（报告出品方/作者：中国银河证券，鲁佩、王霞举）
（一）换电是新能源汽车的补能方式之一
（二）历经十余年探索，我国换电市场现已步入快速发展阶段
海外市场早期换电尝试均以失败告终。早在2007年，以色列的沙伊·夏嘉曦就推出了纯电动汽车换电技术，并成立了换电公司BetterPlace，累计获得8.5亿美元融资。Betterplace成立一年后在以色列建立了第一个换电站，并与雷诺日产签订了10万辆FluenceZE电动车的合作协议。但由于换电站投资成本高，动力电池技术进步成本下降导致前期购置电池资产净值缩水，且市场接受度不高，实际订单仅有1%，难以支撑项目运营，Betterplace最终于2013年破产清算。同年，特斯拉开发出90秒快换技术，但同样由于费用高昂用户接受度低、兼容性差等原因，短短两年后特斯拉便宣布放弃换电模式。
国内市场换电模式发展可以分为三个阶段：1）2006-2011年——换电技术储备与商业模式探索阶段。国家电网在2006年开始组织电动汽车充换电设施研发工作；2010年在杭州用众泰朗悦和海马普力马+高箱体标准箱完成了500台纯电动换电型出租车试点，首次提出并验证了“车电分离，里程计费”的商业模式。2011年，国家电网确定“换电为主，插充为辅，集中充电，统一配送”的智能充换电运营模式。2）2012-2018年，重点发展充电模式阶段。随着2012年《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》的发布，我国确立了以充电为主的发展方向。国家电网换电项目由于产业链无法打通，投入成本过高和战略调整等原因而搁置。在此期间，尽管国家政策重点鼓励发展充电，但各车企没有停止换电研发的脚步。北汽新能源与奥动、上海电巴从北京向全国开展换电运营，并于2017年推出了“擎天柱”计划。蔚来于2018年发布高速换电模式的ES8，并推出车电分离模式。3）2019年至今，换电模式快速发展阶段。2020年，换电作为新基建的重要组成部分，首次被写入《政府工作报告》。此后，国家推出一系列政策，鼓励开展换电模式应用，并于2021年正式启动新能源汽车换电模式应用试点工作，换电迎来了发展新局面。
纵观全球换电模式发展历程，可以看出早期国内外换电模式失败的原因主要有以下几点：1）盈利性差。新能源汽车尚处于初期阶段，产销规模小，市场基础薄弱，而换电站前期一次性建设投入大，换电费用高，用户接受度低，因此换电站利用率不高，投资回报周期过长，无法支撑换电站运营。2）技术标准不完善。换电和换电站技术不成熟，车端和电池端均缺少统一的标准，存在安全隐患，用户体验感较差。3）利益分配不平衡。车企与换电站运营商利益分配难以平衡，在合作、管理等方面均存在不协调。
（三）驱动因素一：政策端——国家政策陆续发布，自上而下推动换电模式发展
国家陆续发布多项政策，自上而下推动换电模式发展。“双碳”目标下，随着近年来新能源汽车渗透率快速提升，自2020年起，我国发布各项政策大力推进换电模式建设。2020年5月，换电首次被写入政府工作报告，同年10月，国务院发布的《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，提出鼓励开展换电模式应用。2021年10月，工信部在全国11个城市启动新能源汽车换电模式应用试点工作。同年11月，《电动汽车换电安全要求》正式实施，成为我国换电行业的第一个基本通用性国家行业标准，有望推动换电行业标准化，促进换电市场发展。
（四）驱动因素二：市场端——补能需求日益凸显，车企主导自下而上推广换电车型
2022年我国新能源汽车产销持续创新高，渗透率快速提升。中国新能源汽车市场产销两旺表现突出，2021年新能源汽车产量为354.5万辆，同比增长159.52%；新能源汽车销量为352.1万辆，同比增长157.57%；连续7年位居全球第一。2022年1-11月，新能源汽车延续高景气，产销量分别达到625.3万辆和606.7万辆，同比分别增长106.85%和102.93%；11月单月渗透率提升至33.78%。
截至2022年11月，我国车桩比降低至2.60:1。截至2022年11月，我国充电基础设施累计数量为494.88万台，同比增加107.5%；其中公共充电桩保有量为173.13万台，同比增加58.56%，私人充电桩保有量为321.75万台，同比增加148.82%。在公共充电桩中，直流充电桩为73.2万台，交流充电桩为99.9万台。车桩比方面，截至2022年11月，我国新能源汽车增量车桩比已由2015年的5.76:1降低至2.60:1。
（一）换电产业链：换电站-运营商-终端用户
换电行业产业链主要由上游换电站，中游换电站运营商和车企，下游用户和动力电池回收企业构成。其中，换电站由快换系统（包括机械连接部件、机械锁止部件、换电电池箱体等）、充电系统和动力电池等组成。
（二）换电模式优势：补能效率高、助力电网削峰填谷、降低购车成本
与充电相比，换电模式的优势在于：
1）土地利用率更高。在充电模式下，每一个停车位都需要配备一个充电桩，新增的补能需求只能通过新建充电桩的方式满足。同时车辆对于车位的占用时长难以控制，容易出现充电桩闲置的情况。而换电站类似加油站，需要更换电池补能的车辆可以做到随换随走，对于土地的需求主要集中在前期建设上。
4）降低用户端购车成本。消费者购买换电车型时可选择车电分离形式，降低购车成本。以蔚来为例，用户选择电池租用服务长续航电池包，购车价格可降低128000元。
5）实现电池闭环管理。换电模式可以对电池进行集中管理和梯次利用，实现闭环状态下的可持续盈利，有利于电池回收，实现电池效益最大化。
（三）换电经济性测算
1、乘用车换电站
以蔚来第二代换电站为例，单站最高日服务312台次车辆，蔚来标准电池包为75kWh。假设：1）换电站全年每日运营；2）用户单次换电计费差额电量50KWh；3）单次换电费用=换电度数（电费+服务费），其中电费取上海一般工商业用电价格0.68元/度，服务费根据蔚来超充站服务费约0.7元/度略微上调，最终取用户换电费用1.5元/度；4）单站设一名员工进行日常值守管理，人工费用10万元/年；5）单站年管理及维修费用10万元/年，场地租金20万元/年；6）单站建设费用参考协鑫能科公告，换电站投资260万元，电池投资140万元，设备和电池分别按10年期和5年期进行折旧。经测算，单站利用率需达到20%以上，即单日服务63台次车辆可实现盈利。
2、商用车换电站
以协鑫能科重卡换电站为例，单日最大换电服务能力为240次。假设：1）换电站全年每日运营；2）用户单次换电计费差额电量280KWh；3）单次换电费用=换电度数（电费+服务费），其中电费取上海一般工商业用电价格0.68元/度，服务费根据蔚来超充站服务费约0.7元/度略微上调，最终取用户换电费用1.5元/度；4）单站设一名员工进行日常值守管理，人工费用10万元/年；5）单站年管理及维修费用15万元/年，场地租金30万元/年；6）单站建设费用参考协鑫能科公告，换电站投资420万元，电池投资360万元，设备和电池分别按10年期和5年期进行折旧。经测算，单站利用率达到10%以上，即单日服务24台次车辆可实现盈利。
（四）换电经济性凸显，B端市场率先铺开
此外，在节能减排的需求推动下，工程机械电动化也开始起步，主要工程机械企业陆续推出电动化工程机械产品。徐工、山东临工、柳工等企业探索布局换电工程机械，并已推出换电产品。例如徐工的XCH908E2堆高机，主要应用于港口集装箱空箱装卸、场地转运及堆垛作业，可实现3min快速换电，相比传统内燃堆高机，每年可节省30多万元。
换电重卡的各车型销量构成和目前换电重卡主要应用于短途运输和港口倒短等场景相匹配，换电模式极速补能和运营成本低的优势，契合运营车辆对高运营效率和高性价比的需求，推动换电重卡进入放量阶段。
1、原因之一：双碳目标下新能源重卡势在必行，换电是重卡电动化重要途径
在行业大力推动下，换电重卡行业标准加速制定。2022年4月，江苏省率先通过了《江苏省纯电动重型卡车换电电池包系统技术规范》团体标准的评审，成为全国第一个纯电动重卡换电电池包标准。2022年7月，包头市市场监督管理局组织通过《电动中重卡共享换电站建设及换电车辆技术规范》地方标准的审定，成为全国第一个纯电动重卡换电地方标准。2022年9月21日，中汽协牵头编制的《电动中重卡共享换电站建设及换电车辆技术规范》系列团体标准审查得到一致通过。据中国电动重卡换电产业促进联盟秘书长李立国透露，重卡换电行业标准有望今年上半年发布。随着行业统一标准的制定，换电重卡的推广应用有望推动重卡换电站加速落地，带动全产业链发展。
2、原因之二：场景适配经济性凸显，商业模式更易落地
（一）换电站建设数量快速增长，蔚来市占率超65%
在政策推动和新能源汽车市场的飞速发展下，我国乘用车换电站数量快速增加。截至2022年11月，我国已建成乘用车换电站数量从2021年1月的562座增长至1902座，环比增加2.72%，同比增长59.56%。从市场格局来看，蔚来、奥动新能源和伯坦科技为主要的换电站建设企业，其中蔚来的市场份额达到65.51%。
（二）代表企业分析
1、蔚来：主打C端市场，全面布局换电网络
蔚来换电站迅速铺开，市占率持续提升。根据蔚来最新公布的数据，截至2022年12月31日，蔚来已经在全国布局换电站1305座，已覆盖大陆所有省级行政区，214个地级市。在蔚来对换电模式的大力推广下，用户对换电模式的应用逐步提升。目前，蔚来换电站日均提供换电服务超过4万次。NIOPowerDay2022上公布的数据显示，截至2022年7月6日，蔚来用户的加电量中，52.3%来自换电。
同时，蔚来加速布局高速换电网络。截至2022年12月31日，蔚来已建成高速公路换电站346座，并已建成5纵3横8大城市群高速换电网络。蔚来计划到2025年在全球范围内建成超4000座换电站，电区房（距离换电站3公里以内的住宅或办公场所）覆盖率达到90%，全面覆盖“9纵9横19大城市群”高速换电网络。
2、宁德时代：推出巧克力电池换电块，依托自身优势快速切入换电市场
宁德时代推出巧克力换电块，布局换电市场。早在2019年，宁德时代就与哈啰出行、蚂蚁金服成立合资公司运营两轮换电业务，试水换电市场。2022年1月18日，宁德时代发布专用电池交换网络品牌EVOGO，由全资子公司时代电服运营，推出由“换电块、快换站、APP”三大产品共同组成的组合换电整体解决方案和服务，正式宣布进军换电赛道。一汽奔腾NAT、爱驰U5相继加入。2月，宁德时代与三一重工联手打造的全国首条电动重卡干线——福宁干线正式投运。4月、6月、12月，宁德时代分别在厦门、安徽合肥、贵州贵阳启动换电服务。9月，宁德时代与上汽、中石化、中石油、上海国际汽车城共同投资成立捷能智电，在换电网络和换电车型方面展开合作。宁德时代还首创应用于重卡电池的MTB技术，将率先应用于国家电投启源芯动力重卡换电项目。
全球动力电池装机量市占率保持第一，有利于快速开拓换电业务。宁德时代推出的巧克力电池块采用宁德时代的CTP技术，重量能量密度超过160Wh/kg，体积能量密度超过325Wh/L，能够提供200km左右的续航，应用无线BMS技术，换电块外部只有高压正负接口，从而提高插拔部件的可靠性，并可实现一电多车、按需租电、可充可换。同时，该电池块适配目前80%以上的已上市电动汽车以及未来三年内在专用EV平台上开发的电动汽车。根据SNEResearch数据，2022年前11月宁德时代装机量为165.7GWh，在全球范围内保持第一，同比大幅增长101.8%；市场份额达到37.1%。尤其在重卡方面，2022年1-11月宁德时代新能源重卡动力电池装机量市占率高达84%。作为全球动力电池龙头企业，宁德时代在技术、市场份额等方面的优势有利于其拓展换电市场，推出具备通用性的换电体系。
EVOGO快换站占地约三个停车位，最多可储存48个电池块，只需一分钟即可更换单块电池。APP承担了不同模块与消费者之间的纽带作用，提供了人、车、站、电块的相互连接和服务。到2022年底，将在厦门完成30座快换站投建，实现厦门岛服务半径3公里；在合肥完成20座快换站投建，实现合肥市区5公里服务半径。
在换电业务生态建设方面，依托子公司邦普循环，可实现“电池生产-使用-梯次利用-回收与资源再生”的生态闭环。车电分离的换电模式下，通过对电池进行动态监控管理，可将性能下降的电池进行回收评估和分批处理，对健康状态良好的电池进行梯次利用，对健康状态不佳的电池提取其中可再利用的金属元素、非金属和其他高分子材料等资源，并再应用于原生制造领域，推动新能源汽车产业的可持续发展。
3、协鑫能科：发挥全产业链业务协同优势，助力移动能源生态建设
密集签署战略合作协议，大力推进换电业务发展。2021年3月，协鑫能科与中金资本签署战略合作协议，以充换电站一体化解决方案、充换电站运营及能源服务、电池梯次利用等产业为核心业务，合作发起设立以“碳中和”为主题的产业基金，对移动能源产业链上下游优质项目和充换电平台企业进行股权投资。同月，公司发布公告，正式进军换电业务。2021年6月，公司拟非公开募集资金50亿元，其中33亿元用于新能源汽车换电站建设项目。2021年，公司分别与乌鲁木齐甘泉堡经济技术开发区、吉利商用车、杭州趣链科技、上海西井科技、湖汽长沙、湖南行必达、轻橙时代签署战略合作框架协议，在乘用车、商用车换电站建设运营和技术开发等方面开展合作。2022年公司又与峘能科技、贵阳产控集团、长久物流、徐工集团、宁德时代、深圳巴士新能源签署了战略合作协议，进一步开拓换电业务布局。
（三）2025年换电站规划超3万座，设备市场空间超600亿
多家企业发力换电站建设，换电设备市场规模广阔。根据主要换电站建设企业的布局规划，预计2022年我国将建成换电站超3000座，到2025年建成换电站超30000座。
2025年换电市场空间合计超600亿。我们将换电市场拆分为乘用车换电、商用车换电、工程机械换电三大板块，其中乘用车细分为私家车和运营车，商用车细分为重卡和其他商用车，对换电市场空间进行测算。假设私家车和工程机械平均每日换电1次，运营车和商用车每日换电2次，根据未来新能源汽车渗透率和换电车型渗透率，则到2025年，乘用车换电站需求量超11000座，商用车换电站需求量超8000座，工程机械换电站需求量超700座，分别对应市场空间271亿、324亿、31亿，合计换电市场空间达626亿元。
（四）设备商交付换电整站，软硬结合构建行业壁垒
换电系统主要由换电平台、充电平台、充换电控制模块构成。乘用车换电站主要包括自动化设备（价值量占比约50%），如RGV小车、加解锁平台、液压举升机等；充放电设备（价值量占比约20%），如充电柜、充电模块等；集装箱（价值量占比约15%）、其他站控、温控、消防和监控系统等。
以顶吊式商用车换电站为例，商用车换电站与乘用车换电站相比，还增加了由夹持组件、电磁驱动、电控箱等构成的电池吊装抓取机构。
换电设备企业核心竞争力在于硬件和软件综合实力。目前换电设备供应商以提供换电站整站为主，主要设备商包括瀚川智能、博众精工、山东威达、科大智能等企业。在硬件方面，换电设备应用于室外不同场景，对产品设计、安全性、可靠性要求高，验证周期也较长，且换电站集成精密机械、电控、工业互联网等多方面技术，具有一定的技术壁垒。在成功进入换电市场后，设备企业的竞争则更集中于资金、批量化生产交付、绑定下游大客户等软实力。瀚川智能与协鑫能科签署5年长期战略合作协议，山东威达深度绑定蔚来，依托与下游大客户深度合作和批量交付能力，换电设备企业有望实现业绩放量。
（一）瀚川智能
1、积极调整业务结构，大力拓展换电业务
战略聚焦主航道业务，换电收入实现大幅增长。在新能源快速发展的大趋势下，瀚川智能对公司战略进行了调整。聚焦汽车智能化、电动化等主航道业务，形成汽车智能装备、电池智能装备和充换电装备三大业务板块。公司基于在汽车装备制造领域积累的丰富经验，自2020年开始布局充换电业务，2021年进入商业运营，产品包括换电站装备制造、核心零部件制造和终端运营系统平台三大类别，覆盖乘用车、轻卡、重卡、矿卡、无人机、船舶等多个应用场景。2022年上半年公司充换电智能设备实现营业收入1.34亿元，在总收入中占比36.8%，毛利率为24.45%。公司不断加快扩产步伐，诸暨生产基地顺利完成产能爬坡，达到满产状态，有效支撑换电业务放量。
2、换电站可适配多品牌车型，下游客户快速突破
公司积极进行市场开拓，依托良好的产品可靠性和批量交付能力，在充换电装备领域已成功开拓宁德时代、协鑫能科、阳光铭岛、蓝谷智慧能源、特来电领充、顺加能等客户，初步完成汽车主机厂、电池厂和运营商的市场布局。2022年2月，公司与协鑫能科签署为期五年的战略合作协议，在换电站业务及配套设备、产品技术研发等方面开展合作。目前公司换电站已适配北汽新能源、东风汽车、柳州汽车、奇瑞汽车、一汽奔腾、一汽解放、陕西汽车、轻橙汽车、华菱汽车、吉利汽车、蔚来汽车、福田汽车等品牌换电车型。
（二）山东威达
1、电动工具配件领域龙头，收购德迈科布局换电业务
山东威达是电动工具配件龙头企业，2016年通过收购苏州德迈科开展换电技术研发，切入新能源换电业务领域。目前公司主营业务涉及电动工具、高端智能装备制造、新能源行业，产品包括电动工具配件、电池包、换电站、充电桩、粉末冶金、机床等。2022年上半年，公司换电站业务收入为3.74亿元，在公司主营业务收入中占比27.41%，实现毛利率10.08%。
2、深度绑定蔚来，积极拓展换电客户
2017年7月，山东威达全资子公司苏州德迈科与蔚来能源共同投资设立了昆山斯沃普智能装备有限公司，其中德迈科持股44%，蔚来能源持股43.5%。主要产品包括换电站、智能模组、充换电柜、直流充电桩、交流充电桩等，作为蔚来换电站唯一供应商，与蔚来共同研发推出第一代和第二代换电站。2021年1月，斯沃普与浙江加能签署战略合作协议，共同拓展新能源汽车自动化换电业务市场。此外，斯沃普不断拓展下游客户，陆续已与国家电网、南方电网、浙江荣祥、中科院等开展换电站业务合作。蔚来是国内toC换电领军企业，换电业务市场份额持续提升，计划到2025年在全球范围内建成4000座换电站。截至2022年11月，斯沃普累计出货NIO2.0换电站1118座，受益蔚来换电业务发展进程，山东威达有望实现换电业务放量。
（三）博众精工
1、深耕自动化设备，业务向新能源领域延伸
博众精工深耕智能制造装备领域，主要产品包括自动化设备（线）、治具类产品和核心零部件产品，在消费电子领域业内领先，并不断进行产品的横向拓宽与纵向延伸。基于在自动化设备领域的共性关键技术积累和优势，公司业务成功向新能源和半导体领域延伸，2019-2021年分别实现收入0.43亿元、1.96亿元和3.61亿元，CAGR达到188.99%，有望成为公司第二增长动能。
2、产品持续迭代升级，不断拓展下游客户
2018年，公司进入充换电站领域，为率先提出换电模式的蔚来提供全自动充换电站。2021年，公司陆续推出标准型、定制型换电站、重卡换电站等产品，自动充换电站、重卡智能换电站等产品，目前已更新至第七代，乘用车换电站单日最高服务能力可达到400-600次。目前公司已经开拓了北汽蓝谷、吉利汽车、宁德时代、东风汽车、协鑫能科等客户，截至2022Q1充换电站设备在手订单4163.17万元。2022年1月，公司发布定增预案，拟募投17亿元，其中7.46亿元用于新能源行业自动化设备扩产建设项目，投产后将新增乘用车换电站产能400台套、商用车换电站产能100台套。
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