新能源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、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,换电站集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体。
换电站主要包含定位系统、换电系统、运维系统、安全系统和物流系统。其中换电系统是换电站的核心,由换电平台、码垛机、升降机构、锁止机构、连接器等组成;控制系统包括:充换电云平台系统、智能站控系统、配电监控系统、烟雾/安保监控系统等;供电系统:高压电柜、变压器、低压电柜等。
充电目前仍然是主流能源补给方式,短期内较难发生一定改变,但是自身存在的制约因素阻碍了其生存空间,主要由于充电效率受阻、车桩比供给缺口短时间内难以消除、不利于电池包升级与维护等,市场商业推广受阻,所以政策逐渐向换电模式转变。2019年起,国家相关部门相继发布多项鼓励类、补贴类等有利政策以全力开展换电模式应用。
图2:中国新能源汽车充换电相关政策颁布历程
随着新能源汽车续航里程问题逐步得到解决,电池补能效率的需求也逐步上升。传统的燃油车加一次油仅需几分钟,而新能源汽车充一次电最短也需要半小时左右。因此,新能源汽车换电模式迎来快速发展机会并得以推广。2019年至2023年,我国换电站保有量持续增长,由2019年仅有的306座增长至2023年3567座,复合增长率近85%,2023年同比增长80.79%。2024年上半年,保有量为3772座,增速下滑较快。未来,随着换电技术的逐步升级和推广,换电基础设施在全国范围内逐步完善,换电车型将成为新能源汽车市场中强有力的竞争车型,继而拉动换电站需求扩张。
图3:2019-2024年H1国内换电站保有量情况(单位:座)
在市场竞争格局方面,国内主要由蔚来、奥动新能源、杭州伯坦三家参与建设,其中蔚来换电站建设速度最快、规模最大,占比65%左右。未来随着国内换电市场前景不断明朗,行业内企业将会更加积极布局、规划换电站建设,市场竞争逐渐加剧,国内换电市场格局将呈现较大变革。
图4:2024年H1中国主要换电运营企业换电站建成数量占比
技术环境方面,相对于充电模式,换电模式具备补能效率高,电池损耗小、空间占用少;安全性更高;电网效率显著提升;技术更加成熟等优势。
表1:充换电技术对比
目前,国内市面上主流换电模式是底盘换电,约占90%左右的市场份额,主要应用于乘用车,其次是侧身换电(整体单侧、整体双侧、顶吊式换电)约占8%市场份额,主要用于商用车(如重卡、矿卡)等,分箱换电目前应用较少,主要用于乘用车,其最大优势是易实现换电统一标准化操作。
换电模式在快速发展期间,存在保险、零部件退换政策未明确,制定换电汽车相关税收条款难度高以及换电技术相关标准难统一等挑战,但是在政策的大力推动下,各方依然看好换电赛道的发展,大量资本涌入。一方面,主机厂投入加大,各大车企业先后进入换电领域,加快换电车型推出和量产;另一方面,华为、软银等资本投资换电模式,换电市场未来可期。整体来看,换电市场机遇大于挑战。