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2 K+ A7 e, O. u2 O 文 | 蔡晓顺、严小方$ x4 V! ?1 o0 [$ S( [
正文共计 4160字7 J! F) y3 ?- e
预计阅读时间 6分钟2 y$ t1 j6 O% F4 H8 g! 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——
1 K* z- T: `, F6 r* F0 N$ g/ p" 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。
, `' J [; B8 M$ ]2 W. g 二是中国电力行业正全力向新型电力系统冲刺——3 z6 i8 l! C) S8 ?( T3 V
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。
9 n3 ~$ d% \4 I2 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。* I7 x: y( W/ p
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。/ h8 l% f1 d7 S. c
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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——7 ]4 T- ?; P9 [3 F' ~
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:" |. H# [$ |2 [7 r8 C
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?; Q2 r) ]( n* l7 ^
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?
5 J$ V `5 H' k5 C+ L/ E 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?
$ D# ^5 j8 J$ t6 m 充电桩专利储备战2 Z) j- [* [0 _6 L# D# R9 O+ f
充电桩产业凭借0 h7 l- |0 P7 X. m0 q
1、解决新能源汽车补能难题、解决用户“里程焦虑”" K7 {8 b- w) l/ Q3 d
2、结合数字化、智能化等技术,未来深度接入“虚拟电厂”3 @4 @$ S5 A% W9 M" k" k
从而成为中国七大新基建之一。. ~2 C7 p, I+ g5 R3 K
中国新基建主要发力科技端,分别是:
& ]6 D( Y0 |; f1 m4 D+ p 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。: N# j3 B7 T7 s8 y8 {) H6 Q
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。
8 D' V: a1 w$ 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。 d! c, ]# t" E
各家充电桩专利布局如下——! _* C, |! v( w% x$ U; A2 c- n4 Y0 N7 R
2.0玩家:百度、阿里、腾讯、华为、格力、小米等企业
5 U4 G4 B5 ~% V- d$ | 1.0玩家:蔚小理等造车新势力
3 Q7 W; J6 Z% \5 i 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。3 R, w) T' _' ~5 t- ?$ `( \
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。
# u: s1 _- @9 a6 n# |4 o 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' u+ c7 q) S
阿里:阿里目前暂无新能源汽车充电桩相关授权专利。+ Z. U0 b! r& y9 V2 T3 _
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。+ a+ C& P' \7 ~! O7 X% ^ p5 I
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 S. O. r/ x0 ^$ `$ ~! Y. Q% I# s' m 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——
, d4 O4 Z ?7 ^4 Y/ T2 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。' b) f& f# E4 w t
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。& u. E+ s2 [0 |$ E7 f% n
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。( r1 `$ [$ x/ a" |9 y
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:7 N! @6 G2 T0 r
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。
9 H8 R- a) H5 d( u 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。& i; h$ p8 i% V g( r/ n" O
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。$ Z4 s( l$ T/ ]$ P+ E
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 A: r+ I* D8 t. B% R7 {
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。! G, Q/ M. e4 {7 {
2 P. J) C7 X7 `* F6 d 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。
' n3 U/ h4 h$ A& U3 x& e8 C3 y2 t0 A 第一梯队:国家队 专利布局1000件以上
) x: o5 ?8 B# M$ z7 o1 ~: s 未来新能源汽车将成为国家电网重要的储能终端之一。) J: C6 V7 T) u
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。& a6 a: X# Q( ?" Y1 f/ l1 ^
第二梯队:专利布局100至500件
# z8 {" T6 H. A$ j. L' f1 t( u 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。7 `' m1 {* ^2 i; ~. [ P7 a* [
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 _2 E+ A/ [& {9 f 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。
8 v3 _& b) Q- { 第三梯队:专利布局少于100件
( `) v% }4 n2 o. H 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。5 s4 d9 n, G- t# _
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 d O; h9 V. j8 n0 m+ m( q$ M 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。, V( B S/ g% z5 t) X" O1 C
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。
% O# o8 r4 a- o' I5 h$ b4 J 车网互动国内主要入局者都有哪些?
* t" L4 Q/ g" w8 x+ Y' B4 { 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。9 ]1 c5 w/ j) G
来看一个案例:: [" u' Q& f4 G. m+ |
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?”
6 d8 x8 a& N) H C 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——
# S+ \0 Q8 K' Q 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。; R8 \* |+ t/ O. s) B9 z' y
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 C1 a2 g; V: ^8 w& B$ C+ ^& f) P" b6 C 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。
! Y8 t! n% m4 `4 Y* O+ j 然而风光水电和燃煤、燃气不同:' W) s& w# Y) ^! h# j3 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”。
7 w0 H% F. s" i4 | 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 W) Q( K1 l! h4 ? 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。
, ^- z5 z$ z# T8 S 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。" E$ [% h' n* ~0 w( 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。8 |$ \% a: [9 H+ U/ V: \- a
从商业逻辑上看,V2G带来三方共赢——
4 j9 O( W' c# ^/ Z/ 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”。5 I: M: }3 Z# y9 f" |; E, x
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。* ]: F7 s3 Y. p( E" | O0 Y
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。
' @. `( d9 e2 g8 E* t- B 车企:4 S6 W- ]% s* 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。
; s! x1 i) S8 l3 D& u1 f# G* K 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。4 U# [& n9 W+ V& \, B3 W( q
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。2 {, x6 C% m; h; ^3 T( ^# w; v
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 ^1 A Z# \" x( V( p
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。- i2 J1 J% w+ H
吉利:V2G充电站
* g7 h2 c, ~# C 一汽:V2G放电控制系统及控制方法
1 T }6 l& d" ^" Q 东风:电动汽车V2G控制方法及装置! o% T& ?3 Z* a0 @
蔚来:基于V2G使用场景下的电池健康度检测方法 l6 L: w) Y6 |9 X/ d: R) \! p
赛力斯:充电桩的充放电方法、装置、存储介质和充电桩( E. s8 Q) x0 f' @( \- E" E
电力企业:' K2 U' A$ K% p- L" r- u u) B
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。
* Y8 l- b& W2 L( j& ~ 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& R& ^* U2 D0 i. J+ {
充电桩业务相关企业:& e5 c3 g: i3 w3 S# n, u6 ?
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
! M* _7 H4 z. B+ U* l 特来电:充放电控制方法、车载充电机及终端设备
9 E f2 ]# R J7 P# f 中科智充:应用于V2G中智能风光储存一体化装置
! h: T7 e! p1 o( X y7 |1 r 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3 e/ Y: k9 R; E+ R! A3 J, v
锂电池企业:
5 w( s* ]: P0 G" c 蜂巢能源:电动车V2G模式放电量确定方法、装置及存储装置
$ N/ ~. T2 T" ?6 I J 通信技术相关企业:
" B% P$ M7 a- B5 `$ W0 F 中国电信:V2G能源交易方法、装置、电子设备及存储介质
( o' b( B" J$ q& r- O' r$ Y* Q+ ]$ O 北变能控:V2G直流双向充电模块
5 [3 m8 w9 F$ \+ D5 K& u* m 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。
9 }# K) j$ _+ i* B# a 根据相关政策,中国V2G发展将分三步走:
6 C# K5 z, k0 f. O+ H1 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。/ b8 b$ p4 l4 B
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。
# b+ Y3 R7 d8 [, v, d3 N( [- D 2026年之后:逐步商业化推广。# m) h% q9 L4 @$ X
最赔钱的充电桩运营商能通过新场景扭转颓势吗?
% K' m5 p* l9 x+ E; q3 q7 T9 W4 V 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。+ q9 X* }! w7 B. I. R
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, t( ]' ?; B! d- r% d; b
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。7 z; P) t1 U& c. I+ e, V
然而,这门新生意恐怕难以快速回血——主要有三只拦路虎。7 e4 u0 u3 D m0 U; ^; S$ v
1.找桩难/ S6 |6 g! K6 X9 u
私桩共享的用户参与度低。. Q0 i3 y6 }* a3 z$ t$ y
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) f0 J7 ], d8 X 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。0 m' h7 c5 b& p: c2 {6 G: {
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。3 ^5 Z0 N" i; h8 M! u
2.用桩难
4 T y/ a! D5 x" B1 C% _ 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。0 d& H# z+ h' Q" r) ?& q
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。
" W7 {/ l7 Y' d9 L; g8 J5 ] 3.确权难, ^2 t- A. K3 X/ O$ y
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。% F+ U Z7 \7 F& s' u, j# Y) j3 ^8 z+ ]
找桩难、用桩难、确权难的困局短期内难以改变。
5 p) q6 D# l% G0 W 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。
. P6 U$ A; d$ m% o 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。
/ R/ b: }% u& {$ s7 T$ \ 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 K9 f* O" w- Y) d% _
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。. [6 B% J7 H( F
. R& Q/ \" H6 T4 L+ E( F3 [; z: u9 R
参考资料:
, a) g5 [- Q. u- H- L4 e# n [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
6 B+ X4 w6 o. {5 v0 l [2] 私桩共享难在哪? 中国能源报- ?- S8 p, z- n
[3] 小米造车,下半场还有戏吗? 独角兽挖掘机
0 @* ?# o' t2 e4 l& `/ P [4] 小米汽车“充电站”专利获授权 IT之家! o7 J K- j4 y" V3 E
[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9 X% y; ?, d, w' t
[6] 新能源车企,谁是亏损王? 中国新闻周刊5 p* F3 y- @: z5 P3 G3 f# m; p5 ]
[7] “藏电于车”V2G千亿市场,全面商业化还有多远?
/ n! d" Z+ A+ ^4 t [8] 德州仪器入局新能源充电桩,积极探索V2G模式 第一财经, Y. j; Y5 ^7 r9 A2 n8 v7 c
[9] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设# ]; O8 O% T+ f8 s2 u5 W6 C- J
[10] 推动电动汽车车网互动(V2G)储能技术发展 新清华
- L# p* N4 v7 d" S# o$ r8 }7 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
& M! T! D7 r6 A5 y# k# X7 ^5 `0 L3 a [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
+ d- {: j/ ?& i1 k; H [13] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设
* F# r5 O1 J [ d1 Y0 x6 Q! x [14] 动力电池V2G规模化落地还有多远?CBEA
! P* F9 ]% e9 }4 g* @, I. ?3 N [15] 虚拟电厂:云程发轫,拥抱蓝海 国海证券$ C9 \* e/ v( K" p) W9 D$ c8 I1 |9 L* }
[16] 2022年虚拟电厂行业深度研究 中泰证券
( P/ \& V4 |3 L5 w& q3 t }, |' X 本文基于访谈及公开资料写作,不构成任何投资建议。
7 w3 l S1 Z5 a7 F' B 本文为星船知造原创内容, z+ _* D% w# w1 p
未经授权,禁止转载 |
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