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2 h) ?+ d8 |/ m5 K/ R- C 文 | 蔡晓顺、严小方: h* v$ @, H/ f4 |! G
正文共计 4160字
3 X+ g) s" v& I1 h8 f( Z 预计阅读时间 6分钟
* w' h/ i/ J, D8 s 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——
; t# v0 S2 G5 Q( U$ } 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。
0 u3 y/ R8 }7 D) ? 二是中国电力行业正全力向新型电力系统冲刺——
- Q1 P8 U/ c' b$ A 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。! O( m( U3 C0 ~& V# J
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。 a5 p, G1 S7 O0 b0 G1 [3 k/ R- @4 X
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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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 \3 o) q" r0 Y' b* C! i% I2 @/ H
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:
2 i6 \; P1 [( g [6 Z- K( j2 Z5 U, J 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?5 e0 i' \2 q& x" I1 X- w
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?
; W# }) J# h S9 B3 K% U 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?) C# W9 s" j2 P( {& _" E
充电桩专利储备战5 o4 Z" I& o4 a, Q3 c. `
充电桩产业凭借( l K) d1 J }9 u; X0 a6 u8 ?: K7 v
1、解决新能源汽车补能难题、解决用户“里程焦虑”
2 ?9 ]6 M1 o1 S7 h 2、结合数字化、智能化等技术,未来深度接入“虚拟电厂”
; W- r, w3 M8 k z' C 从而成为中国七大新基建之一。& C, g' A( F* k" o
中国新基建主要发力科技端,分别是:0 A1 w" c$ k0 q1 R2 b
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。9 f: F P, f& ]4 Q9 j, T0 O
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。2 N' X# t/ {$ U( z p6 k/ R3 j
“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。2 ~& }. |' J, \" |
各家充电桩专利布局如下——
7 W. ~. _% ^. q, q! T6 k) C 2.0玩家:百度、阿里、腾讯、华为、格力、小米等企业" y6 Q) d0 \) \) x9 v( T1 J
1.0玩家:蔚小理等造车新势力& z3 Y8 p5 N) p( d# @5 U# A& G
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。7 G& U" H: O- D3 T8 J8 ?
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。* p- N( G1 {' H# C( f! Q
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。2 j% g( F$ @/ K# ^$ C( ?- }
阿里:阿里目前暂无新能源汽车充电桩相关授权专利。- \+ w+ g" ?+ u% n3 U$ r& [
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。
% P& U( x4 ]8 A6 }# r9 s 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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2 K) U2 z* F, Q/ b: z' F- o 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" |1 k0 K2 `+ H# C! u 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。
' Z' J( G3 O4 d4 I 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。
! l! a) R: \ K% q: _& a0 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。7 C: k8 W! J4 j6 k2 Q$ p
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:) n& e x& G0 [/ D
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。
( Y- q/ }$ m% x& C3 Y& P! y 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。
/ T/ Q( T, j. J 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。
% R6 A* r* p K- m- f4 m1 g 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。
; ^6 X1 F0 M( I% ]4 T 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。2 C+ |( |, n. f0 } t Y; y0 ?
3 L( Z9 W/ C$ f) K$ t0 S 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。' \# i/ q- S' p+ ~, \" X: G
第一梯队:国家队 专利布局1000件以上, _9 L0 i, s, y6 M. |8 P( r, R# W
未来新能源汽车将成为国家电网重要的储能终端之一。0 @9 K* i3 R) L' V/ D2 g* [; t6 \
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。; k- D! q( e0 j) N
第二梯队:专利布局100至500件! c, ]& p3 v/ ~/ q) z7 ]
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。! Z$ d5 W! Z8 c% M! B) A! X
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。
2 y& B% g* B7 w# h6 C) B9 k M 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。
% x$ p- u1 m* q, Z4 V1 S* H 第三梯队:专利布局少于100件
; H; V. }* u3 N 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。0 @; A" [5 V/ P
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。
2 \0 m, O6 g& F8 q 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。
1 Y! X, Z6 ~$ g! M' W 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。- @! H* L: h& L1 B
车网互动国内主要入局者都有哪些?' q8 e, F7 D: T/ q
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。
4 X# [! a1 Q8 y0 u% C& E$ { 来看一个案例: M3 M/ d5 b& E8 ]1 [- J
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?”% T7 y/ L5 S# k! L' t. x
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——( E; E+ m4 C* e8 H0 k$ y: r! F. m
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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2 Z" G6 h( {- J% P, O' F4 F+ l 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。: ~4 ]. z9 `) w* X7 e0 Z, c
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。- x( x" s. |/ S$ R
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。
5 N! S% |& e0 W 然而风光水电和燃煤、燃气不同:
: O) N1 S. }5 Z8 { 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”。& c; _4 Z2 C% W# ^# z
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——
4 U3 I+ \6 p; v& |" [% F3 f, z# k 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。
T0 w; h J9 i) M0 l% e1 Q5 ` 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。
4 D; i, D- F& h1 F7 h4 c' w 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。* i9 y3 [- @& \# X$ |
从商业逻辑上看,V2G带来三方共赢——
$ T$ x8 v6 K7 h# ?: R2 z3 t 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”。# p6 Y% C$ C0 u7 J% h
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。
( _! k- A0 J9 p7 D# l 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。1 u& U0 S0 R" s. Q2 E1 [
车企:
$ Q* {+ p0 e8 Y. n/ H+ Q; @ 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。0 w# A4 u1 D6 N! y) K" L7 Y3 ^, V, H5 O
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。5 c* q/ N1 @+ m9 L4 Y
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。
: z) v1 F: b. | 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。
5 O+ S( t2 P: d: w7 B* R+ u7 i 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。
" _ l0 T' D4 c, `3 E% p 吉利:V2G充电站6 d3 X* g3 m9 B4 I
一汽:V2G放电控制系统及控制方法
/ D* q- e; E. | 东风:电动汽车V2G控制方法及装置
/ [7 Z7 Y; Y- [+ g3 L 蔚来:基于V2G使用场景下的电池健康度检测方法$ ~: D9 ^0 H) m3 Z- O
赛力斯:充电桩的充放电方法、装置、存储介质和充电桩 `8 ^- Y) V/ ]$ n: K4 b
电力企业:
9 t7 \. `, B( e/ v" s# A* ^ 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。) T0 O- W- g6 ?
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( u5 d9 ]0 |; E3 V: N
充电桩业务相关企业:
) E0 ]# }- ?* z0 J" j* x 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
1 f$ @/ j' z0 S4 V 特来电:充放电控制方法、车载充电机及终端设备, u2 [. u* Z9 E
中科智充:应用于V2G中智能风光储存一体化装置% c {; D2 ]; ?
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. A9 ?" C( W4 E4 j+ Q1 s
锂电池企业:9 V: o* y1 l1 Y- ~6 o
蜂巢能源:电动车V2G模式放电量确定方法、装置及存储装置) ^6 B9 o: B) k
通信技术相关企业:
& M' y7 D6 @" p. o! T 中国电信:V2G能源交易方法、装置、电子设备及存储介质
6 L, Y! d5 d7 E# `) u 北变能控:V2G直流双向充电模块+ p i6 o4 i& w" b! A1 s
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。/ }" V: n& l/ I
根据相关政策,中国V2G发展将分三步走:0 C! l8 B; y# b% G- ~; U
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。
& ^( E' w* M4 \3 z 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。
) V3 R6 z$ Q; q/ I; T2 s$ g6 t 2026年之后:逐步商业化推广。* o/ K% S! F* g) m
最赔钱的充电桩运营商能通过新场景扭转颓势吗?& o p' p3 [8 y5 v4 s* H2 s3 ~" C
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。6 y3 y) S$ A$ N6 [
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。
% E- B6 K/ T' F$ ~. p! V* Q( N 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。
" n$ F9 T3 f% } 然而,这门新生意恐怕难以快速回血——主要有三只拦路虎。
$ O; B- ^2 n9 m! u6 `4 K1 W 1.找桩难4 |; g1 v! K6 X3 S! L' s
私桩共享的用户参与度低。
) \5 p$ r* V* @) {1 U: Q 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。, U! ~! s. V- h9 g( J
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。
$ K0 Q1 \0 I8 k4 l9 h { 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。+ k$ y& ?4 p% g" _& B+ ~% r
2.用桩难
5 @" i- ]) C3 x6 {0 o7 e 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。" l+ Q8 _, Y7 t1 S1 f
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。
! }9 y$ W1 p/ n7 i 3.确权难- g0 G! m+ H# o
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。
# Y1 a8 T: z9 H" _! |# A& t, b 找桩难、用桩难、确权难的困局短期内难以改变。" O" Z% O" ?9 L+ E' y
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。- R/ f- G3 P, D; i1 U3 X$ u) D" ?1 F
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。
5 |" d3 I' d5 o( W0 ]8 }3 _5 @ 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。
2 @* z0 o% }: u# v2 A# r6 ~# i 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。
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参考资料:" y% b7 K, l- ^( u- l) K
[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8 J0 M5 T( S6 V% a4 U
[2] 私桩共享难在哪? 中国能源报! C ^# i; N; ^8 ~
[3] 小米造车,下半场还有戏吗? 独角兽挖掘机
* x8 m8 ]3 D2 s/ Y, y3 U [4] 小米汽车“充电站”专利获授权 IT之家
. C% u& J2 U2 w+ A9 }0 _9 O" m1 c [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& e9 l# `# A& U, v$ D) u% D+ y, |5 d
[6] 新能源车企,谁是亏损王? 中国新闻周刊
) ` ]0 d! `: @9 Y S! D [7] “藏电于车”V2G千亿市场,全面商业化还有多远?
/ e: |0 _! Q7 A% a K6 Z$ N [8] 德州仪器入局新能源充电桩,积极探索V2G模式 第一财经
7 w. \5 O0 Z+ d9 f. g4 W [9] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设% [. R$ c6 Y3 s5 I( |! _- E: j! v
[10] 推动电动汽车车网互动(V2G)储能技术发展 新清华
$ |- B$ I( j" y6 B [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 _. y& l) H8 R0 _
[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, j% \4 C+ G( w
[13] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设: b( `3 q0 X5 s) J* B
[14] 动力电池V2G规模化落地还有多远?CBEA' K E+ T5 Q% U3 p' F
[15] 虚拟电厂:云程发轫,拥抱蓝海 国海证券1 Y7 R* T( X$ I9 ?
[16] 2022年虚拟电厂行业深度研究 中泰证券1 V1 o2 [( E% M* w/ B( V' L- f
本文基于访谈及公开资料写作,不构成任何投资建议。
0 i) ~: B2 V, q6 i, a3 X( ~- d1 w$ n 本文为星船知造原创内容
+ }8 G) I! ^/ a3 D8 ?- w& X( O$ I 未经授权,禁止转载 |
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