机械一周解一惑系列：换电行业及产业链梳理

本周关注：巨星科技、郑煤机、安徽合力、联赢激光 国内新能源汽车行业高速发展，新能源汽车保有量持续走高，带动相关设备需求提升。根据中国汽车工业协会的数据，近年来我国新能源汽车销量高速增长，由2017年的77.7万辆增长至2022年的688.6万辆，CAGR为50.1%，乘联会预计2023年国内新能源汽车销量有望突破850万辆，总体狭义乘用车销量2350万辆，2023年新能源车渗透率有望达到36%。保有量方面，截至2022年底，我国新能源汽车保有量为1310万辆，同比增长67.1%，随着新能源汽车保有量高速增长，相关配套设备的需求有望大幅提升。 目前国内新能源汽车补能模式以充电桩为主体，换电站为补充。根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟发布的统计数据，截至2022年12月，全国充电基础设施累计数量达到521.0万台，同比增加99.1%。换电设施方面，截至2022年6月，国内总计上报换电站数量为1582座。经过多年发展，充电桩在国内发展已形成较大规模，换电站凭借解决里程焦虑、提升运营收益、降低购置成本等优势在新能源汽车补能市场占据一席之地。 换电技术类型多样，底盘换电为主流模式。按技术路线划分，换电站可分为整包换电及分箱换电。布局分箱换电的代表性企业包括伯坦科技、力帆盼达。按操作方式，换电站可分为底盘换电、侧方换电及顶部换电，其中底盘换电为市场主流方式。 换电模式优势明显，主要体现在以下方面：1）补能效率高：目前新能源车补能方式以充电桩为主，通过充电桩超充补能耗时需30至40分钟，无法满足效率要求高的运营车的需求。而换电模式仅需3到5分钟甚至更短，以奥动新能源4.0换电站为例，最快能够实现20秒极速换电，全流程不超过1分钟，补能效率接近传统加油站；2）降低购车成本：电动车初始购车成本中动力电池占比约40%，车电分离可大幅降低车主购车成本，并提升车辆残值；以蔚来ES6性能版车型为例，补贴后售价为38.36万元，BaaS下的购车价为31.36万元，电池租用服务费为980元。3）换电可减少对电网压力：充电高峰期电网压力过大是制约超充站大规模放量的因素之一，而换电模式可根据需求调整电池集中慢充的时间，更受区域电网欢迎，能够有效减轻电网压力。4）提升电池安全性。换电站对电池集中进行监控、养护与管理，能有效延长动力电池使用寿命并提升电池安全性。 换电设备市场空间：2022-2025年换电设备年均市场空间或达176亿，核心假设为：1）行业正处于低渗透率阶段，商业模式尚未完善，我们认为空间扩容的主要推动因素是供给而非需求。根据行业内各家主要企业的扩产规划，2025年，行业总换电站数量将达到33000座；2）单个换电站设备投资额：根据瀚川智能投资者关系活动表，公司商用车换电站价值量200-350万/座，乘用车150-200万/座。 投资建议：建议关注换电设备生产制造企业：瀚川智能、山东威达、博众精工。 风险提示：1）政策支持不及预期的风险。2）行业竞争加剧的风险。3）下游需求不及预期的风险。 1充换电互为补充，协同提供新能源汽车补能 1.1新能源汽车行业高速发展，配套设施需求有望大幅提升 国内新能源汽车行业高速发展，新能源汽车保有量持续走高。根据中国汽车工业协会的数据，近年来我国新能源汽车销量高速增长，由2017年的77.7万辆增长至2022年的688.6万辆，CAGR为50.1%，乘联会预计2023年国内新能源汽车销量有望突破850万辆，总体狭义乘用车销量2350万辆，2023年新能源车渗透率有望达到36%。保有量方面，截至2022年底，我国新能源汽车保有量为1310万辆，同比增长67.1%，随着新能源汽车保有量高速增长，相关配套设备的需求有望大幅提升。 图1：2017-2022年国内新能源汽车销量 图2：2017-2022年国内新能源汽车保有量 1.2新能源汽车补能模式以充电桩为主体，换电站为补充 目前国内新能源汽车补能模式以充电桩为主体，换电站为补充。根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟发布的统计数据，截至2022年12月，全国充电基础设施累计数量达到521.0万台，同比增加99.1%。换电设施方面，截至2022年6月，国内总计上报换电站数量为1582座。其中省级行政区域内拥有换电站数量前十分别为：北京市、广东省、浙江省、江苏省、上海市、山东省、四川省、河北省、福建省、湖北省。经过多年发展，充电桩在国内发展已形成较大规模，换电站凭借解决里程焦虑、提升运营收益、降低购置成本等优势在新能源汽车补能市场占据一席之地。 图3：2018-2022年国内充电桩累计保有量 图4：国内换电站保有量 1.3政策助推下换电行业良性发展 国家多部门出台相关政策，支持新能源换电行业良性发展。2020年以来，换电行业进入政策红利期，国务院、发改委、工信部等多部门相继出台相关政策引导与支持新能源车换电行业的发展，制定行业的目标规划和规范要求，建立换电汽车监管平台，健全换电技术标准体系，形成换电模式产业生态，构建换电政策支持体系。 表1：换电行业支持政策梳理 2换电商业模式解析 2.1什么是换电？ 换电即电动汽车更换电池组的技术，不使用充电而是直接通过更换电池来满足续航，实现车和电池分离进行补能。换电技术最早由以色列电动汽车生产商Better Place提出，该公司联合雷诺提出采用“车电分离+里程计费”的换电解决方案，即用户从雷诺购买换电车型，但电池则由Better Place所持有，向用户提供电池租赁、充电和更换电池服务，并以驾驶里程数为基础向顾客收取月费。 图5：Better Place换电站及换电示意图 2.2换电技术类型多样，底盘换电为主流模式 按技术路线划分，换电站可分为整包换电及分箱换电。整包换电即对汽车底盘的电池包进行整体更换，由于不同车型直接的电池包标准存在差异，整包换电在通用性方面存在制约，布局企业包括蔚来及奥动。分箱换电方式是在设计出最小化的标准模块后，根据不同车型需要进行模块化安装，能够实现不同车型电池的通用更换。布局分箱换电的代表性企业包括伯坦科技、力帆盼达。 按操作方式，换电站可分为底盘换电、侧方换电及顶部换电，其中底盘换电为市场主流方式。 表2：换电技术分类 2.3换电站四大优势：快速补能+降低购置成本+减轻电网压力+提升电池安全性 换电模式优势明显，主要体现在以下方面： 1）补能效率高：目前新能源车补能方式以充电桩为主，通过充电桩超充补能耗时需30至40分钟，无法满足效率要求高的运营车的需求。而换电模式仅需3到5分钟甚至更短，以奥动新能源4.0换电站为例，最快能够实现20秒极速换电，全流程不超过1分钟，补能效率接近传统加油站； 2）降低购车成本：电动车初始购车成本中动力电池占比约40%，车电分离可大幅降低车主购车成本，并提升车辆残值；以蔚来ES6性能版车型为例，补贴后售价为38.36万元，BaaS下的购车价为31.36万元，电池租用服务费为980元。 3）换电可减少对电网压力：充电高峰期电网压力过大是制约超充站大规模放量的因素之一，而换电模式可根据需求调整电池集中慢充的时间，更受区域电网欢迎，能够有效减轻电网压力。 4）提升电池安全性。换电站对电池集中进行监控、养护与管理，能有效延长动力电池使用寿命并提升电池安全性。 表3：不同补能模式比较 换电劣势在于： 1）初始投资高：单个换电站建站成本约400至600万，重资产属性强，后续盈利需要依靠换电站利用率提升，考虑到前期适配车辆较少，回收期具备不确定性； 2）短期内站点利用率低：目前适配车型较少，导致整体市场换电需求量相对较小，且换电通用性瓶颈尚未突破，换电站运营前期面临前期利用率较低的局面； 3）缺乏通用换电技术标准：国内市场在电池大规模产业化前未制订完善的标准体系，因而市场缺乏对电池类型、参数定义、电量计费等方面的统一规定； 主机厂和电池厂家各自布局，试图争取电池包规格定义权，导致标准化电池产品推行难度大。 2.4换电行业产业链梳理 换电行业产业链齐全，上游包括电池供应商、换电站基础组件供应商、配套充电系统供应商，分别负责提供动力电池、换电站设备及系统软件，中游为整车制造商、运营商及电池银行，负责换电站的搭建和运营，面向市场提供换电服务，下游为换电服务用户及动力电池回收方，应用场景上，私家车、出租车、公交车、短途重卡均有所落地。 图6：换电产业链 设备供应商以提供整套换电站产品为主，零部件自供率50%以上。根据瀚川智能投资关系活动记录表，换电站核心设备包括AGV设备和电池周转设备，其中AGV平台价值量占比25-30%，电池周转仓占比20%，集成站壳体占比20%，充配电系统占比15%左右，其他系统主要包括监视设备消防和消防设备等。 图7：换电站成本结构 目前换电站有两种收费模式，一是面向C端车主的换电站，采用包月套餐的模式，将电池租赁费及有限次数的换电费用包含在套餐价格中。由于换电套餐一般在购车阶段签订，换电站的盈利能力主要受换电车型销量的影响。B端换电站根据与所在城市运营车辆公司签订协议的不同，分为包月套餐收费和按换电度数（行驶里程）收费两种方式，运营车辆普遍有较高换电需求，同城市换电车辆基数及峰谷电价差异决定该城市B端换电站的盈利能力，目前换电使用率高城市中部分换电站已达盈利。 图8：换电站收入模式 3多家企业入局换电站建设，行业空间有望扩容 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。 目前换电领域占比最大的奥动计划5年内完成10000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4000座以上的充换电站规划。 表4：部分企业换电站建设规划 2022-2025年换电设备年均市场空间或达176亿，核心假设如下： 1）行业正处于低渗透率阶段，商业模式尚未完善，我们认为空间扩容的主要推动方因素供给而非需求。根据行业内各家主要企业的扩产规划，2025年，行业总换电站数量将达到33000座； 2）单个换电站设备投资额：根据瀚川智能投资者关系活动表，公司商用车换电站价值量200-350万/座，乘用车150-200万/座，取各自中值并乘以21年商用车及乘用车市场结构系数，对应单个换电站设备投资额为221.8万元； 我们预计2022-2025年换电设备合计市场空间为703亿元，年均市场空间为176亿元。 表5：换电站设备投资空间测算 4相关标的 4.1瀚川智能（688022.SH） 瀚川智能是一家专业的智能制造装备整体解决方案供应商，主要从事汽车电子、医疗健康、新能源电池等行业智能制造装备的研发、设计、生产、销售及服务。经过多年业务实践，公司已建立了模块化、单元化的工艺及系统模块，能够根据客户个性化需求，研发、设计并有机组合成系列智能制造装备。目前，公司产品为涵盖装配、检测、校准、包装等单项或者一体化的柔性化、个性化的智能生产线。 充换电领域，公司积极抓住新能源汽车发展及“新基建”实施的政策窗提前布局，目前已经成功开拓宁德时代、协鑫能科、阳光铭岛、蓝谷智慧能源、特来电领充、顺加能等知名客户，并且与协鑫能科达成长达五年的换电业务的战略合作，与西安特来电领充新能源科技有限公司达成商用车电池包至整站开发生产的战略合作。初步完成汽车主机厂、电池厂和运营商的市场布局。公司生产制造的换电站目前已适配的汽车品牌有北汽新能源、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、合众汽车、爱驰汽车、华菱汽车、吉利汽车等旗下新能源换电车型，以及提供部分其他商用车和乘用车品牌车型换电站的核心部件。 换电产能建设方面，2022年4月瀚川智能拟定增募资10亿元，其中“智能换电设备生产建设项目”总投资7.24亿元，项目建设期2年，建成投产后将新增乘用车换电设备1000套/年、商用车换电设备1000套/年的产能，预计10年税后内部收益率将达到30.02%。 4.2山东威达（002026.SZ） 山东威达主营业务为电动工具配