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文 | 蔡晓顺、严小方: ~' _$ D) x% l; s8 L1 ]
正文共计 4160字
0 s- _- V% V( l 预计阅读时间 6分钟$ p2 s+ {/ d8 Z8 p
这一轮全球新旧能源的结构变革中,中国有两股力量正同频共振——) y5 f+ I4 `0 @0 l1 F
一是在“靠技术吃饭”的新能源“风、光、锂、氢”逐渐替代“靠天然储量吃饭”的旧能源“石油、煤炭”的过程中,我们依靠光伏电板、风电机组等全球领先的新能源装备技术在这轮能源竞赛中领跑。8 P6 o' y3 i3 a2 a/ T0 ^
二是中国电力行业正全力向新型电力系统冲刺——
L0 P7 `' G1 P Q: T) d 政策持续发力,12月14日,中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》(以下简称《纲要》),《纲要》指出,提升电网安全和智能化水平,优化电力生产和输送通道布局。
( I/ S4 o0 \1 \9 l8 D 推进汽车电动化、网联化、智能化,加强停车场、充电桩、换电站、加氢站等配套设施建设。( E9 O2 U) T8 c
终端应用领域爆发,中国新能源汽车是我国能源电子产业最重要的终端应用领域之一。从2015年起中国新能源汽车连续7年全球产销量第一。. R6 ]1 M; Y: q# K5 y
! b, M& ?# n0 \* S i/ r 中国电网革命涉及的领域多,链条长,今天星船知造聚焦能源电子产业终端——新能源汽车产业中的一环——充电桩——
/ O% X+ p5 O( ~) l4 V 和大家一起探讨充电桩“影响未来中国电力和汽车”的三个现状:
* h0 a, n6 d) u4 ]+ M( f 1,中国互联网造车企业、造车新势力在充电桩相关专利上都有哪些布局?
4 [" X1 f+ ^. t/ H& d 2,关系到未来电网的“充电桩新概念车网互动(V2G,Vehicle to Grid)”,目前国内主要入局者有哪些?
( t7 G- U6 v# g 3,现阶段最赔钱的充电桩运营商能否通过新场景私桩共享扭转颓势?
0 {& F# a" @& B0 o; d0 k 充电桩专利储备战
" q2 N5 V$ Y% D/ C. \( \( `$ Z 充电桩产业凭借
' I2 k! S7 F- L( N" r" z5 H 1、解决新能源汽车补能难题、解决用户“里程焦虑”* n1 }5 G3 a8 g) ]+ _4 n% E6 E
2、结合数字化、智能化等技术,未来深度接入“虚拟电厂”
$ G' \/ |: t6 K8 S9 { 从而成为中国七大新基建之一。/ g* n, o4 m* ~: j
中国新基建主要发力科技端,分别是:
~7 O# B @% `; G& h9 O5 s0 m 特高压、5G基站建设、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、人工智能、工业互联网、大数据中心七大领域。
" b0 \6 Q4 q9 q! V 造车同时必须大力布桩,这样的共识深入新能源车1.0玩家和2.0玩家的意识。
6 A4 D! U: o1 O) m “一流企业卖专利,二流企业卖产品,三流企业卖苦力”。目前几乎所有玩家都已进行充电桩专利布局。它将成为未来企业的核心竞争力之一。
8 f; {1 B4 I+ d1 m1 [, W4 V6 m( y 各家充电桩专利布局如下——
$ A( P( R- @+ `% z) Q, W D 2.0玩家:百度、阿里、腾讯、华为、格力、小米等企业
?9 A) P9 }. U 1.0玩家:蔚小理等造车新势力
7 n* a/ K* D2 q0 r0 F3 ? 百度:目前百度有3项充电桩相关的授权专利,偏向于汽车充电、充电桩导航及车费预估的软件授权。颇有百度压箱底的硬技术“人工智能”的底色。" y" p) a1 U+ O6 Q; b0 o4 T6 V
腾讯:目前腾讯有2项充电桩发明授权专利,同样都在软件应用层面,包括充电桩信息管理方法及充电桩系统。
8 C, ]" w1 \+ {& Q: E' ~ 华为:既有制造基因又有软硬件技术背景的华为,在充电桩专利布局上同样是软硬两手抓。目前有26项充电桩授权专利,包括17件实用专利、8项发明专利及1项外观设计专利。
8 x3 r1 V$ r; ~/ ?) \+ E 阿里:阿里目前暂无新能源汽车充电桩相关授权专利。- K2 A6 T" u5 G" K4 N
百度重AI、腾讯有用户生态,在充电桩的专利布局上,这两家大厂更多是将原先的技术优势和经验延伸至充电桩软件领域。3 W! z+ j$ w6 r, E( o0 h
既有制造基因又有软硬件技术背景的华为,在充电桩专利布局上同样是硬件产品和技术软件两手抓。
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1 S. d# o. k/ U+ T5 P7 A 目前小米、格力还未有具体乘用车车型推出,但在充电桩上都已有布局——* J; |, ^" ?4 l' b) H
格力:格力造车计划走to B到to C路线,布局了包括新能源汽车上的锂电池、电机等核心零部件。今年,董明珠透露格力将成为特斯拉供应商。* V& L. L4 p, `! R' w
格力目前围绕充电桩布局了21项授权专利,包括5项外观设计专利、6项发明专利等,产品、技术两手抓。8 g3 ]4 L! V6 @8 N1 U% b
比如,安全性上,格力的充电桩在插枪座上设置有漏水结构,通过插枪座与立柱连接,能够快速地安装充电枪和插枪座。同时格力的充电桩配备了电动汽车充电诊断方法和系统,及早识别故障,降低新能源汽车引发火灾风险。
M" A1 D/ p. h( b$ N 小米:小米造车近500天,目前小米汽车共有4项充电桩授权专利,分别为:1 t0 @+ | m& B
1,一种供电组件及充电桩(实用新型专利):通过设置与充电枪并联的插座,使供电组件的应用范围广,通用性更强,使用更便捷。: a; v/ D# \, Z3 s
2,充电插头、充电插座、车辆、充电桩及充电系统(实用新型专利):充电插头的产热小,安全性高。; ?7 ] L3 I! n" P! x
3,充电站 (实用新型专利):节省为新车充电的时间和空间,并有效地提高充电准确率。* I* ~: i2 ]+ F! H) h
4,充电电路和车辆 (实用新型专利):能够利用低电压的充电桩给高压的动力电池充电。
; @/ B: e1 b2 ^) a 目前小米汽车已经有402项专利,大部分专利集中在自动驾驶领域。( t4 l! B0 q" z
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在充电桩专利布局上,目前造车新势力处于第二、第三梯队。需要采取差异化战略,集中力量专攻某一技术分支。
/ z0 J$ ~( p1 Y$ Y4 _7 T. R 第一梯队:国家队 专利布局1000件以上# l# m( k/ |& F3 ~: y0 K
未来新能源汽车将成为国家电网重要的储能终端之一。
* ^/ s; J5 X! X1 i. V" q* I5 | 国家电网很早开始进行充电桩专利布局,目前已有1504件充电桩专利,在各个IPC技术领域都有涉及。已经形成充电桩专利壁垒,占据主导地位。% G! r3 o$ d( ^- ]
第二梯队:专利布局100至500件
% N2 {( u& `/ d7 Z8 J# ] 蔚来处于充电桩专利布局的第二梯队,共有相关专利278件,主要集中在电池组供电装置、充电桩及充电站领域。& `+ v! A1 O) T: n
充电桩制造商、第三方运营商星星充电的母公司——万帮数字——有185件充电桩专利。7 o& J5 x7 r5 Q, q
此外,充电桩第三方运营商如国轩悦行、北汽新能源的专利数量都超过100件。5 q7 I+ A# B. P% q
第三梯队:专利布局少于100件
5 i( H2 W, c( l- a 小鹏汽车的充电桩专利数量为94件,在电池组供电装置、电力供应、充电桩、充电站上有少量专利布局。' j5 \# }* l& e; {
理想主打油电混动车型,根据国家知识产权局数据,暂未有充电桩方面的专利布局。但在补能方面,理想有一份无线充电专利。' J% c) f6 B' ]* Z+ W
星船知造认为,国家电网在充电桩专利布局上一枝独秀,在充电桩市场走向成熟期的当下,国家电网围绕基础专利继续优化布局,参与国家标准和行业标准的设立。
! G' J' x+ @" o' d& N. K: A 而像蔚来这样在充电桩专利布局上略逊一筹的企业,应当走差异化专利战略,集中资源在某一分支技术上研发赶超。小鹏这样充电桩专利布局上目前不具备太大优势的企业,可以跟随优势企业的技术及时调整研发策略,同时寻求研发合作伙伴。
8 c1 V; F) g" A5 `+ u- { 车网互动国内主要入局者都有哪些?
5 d( b6 L" n3 P; J1 G* M4 o 在车网互动概念中,电动汽车是储能终端——一个移动充电宝,可反向供电。/ l) U- X0 y m$ K) S! i1 X
来看一个案例:
) {2 K2 K. ~% a1 D 今年9月底,飓风席卷美国佛罗里达州,当地90%的县城断电。那天美国社交媒体上,佛罗里达州人讨论最多的话题是风暴、洪水、停电以及“你开的什么车?”' }) C6 A O# I
当时某车主启动了一辆福特F-150电动卡车,利用卡车中的锂电池给房子供电——7 \3 x0 S. y/ a' D
汽车电源一插,联排别墅里的灯管、电视机、唱片机和冰箱全都照常旧运作。这辆福特电动卡车正配置了V2G技术。
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+ N' U+ ^! p7 f' [1 X( ` 电这种能源一旦产生,就需要即时消耗。理想状态下,电力网络供需实时平衡,但维持这样的平衡正变得越来越难。7 Y+ R$ l) I q- x
用电端:目前中国电力消耗场景主要在工业用电和生活用电。如今中国是全球最大的新能源汽车市场,预计到2030年,国内电动汽车保有量将达到8000万辆,成为用电端的新增负荷。
: @( {8 o' A! f( F 发电端:在3060政策下,未来新增发电量主要来自风光水电为代表的绿电。' N) C- @; [4 C( F7 @3 C& T6 R+ H, v
然而风光水电和燃煤、燃气不同:
0 [2 E9 [; a0 j; K7 k+ ? _ 风电要清风和煦,光伏靠阳光普照,水电得观测汛期。一句话——得看天气。要将这些绿电稳定供给电网,就必须要用储能做“蓄电池”。
$ u1 c( u3 b6 S( W; s# R; C5 u: Q 如果将新能源汽车、充电桩作为储能终端,我们就有了削峰填谷的调控能力——
5 {- @ \4 V& }2 K, Q 用电高峰时,新能源汽车向电网供电。用电低谷时,电流向新能源汽车——具备V2G技术的新能源汽车和充电桩将成为未来灵活调控电网的手段之一。
% B, s2 k2 i7 O6 `1 n- k 虚拟电厂通过5G、AI、大数据、云计算等数字化手段把分散的电源、负荷和储能打通,统一调度管理。
, _/ c3 r; {* ?- [. J/ B 从长远发展看,V2G概念是未来电网转型升级的重要组成部分。( W/ }2 j% f6 E! s
从商业逻辑上看,V2G带来三方共赢——
2 S) C. y+ j2 w7 k; K) M 电网缓解了用电压力;充电桩企业获得更多商业模式;新能源车主能“赚零花钱”。& C- K& H7 _% Q: c7 r9 m) I
英大证券做过一项测算,一块锂电池的循环充放电次数可以有8000次。如果拿出5000次用来“卖电”,按照1元峰谷电差价以及一天卖50度电算,车主就能有25万元收益,甚至超过了很多新能源汽车的价值。
" O1 h! v; n& |5 ^ 目前着手布局V2G技术的企业主要有“车企、电力企业、充电桩企业、锂电企业、通信运营商”等。
4 ?6 E& q" ~1 u( g" Q 车企:/ C3 o5 ?$ u1 ?% ]# p0 }) p
沃尔沃最新款SUV EX90已经用上了V2G技术。SUV EX90可以连接壁挂式充电盒、家用电表以及沃尔沃汽车APP,通过数据上云灵活管理电池电量。
% ]! W* w9 e- ]: i 除此之外,像特斯拉、通用这样的车企尽管目前没在新能源汽车上装载V2G应用,但其能源业务线中的太阳能电板产品都已经用上了V2G。
6 M$ B9 I: p' r/ d9 j; J# T$ O 车企都意识到,汽车革命与能源革命并非两个独立行业,而是一种融合产业。V2G是这个融合产业中的新增量点。
- Y( Z7 w |5 K/ S, ^ 国内车企方面,最早入局V2G技术的有威马汽车。2020年,威马抱上国家电网大腿,联合研发、实测、落地应用V2G。国家电网有基础设施网络,威马则储备相关技术,两者结合跑通了V2G的应用场景。7 i; w8 y; e9 ^. _# X
目前,星船知造查阅国家知识产权局相关信息发现,吉利、一汽、东风、蔚来、赛力斯、哪吒等车企都已有V2G方面的专利储备。9 v ^7 v- E( H- I
吉利:V2G充电站8 {& u" X+ {# o. q. m
一汽:V2G放电控制系统及控制方法$ H& w" h* u0 |9 [9 y" K
东风:电动汽车V2G控制方法及装置
' x4 B% h2 r3 @ 蔚来:基于V2G使用场景下的电池健康度检测方法
[# s C" ?4 z% d) m4 A, Z 赛力斯:充电桩的充放电方法、装置、存储介质和充电桩
# \2 g. F9 ?/ M2 { 电力企业:
- Y9 L7 H/ o# E5 N$ [% O; V5 Q 国家电网:布局V2G专利最多的企业,共有46条发明公布专利和26条发明授权专利。- m1 y7 O. T# K; A _4 n
上海电气:一种基于V2G的电动汽车充放电控制系统及使用方法% L* L0 b/ a" {
充电桩业务相关企业:+ P S8 W" g& t( U( S
星云科技:2款V2G充电桩外观设计及一项发明专利:利用VIN码匹配V2G直流充电桩的方法及系统& }" J5 z" d* p0 [! z% C0 J
特来电:充放电控制方法、车载充电机及终端设备
$ F+ }2 ]0 _9 v( m! z( ?" D* i 中科智充:应用于V2G中智能风光储存一体化装置& j G" X$ p, `* M$ Y$ }
远景科创:V2G充电站的充电控制方法、装置、服务器及存储介质, }$ |: g. w* e* h* \( O f6 L/ x
锂电池企业:
( y# h: L8 [1 e% z( `5 i 蜂巢能源:电动车V2G模式放电量确定方法、装置及存储装置
4 R7 ~% Z/ t& r+ C 通信技术相关企业:( l% u/ P0 i! M3 {6 S
中国电信:V2G能源交易方法、装置、电子设备及存储介质3 q4 D- E% v8 y5 n
北变能控:V2G直流双向充电模块6 P/ I8 H5 V3 k
就目前情况来看,中国V2G技术仍处于示范运行期——需要等待技术跑通商业模式以及电力市场化改革的进一步推进。
: D& m% M" \: l6 |+ z0 e9 u 根据相关政策,中国V2G发展将分三步走:
( C9 z6 `" m) y 2020年之前:开展小批量多批次的V2G试验验证,参与双向充电的电动汽车数量可控制在10~300辆,主要任务是验证多台电动汽车与电网双向充电技术,实现多辆电动汽车的相互充电放电。
1 G: O' V+ i! I, E+ E) c/ D 2020年—2025年:主要开展规模化电动汽车(数量一般不少于500辆)与电网双向充电的示范运行。
9 d4 z, v& i! O9 ~ 2026年之后:逐步商业化推广。
9 l' j* M3 D" I' F* T& M) s0 p 最赔钱的充电桩运营商能通过新场景扭转颓势吗? T, P! q- Y0 u$ Q
在充电桩产业中,上游的设备制造商可以卖桩创收,下游的车企能与用户生态捆绑,反倒是中游的运营商仍陷在这个“高投入、慢回血”行业,盈利迟迟未见。" h- E$ I A& [# h+ S
星星充电、特来电这样的第三方运营商正试图开辟新业务场景——私桩共享——扭转局势。
% r: ~2 h& e) Z) `* K$ s0 u8 J 目前进入私桩共享蓝海的,除了星星充电、特来电、云快充这样的第三方运营商,也有威马、蔚来这样的车企。
' i) H" V6 p0 q( U: V% ~6 j- C2 J 然而,这门新生意恐怕难以快速回血——主要有三只拦路虎。: R; a* a; Y9 V2 N* |
1.找桩难
9 k+ G" m6 U& k, E6 k$ d' ~' W 私桩共享的用户参与度低。% O/ H( I5 U& x% T8 b; {% j; \
按照前瞻产业研究院数据,2021年全国有240万根私人桩,仅有约6%私桩参与共享。如果用户不愿意贡献桩,就影响到了私桩共享的供给生态。
: G) [$ {, m$ S% x9 B) a5 E! M" L 星船知造了解到,一些共享私桩业务目前还建立在自有生态中——比如在星星充电平台APP发布共享信息,需要从星星充电平台购买充电桩。9 o3 B* q4 x, ]/ s9 f) o
目前,绝大多数用户使用随车购买、赠送的充电桩,较难绑定APP。
2 j7 f: ]# ~4 }7 K1 Z4 t" I 2.用桩难. L/ b/ F6 k- D
私桩归业主所有,但建桩的地由物业方协助管理。即便找到了桩,仍有小区物业不愿意放陌生车辆进场——还是用不了。
! ?* S+ N) m6 g1 {9 ^ 另外,部分私桩使用时需支付额外的停车费,增加了充电成本。
& m! [( F l! R& T3 M( k 3.确权难
9 {" [: V: G+ v0 ]7 ~; D 如果充电桩在共享过程中损坏、存在安全隐患,谁来维修和赔付也将成为问题。, X2 K. G1 \8 h" |$ t
找桩难、用桩难、确权难的困局短期内难以改变。
e! Q% f' r8 [5 @1 M 长期来看,如果与C端用户更接近的车企、关注民生的国家队都参与到私桩共享市场,第三方运营商依旧缺乏优势。1 {; n) K- m; a
今天,我们已经习惯了电力的平稳可靠,它的充足稳定是那么理所当然。让人忽视保电路上的压力和不易。1 } T6 s0 M% @0 G6 U
未来,我们将完善全社会充换电网络。随着车网协同、充电桩等产业的发展,“里程焦虑”将成为过去,越来越多人能开上价格合适、“万物互联”的新能源汽车。
+ f. B# ?, `4 M! D2 q4 [3 Q; [ 国家电网也将在信息革命和新能源浪潮中迎来新的挑战和活力。7 H' g/ Z6 Y: X* V2 h6 B' ^/ M
5 C% m( \& F0 p8 p! w7 ~/ ~$ }% [ 参考资料:6 q+ M0 V F" V1 u- L1 j
[1] “藏电于车”提上日程千亿市场待激活 V2G距全面商业化还有多远?21世纪经济报道
4 |5 n& T: l( R" i( C z [2] 私桩共享难在哪? 中国能源报$ _1 a& q o. r. e% q0 |, E
[3] 小米造车,下半场还有戏吗? 独角兽挖掘机
5 w$ d6 o9 w& _& ] [4] 小米汽车“充电站”专利获授权 IT之家5 P& x1 W4 B3 [* U+ p- ]9 r' a
[5] 国内外新能源汽车充电桩技术预测分析——基于生命周期和国际专利分类号 科技管理研究* A8 M& e( C* j0 s
[6] 新能源车企,谁是亏损王? 中国新闻周刊6 P2 r2 k8 K5 w( Q
[7] “藏电于车”V2G千亿市场,全面商业化还有多远?
( y# C! }0 }& u; Q [8] 德州仪器入局新能源充电桩,积极探索V2G模式 第一财经
2 J2 H1 K5 Z6 {4 ]9 Q! p [9] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设4 R& f8 W. W# q! i- c7 d, l9 o
[10] 推动电动汽车车网互动(V2G)储能技术发展 新清华
8 R. I; F' L( f! O [11] 智能电动车双向充电渐成主流 V2G进入快速发展期仅差“临门一脚” 科创板日报8 _0 _4 b0 D$ [( L: B
[12] 充电桩行业研究报告:市场和政策双重驱动,充电桩市场空间持续扩大英大证券8 d5 |9 r% W1 ~. r5 i3 K4 [
[13] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设
* e) O4 j; V1 A" V) h [14] 动力电池V2G规模化落地还有多远?CBEA
9 Z" A- s, ]# s [15] 虚拟电厂:云程发轫,拥抱蓝海 国海证券
, Z/ w5 t3 M, H9 c [16] 2022年虚拟电厂行业深度研究 中泰证券
5 I9 t( B& q' j6 L' y( P7 `' g 本文基于访谈及公开资料写作,不构成任何投资建议。" v/ ^4 T+ f& V0 D6 i
本文为星船知造原创内容. w3 C& _; g+ t
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