场景致胜：汽车产业趋势洞察.pdf

2018 年11 月 场景致胜 汽车产业趋势洞察 蔚来资本罗兰贝格联合研究报告照片来源: 蔚来 2 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 3 论场景致胜 记得十年前，我还从事着战略管理咨询工作，在帮助某 家知名中国汽车企业制定2020战略时，提出了汽车新 四化的初步概念“电动化”、“网联化”、“智能 化”和“共享化”(当时是“轻量化”)。 时至今日，这 些趋势导向已经被产业中大部分企业所认同，并演绎出 不同的版本。窃以为，咨询顾问高屋建瓴地创造理论思 想框架，是谓“道”，最终的实践之术是需要企业自身 去探索与完成，而资本的角色特殊性在于，它是链接两 者之间的助推器和加速器。 蔚来资本的创立基础就在于此，通过产融结合创造巨大 变革的机会、引领美好生活，这是我们的愿景，也是我 们的使命。我们在一路努力践行着，也在喧嚣中冷静地 不断完善思考。 这份短短的白皮书记载了蔚来资本成立两年来的一系列 关于“新四化”的投资思考。在提笔筹划该份报告时， 我们就面临了第一个思索的焦点新能源、自动驾驶 及共享出行当每一个主题在市场上都有连篇累牍的 研究文章和报道时，如何另辟角度、构建深度，展现两 家机构的专业水平同时也给读者一些可讨论的余地与研 究价值？进过反复思量，“场景”(Usage scenarios)成为 联合研究团队共同认同的关键切入点与主题。 创新技术不应仅体现在实验阶段，通过场景落地应用并 进行商业推广，这才是我们所认同的未来新创企业可持 续发展的必由之路，因为场景是可体验、可推广复制并 且打磨形成商业模式闭环的基础。最初考虑强调新技术 应用场景的概念，是起源于2015-2016年和百度自动驾驶 团队讨论，当时百度提出3年内实现自动驾驶商业化的 口号。当时很多媒体有所质疑，然而，分场景研究自动 驾驶商业化的可行性这个角度的提出，消除了一部分人 的疑虑。而蔚来资本在自动驾驶领域的一系列投资，深 究下来也是资本团队结合场景实践所做出的布局。 同样的情况，也在其他相关投资领域得到体现。例如， 考虑使用场景，结合技术突破、推动换电等一系列能源 技术的投资；结合不同的里程特点、考虑不同用户使 用、对共享出行进行深度挖掘；即便是对于静态交通的 智慧化投资，也考虑了停车用车不同场景的需求。另一 方面，我们认为不容忽视的是，所谓“场景”，应建立 在实际需求之上。没有实际需求，所谓的护城河就成了 可以绕开的马奇诺防线；而有了真实需求(无论其来自政 府端、企业端还是用户端)，产业投资才可以持续增值， 为社会、为用户、为投资人不断创造合理价值。其实场 景也可以理解成为需求和变现手段。正因为场景的重要 性，报告就以该主题逐步展开深化。 这份白皮书体现了蔚来资本和罗兰贝格两家机构共同合 作的成果，罗兰贝格将自己作为中立第三方研究机构 的全球视野行业研究导入在这个报告里，而蔚来资本也 竭力将自己和所合作企业的行业洞察及投资实践体现在 其中。小荷露角、雏鸟初鸣，作为一个年轻的机构、这 只是一个开始，因为时间的紧迫和见识的局限，一定存 在种种不足。希望各位读者在阅读之余，与我们多多交 流，提出宝贵的意见，从读者变成我们的朋友、伙伴， 进而成为合作者，这也是蔚来朋友圈的真谛。再次感 谢。 张君毅 蔚来资本管理合伙人4 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 汽车，这一稳步发展了百年的核心工业产品正在面临急 剧的颠覆和变革。罗兰贝格观察到，以新能源、自动驾 驶、智能网联、出行服务与智慧交通等为代表的关键趋 势已经并且持续重塑整个汽车生态及其相关产业链。当 这一巨变成为共识，我们更需要明确发生变化的时间和 方式。 自动驾驶什么时候能够进入我们的生活？汽车什么时候 能够像手机一样，成为我们生活中的重要助手？ 技术的不断成熟、基础设施的持续完善、消费者的逐步 接受以及相对应的法律法规试点的推动将必然加速促进 颠覆性变革的发生。因此，无论是传统车企与核心供应 商，或是新进入的互联网企业与新势力，都需提前布局 思考这些趋势所带来的影响并前瞻决策布局，把握变革 其中的巨大市场机会、确定转型方向与快速进入途径。 本白皮书系列基于罗兰贝格多年在汽车领域不断积累的 深厚实践，结合与蔚来资本在投资领域的深刻观察，将 深入探讨新能源、自动驾驶、出行服务与智慧停车这四 大趋势洞察，识别其中结构性机会与投资热点，并对各 类玩家的应对与布局进行深度解析，为汽车行业的相关 参与方在颠覆性变革环境中的提供开放探讨与决策支 持。 郑赟 罗兰贝格全球合伙人 大中华区汽车业务负责人 在众多颠覆性趋势推动下，汽车产业 的未来发展之路？场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 5 目录 1. 能源利用篇 . 6 2. 自动驾驶篇 .32 3. 出行服务篇 .58 4. 出行服务篇智慧停车 .706 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 7 能源利用篇 全生命周期看动力电池8 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 1 2018年上半年乘用车占比85.79%，电量27.4kWh，客车占比9.06%，电量162.3kWh，专用车占比5.15%，电量47.4kWh，加权平均电量40.65度 2 预计2020年全国发电量77278.4亿度，用电量75088.0亿度 3 预计2025年全国发电量107692.3亿度，用电量99545.5亿度场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 9 前言 根据“十三五”国家战略性新兴 产业发展规划，至2020年，我国 新能源汽车保有量达500万辆，简单 以每辆新能源汽车平均带40度电 1 计 算，届时每天将有2亿度电在道路 上移动，占2020年日均用电总量的 0.98% 2 ，相当于6万多个中国家庭 一整年的用电量。而到2025年，新 能源汽车保有量预计将达到3000万 辆，总带电量将达12亿度，占日均 用电总量的4.4% 3 。随着汽车电动 化的不断渗透，这些数字将更为可 观。如此规模巨大的新能源汽车用 电量无疑对电网和整个能源网络提 出了巨大挑战，有人提出：新能源 汽车的普及成了电网的“黑天鹅事 件”。这只“黑天鹅”带来的不只 是挑战，更催生了一系列值得关注 的新技术和新商业模式。 电池作为新能源汽车动能的载 体，直接影响汽车的续航性能、安 全性能，并因此决定人们的出行场 景。成本上，动力电池更是占据整 车成本的几乎一半。于是我们首先 把目光集中于动力电池车端应用， 从电池材料本身和不同车型应用上 探讨电池路线之争，同时展望下一 代动力电池形态及其产业落地可能 性。 同时，电池是联接电网和汽车两端 的关键要素，新能源汽车与电网的 电能交互实质是电池和电网的交 互。电能的补给方式将直接勾勒 未来出行和输、配、用电场景，也 影响电池本身的性能和寿命，因此 我们关注新能源汽车的充换电技 术，尤其将重点关注能解决终端用 户购车成本高以及充电条件限制产 生里程焦虑这两大痛点的新型电池 运营方式“车电分离+换电网 络”。 立足整个电池生命周期，越来越长 的寿命、高电量的电池决定了车端 只是电池发挥效用的场景之一。退 役动力电池的残余电量价值将有机 会发挥在对动力性能要求稍低的移 动工具或者储能设备上，这将极大 优化电池的整体经济效益。在生命 周期的最后端，电池的资源化回收 将发挥电池材料的剩余价值，将可 利用的有价元素重新融入电芯上游 材料生产中去。 本文将以动力电池全生命周期为视 角，从电池技术、电池运营、电池 回收利用三个层面切入，探讨能源 的多样化应用。 01 1 2018年上半年乘用车占比85.79%，电量27.4kWh，客车占比9.06%，电量162.3kWh，专用车占比5.15%，电量47.4kWh，加权平均电量40.65度 2 预计2020年全国发电量77278.4亿度，用电量75088.0亿度 3 预计2025年全国发电量107692.3亿度，用电量99545.5亿度 1 照片来源: 罗兰贝格10 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 图表01：动力电池全生命周期涉及的相关应用场景和核心技术 车端场景- 动力装机 车/电网端 场景- 电能补给 车后场景 电池资源化回收 乘用车 车电 分离 储 能 三 元 磷 酸 铁 锂 铅 酸 锂 硫 钛 酸 锂 固 态 锂 锂 空 气 氢 燃 料 大巴 物流车 换电网络 充电网络 专用车 低速车 二三轮 AGV 梯次利用 电池流 材料流 电流 V 2 G 资料来源：蔚来资本场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 11 电池的车端应用 动力装机/电池技术 1.多样化的电池路线满足不同下游应用对电池的性 能诉求 随着电化学技术的发展，电池材料路线和电池下游的应 用领域都越来越多样化。全球汽车电动化趋势使汽车成 乘用车 安全性 续航里程 加速性能 (快放) 快充 成本控制 轻量化 使用寿命 空间 客车 货车 专用车 低速车 二三轮 AGV 电网侧储能 用户侧储能 UPS 图表02：不同应用场景的用能诉求 2 照片来源: 罗兰贝格 资料来源：蔚来资本12 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 图表03：电池主要性能指标 为了电池又一大应用领域。而不同 的汽车类型、出行场景、能量补给 方式和后端应用都有不同的电能需 求，多样化的电池路线及性能表现 能够很好的满足差异化应用需求。 我们认为，电池路线之争中不存在 “赢者通吃”，各材料路线将在各 自适合的应用领域中发挥价值。 02 续航里程作为影响驾驶和出行体验 的最主要因素，是电动乘用车的核 心诉求，电池的能量密度性能是关 键，这也是我国政策针对性补贴的 重点，能量密度表现优异的三元锂 电池已在纯电动乘用车中装机占比 七成以上，高端乘用车车型正在越 来越多装机续航性能更佳的高镍三 元电池。新能源货车目前主要覆盖 支线和城市末端物流场景，由于可 以采取夜间泊车慢充和白天快充补 电的方式，且载电量较大，七成纯 电货车配套磷酸铁锂电池牺牲部分 续航以控制整体成本。由于载客， 新能源客车对于车辆安全性有更高 的诉求，能量密度适中、材料稳定 性较高的磷酸铁锂电池成为首选； 装机比例占九成，安全性能优异的 锰酸锂和钛酸锂电池也有一定比例 应用。包括环卫车、接驳车等在内 的新能源专用车由于空间限制和对 续航里程的特殊需求，选择体积能 量密度较高的中低端三元电池较 多。低速车主要覆盖市内中低距出 行场景，对续航能力诉求较低，较 低的整车价格也限制了电池成本， 磷酸铁锂电池装机占比较大，部分 差异化竞争的厂商也选择中低端三 元电池。二三轮电动车长期以来大 规模使用铅酸电池，随着新国标的 出台，二三轮车使用更加环保和轻 量化的锂电池成为主要趋势。 03 电池类型 单体能量密度 (Wh/kg) 单体体积密度 (Wh/L) 功率密度 (W/kg) 循环次数 安全性 快充性能 环保性 工作温度 价格 常 规 锂 电 池 钴酸锂 200-240 400-480 2,000 中 2C 中 -20-55C 高 磷酸铁锂 130-150 390-450 6,000 好 3C 中 -20-55C 中等 NCM 111 150-170 340-385 225-255 3,000 中 1.5C 中 -20-55C 较高 523 160-200 360-450 240-300 3,000 中 1.5C 中 -20-55C 较高 622 200-230 450-515 300-345 3,000 中 1.5C 中 -20-55C 较高 811 280-300 630-675 3,000 420-450 中 1.5C 中 -20-55C 高 NCA 250-280 590-660 375-420 3,000 中 1.5C 中 -20-55C 高 锰酸锂 130-170 390-850 2,000 中 3-5C 中 -20-55C 较高 钛酸锂 90-110 20,000 900 好 10C 中 -20-55C 高 固态锂电池 410-450 好 较差 好 20-60C 铅酸 30-50 50 500-1,000 好 差 15-25C 佳 低 燃料 锂硫 300-500 600-1,000 60-100 差 0.2C 好 20-105C 高 2,600 (理论) 2,800(理论) 差 好 锂空气 5,200(理论) 3,400(理论) 差 好 铅炭 (储能用) 30-50 30-50 1,000-3,000 好 差 15-25C佳 低 全钒液流(储能用) 7,000-15,000 12,000 好 差 5-40C 高 钠硫 (储能用) 150-240 4,000-5,000 中 好 300-350C 中等 水系钠(储能用) 3,500 好 好 -5-45C 较高 资料来源：储能产业研究白皮书2016；国泰君安证券研究；彭博新能源财经；水系钠离子电池电极材料研究进展 (物理与化学学报)；渤海证券研究所； 高工锂电场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 13 2. 动力电池装机量持续上涨，宏 观引导成效显著，高能量密度电 池表现突出 我国新能源汽车2017 年产销量已分 别达到81.9万辆和77.7万辆，在大规 模产销量的带动和持续增长趋势下， 动力电池装机量也保持快速增长， 2017 年全年总装机量达373.5亿瓦 时，较上年增长33% 4 。 在动力电池配套结构上，纯电动客车 仍是动力电池最大的下游应用，占比 38%。而随着纯电动乘用车渗透率和 单车载电量的逐渐提升，该领域的动 力电池配套量紧随其后，占比33%， 大有赶超之势。 04 2016年年底，由四部委联合发布的 关于调整新能源汽车推广应用财政 补贴政策的通知首次将新能源汽车 的补贴标准与配套动力电池的能量密 度进行关联，明确了动力电池高能量 密度的引导方向。在补贴整体退坡的 大趋势下，后续的系列政策仍结构性 地加大了对部分配套高能量密度电池 的车型的补贴力度。在这种清晰的导 向下，各主机厂均提升了高能量密度 动力电池的装机比例，倒逼动力电池 生产厂商改变产品策略和研发方向， 行业集中度也在市场竞争中提高，大 批落后产品产能被淘汰。在较成熟的 现有动力电池中，能量密度表现优异 的三元电池装机量明显提升，较2016 年提升了20个百分点，占所有动力电 池装机量的43%。多元技术体系齐头 并进的环境下，在产量最高的乘用车 8,5 37,8 51,6 81,9 2014 2015 2016 2017 图表04：2014-2017年中国新能源汽车产量及动力电池配套 量，2017年动力电池配套结构 2017年中国动力电池下游装机结构 2014-2017年中国新能源汽车产量及动力电池配套量 (万辆) (亿瓦时) 2017年不同类型电池装机量占比 乘用车-PHEV 磷酸铁锂 客车-PHEV 三元 客车-FCEV 镍氢 专用车-FCEV 超级电容 专用车-EV 多元复合 乘用车-EV 锰酸锂 客车-EV 钛酸锂 36,4 163,4 281,4 373,5 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 400 350 300 250 200 150 100 50 0 38,3% 0,1% 0,0% 1,8% 4,1% 32,9% 22,8% 50,0% 43,0% 4,0% 2,0% 1,0% 0,0% 0,0% 资料来源：中国新能源汽车动力电池产业发展报告(2018) 4 新能源汽车产销量及动力电池装机量数据来源：中国汽车技术研究中心有限公司节能与新能源汽车网(.chinaev)14 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 图表05：2017年不同类型电池在不同车型领域的装机量占比 磷酸铁锂 乘用车 93% 70% 74% 93% 24% 70% 0% 0% 3% 3% 3% 4% 4% 23% 30% 8% 插电混动式汽车(PHEV) 纯电动汽车(EV) 乘用车 专用车 客车 客车 三元 镍氢 超级电容 多元复合 锰酸锂 钛酸锂 资料来源：中国新能源汽车动力电池产业发展报告(2018) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 15 3. 综合考量下游应用场景、电池 性能和产业落地，探索下一代动 力电池 我们认为，不同路线动力电池的配 套选择，首先取决于下游应用车型 的出行场景和能量补给方式。比如 乘用车关注续航里程，大多配套能 量密度较高的三元锂电池，而当未 来能实现快速换电的换电站形成网 络效应后，里程较高的营运类换电 乘用车大可选用续航里程略逊色但 单位成本有明显优势的低能量密度 电池，当车辆能轻松找到密度合理 的换电站进行快速换电时，电池单 次续航能力已不会引起焦虑。 其次结合政策顶层设计，考虑电池 的核心性能。在垂直场景中，高安 全性、高续航里程、长循环寿命， 强温度适应性是共同诉求。如2018 年新的补贴政策将新能源货车和专 用车的能量密度补贴门槛从17年的 90/kg上调至115/kg，意味着 系统能量密度较低的铅酸电池和部 分低端磷酸铁锂电池已不能满足补 贴要求。 成本为王，仍需将成本纳入用车全 周期考量。动力电池组占整车成本 的几乎一半，动力电池的价格直接 影响整车售价以及营运类车辆和商 用车的盈利性，所以是关键考虑因 素。影响电池成本的因素主要包 括：原材料的稀缺性、加工工艺难 度、产业链配套完善程度。如发电 效率高、环境友好的氢燃料电池背 后需要一整套能源生产和运输网络 作为支撑，这在资源不配套的地区 难以实现，应用这种电池中短期很 难具备经济性。又比如，快充性能 和安全性能同时突出的钛酸锂电池 成本极高，但它的循环次数在连续 快充条件下也可达两万次以上，是 三元电池的7倍，且电量衰减极少， 若将成本均摊到每一次充放循环中 去，经济性极大提高。部分新能源 大巴车同时搭载磷酸铁锂和钛酸锂 电池，在充电速度和整体经济性上 找到平衡。 前沿科技还需产品商业化落地。现 阶段多样化的下一代前瞻性电池在 特定性能上都有显著突破。如：氢 燃料电池能量转化效率极高，钠水 系电池安全性良好、稳定性高、成 本低廉。但这些前瞻性技术的规模 应用还需考察其商业化落地的配套 条件和实现难度。如锂空气电池是 一种用锂作负极，以空气中的氧气 作为正极反应物的电池，它在能量 密度上可达锂离子电池的十倍，但 电池反应需要大量纯氧参与，两极 材料极活泼，实验室研究阶段也难 以做到反应可控，全面产业化预计 需要至少15年，过于缓慢的商业落 地速度不足以支撑其成为短期可期 待的下一代动力电池。 照片来源: 蔚来 领域，三元电池已占据主导地位，受 政策引导的同时，也体现出市场对车 辆续航里程的核心诉求。 0516 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 4. 三元动力电池高镍低钴是趋 势，下一代电池重点关注固态电 池 我们认为，中短期 固态电池的产业化 落地可期，将成为 满足续航性能和安 全性能的下一代动 力电池。 预计乘用车动力电池装机量今年占 比将首超电动客车，NCM三元锂动 力电池的压倒性配套趋势将继续保 持。NCM三元电池按照正极材料中 镍、钴、锰三者用量比例，可细分 为111型、523型、622型和811型 等。镍含量的高低直接影响电池容 量，钴可抑制材料相变，提高倍率 性能和循环性，锰主要起到稳定材 料结构的作用。目前111型和523型 应用较为成熟，高镍三元622型和 811型材料因更高能量密度和更低材 料成本逐渐为市场接受。由于钴矿 开采难度大，产能释放缓慢无法有 效满足下游旺盛的需求，加上贸易 商投机，金属钴价一路从一年半前 的不到30万元/吨飙升至如今60万元 /吨，上游原材料价格上涨加之下游 电池降价压力向上传导，迫使三元 正极材料厂商减少钴的用量。另一 方面，镍的用量增加可带动电池能 量密度提升，相对于523型200/ kg的单体能量密度，622型和811型 可达230/kg和 280/kg，满足市 场需求和政策导向。 高镍低钴三元电池符合市场趋势， 但它的生产应用仍面临材料技术和 量产工艺的挑战。不成熟的高能量 密度材料化学稳定性低，增加电池 安全隐患。同时，高镍材料特性决 定了各工艺环节须对材料纯度、湿 度、含氧量严格把控，对材料供应 商的生产自动化程度、工艺管控和 成本控制能力提出了更高要求。 材料和工艺两大门槛有力地将三元 正极材料厂商拉开了差距。蔚来资 本投资的容百科技是国内最先实现 高镍三元材料量产的企业，目前已 经有三款高镍三元材料量产，其中 高镍811材料2017年全球出货量第 一。容百科技通过引入韩国领先团 队，成功攻克了高镍材料颗粒表面 的相转变和循环后颗粒碎裂的技术 难关，提升材料性能，稳定材料结 构，并通过自主创新突破了制备技 术瓶颈。同时容百科技积极完善上 游前驱体内部配套能力和下游电池 及材料中间品资源化回收，逐渐形 成全产业链闭环，有效控制成本， 摆托外部依赖性。 2017年3月，四部委联合发布的 促进汽车动力电池产业发展行动 方案提出2020年新型锂离子动 力电池单体和系统能量密度分别超 过300/kg和 260/kg的目标， 2025年，动力电池单体能量密度应 达到500/kg。满足突破性能量 密度指标的同时保证高安全性是下 一代电池的主要诉求。固态锂电池 因安全能量双优成为市场热点。固 态锂电池将传统锂离子电池中的液 态电解质替换为聚合物或无机物固 态电解质，具有更高热稳定性，可 配合更好性能的正负极材料。目前 中、美、日多家研究机构和创新企 业都在进行固态电解质材料研发和 电芯配套试制，目前单体能量密度 可达300-600/kg的数十mAh固态 电池已逐渐从实验室进展到中试阶 段,少量小容量固态电池已在消费领场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 17 域得到商业化应用，制造成本也随 量逐渐下降。我们认为，中短期固 态电池的产业化落地可期，将成为 满足续航性能和安全性能的下一代 动力电池。 照片来源: 罗兰贝格18 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 1. 新能源汽车时代，能量补给模 式在不同场景下将多样化并存 内燃机汽车的能量补给模式较为单 一，汽车在加油站、加气站将燃油 或天然气燃料以固定模式注入动力 系统，燃料燃烧产生热能最终转化 为机械能。而电动汽车的电能补给 因涉及多重电压转换和电池材料特 性的双重瓶颈，同时不同类型汽车 的用能需求各异，呈现多样化的特 点。目前电动汽车的能量补给方式 有：固定点直流快充、交流慢充、 非接触式充电、移动充电车补电、 集中式换电等。 对于有固定停车位、住宅条件支持 安装充电桩、以城市内出行为主的 电动乘用车车主而言，现有的交流 慢充技术已能很好的解决其电能补 给需求。行驶里程较高的营运车辆 和商用电动车有短时快充补电的刚 需。大功率直流快充技术也在不断 突破，目前较成熟的快充技术能为 乘用车实现40分钟内充至80%电 量。非接触式无线充电技术能实现 充电无人值守，甚至在基建配合下 能实现车辆行驶间充电，前者对于 有固定点长时间载卸货的电动物流 车补电、全自动泊车技术成熟后的 无人停车场极具可操作性，后者适 合于固定路线、往返穿梭的电动客 车。在电网基建难以覆盖的区域或 车辆因缺电无法移动的场景，搭载 蓄电池或柴油发电机的移动充电车 能灵活的、补充性的提供电能。集 中式换电则能够为大量无私桩车主 和营运类车辆车主提供快速便捷的 能量补给方案。 电池的车/电网端应用能量 补给 3场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 19 我们认为，新能源汽车的能量补给 模式将在不同场景下发挥各自特 点，多样化并存。 06 照片来源: 蔚来，富特科技20 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 图表06：各类型车辆与能量补给方式匹配度 资料来源：蔚来资本 注：灰色图标代表补电手段Fit程度综合考虑需求刚性、便捷性、成本、替换手段经济性 乘用车 (有私桩) 乘用车 (无私桩) 营运类 乘用车 固定路线 商用车/专用车 非固定路线 商用车/专用车 固定点无线充电 固定点直流快充 固定点交流慢充 移动充电车 集中式换电 移动式无线充电 照片来源:罗兰贝格，蔚来场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 21 2. 换电模式可解决电动车普及面 临的多个瓶颈，具有较强的市场 基础和推广价值 快速高效能量补给，解决里程焦 虑。正如很少有用户会因为传统内 燃机汽车的油箱大小产生里程焦虑 一样， 单单电池技术提供商不断 提升电池性能和主机厂提高单车带 电量本身不足以根本性地消除用户 端的里程焦虑。 只有当加油、 加 气站网络布点充分且加油、 加气耗 时极短的情况下， 驾驶汽车才没有 顾虑。 类似地， 集中式换电站利 用日益成熟的快速换电技术能够将 能量补给控制在三分钟以内， 换电 站分布形成有效网络效应后将能极 大满足电动车快速高效能量补给需 求， 解决里程焦虑。 随着大功率 直流快充技术的发展， 固定点充电 速度也逐渐优化， 但电化学材料本 身仍根本性地限制着快充提速， 且 快充加速电池容量衰减， 影响电池 性能。 尤其对于以时间和里程作为 营收工具的电动营运类车辆而言， 三分钟载客换电无论从体验还是营 运效率上都明显优于三十分钟停运 快充。 车电分离销售，购车成本骤降。居 高不下的动力电池价格使得新能源 汽车购置成本明显高于同级别燃油 车，后补贴时代的新能源汽车销售 仍面临“价格”这一巨大挑战。 换电模式通常以“车电分离”销 售(动力电池归属权与使用权分离) 为前提。不同于传统的整车销售模 式，“车电分离”将占据整车成本 几乎一半的动力电池从销售标的中 剔除，消费者只需承担裸车购置费 用，同时支付动力电池组租金以获 得其使用权，因此在不影响使用的 情况下，车主前期资金占用得以极 大降低。比如蔚来ES8的“电池租 用方案”使车辆售价直降10万元整 (约基准版价格的22%)，用户只需支 付1280元/月的电池组租金即可享受 包括终身免费质保和终身免费异地 加电服务在内的多项能源服务。 利用电价优惠政策，换电的单位能 源使用成本长期将有优势。电动汽 车的每公里电耗比燃油车每公里油 耗低约30%,为新能源汽车的推广 创造了良好的价格基础。此外，中 国政府对于新能源汽车集中式充换 电站还设有一系列建设、电力方面 的财政补贴政策，如集中式充换电 站可享受大工业用电电费价格。而 在中国实施峰谷分时电价政策条件 下，换电站作为集中式共享公共设 施，较大的峰谷价差可给换电运营 商带来较大的成本优化空间，从而 降低单位能源使用成本。比如，北 京郊县的近两千辆可换电出租车正 享受0.2元/公里的能源使用成本，相 较于每公里0.55元的汽油费和郊县 度电1.2元的充电费分别降低64%和 17%。 集中式恒温恒湿慢充，延长电池使 用寿命。电池充电时间和电池寿命 一直是一组难以调和的矛盾。换电 模式将电网向电池组充电的过程从 车端转移到换电站内，换电站内的 充电机构统一对备用电池组进行集 中式低功率充电，封闭的站内环境 能有效的控温控湿，在优化电池使 用寿命的同时，也有效提高了电池 能量运营的安全性，避免类似夏季 高温情况下露天进行大功率快充引 起电池冒烟损毁的事故。 电网电力友好，公共资源利用率 高。固定式充电模式造成了“一桩 对应一停车位”的客观现实。中国 城市土地资源供给相当紧缺，在电 动汽车规模性推广应用的背景下， 大量充电车将长时间占用停车位， 对土地资源占用极大。换电站作为 集中式共享设施，单个换电站占地 3-4个车位，同样时间条件下可服务 电动车数量是充电桩的2-3倍起。另 一方面，能量补给效率表现较优异 的快充设施配套受限于电网基建， 大规模推广大功率快充后，突发性 无规律的高用电负荷将对电网形成 挑战，而换电站用电负荷平稳可 控，对电网系统更加友好。22 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 我们认为，换电模式能有效解决需 求端对新能源汽车购车成本高和里 程焦虑两大痛点，有利于进一步推 广新能源汽车。尤其对于里程较高 的营运类车辆，支持换电的电动车 在总体拥有成本和能源补给效率上 相比充电车有明显优势，同等条件 下，总拥有成本可下降20%-30%。 集中式换电站能更好的利用有限的 土地资源，优化电池组S 管理， 平滑用电负荷，对电池和电网两端 都具有积极意义。 照片来源: 奥动新能源，蔚来场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 23 3. 换电市场仍在发展初期，多样 化技术路线和商业模式仍待探索 2013年5月，以色列公司Better Place宣布破产，这家率先主张“车 电分离+快速换电”模式的公司最终 止步于用户不足和成本高昂上。如 今，换电模式在中国获得了与Better place截然不同的市场认可电动 车产业发展的时机和中国市场独特 的环境重新孵化了这个并不陌生的 能源补给技术。 2017年12月，蔚来汽车发布首款量 产车型ES8，同时公布了车电分离 销售方案并展示了三分钟自动换电 技术，蔚来计划到2020年在全国建 设超过1,100座换电站，为车主提供 极致用能体验；2018年7月，已有 营运类换电车辆销售经验的北汽新 能源发布了面向C端用户的“车电 价值分离”销售模式，并推出了针 对C端的 EU 快换版车型，消费者只 需支付7.98万元即可购买不含电池 的该款车，通过支付每月458元租 金使用电池，并根据里程需要购买 432-1020元不等的换电套餐，这开 启了传统主机厂探索新能源汽车新 销售模式和新型能量补给方式的新 一页。除这两个玩家外，中国的换 电市场上还有主打网约车换电的时 空电动和主打分时租赁车辆换电的 力帆集团。 换电技术上，可主要分为分箱式多 点换电和整体底盘换电两大流派。 分箱式多点换电将动力电池包拆分 为多个独立可换电池组，不改变底 盘结构，于车身前后端或侧方进 行电池组插取和固定。整体底盘 换电技术将电池包整体从底盘方向 取装，电池包固定方式可再分为螺 栓式和卡扣式。整体底盘换电对车 身改造较小，易为主机厂接受，电 池包整体更换、整体使用在提高效 率的同时，也降低了分箱式换电多 点供电需多点固定的不可靠风险。 我们认为全自动整体底盘换电在换 照片来源: 蔚来24 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 电效率和可靠性上找到了极好的平 衡。 商业模式上，目前中国市场出现了 两种典型模式：“换电车辆定制+ 营运车辆自营+换电服务自运营” 以及“换电技术自研+提供第三方 换电运营服务”。前者对换电车型 定制有极大把控力，并可在短期内 通过自营的运营车队快速内部消化 换电车，鼓励车队司机换电，盘活 体系内换电站资源，这种模式在换 图表07：换电商业模式示例 电车辆供给和换电用户两端都较有 保障。第二种商业模式中，换电运 营商自行研发换电技术和设备并建 站运营，同时与多家主机厂和配套 电池供应商合作开发换电车辆，为 主机厂销售出的换电车辆提供第三 方换电服务。我们认为，真正发挥 换电模式的优势建立在换电站形成 一定网络效应的基础上，其中涉及 的资金和包括找地、拉电在内的战 略资源巨大，单一主机厂承担难以 为继，且单一品牌的换电车数量有 限，难以盘活规模庞大的换电站资 产。只有开放式的商业模式共 享换电技术和换电平台，让多车厂 共同参与，换电模式才能在高效解 决能量补给痛点的同时本身具有盈 利性以支持自身持续发展。 07 电芯制造商 电池包制造商 换电站 新能源汽车 生产商 出租车运营公司 出租车司机 换电技术、换电设 备、换电运营商 新能源汽车 生产商 出行公司 网约车司机 换电站 建站运营 换电服务 用车 租赁车辆 供应标准化电 池箱， Pack置入 采购电芯 生产Pack 建站运营 换电服务 用车 合作开发换电车辆 采购车辆 供应Pack 销售车辆 销售标准化电池箱 换电技术提供商 换电Pack生厂商 模式一 模式二 合作开发换 电车辆 资料来源：蔚来资本场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 25 4. 换电玩家的关键竞争要素 与多家主机厂合作换电。只有多家 主机厂共同参与，共享换电平台， 才能让更多的换电车使用换电网 络。换电模式的先行者Better Place 仅与雷诺一家车企推出了一款换电 车型Fluence ZE，在以色列和丹 麦共销售不到两千辆换电车，有限 的换电收入无法支撑两地50个换电 站高昂的建设和运营费用，最终破 产。 找到适合的场景切入。换电作为 能量补给方式的一种，将长期与 其他能量补给方式多样化共存， 为不同条件下不同类型的新能源汽 车服务，找到适合的场景切入将能 最大化发挥换电模式的优势，最大 化用户数量。电动汽车普及后，无 条件建私桩的个人电动车车主基数 庞大，集中式换电站作为共享设施 将能很好满足这部分人群的用能刚 需。换电高效的特点能满足包括网 约车、出租车和分时租赁车辆在内 的大量营运类车辆的用能诉求，配 合“车电分离”方案将能切实为营 运类车辆降本增效。 资金实力与运营能力并重。大量换 电站资产考验换电玩家的资金实 力，资金的使用效率也考验玩家的 技术实力，如换电技术的通用性、 可靠性、集约性和设备经济性。同 时，如何合理配置备用电池数量、 如何均衡管理电池并为高性能的退 役电池找好出路、如何动态调整充 电倍率以配合换电峰谷、如何为热 点区域导流等实际问题也对玩家的 数据积累和运营能力提出了极高的 要求。 我们认为，与我国能源整体形态的 多样化并存趋势一致，新能源汽车 的能量补给模式将在不同场景下发 挥各自特点，多样化并存。在我国 新能源汽车渗透率不断提升、换电 设施和用电价格享受倾斜性政策、 城市土地供给紧张、主机厂逐渐开 展各种形式的合作联盟的条件下， 现阶段换电模式的推广有着天时地 利人和的有利环境。蔚来资本投资 的奥动新能源，以电动出租车作为 切入点，通过自主研发换电技术， 将换电设备有效集成在两个标准 化集装箱内，通过充电仓内的穿梭 机、升降机构和标准换电支架的高 效配合，将整个自动化换电过程控 制在三分钟左右，为出租车提供极 好的能源补给体验。目前奥动已于 北京、广州、厦门建设超过100座标 准化换电站，为三地数千辆北汽新 能源换电出租车和网约车提供换电 服务。北汽新能源面向C端推广换 电车型后将有更多车辆加入奥动换 电网络。 照片来源: 罗兰贝格26 场景致胜：汽车产业趋势洞察- 蔚来资本&罗兰贝格 1. 动力电池逐渐进入退役期，响 应政策引导，遵循优先梯次