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: ~2 x* n6 H0 ~4 t: v" q1 O 文 | 蔡晓顺、严小方
! v' a+ H# n6 V 正文共计 4160字
" e4 h5 l/ v2 a$ i9 A( ` 预计阅读时间 6分钟
: J- R: [4 i* l L5 V k0 x1 n) Z 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——! r) Y/ q) H3 ]# f- E; X8 R& x
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。
6 e( S# J+ ^9 _! j- b- }5 ]" K6 y) P 二是中国电力行业正全力向新型电力系统冲刺——
/ c* x8 O; b& w3 I; m4 B 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。
$ t- H/ E; {# u' a" J+ Q 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。: Y4 t E" d% f1 N
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。
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5 G2 {( H4 e! k E9 K; D: p8 d# F" P 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——5 K( V5 z2 _2 V" c9 l4 x4 ?2 I. }
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:7 b: s9 ^1 a0 N, a+ a8 t0 T& y2 U
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?* e# y( m6 r" Q& x: K4 g5 G" v) x B
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 l0 k! q1 F 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?
8 t- [ r9 C& s5 u5 x6 h 充电桩专利储备战$ Q6 M6 S' {# s8 u- i
充电桩产业凭借4 z7 i6 L5 d1 y) g, ]- x) T
1、解决新能源汽车补能难题、解决用户“里程焦虑”
) B' R, m3 w; r+ }6 w 2、结合数字化、智能化等技术,未来深度接入“虚拟电厂”
3 A" X$ F! b( Y. [/ Y 从而成为中国七大新基建之一。
" _9 J3 s% P; q% P5 H: M9 ^ 中国新基建主要发力科技端,分别是:, S: M& C$ z3 g2 g) W
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。
. B: F5 Z) S% f$ q$ B& h6 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。" v/ g4 N" S3 l
“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。9 ]9 i5 w* r6 s1 N# {& `6 G
各家充电桩专利布局如下——) H+ d; Y6 E7 B+ l
2.0玩家:百度、阿里、腾讯、华为、格力、小米等企业
6 W7 {' L$ U2 Z+ ? 1.0玩家:蔚小理等造车新势力 O3 G% n. p, v8 D; J6 ?, o$ a
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。
: T( A2 V' B/ Y& T0 t9 m 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。. x& f/ F4 l. _5 {" w7 e) c
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。
- [3 }$ v y, S/ B& r1 ^! d, E4 W 阿里:阿里目前暂无新能源汽车充电桩相关授权专利。6 z Q* |; f5 {2 C+ A! q+ J( O
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。0 _/ ?* i* Y" b8 e! o! P3 A
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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9 e, }6 Z; C' S" Q6 F 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——: G! r4 |0 Q6 q
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。
6 Y' w9 V8 S4 z: u, E 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。5 |* _" u/ \% R2 r$ E, T: F
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。- S9 P! o8 z% p, E; f# f( h
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:, B: u' v O( g4 H' n6 M! `
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。
, u# i. _: ? Z. }2 @" ^5 e 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 z. k. M8 R) f% }& ~! U# B1 H 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。 }6 g2 s8 w- {) \6 ?4 Y5 b
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。
8 M% b+ o1 r3 z8 k% ] 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。
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$ R) C7 p0 A: o$ X* [3 D% Z9 ^9 R 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。
; B* n0 ~ W9 j/ V9 B) P 第一梯队:国家队 专利布局1000件以上0 t/ H' `! d6 z4 M
未来新能源汽车将成为国家电网重要的储能终端之一。6 f! U6 H% u+ s5 u# r( B9 {# B
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。
" R; O5 b! w6 K: Q( W; | 第二梯队:专利布局100至500件8 f9 a; O8 {4 g6 ?. n
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。
g5 t# y# | G. w 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。
" D! |" {* K& Q2 a 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。
9 o) Y. D8 l" K7 a 第三梯队:专利布局少于100件; `7 s7 K9 l! V9 v+ D! \
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。
; F9 H6 x1 C! l& B) E/ p! R s8 F& | 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。8 v. m+ t" b$ D& @! A# F/ _
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。
) L- t% P1 A+ y 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。, Q T; P- Q9 N- v/ v; o3 Q
车网互动国内主要入局者都有哪些?1 P0 y s) T' s
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。
M7 z" H+ P8 ?+ Z) o9 o9 Y& W 来看一个案例:
' K& r' S/ e0 l4 V 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?”
3 m) N5 X# v& a4 Z 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——" f, g0 Y, y8 q1 v5 V- {0 V
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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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。, G: _6 R5 q' B+ q6 R( f( J
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。4 G# b" P r8 h. s% a, `
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。
1 t$ O( f9 h) m. Y 然而风光水电和燃煤、燃气不同:
# e5 D9 ]' w9 l0 H3 T3 D 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”。. }1 i1 w" d% e0 u% [$ V* }
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——
8 }! e8 P A4 ]4 z 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。% S. h" W& m+ ]4 M% ]
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。, Q) }9 j: h# s1 J ?
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。 H# D+ J3 f! g1 S4 ?5 I
从商业逻辑上看,V2G带来三方共赢——
) R/ k( ~6 Y; }- \; g) V. @ 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”。1 H2 J8 K# J5 `5 g" O0 ^# {* T
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。, U8 w% ~% r' |
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。
2 i4 E; L2 E+ P" m t1 j* G% A 车企:6 g7 z) I5 Z. Y2 X
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。
8 ^7 i1 y: w& j0 v" Q( o9 Y 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。$ i, x& Z# P5 r9 ^
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。
4 |% [4 [* g* B9 P9 \ 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。; ]0 R" S) V& F5 h) r1 H1 d/ F
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。
0 b) t. J* ?1 }/ [ 吉利:V2G充电站
7 C4 K, O/ b7 l2 w N, ?- Y( F 一汽:V2G放电控制系统及控制方法
; b! O! _( y7 L" p 东风:电动汽车V2G控制方法及装置
# j! e X v* ?' [1 x' \* m 蔚来:基于V2G使用场景下的电池健康度检测方法6 m( ~; k# K, p% K/ o
赛力斯:充电桩的充放电方法、装置、存储介质和充电桩& B+ z( ^. B" o, x$ n4 u/ q
电力企业:1 k7 p+ j6 f' I1 X' I3 r5 |
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。
& V, @5 u4 R2 o6 ?4 ]( E 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
& b2 H) ?6 y5 ^1 f7 T) g9 P 充电桩业务相关企业:
l& V2 I' H5 R 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
) _, ^( A0 g2 x/ T/ m 特来电:充放电控制方法、车载充电机及终端设备$ K. E, d4 J4 e; \# _* F6 E
中科智充:应用于V2G中智能风光储存一体化装置! T+ [, r# R2 j- 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% E- E' |8 N q Y2 z- n, ^
锂电池企业:
1 |3 m+ b( m3 [- v+ R B7 Y 蜂巢能源:电动车V2G模式放电量确定方法、装置及存储装置0 c6 Z% W0 d! g7 E! O; B5 ~
通信技术相关企业:9 L! E3 P% u) U/ \1 e6 o- P
中国电信:V2G能源交易方法、装置、电子设备及存储介质
. z% @9 s# F4 r, { 北变能控:V2G直流双向充电模块8 b! b( J& f1 T6 g
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。# l5 i# ^: r3 F2 D+ e
根据相关政策,中国V2G发展将分三步走:" O" i, i" }) F: F7 N
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。; X% g+ `7 O; R
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。- U' M4 x+ I+ ~/ c+ B2 A/ {
2026年之后:逐步商业化推广。3 ?: l M0 ^4 W! ]
最赔钱的充电桩运营商能通过新场景扭转颓势吗?
* R6 m% E) w- {& S8 [. O3 h9 R% B/ ?: ~ 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。9 ?5 B# b( p5 {- k6 [" V( N* ?. K
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。
' J, N& t' L% o( T/ D1 T% K 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。
9 \! F8 H" \5 Q3 @( k3 ] 然而,这门新生意恐怕难以快速回血——主要有三只拦路虎。& B) |+ h* q2 m8 D# u; y6 q/ E. f
1.找桩难
7 I- V# G7 V/ O8 ~0 O 私桩共享的用户参与度低。8 A( R& U! |. `) `5 h& d
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。6 Q+ N) d) I- ?
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。
$ l+ ]9 A( D1 n1 Z0 m4 T 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。( m" [( C& ^- N" Y" L1 F5 O
2.用桩难
8 j0 ^4 W) ]0 h9 l/ y4 Y# u 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$ s/ f$ ~ u) X3 k
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。; _0 _% J; F1 p9 s
3.确权难
& t V' s/ S/ B4 c; ^1 M3 T0 l% b 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。9 Y v* J V0 N( n4 H6 M" |
找桩难、用桩难、确权难的困局短期内难以改变。
+ N0 F) X9 a0 S5 T# B* R 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。
- l1 Q- [7 U5 b) E2 _ 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。
( }0 i9 }) l) o* _& s. B# D) o 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。& w8 w* c1 [2 y- o) z2 _9 g
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。
& v$ Y3 o. N/ S5 X# `6 H9 P8 `" D1 p , o1 W: p6 {0 @2 t
参考资料:
2 c6 h* ], n7 `! \0 f8 [( }5 b$ l5 M' Y [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
@+ E6 u3 H5 }: R& z [2] 私桩共享难在哪? 中国能源报2 f( G l( X& V6 B! @ b. e7 Z, @
[3] 小米造车,下半场还有戏吗? 独角兽挖掘机
/ o9 m4 u0 {7 D& D9 w3 O% ~ [4] 小米汽车“充电站”专利获授权 IT之家
8 J) a5 E- k; R0 h! I h+ T3 _7 v [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
3 C2 v" e- X- _& v; @ [6] 新能源车企,谁是亏损王? 中国新闻周刊4 ]' R" e$ M7 x- P- t
[7] “藏电于车”V2G千亿市场,全面商业化还有多远?. w. \) I" i% |/ A3 M- W( B
[8] 德州仪器入局新能源充电桩,积极探索V2G模式 第一财经( X; W( e. x: f* @
[9] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设
8 Q }: F! g; y: p+ p [10] 推动电动汽车车网互动(V2G)储能技术发展 新清华
! T) e6 }$ |' G! w) a9 h5 _ [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
4 I& l5 z, y x- L( ~ [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
9 d' T1 T7 b: t' M9 v [13] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设% r% ?6 x5 {6 p0 e6 }( [ v
[14] 动力电池V2G规模化落地还有多远?CBEA; [. D6 T9 V" Y. y$ r8 q
[15] 虚拟电厂:云程发轫,拥抱蓝海 国海证券; Q! g% B' [0 _1 ?. ?
[16] 2022年虚拟电厂行业深度研究 中泰证券
1 e+ B& K0 q/ l8 U& |9 { 本文基于访谈及公开资料写作,不构成任何投资建议。
8 t% n# S1 q4 O 本文为星船知造原创内容7 m1 y" Z+ l* K2 d" l! K0 o2 k
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