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公司动态

新能源充电桩行业研究报告
时间:2020-04-27 13:56:55


充电设备是电动汽车最重要的配套设备,也是目前电动汽车推广的最大制约。根据动力电池的充电速度和充电规模,目前电动汽车充电方式主要有以下四种:慢速充电(交流充电桩)、快速充电(直流充电站)、更换电池(换电站)和无线充电。


交流充电桩(慢充):简单但低效,技术成熟,以量取胜


交流充电桩使用简单,易于安装。交流桩对电网要求较低,可直接接入220V民用线路,一般无需对电网进行特殊改造,且使用简单,无需专业维护人员,是目前最适合个人用户使用的充电设备。交流桩功率较小,单桩功率多为3.5kW和7kW,单次充电往往需数小时方可充满。目前交流桩交流桩分为落地式、壁挂式、车载式等,可安装在专用停车场、露天停车位、集中充电站、加油站,甚至移动通讯基站中。


交流桩主要面向个人、家庭用电动汽车,其运营模式主要有三个:


1)面向个人用户,与电动汽车同步销售,在用户购买电动汽车时安装于个人车位,或由汽车经销商直接赠送;


2)安装在停车场、加油站等公共场所,由公用事业公司面向个人客户统一运营;


3)与直流充电、换电站打包成交直流一体化充换电站,由电网或充电站运营企业承运。由于交流充电分散性强、时间空间占用率高,因此预计未来交流桩建设规模将加速增长,但短期内交流桩运营商仍难以盈利。


交流桩的硬件系统主要包括主控单元、监控保护单元、数字电表、通信模块、人机交互系统等。


直流充电桩(快充):高效但复杂,适合专业运营


直流充电桩运行高效,多配备于集中式充电桩中。快速充电一般采用直流充电方式,多接入380V动力电源,供电电流大、充电时间短,20-30分钟内可充满电池电量的60%-80%。


直流快速充电对电网要求较高,需要建设专用网络,往往靠近10kV变电站,还需较复杂的谐波抑制装置等,因此多配备于集中式快速充电站内。


根据充电功率和服务车辆规模,充电站可以分为大型充电场站、中型充电站和小型充电点,一个中等充电站投资在300万-400万元,并需有专人维护,投资成本较高。截至2017年底,国内共建设充电站(含充换电一体电站)18611座。


快充站主要包括配电系统、充电系统、监控系统和土建等四大子系统,其中配电系统、充电系统投资规模占比各38%左右,而监控系统、土建的投资规模占比各12%左右。


直流充电桩作为充电桩的核心设备,可针对电动轿车、电动客车进行非车载式大功率恒压恒流快速、中速直流充电。


目前主流的直流桩采用分体式结构,由模块化充电柜、电桩和连接电缆组成,其特点是高效可靠、扩容灵活,电网适应能力强,甚至可以接收500V的高压输入。


日本方面,CHAdeMO协会目前将快充功率定义在120-180kW,对应最大充电电流300A;预计至2020年快充功率标准将提升至150-200kW,对应最大电流400A,电压平台500V;预计至2025年后快充功率将进一步提高至350-400kW,对应最大充电电流400A,电压平台1000V。


欧洲方面,已在欧标体系基础上完成350kW大功率充电标准体系建设,标准的实施将有效解决大功率充电带来的充电安全、温升控制和通讯协议等问题。


美国方面,其大功率快充主要应用在特斯拉超级充电站,特斯拉将为新一代充电桩配备350kW以上输出功率,并进行整机水冷散热;另外美国充电设施运营商ChargePoint亦发布ExpressPlus快充系统,输出电压达200-1000V,单桩最大功率可达500kW。


换电站:适用于商用车,电池标准需要统一


换电系统由自动换电机器人、电池充电货架、汽车定位装置、地面控制台、电池充电监控系统等几部分组成。每个单元在电动汽车左右各有一条环线,每个环线设计两台自动换电机器人,分别负责取电池和送电池。机器人与电动汽车自动对位,实现了整个换电过程的全自动化和快速化,可为公交、物流车等商用车,以及家庭乘用车进行充换电。


无线充电:尚处试验阶段,投入市场尚需时日


无线充电技术主要包括电磁感应式、无线电波式和磁场共振式,根据充电状态可分为静态无线充电和动态无线充电,其基本原理都是使用两个互感线圈分别安装在地面和车身底盘上,通过输入端线圈产生激励电流,输出端线圈感应进行无线充电。


现行的无线充电技术要求汽车与地面上两个设备的距离接近,充电时必须对准线圈,且只能进行一对一充电。


国内外企业持续推进无线充电技术研发与产品制造。由于无线充电设备对目前的车辆结构改动较大,需要车企同步介入推进,且充电速度和便利性与充电桩相比提升缓慢,技术及专利壁垒较高,预计短期内将以电力设备公司、车企合作的方式建立示范站,难以进行大规模推广。


▌充电设施增长提速,运营环节市场空间巨大


车桩配比失衡,充电设施增长空间巨大


新能源汽车市场的发展是充电桩根本推动力,车桩比距离1:1仍有差距。截至2018年上半年,我国新能源车保有量约210万辆,而累积建成充电桩仅59.2万个,车桩比依然高达3.6:1,与1:1的车桩比目标仍有较大差距。


目前我国车桩配比不协调,充电设施成为新能源汽车发展短板,随新能源汽车渗透率持续提升,将进一步刺激充电设施市场发展。按照2020年我国充电桩建设规模480万个计算,至2020年前充电桩新建规模需求约420万个,市场空间巨大。


充电站规模具备约90%增长空间。截至2017年底,全国充电站总数约1.86万座,按电动汽车保有量173万辆计算,对应充电站:电动汽车比例为1:93;同期全国加油站总数约为10万座,汽车保有总量约2.17亿量,对应加油站:汽车比例为1:2170。


考虑到电动汽车充电时间多为0.5-2小时(快充)或6-8小时(慢充),而燃油车加油时间仅2分钟左右,取电动汽车充电时长均值1.5小时计算,若简单假定充电时间与舒适度成正比,则需建设173/(2170/45)=3.59万座充电站,方能满足充电与加油相同的舒适度要求,在目前的充电站规模下仍有约90%的新建需求。


运营收益逐步提升,市场空间超千亿元


充电桩具备多种盈利模式,下游充电需求放量带动运营业务利润提升。


充电桩运营环节正加速迈向后期稳步利好发展阶段。


充电服务费收入。


充电服务是充电桩运营的基础和核心业务。据我们测算,到2020年全国电动汽车保有量有望达600万辆,其中电动公交车约70万辆,电动专用车约70万辆,电动出租车约80万辆,电动公务与私人乘用车约380万辆。


我们保守估计,到2020年每度电所收取的充电服务费约0.4-0.6元/kWh(根据目前标准0.6-1元/kWh以每年15%降幅测算),按各类车型日均耗电量测算后,到2020年,充电运营服务费的市场规模约367亿元。


4S服务收入


充电桩运营企业在服务客户过程中,可对电动汽车电池及其管理系统进行即时检测,建立电动汽车维修体系和大数据分析系统,为客户提供4S检修等增值服务。


提供电池的校正与维护能够有效使用延长寿命,优化用户体验。按照每辆电动汽车年花费1000元进行检修和保养计算,2020年电动汽车4S增值服务市场规模将由2017年的17亿元增至60亿元,CAGR为53%。


售车提成


受益于新能源车产销增长和充电桩规模效益凸显,预计未来三年售车提车收入将保持快速增长。按照10%销售提成、充电运营商电动汽车销售占比由5%逐步提高到15%的假设条件计算,2020年售车提成收入规模有望由2017年的6亿元增至29亿元,CAGR为69%。


广告费收入


当充电桩数量增加到一定规模并积累了用户资源后,充电桩广告位可形成新的盈利途径。通过在充电桩上安装液晶屏或广告灯箱,招租广告位、收取广告宣传费来创造收入。按照每个充电桩可获广告收入150元/年估算,2020年充电桩广告市场规模将由2017年的1亿元增至8亿元,CAGR为100%。


预计至2018-2020年全国充电运营市场规模将超千亿元。经上述测算,2020年充电设施运营环节市场规模近550亿元,未来三年合计规模超千亿元,CAGR约30%,远大于设备制造环节市场规模增长,其中充电服务费/4S服务/售车提成/广告累计收入规模分别占比81%/12%/5%/1%。



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