机械设备行业深度报告：换电风起ToB先行，百亿设备市场蓄势待发

换电风起ToB先行，百亿设备市场蓄势待发 核心观点: 机械设备行业 推荐(维持) 政策+市场双向驱动，换电模式乘风而起。换电模式通过换电站对大量电池进行集中储存、集中充电，于站内为新能源汽车提供电池更换服务，集电池的充电、物流调配及换电服务于一体，与充电共同构成 新能源汽车的补能方式。“双碳”目标下，我国新能源汽车产销持续创新高，渗透率快速提升，2022年11月单月渗透率提升至33.78%。自2020年起，我国发布各项政策大力推进换电模式建设。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。目前，中国新能源汽车的补能方式以充电为主，尽管我国车桩比持续降低，但由于充电时间较长，家用充电桩“最后一公里”问题难以解决，冬季续航里程缩水，充电桩分布不均匀等一系列问题的存在，新能源汽车用户的里程和充电焦虑仍较为严重，各车企陆续布局换电业务，推出换电版车型。 换电模式优势明显，ToB市场步入商业化提速期。与充电模式相比，换电具有补能效率高、助力电网削峰填谷、降低购车成本等优势。现 阶段，换电模式主要痛点在于电池规格和换电标准尚未统一，对换电模式的推广造成阻碍，难以形成规模效应。目前C端市场仍处于前期投入阶段，B端市场发展较快，特别是换电重卡已步入发展快车道。2022年前11月，换电重卡累计销量9082辆，同比大涨265.03%，在新能源重卡中占比达到47.03%。主要原因在于：1）双碳目标下，重卡电动化势在必行，换电是其中的重要途径；2）换电应用场景适配性强，易于形成规模效应，经济性凸显利好产业链各环节，助推商业化进程加速。 四类玩家争相入局，百亿设备市场爆发在即。我国布局换电站的玩家主要可以分为四类，即以北汽、吉利、蔚来为代表的主机厂，以奥动新能源、协鑫能科为代表的第三方运营商，以宁德时代为代表的动 力电池企业和以中石化、中石油、国电投为代表的能源央企。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。我们预计，到2025年 换电市场空间将超过600亿元。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，通过硬件+软件相结合的综合实力构筑行业壁垒。 投资建议：政策推动叠加各方玩家争相布局，换电市场快速发展，设备市场打开600亿空间，前景广阔。我们认为兼具较强硬实力（产品 技术水平、安全性、可靠性）和软实力（批量化生产交付、绑定下游大客户能力）的设备企业将充分受益，推荐标的瀚川智能，建议关注博众精工、山东威达等。 风险提示：政策变化、市场竞争加剧、原材料价格上涨、新能源汽车渗透率不及预期、换电车型推广不及预期等。 分析师鲁佩 ：021-20257809 ：lupei_yj@chinastock.com.cn 分析师登记编码：S0130521060001 特此鸣谢：�霞举相关研究 【银河机械】行业周报_机械行业_通用设备迎底部复苏，换电标准发布在即推动重卡换电加速发展 【银河机械】行业周报_机械行业_3月制造业PMI指数回落，继续看好光伏和换电设备景气上行 行业深度报告●机械设备 2023年01月11日 www.chinastock.com.cn证券研究报告请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明 目录 一、政策+市场双向驱动，换电模式乘风而起2 （一）换电是新能源汽车的补能方式之一2 （二）历经十余年探索，我国换电市场现已步入快速发展阶段3 （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4 （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6 二、换电模式优势明显，ToB市场步入商业化提速期9 （一）换电产业链：换电站-运营商-终端用户9 （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9 （三）换电经济性测算11 （四）换电经济性凸显，B端市场率先铺开13 三、四类玩家争相入局，百亿设备市场爆发在即18 （一）换电站建设数量快速增长，蔚来市占率超65%18 （二）代表企业分析19 （三）2025年换电站规划超3万座，设备市场空间超600亿26 （四）设备商交付换电整站，软硬结合构建行业壁垒28 四、重点标的31 （一）瀚川智能31 （二）山东威达32 （三）博众精工33 五、风险提示36 一、政策+市场双向驱动，换电模式乘风而起 （一）换电是新能源汽车的补能方式之一 换电模式通过换电站对大量电池进行集中储存、集中充电，于站内为新能源汽车提供电池更换服务，集电池的充电、物流调配及换电服务于一体，与充电共同构成新能源汽车的补能方式。换电模式按电池安装位置可分为底盘、侧方、端部、顶部换电；按电池包类型可分为整包换电与分箱换电。目前，底盘换电由于其换电时间短，不改变车体前后轴重量，有利于保障汽车安全和运行性能等优势，成为乘用车市场采用的主流换电方式。 表1.乘用车换电模式对比 底盘换电分箱换电侧方换电 电池箱位于车体侧 换电方式从底盘下方进行整体更换将没有电的小电池组拆下替换 电池整体置于保护壳内，安全 电池小块化、模块化、标准化 性较高；换电时间短；不改变 面进行更换 优点 车体前后轴重量，有利于保障 汽车安全和运行性能 需对电池底盘结构进行改造， 缺点封装工艺复杂，标准化困难， 统一易实现，通用性较好，可 实现多类车型兼容 设备和维修成本较高 标准化程度低 换电时长 ＜5min 5-10min 5-10min 电池隐蔽性 好 差 较好 电池箱密封性 好 差 较好 换电设备成本 高 低 较高 自动化程度 全自动 半自动 半自动 电池分仓设计，框架及连接件多，重量增加 安全性较高 对空间要求较高；换电设备成本高， 操作工艺标准化程度 易实现不易实现不易实现 插接件安全风险低高较低代表企业北汽、蔚来、奥动、宁德时代伯坦科技、力帆时空电动 网约车、出租车、 应用车型出租车、私家车分时租赁车 物流车 示例 资料来源：中国充电联盟，《纯电动轻型商用车换电技术方案》，《后补贴时代新能源汽车换电模式发展趋势》，中国银河证券研究院 表2.重卡换电模式对比 整体单侧换点电顶吊换电整体双侧换电 4.5m） 换电时间 3-5min 3-5min ＜5min 占地面积 200m2 200m2 ＞300m2 定位方式 激光雷达+视觉 减速带机械定位 - 车型适应性 自动校准 司机控制停车前后位置 - 成本 控制系统成本高 控制系统成本低 双机器人成本高 换电站整体高度 主体高度与车辆等高（＜ 主体位于车辆上方（＞6m）主体与车辆等高 可扩展性 优点 缺点 开放式机器人地轨，可接轨加长，增加电池仓；开放站房，无需改造 智能化程度高，可实现全自动化；无需临时建筑审批 抓取机构刚性，电池与既定位置对位存在偏差时可能对导向机构造成损伤；对控制精度要求高，成本较高 整体式天轨和站房，固定长度，不能扩展 采用钢索吊装电池包，具有一定的柔性，易实现误差兼容；技术简单、成本较低 自动化、智能化程度低，进一步提高换电速度的潜力较低；设备总高较高，部分城市可能需审进行临时建筑审批 开放式机器人地轨，可加长，增加电池仓，整体站房需改造 电池不占货箱空间，适用电池存储位置有限的矿卡车型 需装备两套机器人及两套电池存储充电仓，成本较高 代表企业金茂科易上海玖行国家电网 适用场景城市公共换电站港口、矿山等专用封闭场景矿山 示例 资料来源：专汽通，中国银河证券研究院 （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。 图1.换电模式发展历程 换电技术储备与商业模式探索 重点发展充电模式 换电快速发展 ·BetterPlace与 雷诺日产签订10万辆FluenceZE电动车合作协议 ·上海世博会换电 模式运营大巴示范 ·国家电网在杭州 国务院印发《节能 与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》，确立 完成500台纯电动换了以充电为主的电 奥动与北汽新能 源、上海电巴从北京开始，向全国开展换电运营和投资建设 ·换电首次写入政府 工作报告 ·国家政策鼓励开展换电模式应用，支持开展试点推广 国家电网组织·北京奥运会换电电动汽车充换模式运营大巴示范 电设施研发 电型出租车试点，动汽车发展方向·国家电网换电项目暂停首次提出并验证了·伯坦科技成立 “车电分离，里程·政策重点鼓励发展充电计费”的商业模式 蔚来推出高速换电 模式的ES8，并提出车电分离模式，支持电池租用 宁德时代宣布进 军换电赛道，发布EVOGO换电 20062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022 ·BetterPlace破 以色列Better Place换电公司成立，累计获得8.5亿美元融资 BetterPlace先 后在日本、丹麦、澳大利亚开设换电站 国家电网确定“换 产清算 北汽新能源“擎 天柱”计划 电为主，插充为辅，·特斯拉开发90秒 启动新能源汽车 换电模式应用试点工作 集中充电，统一配 送”的智能充换电运营模式 快换技术 特斯拉宣布放弃换电 国家政策支持推广新能 源汽车电池租赁等车电分离消费方式；鼓励企业研制充换电结合的新能源汽车产品 资料来源：中国银河证券研究院 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