其一座站搭配4-20根超冲桩实现电容量的分时利用。这种模式可以共用逆变器与储能设施，大大缩减整体建设成本。以630kva为例，理论每小时服务能力为630度电，每小时可服务8辆车（每辆车80度电），而搭配四根充电桩的充换电一体站可服务16部车（换电站12台，充电4台），整体效率是同等级超冲站的2倍以上。
　　▍风险因素：政策推动低于预期；充换电利用率低于预期；新能源渗透率不及预期；电池标准化程度低于预期；行业降本低于预期。
　　▍投资策略。新能源汽车产销量快速增长，根据乘联会数据，截至今年八月份销售量渗透率已达37%，将催生充换电行业加速发展。我们认为换电模式具备更加高效、对电网、土地更友好等优势，且车企端有利于降低整车售价，提升销量，未来渗透潜力较大。但同时换电站也面临标准化程度较低、体系较为封闭、投资成本较高等问题。综合考虑，预计未来5年国内新能源汽车补能市场仍将维持充电为主、换电为辅的格局。但在资本、主机厂、政策、车桩比不匹配等的推动下，换电模式在部分高端乘用车和运营类车辆的应用推广将明显加速。重点推荐受益于行业销量快速提升的换电设备提供商，建议关注瀚川智能、博众精工、山东威达、法兰泰克、科大智能等。
　　

研究报告全文：被低估的换电站电器智造行业新能源换电专题2023108中信证券研究部核心观点当下新能源汽车领域超冲站的钳制显而易见电网负荷及电池的物理特性导致实现10分钟充满电较难实现并且基于小区电网容量判断其负荷仅支持30车位安装充电桩自充桩的严重不足将会导致新能源车使用便捷度急剧下降进而使其经济性难以抵消使用上的负担阻碍电车渗透率进一步提升我们认为充换电一体站具备高效服务能力可以利用本身换电机构内的动力电池作为储能减少对电网压力在与配储超冲站相当的成本下可以实现后者两倍的服务纪敏效率并且在未来新能源车达到一定渗透率后充换电站一体站或可成为补能制造产业联席首席解决方案的最佳选择之一分析师当下对于换电站的认知偏少换电模式的潜力并未被市场充分认知市场当下S1010520030002对换电站的分析多聚焦于电网侧轻负担用电侧省时间运营端成本对比除此之外我们认为换电站还具备一些使用端的优势是被低估的主要集中于1单位占地面积下换电站服务能力更强这对于城市或地皮价格较贵的地区尤为重要2车电分离下降低用户购置成本可电池租用购置税减免3电池灵活升级大小容量电池随时切换避免电池重度投资4提升电池利用效率优化退役电池统一管理5换电站使用费并不比超冲站高统一管理及无人化趋势使得换电站经济性更佳相较充电站更易实现盈利6当新能源车保有量达到现有小区充电桩无法负荷的时候换电站就是必然路径历史上新能源汽车换电商业模式屡屡受挫过去资本和产业对换电站存在一定质疑且过往不乏失败案例TheBetterPlace主要是换电站存在诸多制约发展的因素主要问题集中于1动力电池规格材料技术标准化程度低不利于换电体系流转2主机厂间协议难以互通导致换电只能品牌内部流转3换电方式存在差异4换电站建设及运营成本高昂当下换电站制约因素正逐步减弱首先是车企和电池供应商正在主导电池标准化进程以降低生产成本这将有效推动换电实施可行性其次我们看到新能源汽车格局也在逐步集中CR3的厂商占市场份额的471CR10厂商占市场份额的694车企内部实现标准化相对而言较为容易以比亚迪为例其内部也在推进动力电池标准化将刀片电池尺寸标准锁定在9601351490102mm将材料统一为磷酸铁锂统一化的电池也更加适用于换电同时换电站本身也在逐步发展以蔚来三代换电站为例其可以兼容更多车型及尺寸无人化运营也可以大幅降低单站成本电器智造行业补能将面临瓶颈进而制约新能车发展换电站或许是解决方案之一在日常使用端即使是有车位新能源车主也时常遇到充电桩安装难的问题这一问题评级强于大市维持归根结底来自于小区配电容量是有上限的通常合理的车位桩比为31也就是说仅有约30的小区停车位能有配电容量去装配充电桩当新能源车整体保有量超过30后月销量渗透率已超37323年8月日常补能问题将会面临极大的压力新增新能源车主或需要下班后去商业充电桩充电这将对未来电车的使用体验提出极大挑战进而可能影响新能源车保有量提升而换电站或将是这一问题的终极解决方案再探未来行业补能发展充换电一体站或为更优解决方案充电桩电网负荷问题已经被市场所熟知由于大部分充电站仅可以申请到630kva的变电站所以行业内所推崇的解决方案是超冲站配储方案但是这一方案面临成本高无盈利甚至亏损的问题搭载500-1000kw的储能系统需要额外数百万元投资成本而换电站所配套的动力电池本身就是储能所以我们看到现在越来越多的换电站正往充换电一体站的方向发展以蔚来三代站为例其一座站搭配4-20根超冲桩证券研究报告请务必阅读正文之后第44页起的免责条款和声明电器智造行业新能源换电专题2023108实现电容量的分时利用这种模式可以共用逆变器与储能设施大大缩减整体建设成本以630kva为例理论每小时服务能力为630度电每小时可服务8辆车每辆车80度电而搭配四根充电桩的充换电一体站可服务16部车换电站12台充电4台整体效率是同等级超冲站的2倍以上风险因素政策推动低于预期充换电利用率低于预期新能源渗透率不及预期电池标准化程度低于预期行业降本低于预期投资策略新能源汽车产销量快速增长根据乘联会数据截至今年八月份销售量渗透率已达37将催生充换电行业加速发展我们认为换电模式具备更加高效对电网土地更友好等优势且车企端有利于降低整车售价提升销量未来渗透潜力较大但同时换电站也面临标准化程度较低体系较为封闭投资成本较高等问题综合考虑预计未来5年国内新能源汽车补能市场仍将维持充电为主换电为辅的格局但在资本主机厂政策车桩比不匹配等的推动下换电模式在部分高端乘用车和运营类车辆的应用推广将明显加速重点推荐受益于行业销量快速提升的换电设备提供商建议关注瀚川智能博众精工山东威达法兰泰克科大智能等重点公司盈利预测及投资评级EPSPE简称代码收盘价评级2223E24E25E2223E24E25E瀚川智能688022SH280704212117022167231713买入博众精工688097SH258907410214018335251814买入资料来源Wind中信证券研究部预测注股价为2023年9月29日收盘价请务必阅读正文之后的免责条款和声明2电器智造行业新能源换电专题2023108目录投资聚焦6投资亮点6投资逻辑7什么是换电站8换电模式优势显著未来发展初具蓝图8换电与充电并非对立面并不存在互斥关系10相较换电站充电站服务效率较低车桩比严重不足11充电理论峰值输出功率难以维持12电网负荷难以满足充电桩建设需求14为何我们认为换电站被低估了16换电方式所带来的益处远被低估16换电站单位占地面积下服务能力更强17车电分离下降低车辆购置及使用成本18换电模式下电池灵活升级真正解决补能焦虑20车电分离优化电池利用效率利好电池回收和梯次利用20从需求端来看乘用车商用车换电渗透率逻辑各异25当下换电站制约因素正逐步改善32历史上新能源换电商业模式屡屡受挫32如今新能源土壤已备但资本和产业对换电站仍存质疑主要是换电站存在诸多制约发展因素33同时我们也看到各种制约因素正逐步减弱36换电站成本正在下降38换电产业链概述39风险因素42插图目录图121Q4-23Q2车桩比变化图11图2小区内充电桩电气接线图12图3极氪超充桩宣传图15图4充换一体站与超充站对比16图5换电站换电模式示意图17图6蔚来车电分离购置方案价格表18图7蔚来灵活升级价格表19图8特斯拉CTC底盘设计只能拆开底盘更换电芯从而导致碰撞维修成本极高21图92022年我国充电基础设施保有量万台22图102022年我国充电基础设施增量结构22图112019-2023年全国最高用电负荷亿KW23请务必阅读正文之后的免责条款和声明3电器智造行业新能源换电专题2023108图12新能源汽车分类25图13换电模式应用场景对比26图14车电分离模式示意28图152022年换电重卡逐月销量辆28图162022年工信部各批次换电重卡新车申报数量及其占比款28图17基于基本电费的TCO成本敏感性分析测算元kWh万元30图18基于运行里程的TCO成本敏感性分析测算km万元30图19换电模式发展的历史沿革32图20市场上主流动力电池34图21换电站换电示意图35图22垂直对插式端面式36图23侧面对插式36图24蔚来三代站电池仓位增加37图25蔚来三代站高度柔性换电机构兼容更多尺寸车型37图262022年新能源汽车销量占比37图27比亚迪新能源汽车销量及市场份额38图28蔚来一代站二代站和三代站对比38图29可视化远程运维平台39图30可视化远程运维平台39图31换电行业产业链39图322022H1主要设备生产商换电业务营业收入万元40图332022年换电设备生产行业竞争情况40图34宁德时代EVOGO项目示意图41图352021年中国换电运营商竞争格局41图362021年主要企业换电站建成数量座41图3720172026E中国新能源乘用车销量万辆及YoY42表格目录表1换电各模式对比8表2充电模式与换电模式对比8表3部分省市十四五期间换电站规划及补贴计划9表4充电模式与换电模式对比10表52023年五一假期充电排队最久高速服务区12表6实际输出功率与理论输出功率对比表13表7常见超充桩规格15表8在不同电网负荷下两种模式补能站的补能效率车次16表9车电分离方案对低价车型和大容量电池车型的经济性体现更为显著19表10电池相关问题是新能车行业消费者主要投诉问题20表19典型充电站32桩40KW12桩7KW的交直流混用充电站投资成本拆分23表20乘用车换电站投资成本拆分车电不分离24表11乘用车与商用车运营对比26表12近年来换电重卡政策汇总27表13换电重卡与燃油重卡全生命周期成本对比分析29表14不同类型出租车收益分析30请务必阅读正文之后的免责条款和声明4电器智造行业新能源换电专题2023108表1520232026换电站需求预测31表16动力电池常用材料33表17主流动力电池厂家技术发展路线34表18换电站成本36请务必阅读正文之后的免责条款和声明5电器智造行业新能源换电专题2023108投资聚焦投资亮点当下市场对于换电站的认知偏少换电模式的潜力并未被市场充分认知市场当下对换电站的分析多聚焦于电网侧轻负担用电侧省时间运营端成本对比除此之外我们认为换电站还具备一些使用端的优势是被低估的主要集中于1单位占地面积下换电站服务能力更强这对于城市或地皮价格较贵的地区尤为重要2车电分离下降低用户购置成本可电池租用购置税减免3电池灵活升级大小容量电池随时切换避免电池重度投资4提升电池利用效率优化退役电池统一管理5换电站使用费并不比超冲站高统一管理及无人化趋势使得换电站经济性更佳相较充电站更易实现盈利6当新能源车保有量达到现有小区充电桩无法负荷的时候换电站就是必然路径过去资本和产业对换电站存在一定质疑且过往不乏失败案例TheBetterPlace主要是换电站存在诸多制约发展因素主要问题集中于1动力电池规格材料技术标准化程度低不利于换电体系流转2主机厂间协议难以互通导致换电只能品牌内部流转3换电方式存在差异4换电站建设及运营成本高昂我们认为这些制约因素正在向好发展首先是车企和电池供应商正在主导电池标准化进程以降低生产成本这将有效推动换电实施可行性其次我们看到新能源汽车格局也在逐步集中CR3的厂商占市场份额的471CR10厂商占市场份额的694车企内部实现标准化相对而言较为容易以比亚迪为例其内部也在推进动力电池标准化将刀片电池尺寸标准锁定在9601351490102mm将材料统一为磷酸铁锂统一化的电池也更加适用于换电同时换电站本身也在逐步发展以蔚来三代换电站为例其可以兼容更多车型及尺寸无人化运营也可以大幅降低单站成本市场及产业不乏对于换电的质疑例如过去BetterPlace布局的换电就以失败告终为什么现在换电就又可以了我们认为商业理念及布局时点对于一个企业的成功与否同样至关重要我们剖析了BetterPlace的案例他们的初心则是在与燃油去比较经济性当油价100美金时采用电动车换电模式既保留了电车的高经济性又同时保留了燃油的便利性所以TheBetterPlace的换电站规模极其庞大占地面积约等于一座加油站这也导致了换电站投入极高同时他们的车型也仅仅支持换电并不支持充电在十几年前新能源车保有量较低的情况下如此重资产投入导致了模式失败而如今的换电站则是分体式的占地面积约3-4个车位灵活易部署同时分布于城市各个角落及交通枢纽投资较少且用户换电更加简易我们认为更关键的因素是TheBetterPlace时期新能源车渗透率不足1而我国现今的新能源车月度销量渗透率已达373且屡创新高23年8月乘联会数据来自于新能源车补能端的需求土壤已来并且新能源车高渗透率也带了车桩比的不匹配据我们测算如今我国车桩比已经从655一路攀升到754从而导致充电设施抢位问题愈发严重尤其高峰时期与节假日使得新能源车长途出行变得极为困难我们认为仅靠超级快充是无法完美解决这一问题的主要问题集中于1电网负荷无法满足突发的充电需求2超冲桩分流严重充电功率会被接请务必阅读正文之后的免责条款和声明6电器智造行业新能源换电专题2023108入车辆增加而分流进而难以达到理论充电效能3汽车充电输入功率存在一定限制产品宣传的通常为最高充电功率而这一功率通常状态下难以维持导致即使理想环境下电网无分流也难以实现持续高速充电这些问题导致在不久的将来随着新能源渗透率进一步提升的情况下长途充电难题会进一步凸显而在日常使用端即使是有车位新能源车主也时常遇到充电桩安装难的问题这一问题归根结底是来自于小区配电容量是有上限的通常合理的车位桩比为31也就是说仅有约30的小区停车位能有配电容量去装配充电桩当新能源车整体保有量超过30后月销量渗透率已超30日常补能问题将会面临极大的压力新增新能源车主或需要下班后去商业充电桩充电这将对未来电车使用体验提出极大挑战进而可能影响新能源车保有量提升而换电是解决这一问题的终极方案充电是把车开过去充满而换电的逻辑是预先准备数十块电池在站内充满当车辆需要补能时直接把空电电池替换为满电电池这样做的好处是用户所付出的时间成本仅为换电这一步骤3-5分钟而不需要等待电池充满约1小时这也是当新能源车保有量达到一定比例后所需要经历的必然之路刚刚仅提到了补能优势除此之外换电所带来的灵活性是充电难以比拟的通过换电模式用户可以选择日常小电池长途更换大电池来减少车辆电池端投入成本车载电池可以始终保持一个健康的水平因为处于流通换电体系中用户就不必为电池衰减而买单等同时换电站中的电池在充电时可以保持稳定的功率并且处于恒温恒湿的环境下这样更利于电池寿命再探未来行业补能发展充电桩电网负荷问题已经被市场所熟知由于大部分充电站仅可以申请到630kva的变电站所以行业内所推崇的解决方案是超冲站配储方案但是这一方案面临成本高无盈利甚至亏损的问题搭载500-1000kw的储能系统需要额外数百万元投资成本而换电站所配套的动力电池本身就是储能所以我们看到了现在越来越多的换电站正往充换电一体站的方向发展以蔚来三代站为例其一座站搭配4-20根超冲桩实现电容量的分时利用这种模式可以共用逆变器与储能设施大大缩减整体建设成本以630kva为例理论每小时服务能力为630度电每小时可服务8辆车每辆车80度电而搭配四根充电桩的充换电一体站可服务16部车换电站12台充电4台整体效率是同等级超冲站的2倍以上所以我们认为未来行业补能方式可能会逐步向充换电一体站发展超冲站的钳制显而易见电网负荷及电池的物理特性导致实现10分钟充满较难实现并且小区电网负荷通常仅支持30车位安装充电桩自充桩的严重不足将会导致新能源车使用便捷度急剧下降进而使其经济性难以抵消使用上的负担从而阻碍渗透率进一步提升我们认为充换电一体站具备高效服务能力可以利用本身换电机构内的动力电池作为储能减少对电网压力在与配储超冲站相当的成本下可以实现后者两倍的服务效率并且在未来新能源车达到一定渗透率后充换电站一体站似乎成为补能解决方案的最佳选择投资逻辑新能源汽车产销量快速增长根据乘联会数据截至今年八月份销售量渗透率已达37预计将催生充换电行业加速发展我们认为换电模式具备更加高效对电网土地请务必阅读正文之后的免责条款和声明7电器智造行业新能源换电专题2023108更友好等优势且对于车企端有利于降低整车售价从而提升销量所以我们认为未来换电模式渗透潜力较大但同时换电站也面临标准化程度较低体系较为封闭投资成本较高等问题综合考虑预计未来5年国内新能源汽车补能市场仍将维持充电为主换电为辅的格局但在资本主机厂政策车桩比不匹配等推动下换电模式在部分高端乘用车和运营类车辆的应用推广将望明显加速重点推荐受益于行业销量快速提升的换电设备提供商建议关注瀚川智能博众精工山东威达法兰泰克科大智能等什么是换电站换电模式优势显著未来发展初具蓝图电动车补能新场景换电站蓝海待开拓换电模式指通过集中型充电站对大量电池集中存储充电统一配送并在换电站内对电动汽车进行电池更换服务按照地点的不同可分为充换电模式与集中充电统一配送模式充换电模式是当前市场普遍采用的方式即由换电站同时负责电池充电和电池更换按照换电方式的不同可分为底盘换电侧方换电分箱换电等随着换电技术不断成熟底盘换电的电池性能换电流程及换电时长优势更为突出或成为市场主流模式表1换电各模式对比底盘换电分箱换电侧方换电电池隐蔽性好差较好电池密封性好差较好换电设备成本高低较高换电自动化全自动半自动半自动操作工艺标准化易实现不易实现不易实现插接件安全风险低高较低换电时长去除辅助时间5分钟510分钟510分钟应用厂商北汽蔚来特斯拉力帆盼达浙江时空资料来源中国充电联盟中信证券研究部换电模式优势显著未来发展蓝图初具1换电对于补能时长的缩短作用尤为显著相较充电模式最高可节约10小时左右2换电对电池损伤较小电池寿命相对较长3可通过车电分离模式降低用户购车成本4对电网负荷压力较小且可通过V2G方案形成强大的削峰填谷能力V2G利用电动汽车的电池作为电网和可再生能源的缓冲车辆亏电时由电网补给能量电网短时缺口时由电力富余的电动汽车主动向电网补能中国汽车工程学会预计2030年中国电动汽车全年用电需求将达7454亿千瓦时占社会总需求的6-7充电功率194亿千瓦时占电网负荷的1112可形成强大的调峰调频能力表2充电模式与换电模式对比充电模式换电模式快充模式慢充模式运营端投资成本150400万1100万约1万产品对比补能时长5分钟052小时610小时请务必阅读正文之后的免责条款和声明8电器智造行业新能源换电专题2023108补能地点公共换电站公共充电站私人住宅为主补能方式更换电池个人自主充电站个人自主充电站电池寿命较长显著缩短较短对电网影响影响较弱且具有削峰填谷作用影响较大影响一般消费端销售价格蔚来042元公里北京025028元公里北汽034元公里上海025元公里消费体验快速补充能源灵活调节电池搭载快速补充能源对电池损伤较小车电分离模式降低用户购对电池损伤较大充电时间过长车成本市场现状标准化程度暂时较低较高较高代表企业协鑫蔚来奥动新能源等特锐德国家电网等特斯拉国家电网等目前保有量1000座100万座7万座资料来源中国充电联盟我国新能源汽车产业充换电模式的比较分析华经产业研究院中信证券研究部顶层设计推动换电发展政策补贴力度较强1从规划上看近年国家政策逐渐倾向换电模式自2019年起国家相关机构相继发布多项政策鼓励开展换电模式应用具体来看各省市十四五期间着力发展换电行业其中江苏四川等省规划建设数量领先计划十四五期间建设换电站分别超500座2从补贴上看换电站补贴计划分为建设补贴与运营补贴两种从建设补贴来看换电站补贴额度大多在150400元千瓦其中乘用车换电站单站补贴金额在50万75万元中重型换电站单站补贴金额在50100万元从运营补贴来看其按照实际充电量给予0102元千瓦时的补贴奖励此外北京市补贴力度领跑全国在建设与运营补贴之外按年度考核结果分段给予额外补贴有效激励换电站长期可持续经营表3部分省市十四五期间换电站规划及补贴计划省市政府文件内容换电站规划座补贴计划2022年2023年长期规划建设补贴运营补贴云南云南省十四五到2025年建设改200每千瓦300元进行补区域协调发展规划造充换电站500座贴江苏江苏省十四五到2025年累计建成500用电执行大工业电价新能源汽车产业发换电站500座电压等级不满1千展规划伏的参照1-10千伏电度电价水平执行2025年底前免收容量电费上海上海市交通发展十四五将实现充电对通用型换电站千白皮书桩换电站加氢站瓦补贴上限600元建设并行发展对于非通用型换电站千瓦补贴上限300元北京北京市加快新型到2022年建设约100310日常01元千瓦时基础设施建设行动100座换电站年度根据考核结果方案202020227KW以下补贴标准年04元W7KW补贴标准05元W请务必阅读正文之后的免责条款和声明9电器智造行业新能源换电专题2023108成都成都市新能源汽到2024年全市累500交流150元千瓦直按充电量分段给予车换电模式应用试计推广新能源换电流400元千瓦单站01元千瓦时015点实施方案征求意汽车3万辆以上不超过500万元元千瓦时及02元见稿建设换电站500座千瓦时补贴以上重庆重庆市新能源汽到2023年计划在200对出租换电站给予车换电模式应用试全市建成换电站400元千瓦的建设补点工作方案200座以上贴单站补贴不超过50万元对中重型卡车换电站给予400元千瓦的建设补贴单站补贴不超过80万元武汉武汉市新能源汽2022年底累计建50100换电站设备实际投资车换电模式应用试成换电站50座额15点实施方案20222023年底累计建2023年成换电站100座广州广州市智能与新到2025年换电站达400按照2000元千瓦的能源汽车创新发展到400个标准补贴单站平均十四五规划每工位补贴上限小时数为3000小时安徽安徽省十四五到2025年建成换180公共充换电设施依实汽车产业高质量发电站180座际充电量给予06元展规划千瓦时的奖励河南关于进一步加快到2025年建成集新能源汽车产业发中式充换电站展的指导意见5000座以上山东关于推动城乡建到2025年建成充设绿色发施的通知展若干措换电站8000座资料来源各省市人民政府官网成都市经济和信息化局重庆市经济和信息化委员会官网广州市安徽省发改委官网中信证券研究部换电与充电并非对立面并不存在互斥关系首先明确换电与充电并不冲突而是平行的补能方案市场常会对换电产业抱有担忧未来伴随超高压快充及固态电池等新技术的发展换电站行业是否仅是当下产业过渡方案我们认为长期来看换电将与充电并行甚至渗透率或有可能超越充电即便不考虑当下极速快充XFC及新型电池技术所面临的技术难点电网负荷峰值功率难维持等即便实现了所谓的10分钟满电也仅达到了当下换电站30-40的补能速率据飞凡汽车和蔚来汽车公告换电时间约2-4分钟再叠加换电站实际建设成本低于超高压快充站并且换电站可以实现电价套利车电分离有利减轻购车端成本压力灵活租用单位占地面积下服务能力更强等特点我们认为最悲观预期下换电至少为与超高压快充平行的补能方案表4充电模式与换电模式对比充电模式换电模式快充模式慢充模式运营端投资成本150400万1100万约1万产品对比补能时长5分钟052小时610小时补能地点公共换电站公共充电站私人住宅为主补能方式更换电池个人自主充电站个人自主充电站请务必阅读正文之后的免责条款和声明10电器智造行业新能源换电专题2023108电池寿命较长显著缩短较短对电网影响影响较弱且具有削峰填谷作用影响较大影响一般消费端销售价格蔚来032元公里北京025028元公里北汽034元公里上海025元公里消费体验快速补充能源灵活调节电池搭载快速补充能源对电池损伤较小车电分离模式降低用户购对电池损伤较大充电时间过长车成本市场现状标准化程度暂时较低较高较高代表企业协鑫蔚来奥动新能源等特锐德国家电网等特斯拉国家电网等目前保有量1000座100万座7万座资料来源中国充电联盟我国新能源汽车产业充换电模式的比较分析华经产业研究院中信证券研究部但当下充电站仍面临一些问题亟待解决相较换电站充电站服务效率较低车桩比严重不足公共充电站基础设施建设不足增速显著落后于新能源汽车增速车桩比仍处高位根据公安部数据截至2023年第二季度我国新能源汽车保有量达1620万辆呈高速增长状态同时我国公共充电基础设施累计数量达到215万台假设所有新能源汽车都有在公共充电桩充电的需求平均1座公共充电桩就需要服务754台新能源汽车统计自2021年第四季度以来的车桩比可以发现自2022年第二季度以来车桩比持续上升从655一路攀升到754这导致充电设施抢位问题愈发严重尤其高峰时期与节假日图121Q4-23Q2车桩比变化图资料来源Choice金融终端中信证券研究部现阶段离工信部2025年实现车桩比212030年实现车桩比11关于组织开展公告领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知的要求仍有不小差距根据公安部数据截至2022年年底我国充电桩数量达到520万台包括私人充电设施车桩比达到2521充电桩数量需要达到655万台才能实现车桩比21达到1310台才能实现车桩比11对应在现有基础上分别增加135万台和790万台仍然有非常大的差距然而充电桩建设仍存在规划布局协同不足盈利空间不足进小区难等难点当前充电桩的规划建设和新能源汽车的使用存在空间上和结构上的不匹配一方面充电难请务必阅读正文之后的免责条款和声明11电器智造行业新能源换电专题2023108的情况时有发生另一方面充电桩利用率却较低充电桩盈利空间不足充电桩制造商难以开展差异化竞争充电桩建设成本受到地段位置的制约获利空间有限充电桩还存在进小区难的痛点小区的变压器容量有限存在一定安全隐患高功率充电桩加大电网负荷加剧居民区用电三相不平衡等诸多问题以一座中等规模小区举例假设一座中等规模小区的变压器额定功率为1250kVA6座支流快充200kW的充电桩同时充电就将导致变压器过载考虑到居民还有日常用电的需求小区内能承载的充电桩数量非常有限以上建设难点制约了充电桩的大规模扩张使得车桩比始终难以显著提高图2小区内充电桩电气接线图资料来源基于储能的电动汽车充电站协调控制策略研究及系统设计吴铭中信证券研究部新能源汽车单次充电时间长用户排队时间久服务效率低下据中国电动汽车充电基础设施促进联盟及能链智电联合发布的2022中国电动汽车用户充电行为白皮书显示新能源汽车用户平均单次充电时长493分钟日充电14次意味着用户平均每天充电69分钟这意味着大量的用户需要等待数个小时才能用上电服务效率低4月29日百度地图发布五一假期首日服务区充电站排队大数据数据显示雅安市雅西高速石棉服务区西昌方向和台州市临海服务区台州方向充电排队等待时间最久达到了27个小时排队时间超过两个小时的服务区总共有六个长时间的排队会浪费用户的时间影响新能车渗透率的提高表52023年五一假期充电排队最久高速服务区排名服务区充电时间小时1雅安市雅西高速石棉服务区西昌方向272台州市临海服务区台州方向273临汾市京昆高速霍州服务区北京方向254淮安市京沪高速六洞服务区北京方向245保定市京港澳高速望都服务区港澳方向216瞻洲市洋浦服务区东区207临沂市长深高速公路林沐服务区深圳方向198韶关市乐广高速樟市停车区北行189盐城市沈海高速滨海服务区沈阳方向1510惠州市广河高速服务区河源方向15资料来源百度地图中信证券研究部充电理论峰值输出功率难以维持请务必阅读正文之后的免责条款和声明12电器智造行业新能源换电专题2023108充电桩难以维持理论输出峰值河南省计量科学研究院发现以一台额定功率为60kW的新能源汽车为例改变交流输入功率随着交流输入功率增大转换能效会随着提高但是都要小于理论输出功率达不到100表6实际输出功率与理论输出功率对比表输出电压V输出电流A理论输出功率kW交流输入功率kW直流输出功率kW转换能效7508060612358149495750604548394486927175040303314298490047502015174514678407750107589773181495504022245721678830资料来源直流充电桩充电能效的测量不确定度的评定高翔中信证券研究部输出功率曲线不稳定呈现出先缓慢上升后迅速下降的结果以比亚迪汉EV为例懂车帝通过实际测评发现新能源汽车在充电过程中的输出功率会先缓慢上升接近110kW当电量达到50时输出功率会大幅度下降至22kW直到电池充满在整个充电过程中峰值功率维持的时间不足充电时间的一半导致新能车实际补能时间远超理论值图6比亚迪汉EV充电功率曲线图资料来源懂车帝微信公众号中信证券研究部充电桩的输出功率达不到额定功率有以下几个方面的原因1电网不稳定会造成输出功率不稳定由于电网负载不均匀和瞬间负荷变化充电时可能会出现电网电压波动和电压瞬间波动的现象这种现象会影响电动汽车的充电速度也会在一定程度上损伤电池随着充电站的普及电网负荷承压电网负载波动加剧2电池过热会降低输电功率充电桩在给新能源汽车充电的过程中会产生大量的热量电池的散热不好时会提高电池的温度当电池温度超过一定阈值时就会降低输电功率并给电池带来损害3新能源汽车在充电的时候会产生能量损耗充电桩在给汽车充电时会给导线电池等带来热损耗这部分热损耗会使得充电桩的实际输出功率相较于理论值降低请务必阅读正文之后的免责条款和声明13电器智造行业新能源换电专题20231084充电桩的老化和损坏也会使得输出功率降低充电桩的老化和损坏会使得无法以正常功率为新能源汽车供电使得输出功率不及额定功率图7理论峰值输出功率难以维持示意图充电电网不稳定理论峰值输出功率难电池过热能量损耗以维持充电桩老化损坏资料来源中信证券研究部绘制电网负荷难以满足充电桩建设需求大量充电站会对电网形成巨大的压力现有电网容量难以满足充电桩建设需求以上海市为例截至2022年年底上海市新能源汽车保有量已经达到945万辆假设以直流快充200kW的功率规格计算当上海市的新能源汽车同时充电时输出功率可达到18900万kW据上海电网预测上海电网最高负荷约为3500万kW需求与实际负荷差距为59倍当上海市的新能源汽车同时以最低功率规格充电时可以达到整个上海市电网最高负荷的540广西大学张晨宇利用数学模型对新能源汽车充电负荷对电网负荷的影响进行了更为精确的预测团队以义乌市为研究对象预测结果显示电网负荷受充电负荷因素的影响非常巨大冬季负荷受充电影响最大其峰值普遍在夜间夏天受天气影响用电负荷峰值在午间电网负荷很大程度上受新能源汽车充电影响请务必阅读正文之后的免责条款和声明14电器智造行业新能源换电专题2023108图4义乌市冬季典型日充电设施接入电网负荷图5义乌市夏季典型日充电设施接入电网负荷资料来源含风光互补发电系统的汽车充电桩布局规划研究张晨资料来源含风光互补发电系统的汽车充电桩布局规划研究张晨宇中信证券研究部宇中信证券研究部现有电网负荷下则更加难以支撑大规模超充站建设目前极氪推出了支持800kW功率的超快充桩是目前单枪峰值功率最高的充电桩然而一座1250kVA的变压器仅能承载1台800kW超充桩充电一座2000kVA的变压器也只能承载2台800kW超充桩充电当大规模使用超充桩时会使得电网系统崩溃因此超充桩通常需要配合储能设备使用表7常见超充桩规格超充桩最高功率最大输出电流极氪V3超充桩800kW800A蔚来超快充桩500kW660A小鹏S4超快充桩480kW670A保时捷800V超充桩350kW500A特斯拉V3快充桩250kW631A资料来源各公司官网中信证券研究部图3极氪超充桩宣传图资料来源极氪官网中信证券研究部换电站与充电站并不相斥换电站正朝向补能站方式发展换电充电换电站与充请务必阅读正文之后的免责条款和声明15电器智造行业新能源换电专题2023108电站成本大头无一例外都是配电测设备成本占比超30这种充换电一体站的模式可以在成本没有明显抬升的情况下在单位占地面积下提供更高的服务能力蔚来三代换电站可搭配4-20根超冲桩以电网负荷为630kva的标准充电条件为例假设为10个车位的面积布局8根超冲桩与蔚来换电站4根超冲桩的配置相比采用8根超冲桩的充电站可以在满容量下充满8部80度电池的新能源车而充换电一体站中的换电站按5分钟服务一台车可服务12车次其中4根超冲桩可为4部车补能总服务车辆为16辆总结来看充换电一体站可以在相同占比面积下达到超冲站效率的16-2倍以上的满负荷服务能力表8在不同电网负荷下两种模式补能站的补能效率车次电网负荷超充站服务车辆充换电一体站服务车辆充换电一体站服务效率630kVA81621250kVA16281752000kVA2537148资料来源中信证券研究部测算图4充换一体站与超充站对比资料来源蔚来官网中信证券研究部换电站本身就是储能设备而且充换电一体站拥有更低的成本换电站具有储能性质换电站可以配合电网调峰在用电波谷的时候给电池充电在用电波峰的时候提供换电可以有效调节电力平衡降低电网压力同时充换电一体站可以通过共用变压器的方式降低成本在白天充换电需求高峰的时候提供充电和换电服务此时变压器服务充电桩当晚上充换电需求低谷的时候给电池充电此时变压器服务换电站充换电一体站可以很好利用充电桩和换电站的特点最大限度利用变压器在不造成电网负荷压力的同时实现更低的成本为何我们认为换电站被低估了换电方式所带来的益处远被低估当下换电模式的潜力并未被市场充分认知市场当下对换电站的分析多聚焦于电网侧请务必阅读正文之后的免责条款和声明16电器智造行业新能源换电专题2023108轻负担用电侧省时间运营端成本对比除此之外我们还希望花一些篇幅剖析换电站被低估的方面我们总结了以下八点1单位占地面积下换电站服务能力更强2车电分离下降低购置成本电池升级灵活性强3换电模式下电池灵活升级真正解决补能焦虑4提升电池利用效率优化退役电池统一管理5充电模式对电网要求高换电模式对电网更加友好6当新能源车保有量达到现有小区充电桩无法负荷的时候换电站就是必然路径7换电单站投资成本较高但运维降本空间较大换电站单位占地面积下服务能力更强换电在运营类乘用车和商用重卡车上都具有优势公用营运车辆和商用车对营运成本敏感而且具有高频快速的补电需求因此换电模式比充电模式更加适用通过无人值守智慧充电电池标淮化绿电交易移动电源等优化策略重卡场景的换电站可以实现挖掘运营收益价值的最大化相较于充电站换电站在服务效率方面具有显著优势换电站的换电流程主要分为五步以蔚来第三代换电站为例首先需要用户通过智能导航寻找到换电站到站后识别车牌通过后用户将汽车驶入换电站进行换电换电完成后进行车辆自检自检完毕之后即可驶出换电站结算订单据蔚来公司官方数据显示蔚来第三代换电站给新能源汽车换电仅需3分钟整个流程仅需5分钟同时第三代换电站的电池储备数量达到了21块可以短时间内服务多辆新能源汽车有效解决了新能源汽车充电慢充电难的问题大幅度提升了服务效率图5换电站换电模式示意图请务必阅读正文之后的免责条款和声明17电器智造行业新能源换电专题2023108资料来源中信证券研究部绘制换电站补能效率高电池损耗小空问占用少无需担忧电池衰减换电在补能效率上具有显著优势目前最慢换电模式下换电时间低于五分钟快于所有慢充快充以特斯拉Model3为例在440V下需要36分钟充满电池换电电池更换后将集中收集在恒温恒湿条件下小功率慢充有助于延缓电池寿命衰减延长使用寿命不占用充电车位的特性也极大提升了换电模式的补能效率考虑排队时间补能时间换电模式的便利性可与传统车加油站等量齐观且电池始终处于流通状态用户无需承担电池损耗相同占地面积下换电站具有更高的补能效率一座蔚来换电站占地等于四个车位同等面积的充电站最多可容纳四台充电桩同时给四辆汽车补能假设一座充电站有630kVA的电网负荷一辆车补能60度电那么一个小时内一座充电站最多给630606辆车补能此时每台充电桩的功率大约是158kW而一座换电站由于电池事先充满了电每五分钟就可以完成一次换电一个小时之内就能够给12辆车补能在相同的占比面积下换电站的补能效率是充电站的两倍车电分离下降低车辆购置及使用成本换电模式下所衍生的车电分离可显著降低购车门槛在换电模式加持下新能源车购置可提供车电分离模式即为用户提供买车不买电池的购车服务以蔚来车电分离的BASS方案为例单独出售不包含电池的车辆比原车价低7-128万动力电池则通过租赁的方式从蔚来获得价格为每月980元75kWh电池和1680元100kWh电池此类方案在低价车型经济性体现尤为明显以飞凡F7为例配备77kWh电池的进阶版售价为2299万如若选择租电方案新用户购车总价仅为148万元图6蔚来车电分离购置方案价格表资料来源蔚来汽车官网请务必阅读正文之后的免责条款和声明18电器智造行业新能源换电专题2023108表9车电分离方案对低价车型和大容量电池车型的经济性体现更为显著价格万元车型类别车电分离前车电分离后成本降低比例北京EU5Plus轿车14991039307蔚来ET5100度轿车35602280360蔚来ET575度轿车29802280235蔚来ES8100度SUV55604280230蔚来ES875度SUV49804280141飞凡F7轿车22991459365小鹏G3SUV14581028295资料来源各公司官网中信证券研究部电池并非越大越好而是要灵活电池灵活升级有助于减少用户一次性成本投入最大化电池使用效率电池容量是用户购车时的考虑重点但小容积电池与大容积电池通常价差较大以蔚来为例75度电池与100度电池差价达58万元对于部分城市通勤为主的用户而言75度电池即可满足绝大多数日常需求但难以满足偶发性的长途旅行如果为了偶发性需求而选择购置100度电池除了要多付58万元外也是对能源与资源的浪费是否要为了以后的一次西藏之行而在用车第一日就付出较大成本买大容量电池换电模式可提供灵活升级服务还是以蔚来举例用户可购置小容量电池版本满足日常通勤需求如果有长途出行需求可以选择日租50元天或880元月方案灵活升级至100度甚至150度电池简而言之日长小电池长途出行大电池花最少的钱跑最远的路就是换电模式为汽车的赋能让电池回归能源属性图7蔚来灵活升级价格表资料来源蔚来公司公告换电模式下车辆始终可以更新最新电池技术电池技术的快速迭代也是制约消费者购买新能源车的因素之一而换电模式下可以始终保持车辆沿用最新电池技术以蔚来推出的首款车型es8为例最初搭载70kWh电池版本续航为415KM而后蔚来推出新一代75kWh三元磷酸锂电池老版本用户可以直接在换电站换取新版本电池进而升级续航至450km预计今年底蔚来还会推出150kWh电池包届时即使2017年上市的初代ES8也请务必阅读正文之后的免责条款和声明19电器智造行业新能源换电专题2023108可以实现续航里程超800KM这也是换电模式下汽车可升级的体现之一由此换电模式可以彻底打消消费者对于新能车电池技术快速迭代所担心的购置需求后置的问题新能源购置税减免新政下换电车型税收优惠政策更优2023年6月19日财政部税务总局及工业和信息化部联合发布关于延续和优化新能源汽车车辆购置税减免政策的公告总结来看2024-2025年新购新能源汽车继续免征车辆购置税额不超3万元开票价339万以内免征购置税2026-2027年新购新能源汽车减半征收车辆购置税单车减税额不超过15万元开票价1695万以内免税其中采用车电分离购置方案的新能源车电池价格不计入计税基价换电车辆税收经济性凸显以指导价为486万的蔚来100度电ET7为例采用电池租赁后车价为358万如明年购买相较非换电车型可减免13万元购置税换电模式下电池灵活升级真正解决补能焦虑电车里程焦虑的本质是补能焦虑如今新能源车续航里程普遍在500KM以上甚至超过部分燃油车但续航焦虑确始终存在我们认为续航焦虑的本质为对补能的不确定性而产生的焦虑我们认为这种不确定性主要来自1充电桩的不确定性油车占位坏桩概率补能时间等2补能便利度的不确定性能否找到充电桩充电速度总结来看电车补能焦虑的本质是充电设施易用性和密度及补能速度存在不确定性换电站或许是补能焦虑的终极解决方案燃油车没有里程焦虑的根源在于加油站的补能时间与成功补能具备较高的确定性换电站与加油站类似补能时间具备高确定性不存在占位问题一旦换电站大面积铺开则补能便利性接近燃油车并且不会对电网产生巨大负荷从运营成本上来说换电站甚至更优燃油作为一种中心化资源油料需要油罐运输这就导致了巨大的能源浪费而电力作为一种去中心化资源既保留了加油站的便利性及补能速度又具备充电桩一样的去中心化能源我们认为换电站或许是补能的终极解决方案车电分离优化电池利用效率利好电池回收和梯次利用电池问题始终是影响新能车用户购买决策的关键因素根据中国消费者协会公布的2021年全国消协组织受理投诉情况分析新能车消费者主要投诉问题前三分别为1安全问题如行驶中断电自燃自动驾驶失灵等2电池质量问题3续航里程缩水电池作为新能源汽车最为核心部件也是影响消费者购车的关键因素大多数起火自燃等事件与电池健康状态及电芯老化不无关系也是阻碍新能源车发展的主要障碍之一表10电池相关问题是新能车行业消费者主要投诉问题2021年中国新能源汽车消费者主要投诉问题1新能源汽车出现安全问题如行驶中断电汽车自燃自动驾驶系统失灵等2电池质量问题突出比如充电故障等3续航里程缩水特别是冬季低温下续航折损快4不兑现承诺比如宣传使用高性能芯片实际情况却非如此5价格变动惹争议消费者刚签完合同还未提车所购买车型就降价或者推出同价但性能配置更高的产品导致消费者不满6对已售车型随息修改网上宣传资料和说明7配套的售后服务体系维修网点维修技工等不能满足高速增长的新能源汽车需要影响了消费者的使用体验和售后满意度8汽车数据的存储提供等同题引发广泛关注随着新能源汽车逐渐智能化相关数据由厂家垄断拒绝提供发生争议资料来源中国消费者协会中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明20