换电产业链主要由上游的动力电池供应商、充电系统、快电系统,中游的换电站运营商 和新能源整车制造商和下游的终端(To B,To C)消费者构成。
1. 电池及零部件:适配性将是重中之重
对于换电来说,电池包的适配技术是一个较大的问题,换电站中的电池必须考虑跟车辆 的兼容性。宁德时代提供了分箱换电的技术模式,设计出最小化的标准电池模块,针对不同 车型安装不同数量的电池,针对不同的里程安装不同数量的电池。2022 年 1 月 18 日,宁德 时代控股子公司时代电服举办发布会,发布换电服务品牌 EVOGO 及组合换电整体解决方案。 其推出由“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,在车电 分离的模式下,将电池作为共享资产独立出来,带给市场全新的体验。
“巧克力换电块”是专门为实现共享换电而开发量产的电池,具有小而高能,自由组合, 极简设计三大特点。该设计的核心是将原来的一整个电池包变成好几个组成模块,几个模块 共同承担其供电的作用,外形看起来就像是一块巧克力。采用宁德时代最新 CTP 技术,“巧 克力换电块”重量能量密度超过 160Wh/kg,体积能量密度超过 325Wh/L,单块电池可以提 供 200 公里左右的续航,并可以适配全球 80%已经上市以及未来 3 年要上市的纯电平台开发 的车型。消费者换电时可以任意选取一到多块电池,灵活匹配不同里程的需求。此外,“巧克 力换电块”采用无线 BMS 技术,外部只有高压正负接口,大幅提高了插拔部件的可靠性。据 宁德时代官网消息,目前已公开了一汽奔腾 NAT 组合换电版一款合作车型,将来还会在更多 车型上推广;而 EVOGO 服务已在厦门、合肥两地正式开展,并逐步向其他 8 个城市推广, “巧克力换电块”的月租金最低优惠价为 399 元/块,租金价格将根据用户的不同使用条件做 动态调整。
与之相对的便是蔚来的整包换电技术模式,换电时进行整个电池包的更换,一车一电。 虽说难以实现不同车型的通用适配,但由于蔚来同时参与换电站的运营且商业模式成熟,用 户基础稳固,目前在换电行业具有代表性。
电池技术方面,蔚来公布的最新车型配备了 150kwh 的可更换电池组和固态电池。蔚来 与北京卫蓝新能源公司进行战略合作,量产的 150kwh 固态电池并非全固态电池,而是氧化 物固液混合电池,通过将隔膜更换为柔性固态电解质,依旧以镍、钴、锰三元为正极,负极 掺硅,传统的电解液依旧存在,这种设计可以增加能量密度的同时,控制成本,能量密度 360Wh/kg,是目前最佳的解决方案。下一步的发展方向则是采用金属锂为负极,进一步增加电池容量。

换电连接器是电池包唯一的电接口,需要同时提供高压、低压、通信及接地的混装连接。 换电连接器是快换电池系统的重要零部件,是用于实现整车与快换电池系统之间电气快速连 接、分离的专用连接器,主要由快换插头、快换插座及相关电缆组成。在快速换电过程中, 因电池与整车端连接插合过程中一般会存在配合误差,换电连接器的浮动补偿设计系技术攻 关难点,要求换电连接器需要具有浮动补偿能力,在一定容差范围之内仍然能够较好完成高 压、低压、通信及接地的混装连接。
瑞可达于 2015 年开始与蔚来开展合作,基于公司的技术积累以及对于换电产品及模式的 理解,结合连接器产品浮动容差技术,为蔚来汽车定制换电研发方案并成为其主力换电连接 器供应商。
2. 换电站运营:资本入局第三方运营商加速扩张,换电站有望快速增长
换电站运营商负责换电站铺设及管理,并进行更换电池时的收费。换电站运营商提供换 电服务,目前国内主要的运营商主要以奥动、蔚来、伯坦科技为首。奥动主要服务于出租车、 网约车等运营车辆,并积极拓展业务,进军乘用车 C 端市场及商用车领域;蔚来主要服务于 C 端市场,通过建立城市及高速换电网络,提高消费者出行体验。
资本和政策支持下换电站铺设有望快速增长。截至 2022 年 6 月,蔚来换电站数量为 1024 座,奥动为 450 座,伯坦科技为 108 座,相比 5 月,蔚来换电站新增 53 座,奥动新增 10 座, 运营商换电站铺设加快进行中,随着资本端的加大投资,例如硅谷天堂投资伯坦科技,作为 重资本投入的行业有望趁政策扶持和资本涌入而快速增长。
3. 换电站制造
山东威达在换电站的系统规划、机械设计、电气控制等领域与蔚来共同研发、共享专利。 2020 年 12 月,公司以自有资金向蔚能电池资产公司增资 1.5 亿元,取得其 8.88%的股权, 武汉蔚能成为公司参股子公司,公司在未来将与蔚来换电布局深度绑定,协同发展。
翰川智能是集自动化设备和工业软件一体化的智能制造整体解决方案提供商。公司主要 从事汽车电子、新能源电池等行业智能制造装备的研发设计,受益于新能源汽车领域高景气, 公司全力向新能源转型,未来有机会凭借自身工业基础在换电站领域有较大突破。目前,公 司换电站可适配的汽车品牌有东风汽车、柳州汽车、奇瑞汽车、北汽新能源、一汽奔腾、一 汽解放、陕西汽车等旗下新能源换电车型,并能够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。

博众精工作为国家高新企业,公司以技术创新为核心,引领行业发展。2017 年,公司与 蔚来开始合作;2018 年,公司成功为蔚来汽车开发了多款智能充换电站,满足了客户对新能 源车及配套换电站的投放需求;2020 年 10 月,公司与东风开始合作,加入东风汽车“换电 联盟”;2021 年,公司 IPO 获得成功,此后相继推出了标准型换电站、车企定制 型换电站、 多功能型自动充换电站等产品。公司已经申请充换电产品专利 275 件,具备制作换电站相关 产品的核心竞争力。目前,公司已经开拓了蔚来、吉利、北汽、东风等多个客户。也在和宁 德时代、协鑫能科等第三方运营企业商谈合作事宜。
换电设备制造技术成熟,制造成本有望持续下降。换电站的主要制造成本在于设备投资 和动力电池,设备投资方面,未来共享换电站相关建设标准规范以及企业生产效率提升推动 下,预计换电站基础设施建设成本逐渐下降;而电池目前在换电站制造成本中占比约为 25%, 受益于电池制造端降本和规模化采购效应,电池采购支出也有进一步下降空间,换电站制造 成本有望持续下降。
4. 主车厂:车企加速推出换电车型和服务加速应用场景落地
车企加速推出换电车型和服务加速应用场景落地。车企作为换电模式的直接关联方,在 行业快速发展期布局也不遑多让,以蔚来、北汽、吉利为首的新能源车企和上汽、广汽埃安 等传统车企均加速布局换电服务和换点车型,无论是乘用车还是商用车领域,应用场景有望 加速落地。
蔚来是目前 C 端私家车换电领域龙头企业,发布 BaaS 服务重塑生态圈模式。蔚来成立 于 2014 年,拥有换电专利近 300 项。2020 年 8 月,公司发布 BaaS 计划,选择 BaaS 模式 购买蔚来汽车的用户,在购车时不需购买电池包,可根据实际使用需求,选择租用不同容量 的电池包,按月支付服务费;公司同时联合成立电池资产管理公司,整合资本、运营商、电 池厂商资源,开展电池租赁服务,因此成为国内“车电分离”生态的有力推动者。
蔚来加速换电网络建设,愿景规划超 4000 座换电站。蔚来换电站拥有超过 1400 项专利, 2021 年 1 月蔚来正式发布第二代换电站,单日服务能力达 312 台次,换电过程全自动,用户 无需下车,即可在车内自助换电。截至 2022 年 6 月,蔚来一共有换电站 1024 座,换电服务 覆盖 31 个省级行政区,194 座地级市。公司计划在 2022 年底前在中国市场累计建成 1300+ 座换电站;在 2025 年底之前实现中国市场每年新增 600 座,海外市场换电站将建成超 1000 座,全球总数将超 4000 座换电站的宏伟目标。
北汽蓝谷是国内纯电动乘用车产业规模最大的企业,换电技术发展成熟。自 2009 年成 立以来,北汽蓝谷在换电领域不断尝试,2012 年公司正式立项开发换电技术,2016 年与奥 动新能源合作,将换电车型投向 B 端市场开启商业化运营道路。2017 年北汽蓝谷推出“擎天 柱计划”,将新能源汽车、动力电池、换电站、光伏发电进行深度融合,全程参与新能源汽车 电池生命周期。

商业模式上,北汽通过成立换电联盟实现产业链内部整合。2018 年 7 月 5 日,北汽在北 京举办发布会,宣告以北汽产投、北汽新能源、奥动新能源、优电科技、北京普莱德 5 家企 业共同组成的换电联盟正式成立。换电联盟覆盖资本、电池、主机、换电站等领域,形成完 整的 商业模式。产业链内公司联合成立北汽智慧能源科技有限公司,负责网约车运营,打造 联盟利益共同体。北汽打通上下游产业链,以自己为核心发展换电业务。
吉利于 2020 年进军换电领域,目前已签约超过 1000 座换电站。早在 2017 年,吉利汽 车就投入到了换电模式的研发,研发人员超千人,进行了超过 3 万次的相关实验,拥有超过 一千多件专利。2020 年 4 月,吉利注册易易换电商标,正式进入换电领域。截至 2021 年, 公司已签约 1000 多座换电站,与科大智能,协鑫能科等换电站制造商进行合作建设,换电站 以重庆为中心,同时辐射浙江、山东等全国各地,覆盖全国各大城市、省份。根据吉利规划, 2025 年将建成 5000 余座换电站,换电推广力度较大。

除乘用车领域的换电推广外,换电重卡由于其比充电重卡能耗、维修成本、时间成本低 的优势,目前商业化进程持续推进。商用车有路线固定、能耗大、使用频次高等特点,换电 模式有利于对电池集中专业化管理,延长电池使用寿命,也有利于电池梯级利用,因此重卡 与换电模式相契合。目前,工信部各批次《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中的新型换 电车型绝大多数以换电重卡为主,各车企加快换电重卡以及现有电动车型与换电的适配性研 究。
汉马科技于 2016 年开始进军换点重卡领域。公司从 2016 年开始研发新能源重卡,并于 2017 年获得生产资质。2019、2020 年两年先后建成纯电动重卡换电站、交付客户百余辆换 电重卡。