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# n; `( u4 ]( u2 m 文 | 蔡晓顺、严小方, P$ P5 j5 e) o7 `
正文共计 4160字
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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——0 ?6 u, `2 g7 p5 j2 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。
: Q! Z( }% N+ Z! \/ E/ w 二是中国电力行业正全力向新型电力系统冲刺——
@- r+ I* ^+ O; E) I! k 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。
6 H" K& S9 J* q9 l# f1 i' 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。
" h" }# k: T" D7 R! y% `( H 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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7 i' s5 E# S8 j8 F" N& K$ ~ 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——+ i0 \, O8 W) m* c6 e! T
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:) q, F7 o3 g$ K! `3 z
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?- t+ q3 g" |; \* j+ b' N' t
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?; {1 R& m; f5 w: B E- ]. j$ I
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?9 y# d& W; q' S; {" ~
充电桩专利储备战1 h( z; ?+ P0 I: I' I0 v
充电桩产业凭借" _7 S. f! |! t8 k: n# [8 Q. ~
1、解决新能源汽车补能难题、解决用户“里程焦虑”3 E+ x# W) `3 f1 `8 W
2、结合数字化、智能化等技术,未来深度接入“虚拟电厂”
2 d3 `, e6 F( T3 q2 V 从而成为中国七大新基建之一。
0 a4 H+ }1 O" e; H$ U 中国新基建主要发力科技端,分别是:! L3 p! W1 c) D& e# x2 L7 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。 q: r C$ V" X8 ^8 W
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。- W3 J' z, ~/ d* j7 l' |% n5 D4 P
“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。
; J2 S: l# X: ]0 S- ^( x 各家充电桩专利布局如下——
2 c% A) u) R8 j! r 2.0玩家:百度、阿里、腾讯、华为、格力、小米等企业" G* E. \- C( i/ p. z' P
1.0玩家:蔚小理等造车新势力
0 |" ^ E0 _" c! W; ?! ?% v' q3 v 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。/ e. M. ^( g+ D! f
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。; T! ~& @7 D* D3 X% M1 \, k+ o8 |
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。- F( ?$ U, u, t5 _! z9 m
阿里:阿里目前暂无新能源汽车充电桩相关授权专利。
: r& t8 Z; g$ x3 i 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。
8 C) C9 y" G1 p7 q% 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。: P; H* H- k! q0 D5 A0 {8 O# |
& j5 R5 l: ~5 j4 s4 {) v I* d+ H 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——
3 A' d* _9 E7 R 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 a m& u' f& a 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。/ n" @9 |9 w1 f, o
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。
0 x5 u" E! O' i( m9 b, g, C 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; l4 Y3 w% n 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。: o6 y8 h0 a" ]( e0 n3 M
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。" d/ L$ E# U3 X! l) w. ]; C; z
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。: F0 @2 b* s( D$ D0 D. {) 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。
" ?% t1 m2 K& }/ N# M6 b: Y 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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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。7 ~. h7 q- w) Q( c d: ^! ~. N
第一梯队:国家队 专利布局1000件以上9 d5 L& f, |- E7 p) l# ^3 U
未来新能源汽车将成为国家电网重要的储能终端之一。
; p3 o( q8 \8 [7 R+ Q/ ]5 x5 Y) n 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。
) B5 P" F- U! T: _ 第二梯队:专利布局100至500件3 J: E0 y9 a1 x- I, [# f
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。
! D. w2 k1 {6 E K( [ 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。
4 ~ P. F; a+ G2 p7 S7 i 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。
3 T+ \% H" Q; r; l7 j! S 第三梯队:专利布局少于100件' ]" I& F ~4 q& d! O
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。
1 w# R. M; t' G3 z6 Z0 D2 M+ t% L 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。( N. H) N t& V' I# u
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。
3 {+ p# y n1 Y, U5 ~* o- _ 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。
" n( E" z- l' A+ z& q' d& P M 车网互动国内主要入局者都有哪些?' h- p4 c1 r7 d- g# r( ?6 T5 y8 K
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。6 a, y" X9 w1 V! o$ y! s+ Z% ]
来看一个案例:- s% }; X7 n% n8 j0 }5 }( s2 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?”
4 q) C$ S2 U0 j! Q0 D' u+ E 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+ j2 P; C+ r) _& k
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。
" i! R7 I) y/ N3 U' H9 k9 U 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。3 z$ t1 ~6 y) t/ S7 {: J+ z0 S6 ]: @
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。# d0 q" x% g( T& n4 [/ l
然而风光水电和燃煤、燃气不同:
$ c: x4 _( l* p8 i1 [+ E4 w 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 `) Y6 M; e3 ^" X1 y
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——
* C: A G6 g# A, O 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。& y8 h( ]' Z0 ^; F9 _# ?& V3 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。
5 n% Z5 D! O+ C) ?# c. v6 I2 E" h 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。* p7 W# g# E4 E
从商业逻辑上看,V2G带来三方共赢——
* Q8 |: i m* M' J1 o4 e3 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”。1 q/ m6 y' W' w3 L
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。
- L& N0 E* k: U( b4 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 [- l& j- K" U7 r, c" i2 q; ^
车企:, c, _- G! V# z/ \4 f$ }
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。
4 D4 z; b" _/ t# o# D" p 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。" m- K1 f% e( I2 b: k
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 t6 @; g2 z& u% [) n8 U8 ?
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。
" c* B" H% \$ B8 i# ^6 `; 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。7 O" ?, s- o5 _' t7 J% @
吉利:V2G充电站
; m! U4 u' R1 O+ }3 _# p 一汽:V2G放电控制系统及控制方法: G6 }+ J5 q. C* g9 K6 V. V; w2 j
东风:电动汽车V2G控制方法及装置& O# W) e' s2 a
蔚来:基于V2G使用场景下的电池健康度检测方法
2 }: R: Y5 g/ T+ O 赛力斯:充电桩的充放电方法、装置、存储介质和充电桩' o3 e4 x$ e5 V# ^
电力企业:! I4 @7 a+ n7 r! y
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。
% l& m1 |+ @- c/ W6 v 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' v* y& h7 M. j1 q+ ]. G3 }; D
充电桩业务相关企业:
/ U4 _* f" s. i3 f" F0 s5 Z; m 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 C% W" M: v ~* l1 {) D0 i
特来电:充放电控制方法、车载充电机及终端设备" `5 [. }6 j! \ f4 v @) G" v
中科智充:应用于V2G中智能风光储存一体化装置
/ y8 w, {' J# G5 s* L7 Z 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 l( t! |) x& Z 锂电池企业:
?5 q1 k0 n3 v# P8 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
9 K& c' Q* v7 W 通信技术相关企业:
/ A4 @, }2 u/ v0 S 中国电信:V2G能源交易方法、装置、电子设备及存储介质3 ~& e- W% \4 Q2 t5 t
北变能控:V2G直流双向充电模块& ] |2 n6 L w
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。& J+ {' r M' F# L- ?8 Y9 m9 M
根据相关政策,中国V2G发展将分三步走: m; [" G5 d1 ^$ e7 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 E* t; |. o" E9 W
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。
/ L5 ?6 y: f: Z" r- x0 i8 Y5 i 2026年之后:逐步商业化推广。' a7 L. q" e# \" {; p0 M
最赔钱的充电桩运营商能通过新场景扭转颓势吗?- L& n1 B+ D' E; I+ g2 C! j2 d
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 ?: S. V" Z: Q" O
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。* y% [& n+ J, @0 }3 W( z
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。
0 W# M) O9 {- Q- y3 Y 然而,这门新生意恐怕难以快速回血——主要有三只拦路虎。1 {- u7 q( |5 O
1.找桩难
$ G# }5 @5 q- d2 h; M 私桩共享的用户参与度低。5 X2 Q1 u& _7 }% e6 w
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。) M& y3 G2 O8 Z" l2 V7 z
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。6 c6 k4 y" A7 v. \ Z, f
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。$ P& w4 G3 ?( _% }
2.用桩难$ X$ N$ y+ N; o' s9 K" t# r0 l$ k
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。
' K) U5 T0 G- D; [! f7 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。; z \( {% ~' r% ^. b/ [
3.确权难5 k; w& Y( A+ p
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。
+ Y0 R6 ^8 P: o: M1 p' p6 K 找桩难、用桩难、确权难的困局短期内难以改变。+ S4 @/ T" ~% `, Q7 K
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。
+ e7 C- x: d% H/ L" 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 F% k/ \" v" f2 d 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。& D4 \- ~% O# E& x) h" o
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。
% I: A; M G5 t$ q ! i" M+ ^5 y+ A$ P6 j
参考资料:
: V: k$ N Y1 a9 w8 N9 l [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
$ m: X5 _* F6 X6 @& s% ] [2] 私桩共享难在哪? 中国能源报9 C& ` c6 U& s% f
[3] 小米造车,下半场还有戏吗? 独角兽挖掘机# B4 i1 g6 F) i: R+ l
[4] 小米汽车“充电站”专利获授权 IT之家; ?) e% B1 J$ H! } h- H
[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
) l8 z2 D' K |) {8 k8 j5 T [6] 新能源车企,谁是亏损王? 中国新闻周刊, P U2 I6 M, {! M! ?: Q5 q
[7] “藏电于车”V2G千亿市场,全面商业化还有多远?
, P1 @. g! D6 k5 k( w [8] 德州仪器入局新能源充电桩,积极探索V2G模式 第一财经
( _ u& r) B- g1 z$ u3 h3 @, L [9] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设
( N. f8 X0 g4 B& ^ s) I; Y& x [10] 推动电动汽车车网互动(V2G)储能技术发展 新清华4 ^3 W% B" }" I' Q. ~, s# Q+ D
[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) v* d& ?5 c" d# p
[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 w; C- M& b1 O, Q B+ Z L+ ?
[13] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设1 D9 x1 |! r1 E
[14] 动力电池V2G规模化落地还有多远?CBEA f f9 ?" e! T/ @' |
[15] 虚拟电厂:云程发轫,拥抱蓝海 国海证券4 A; f/ R& ]* E# b: x' H0 y# T! O
[16] 2022年虚拟电厂行业深度研究 中泰证券: C$ E* M% M8 r/ B& }0 P$ v" t
本文基于访谈及公开资料写作,不构成任何投资建议。
$ J* G, B3 L# q- x 本文为星船知造原创内容
' w/ v& X7 t) |4 V2 [/ s 未经授权,禁止转载 |
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