▌充換電模式多樣，直流快充前景廣闊
充電設備是電動汽車最重要的配套設備，也是目前電動汽車推廣的最大制約。根據動力電池的充電速度和充電規模，目前電動汽車充電方式主要有以下四種:慢速充電(交流充電樁)、快速充電(直流充電站)、更換電池(換電站)和無線充電。
交流充電樁(慢充):簡單但低效，技術成熟，以量取勝
交流充電樁使用簡單，易於安裝。交流樁對電網要求較低，可直接接入220V民用線路，一般無需對電網進行特殊改造，且使用簡單，無需專業維護人員，是目前最適合個人用戶使用的充電設備。交流樁功率較小，單樁功率多為3.5kW和7kW，單次充電往往需數小時方可充滿。
目前交流樁交流樁分為落地式、壁掛式、車載式等，可安裝在專用停車場、露天停車位、集中充電站、加油站，甚至移動通訊基站中。
交流樁主要面向個人、家庭用電動汽車，其運營模式主要有三:
1)面向個人用戶，與電動汽車同步銷售，在用戶購買電動汽車時安裝於個人車位，或由汽車經銷商直接贈送;
2)安裝在停車場、加油站等公共場所，由公用事業公司面向個人客戶統一運營;
3)與直流充電、換電站打包成交直流一體化充換電站，由電網或充電站運營企業承運。由於交流充電分散性強、時間空間佔用率高，因此預計未來交流樁建設規模將加速增長，但短期內交流樁運營商仍難以盈利。
交流樁的硬件系統主要包括主控單元、監控保護單元、數字電錶、通信模塊、人機交互系統等。
直流充電樁(快充):高效但複雜，適合專業運營
直流充電樁運行高效，多配備於集中式充電樁中。快速充電一般採用直流充電方式，多接入380V動力電源，供電電流大、充電時間短，20-30分鐘內可充滿電池電量的60%-80%。
直流快速充電對電網要求較高，需要建設專用網絡，往往靠近10kV變電站，還需較複雜的諧波抑制裝置等，因此多配備於集中式快速充電站內。
根據充電功率和服務車輛規模，充電站可以分為大型充電場站、中型充電站和小型充電點，一箇中等充電站投資在300萬-400萬元，並需有專人維護，投資成本較高。截至2017年底，國內共建設充電站(含充換電一體電站)18611座。
快充站主要包括配電系統、充電系統、監控系統和土建等四大子系統，其中配電系統、充電系統投資規模佔比各38%左右，而監控系統、土建的投資規模佔比各12%左右。
直流充電樁作為充電樁的核心設備，可針對電動轎車、電動客車進行非車載式大功率恆壓恆流快速、中速直流充電。
目前主流的直流樁採用分體式結構，由模塊化充電櫃、電樁和連接電纜組成，其特點是高效可靠、擴容靈活，電網適應能力強，甚至可以接收500V的高壓輸入。百度搜索“樂晴智庫”獲得更多行業報告。
快充站配套要求高，需配備諧波補償裝置。 由於快充站瞬時充電電流大、電壓波動強，產生的諧波汙染會影響接入電網的供電質量，對接入的動力電池、監控設備會產生浪湧衝擊，影響電池壽命和充電設備正常運行，同時增加配電櫃、變壓器的銅損、鐵損，產生大量的發熱，降低配電設備的使用壽命。
因此，中大型充電站必須獨立配套10kV變電站，同時裝備有源濾波(APF)、無功補償(SVG)等諧波補償裝置。
根據國家電網的APF容量標準計算，中大型充電站分別需要配1臺/2臺APF，以實現諧波補償率大於80%，補償後功率因數高於99%。海外企業機構加快大功率智能化直流快充樁研發。
日本方面，CHAdeMO協會目前將快充功率定義在120-180kW，對應最大充電電流300A;預計至2020年快充功率標準將提升至150-200kW，對應最大電流400A，電壓平臺500V;預計至2025年後快充功率將進一步提高至350-400kW，對應最大充電電流400A，電壓平臺1000V。
歐洲方面，已在歐標體系基礎上完成350kW大功率充電標準體系建設，標準的實施將有效解決大功率充電帶來的充電安全、溫升控制和通訊協議等問題。
美國方面，其大功率快充主要應用在特斯拉超級充電站，特斯拉將為新一代充電樁配備350kW以上輸出功率，並進行整機水冷散熱;另外美國充電設施運營商ChargePoint亦發佈ExpressPlus快充系統，輸出電壓達200-1000V，單樁最大功率可達500kW。
國內企業大功率快充站研發進度較快。對於國內企業而言，由於長期受停車資源緊張、續航里程較短問題困擾，各主流充電樁企業亦積極開發大功率、智能化直流充電樁。特來電的大功率群控充電站配置了最大1200kW的充電箱變，充電電壓可達200-750V;奧特迅大功率群控充電堆集配電、充電、監控一體化集成，充電電壓200-750V;許繼電氣最大功率可達720kW一拖十二大功率群控充電機，單樁最大輸出電流250A，最大充電功率180kW，可進行動態功率分配，支持多單元並聯大功率充電
大功率快充樁對電動汽車“三電”及配套設施提出更高要求。需指出的是，大功率充電在技術實現路徑上仍面臨諸多難題，一方面，在現行2015版充電標準下，充電連接器性能提升空間有限;另一方面，若重新設計具備向前兼容但物理結構有所改進的連機器，將增加開發難度和置換成本。
另外，充電功率大幅提升，對“三電”及電網配套也提出了更高要求:電池方面，除進行能量密度提升之外，還需將目前大部分採用的2C充電提升到3-6C高倍率充電，並優化熱管理解決方案;電機電控方面，需重新開發控制策略，提升高電壓防護等級，以適配高電壓、大電流的充電性能要求;
充電樁及汽車零部件方面，亦需提升產品製造工藝和原材料性能，實現800V以上電壓等級的高壓零部件製造國產化和規模化;電網方面，則需提高負荷彈性和響應速度，通過群管群控、削峰填谷應對大規模充電下的隨機性和間歇性波動，擴大儲能的應用範圍。
換電站:適用於商用車，電池標準需要統一
換電系統由自動換電機器人、電池充電貨架、汽車定位裝置、地面控制臺、電池充電監控系統等幾部分組成。每個單元在電動汽車左右各有一條環線，每個環線設計兩臺自動換電機器人，分別負責取電池和送電池。機器人與電動汽車自動對位，實現了整個換電過程的全自動化和快速化，可為公交、物流車等商用車，以及家庭乘用車進行充換電。
換電站投資門檻高，主要面向運營類車輛。換電站投資規模大，需要建立大型集中電池儲備倉庫，並配套專業化機械設備，一般以BT模式，由充電設備公司承建，之後轉交給運營企業(如電站運營商、電動公交公司等)運營。充換一體化電站門檻較高，主要面向商用、公用事業車輛(公交、環衛、物流等)，用戶數量穩定，充換電時效性強，盈利模式較為清晰。
無線充電:尚處試驗階段，投入市場尚需時日
無線充電技術主要包括電磁感應式、無線電波式和磁場共振式，根據充電狀態可分為靜態無線充電和動態無線充電，其基本原理都是使用兩個互感線圈分別安裝在地面和車身底盤上，通過輸入端線圈產生激勵電流，輸出端線圈感應進行無線充電。
現行的無線充電技術要求汽車與地面上兩個設備的距離接近，充電時必須對準線圈，且只能進行一對一充電。
國內外企業持續推進無線充電技術研發與產品製造。由於無線充電設備對目前的車輛結構改動較大，需要車企同步介入推進，且充電速度和便利性與充電樁相比提升緩慢，技術及專利壁壘較高，預計短期內將以電力設備公司、車企合作的方式建立示範站，難以進行大規模推廣。
目前海外無線充電技術研發企業主要是奧迪、寶馬、奔馳、特斯拉、沃爾沃、豐田、日產、鈴木等車企，且部分車企計劃於2018年量產具備靜態無線充電功能的車型;
而無線充電技術方面，目前主要有韓國KAIST、高通、Flanders、豐田、美國猶他州大學、美國橡樹嶺國家實驗室、英國政府等機構在進行研發和實驗，但還未有市場投放計劃，相關標準也處於空白狀態。
國內方面，目前中興新能源、比亞迪、中惠創智等少數廠商亦進行無線充電技術佈局，其中僅中興推出過相關試驗充電站，未有大規模商業化案例。
▌充電政策日趨完善，盈利模式逐漸清晰
國內充電配套政策陸續出臺，行業增長可期
充電設施頂層設計逐漸完善。在“互聯網+”新能源的大背景下，“新電改”將成能源互聯網一個大的催化因素。
然而，受到充電樁運營盈利預期不高，電動車銷量上升緩慢導致充電樁建設動力不足，以及國家電網接入手續繁瑣等原因的影響，作為最早實現售電側放開的行業，電動汽車充電行業的資本進入量仍遠遠不足。
在新能源汽車利好政策不斷出臺、銷量快速上升的情況下，充電樁、充電站的建設還遠遠落後於新能源汽車的銷量增速，充電設施的發展思路不清晰，協調力度也有待加強，充電難成為制約新能源汽車發展的一個重要瓶頸。
為了儘快推廣電動汽車和充電設備，2012年以來，國家陸續從各個層面制定了多項針對新能源汽車、充電設施的扶持性政策。
國家規劃至2020年將分別建成480萬個充電樁和1.2萬座充電站。2015年10月，國務院已出臺充電基礎設施發展的綱領性文件《關於加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》，明確了充電設施建設的總體要求，在加大建設力度、加快培育市場、強化支撐保障、做好組織實施等4個方面提出18條政策要求。
國家能源局隨後出臺了充電基礎設施建設的指導性文件《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020年)》，分析了充電設施的建設需求，提出了2015-2020年分類型、分區域的充電設施規劃建設目標。
根據《指南》規劃，2020年中國計劃新增集中式充換電站超1.2萬座，分散式充電樁超480萬個，滿足500萬輛電動汽車充電需求，《指南》文件的總體目標基本按小型電動車與充電樁1:1核算。
《指南》還首次對國內不同省市的電動汽車發展目標進行了分解，區分了加快發展地區、示範推廣地區和積極促進地區，明確了2020年之前形成“四縱四橫”(四縱:瀋海、京滬、京臺、京港澳，四橫:青銀、連霍、滬蓉、滬昆)城際快充網絡。
新國標統一充電標準，奠定行業成長基礎
充電設施標準化問題曾長期困擾我國新能源汽車發展。2011年12月，工信部公佈了電動汽車充電接口和通信協議四項國家標準，並於2012年3月1日正式實施，成為當時電動汽車領域的基礎性法規。
但是，由於標準制定之初應用經驗和數據積累不足，導致充電接口和通信協議部分條款和技術細節規定不夠明確，在實際應用過程中出現了不同車輛和充電設施之間無法完全兼容的問題。
新版充電標準正式落地。2015年9月，工信部發布新版GB/T20234《電動汽車傳導充電用連接裝置》3項系列國家標準通過全國汽車標準化技術委員會電動車輛分技術委員會審查，標誌著新版標準最終落地。新版充電接口標準提高了電壓和電流等級，更適用於大功率充電需求，並調整了信號針和機械鎖的部分尺寸，優化連續時序，明確了電子鎖的有關要求，提高充電安全性。
2015年12月，國家質檢總局、標準委、能源局等部門正式發佈新修訂的電動汽車充電接口及通信協議國家標準，並於2016年1月1日起開始實施。截至目前，我國已完成充電設施、充電接口、充電站建設運行、充電服務相關標準建設，基本滿足充電設施產業發展需要，為行業快速增長奠定基礎。
充電服務費定價放開，盈利模式行之有效
目前主要實行的電動汽車充電價格包含兩部分，即“充電電費+充電服務費”，其中部分地區充電服務費可由地方進行補貼。
2018年2月，北京市發改委印發最新版《北京市定價目錄》，明確電動汽車充電服務費的定價於2018年4月1日起全面放開。
此次新放開的定價項目中，電動汽車充電服務費，實為2016年版目錄中新增設項目。按照規定，北京電動汽車在公共充電樁充電時，充電服務企業可以按充電量，向用戶收取充電服務費，但是收費標準不得超過當日北京92號汽油每升最高零售價的15%。
電動汽車充電服務費的放開，也意味著今後這項收費不再有上限標準，將由市場自由調節，鼓勵模式創新和促進行業發展。
同一時期，全國其他各省市也陸續發佈了充電電價調整政策。電動汽車動力成本顯著低於燃油汽車。以北京銷售較好的北汽E200EV電動汽車為例(平均耗電16度/百公里)，當油價在6-10元/升區間變動時，充電服務費為每度電0.9-2元。對於公用充電樁，將充電服務費從充電車位停車費用裡剝離，整體費用基本保持不變。
按國家發改委規定，對向電力公司直接報裝的充電設施按工業用電價格標準執行，按此測算，調整後電動汽車動力成本約為同款燃油汽車的50%左右。
充電服務費有望成為運營商長期穩定利潤來源。目前充電樁的運營仍處於市場培育初期，收取充電服務費的運營模式明確了企業投資充電設施可以收取相應的費用，以彌補投資資金和運營費用，將能在一定程度上引導經營企業進入充電服務市場，以吸引更多企業參與到充電樁的建設中來。
隨著新能源汽車保有量快速增加帶動充電樁利用率提升，以收取充電服務費為核心的運營模式有望逐步越過盈虧平衡線，進入穩定的利潤兌換期。
▌充電設施增長提速，運營環節市場空間巨大
車樁配比失衡，充電設施增長空間巨大
新能源汽車市場的發展是充電樁根本推動力，車樁比距離1:1仍有差距。截至2018年上半年，我國新能源車保有量約210萬輛，而累積建成充電樁僅59.2萬個，車樁比依然高達3.6:1，與1:1的車樁比目標仍有較大差距。
目前我國車樁配比不協調，充電設施成為新能源汽車發展短板，隨新能源汽車滲透率持續提升，將進一步刺激充電設施市場發展。按照2020年我國充電樁建設規模480萬個計算，至2020年前充電樁新建規模需求約420萬個，市場空間巨大。
充電站規模具備約90%增長空間。截至2017年底，全國充電站總數約1.86萬座，按電動汽車保有量173萬輛計算，對應充電站:電動汽車比例為1:93;同期全國加油站總數約為10萬座，汽車保有總量約2.17億量，對應加油站:汽車比例為1:2170。
考慮到電動汽車充電時間多為0.5-2小時(快充)或6-8小時(慢充)，而燃油車加油時間僅2分鐘左右，取電動汽車充電時長均值1.5小時計算，若簡單假定充電時間與舒適度成正比，則需建設173/(2170/45)=3.59萬座充電站，方能滿足充電與加油相同的舒適度要求，在目前的充電站規模下仍有約90%的新建需求。
預計2018-2020年充電樁製造端“設備+裸站”市場規模超500億元，充電設備/充電站裸站投資約各佔一半。
假設交流樁和直流樁平均功率分別為7kW和100kW，單價分別為0.4元/W和0.8元/W，按照2018-2020年充電樁建設規模435萬個(其中直流樁20萬個)計算，則2018-2020年充電樁設備製造市場規模約280億元，其中交流樁/直流樁規模分別約120億/160億元。
同時，若考慮直流充電樁一般配備於充電站中，且佔充電站投資成本約40%，預計未來三年充電站裸站投資規模約240億元。
國內充電樁發展前期一般由央企(國家電網)主導投資建設，後鼓勵支持社會本進入，形成央企帶頭、民企參與市場競爭的格局。
近年來國網充電樁建設規模基本維持國內市場份額1/3左右，成為拉動行業早期增長的主要動力。截至2017年底，國網已建成“九縱九橫兩環”高速城際快充網絡，覆蓋19省、150城，里程超3.1萬公里，高速充電站約1500座，快充樁6000多個。
由於充電樁製造技術門檻不高，行業仍較為分散，主要參與者為原先提供直流電源、UPS等同源技術產品的設備公司，擁有電網資源的國有企業具備較強競爭優勢。
以國網充電樁招標為例，近兩年通過國網充電樁供應商資格審查的企業保持在69家，從2017年中標結果來看，國有企業和民營企業各佔據半壁江山。
其中，中標份額最大的基本為國網或地方電力公司下屬國企，包括許繼電氣、國電南瑞、華商三優、山東魯能等;民營企業雖斬獲半數訂單，但中標份額十分分散，多在5%以下，且在三批招標中往往只能收穫一次中標。
我們認為，在無重大技術革新的情況下，未來幾年民營充電樁設備廠商份額提升路徑仍不清晰，而充電樁製造端價格壓力也將逐步顯現。
充電樁建設持續提升，增長主力有望由公共樁轉向私人樁。根據能源局《2018年能源工作指導意見》，2018年全國計劃建成充電樁60萬個，其中公共樁和私人樁分別為10萬和50萬個，同時，新版新能源汽車補貼政策明確了地方新能源汽車購置補貼轉向充電運營補貼，帶動國內充電樁建設顯著回暖，上半年月均新增公共樁9600個以上，並且整體利用率穩步走高。
我們預計未來三年國內充電樁建設有望進一步加速發展，且增量主力將逐步由公共樁轉向私人樁。
充電樁集中於北上廣等地區，私人樁分佈集中度高於公共樁。從各省市充電樁數量及份額來看，國內充電樁建設主要集中於北上廣及中東部地區。
截至2018年上半年，北上廣三省市在國內公共樁份額佔比為40%，而私人樁份額佔比達78%，私人樁向一線省市富集效應明顯強於公共樁。
這一方面是由於私人樁建設規模與當地新能源汽車保有量對應關係更加直接，另一方面是由於重點省市地方政府對於私人樁建設扶持力度較大，在物業、用戶及第三方機構之間的合作模式進行了更為充分的探索和創新
運營收益逐步提升，市場空間超千億元
充電樁具備多種盈利模式，下游充電需求放量帶動運營業務利潤提升。
充電樁建設受到場地及區域電網容量等限制，具備物理壟斷屬性;同時，搶佔充電樁行業佈局先機需要持續投入大量資金，因此充電樁運營環節進入壁壘較高。當前充電樁運營收入的主要來源是收取充電服務費，在部分城市的公交、出租等領域，通過實行燃油對價、峰谷電價、增值服務等措施，已不斷取得商業進展。隨著電動汽車充電需求快速增長，價格機制持續完善，以及補貼政策向後端充電環節傾斜，
充電樁運營環節正加速邁向盈利階段。1)充電服務費收入。充電服務是充電樁運營的基礎和核心業務。據我們測算，到2020年全國電動汽車保有量有望達600萬輛，其中電動公交車約70萬輛，電動專用車約70萬輛，電動出租車約80萬輛，電動公務與私人乘用車約380萬輛。
我們保守估計，到2020年每度電所收取的充電服務費約0.4-0.6元/kWh(根據目前標準0.6-1元/kWh以每年15%降幅測算)，按各類車型日均耗電量測算後，到2020年，充電運營服務費的市場規模約367億元。
2)4S服務收入。充電樁運營企業在服務客戶過程中，可對電動汽車電池及其管理系統進行即時檢測，建立電動汽車維修體系和大數據分析系統，為客戶提供4S檢修等增值服務。
提供電池的校正與維護能夠有效使用延長壽命，優化用戶體驗。按照每輛電動汽車年花費1000元進行檢修和保養計算，2020年電動汽車4S增值服務市場規模將由2017年的17億元增至60億元，CAGR為53%。
3)售車提成。 受益於新能源車產銷增長和充電樁規模效益凸顯，預計未來三年售車提車收入將保持快速增長。按照10%銷售提成、充電運營商電動汽車銷售佔比由5%逐步提高到15%的假設條件計算，2020年售車提成收入規模有望由2017年的6億元增至29億元，CAGR為69%。
4)廣告費收入。當充電樁數量增加到一定規模並積累了用戶資源後，充電樁廣告位可形成新的盈利途徑。通過在充電樁上安裝液晶屏或廣告燈箱，招租廣告位、收取廣告宣傳費來創造收入。按照每個充電樁可獲廣告收入150元/年估算，2020年充電樁廣告市場規模將由2017年的1億元增至8億元，CAGR為100%。
預計至2018-2020年全國充電運營市場規模將超千億元。經上述測算，2020年充電設施運營環節市場規模近550億元，未來三年合計規模超千億元，CAGR約30%，遠大於設備製造環節市場規模增長，其中充電服務費/4S服務/售車提成/廣告累計收入規模分別佔比81%/12%/5%/1%。
充電網V2G模式有望得到推廣。隨著電動汽車保有量的不斷增長和使用頻率持續提升，大規模的電動汽車無序充電將對傳統電網造成衝擊。充電樁作為電動汽車唯一的能源入口，僅靠單樁模式難以滿足電動汽車的充電需求。通過智能充電網的V2G模式可通過高峰充電、低谷賣電，對電網負荷削峰填谷，並進行峰谷電價差套利。
能源區塊鏈為充電站長期發展打開想象空間。基於電動汽車的移動屬性和充電樁的分散部署，利用區塊鏈、閃電網絡和智能合約構建區塊鏈生態系統，可實現去中心化、安全、高效和自動的充電樁點對點共享交易環境，可大幅改善用戶使用便利性，提高充電樁利用率。遠期來看，通過融合閃電網絡和智能合約技術，開發充電服務、售電管理、需求響應和新能源消納管理等多種能源區塊鏈應用，有望成為能源互聯網新的發展方向。
全球充電運營模式多樣，國內向專業化平臺過渡
充電運營模式因地制宜，專業化平臺迎來利潤改善。全球充電運營模式各有差異:美國ChargePoint採取“線上+線下”雙輪驅動，充電規模快速擴張;日本NCS依靠政府補貼和車企補助，專注為多家車企提供充電運維服務，但缺乏創新精神和增長活力;法國Autolib通過車樁聯營同步推廣電動汽車租賃和充電服務，但經營效益低下，已逐步退出市場;特斯拉則利用自建免費的充電網絡，助推自身車輛銷售。百度搜索“樂晴智庫”獲得更多行業報告。
從海外經驗來看，擁有完善充電網絡佈局的專業運營商具備快速增長和連續盈利能力。目前國內充電市場逐步由國網主導轉向專業化平臺運營，隨著電動汽車規模放量和運營平臺輕資產模式轉型，加速增長。報告來源：中信證券（弓永峰，劉丹琦）
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