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        换电产业链全景深度解析

        来源:未知  浏览数:  发表日期:
          截止2021年10月,我国共计建成换电站1086座,同比增长超过100%。虽然目前换电站的建设已初见规模,但是相比于充电模式,换电模式的体量相对还小。
          随着新能源车的高速发展以及国家政策的支持,“十四五”期间换电行业有望实现跨越式增长。
          预计到2025年换电乘用车销量超280万辆,换电商用车销量50万辆,配套换电站需求约28000座,对应765亿市场规模,配套电池需求约55GWh,对应388亿市场规模,并对应电力收入2168亿,产业链合计规模约3000亿。
          
          换电模式概述
          电动汽车换电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务或者集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体。
          换电模式的本质是挖掘动力电池全生命周期价值,实现企业和消费者利益再分配。
          从新能源汽车技术发展来看,当前新能源汽车“充电+换电+车电分离销售”模式成熟,新能源汽车电池可买可租可换。
          当前新能源车换电应用在私人端、运营车端、商用车端均有良好的应用,能够充分解决运营车和商用车日均行驶里程多,补能效率需求高的问题,弥补充电桩的不足。
          北汽新能源EU快换版:
          
          充换电模式对比
          与充电模式相比,换电模式关键优势为补能效率高,大幅缩短补能时间,换电模式是通过机械方式,快速将新能源汽车的动力电池更换以实现补能的方式,过程不超过5分钟。
          换电模式在降低车企成本,延长电池使用寿命和电网削峰填谷上也有较大优势。
          运营车可节省时间成本约80元/天或2.4万/年,重卡可节省时间成本约150元/天或4.5万/年,对有运营成本压力的出租车、商用车更为友好。
          换电模式下电池养护更低,换电站用地面积小、提高报废电池回收率。
          电池由专业人士控制管理,延长电池寿命30%-60%;充分利用波谷充电波峰放电,降低电池损耗,并提升盈利能力;从电池回收方面来看,退役电池整包梯次利用技术:为储能系统的运转奠定基础。
          但是换电模式的缺点也不可忽视,换电站前期投入成本高,换电站的建设除了用地、人力、换电设备购置等方面的成本外,还需要巨额的电池储备成本和电池充电、用电成本。
          
          国网快速换电站设计
          同时相比充电模式,换电站后期运营成本高。充电站几乎可实现无人值守,车主可自行操作充电桩进行充电,其运营成本相对较低。
          而换电站中换电设备的操作及维护保养、动力电池的统一充电、存储和调配都需要一定数量的工作人员,因此,换电站的后期运营成本要高于充电站。
          蔚来换电站:
          资料来源:蔚来官网
          换电模式:集中充电模式和充换电模式
          集中充电模式指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车提供电池更换服务。
          充换电模式指以换电站为载体,换电站同时具备电池更换和电池充电功能,站内包括供电系统、充电系统、电池更换系统、监控系统、电池检测与维护管理部分等。
          目前而言,市场采用的换电方式多为充换电站模式。
          
          主流换电方式
          目前市场上换电的主流方式是底盘换电、侧方换电和分箱换电等。
          蔚来汽车的换电车型采用的是底盘换电的方式对电池进行更换;浙江时空电动有限公司的换电车型采用的是侧方换电的方式对电池进行更换;力帆汽车的换电车型采用的是分箱换电的方式对电池进行更换。
          电动汽车电池交换示意图:
          
          换电产业链
          换电产业链主要由上游换电站,中游整车制造及运营商,下游终端消费组成。
          
          换电产业链上游:换电站
          上游换电站主要由快换系统、充电系统、动力电池三大部分组成。
          快换系统
          车端换电系统由机械连接部件、机械锁止部件、换电电池箱体等组成。
          加解锁平台可实现车辆电池包的更换与加解锁功能,码垛机用于运输和交换电池,锁止链接组件可快速自动化实现动力电池与车身的锁止和分离。
          快换电连接器、液冷连接器、水连接器主要起连接作用,主要形式分为平行式与垂直式换电连接,生产厂家有四川永贵、上海电巴、安费诺等。
          快换系统主要厂商包括深圳精智、博众精工、伯朗特、科大智能、易事特和山东威达等。
          其中,山东威达是世界钻夹头行业的龙头企业,拥有电动工具领域全球高端客户群,从2017年起为蔚来汽车换电设备主要供应商。
          未来有望将业务拓展到其它布局换电站的客户,其控股子公司昆山斯沃普也参与了蔚来汽车研发和第二代换电站测试过程。
          博众精工2020年10月加入东风汽车“换电联盟“,后期拟为全产业链包括后期充换电运营维护在内的各个环节提供自动化设备。
          北汽新能源连接部件:
          
          充电系统
          换电站内充电系统主要以集中充电,交流慢充的方式对更换下来的电池进行充能。
          充电系统中,电池箱体设计技术对环境控制、安全防护、锁止及快速解锁技术等有较高的要求。
          目前充电模块供应商包括泰坦、通合、华为等,充电功率在10KW-60KW,充电电压200V-500V。
          
          动力电池
          换电模式意味着“车电”分离,一车一电池将变成一车多电池,电池有望迎来增量需求。增加电池用量,便于对电池进行梯次利用和回收利用。
          低成本长循环的磷酸铁锂市场更好与主机厂合作紧密,技术和规模均占优的龙头公司具有超强优势,宁德时代、欣旺达、华鼎电池已进入换电领域,提前布局市场。
          但是长期以来,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,换电模式下电池的标准化是目前值得探索和改进的方向。
          换电产业链中游:换电站建设运营
          换电站的建设运营资金需求量较大,对电池的投资、车位选址、布线改造和运营管理都有很强的要求。
          
          根据中国充电联盟,目前我国换电站运营主要是三家企业:奥动新能源、蔚来、杭州伯坦科技。
          截至2021年10月,奥动换电站保有量占比56.08%,蔚来占比34.07%,杭州伯坦占比9.85%。
          目前换电领域占比最大的奥动计划5年内完成10,000座换电站投建。而国家电网、蔚来、国家电投、中石化、协鑫能科等均在“十四五”期间有4,000座以上的充换电站规划。

          根据蔚来汽车的NIOPower2025换电站布局计划:2021年换电站建成目标总数由500座提升为700座以上,并将在2022年春节前建成“五纵三横四大都市圈”的高速换电网络。
          从2022年至2025年,蔚来汽车将在中国市场每年新增600座换电站,将90%的蔚来用户住所变成电区房;至2025年底,蔚来换电站全球总数将超4,000座,其中中国以外市场的换电站约1000座。
          蔚来2.0换电站系统构成:
          资料来源:蔚来官网
          新能源汽车整车厂商包括东风、蔚来、奥动、北汽、长安、上汽、吉利等从2021年开始加大换电赛道推广力度。
          北汽已推出一系列成熟的换电车型,上汽、广汽、一汽、吉利等主机厂积极研发换电车型,部分已实现量产。
          2021年上汽荣威Ei5和吉利嘉际换电车均开始量产;一汽奔腾NAT换电车、一汽红旗E111换电车开始量产;东风计划建设6个标准站,50个快捷站,投放2000台换电车;蔚来实现建设1天1座换电站;吉利注册子公司易易换电,签约1000家换电站。

          换电站产业链的下游主要是新能源汽车的使用者。目前我国换电模式仍处于行业发展初期,我国大多数换电站中游运营商主要发展2B业务,如公交车、出租车、网约车、重卡等。部分换电运营商也逐渐将业务拓展到C端用户。
          2021年11月1日,GB/T40032-2021《电动汽车换电安全要求》国家标准正式实施,该标准为国家市场监管总局(国家标准委)于4月份批准发布,这是在我国汽车制造业在换电行业制订的第一个基本通用性国家行业标准。
          该标准有助于提升使用换电技术的电动车在机械强度、电气安全、环境适应性等方面的安全水平,保障换电电动汽车的安全性,填补了汽车行业的标准空白,解决了换电模式无标准可依的紧迫问题,有助于引导汽车企业的产品研发,提升换电电动汽车的安全性,支撑新能源汽车产业高质量发展。
          
          从当前时间节点看,换电产业有两个环节值得特别关注,一是换电设备会随着换电站规划的落地首先起量;二是随着市场对换电模式的认可及换电车型增多,换电站运营的市场空间将会快速提高。换电站运营有望以2B为主(商用车、运营车),同时对高端2C端市场提供服务以实现盈利,产业链整合后经济效益将得到充分发挥,上下游各环节将探索形成完整生态网络。
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