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( |9 d4 y2 Z6 O5 |9 D 文 | 蔡晓顺、严小方
$ s' U) f2 _ ?' Q- ~9 g 正文共计 4160字$ Q$ J; w7 l% U
预计阅读时间 6分钟
7 O3 f; P- I" ~9 | 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——- Q5 z# h) Q- P% P. R) W( 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。
. A! A0 V3 M% t# O- e2 C8 G 二是中国电力行业正全力向新型电力系统冲刺——
; N0 {& \; {! z3 I. {9 p 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。
& z) O H+ d. l3 Q: ~! h 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。) D* F0 K6 l& a& G$ p1 g" J- E& |
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。8 ~: N4 X0 j; U; T
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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——5 {$ b' T* K6 j* ]. @* d
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:# |; m( l2 V( m+ L) 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?
" L: s) F' d/ W3 f: w* r- B5 ` 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?0 v1 ?/ l# U- ]9 A
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?+ G) J/ e9 Q( l: {. x
充电桩专利储备战3 N& F0 V: A9 T& X% S2 Q6 B
充电桩产业凭借
4 V) R$ \, X6 y9 ~ 1、解决新能源汽车补能难题、解决用户“里程焦虑”( q$ R7 e7 Y4 I0 y
2、结合数字化、智能化等技术,未来深度接入“虚拟电厂”
b# U$ k- C9 }% f7 G0 _3 O* J: h 从而成为中国七大新基建之一。, i6 a! u( M! g3 c
中国新基建主要发力科技端,分别是:
8 |8 E0 c" r' T$ D/ u 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。* y% {. {9 z! y4 @
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。, {9 {& S h7 ]/ F- x% f/ v
“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。! i& M+ h: |+ s4 M0 u/ }3 U% x
各家充电桩专利布局如下——' r: M5 d! w4 G ~+ R+ m
2.0玩家:百度、阿里、腾讯、华为、格力、小米等企业
1 b+ Q/ @. U0 {1 ^ 1.0玩家:蔚小理等造车新势力
; N+ \" V+ ?0 Y' E0 M 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。" h/ O6 V4 ]) i+ D6 ]
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, C9 k4 m3 P, G& ^ 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。6 g0 S# b! a: {9 m$ |) a& u
阿里:阿里目前暂无新能源汽车充电桩相关授权专利。
- S" ~9 y/ _' t n/ A7 H- Y 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。
7 J' G' u4 R5 z' H+ l$ B+ g 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。2 s; C( ?8 [7 j, _4 |
, [( l* ^% H- U, ^: a; r1 M- F* B. l 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——
6 S6 v$ t5 Z4 S7 C! S9 v4 q8 s* W% 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。0 x7 h% j# c" |6 x& A/ _2 q9 k
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。2 z9 n8 p$ T* Y8 _" ], Q: @/ C
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。
+ _/ J e9 [ m5 N" O3 A; f 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:( j2 g: \( m6 Y' O
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。' P. Y/ _) C6 F( E F8 g( k' I
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。
3 M: G, Q7 K3 k7 D; ?, E5 A 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。
! c$ a+ k- F2 a- F' Q 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。
, {! y1 E1 R# k" _6 _ 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。
5 u( U3 ?* |- f0 ]1 h. D 第一梯队:国家队 专利布局1000件以上5 S8 `+ Q( d/ Y; S! Z7 @ |
未来新能源汽车将成为国家电网重要的储能终端之一。
1 E* N" C: |( ~/ }. f1 V. { 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。/ ~6 B! c1 u: D( z4 c8 B, R
第二梯队:专利布局100至500件
" w, Y: f) \* g1 I' @5 [1 W* F I. [ 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。+ I& ?: x: V5 m2 F8 }9 S
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。
6 @8 G3 ]& s d) z' D1 {- ? 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。
& @) A" Q7 y6 L# ^ ]7 Y$ n; [" A& S 第三梯队:专利布局少于100件
- Q2 [# Z7 K# Z* y" ] 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。* G4 f( g. ?* p& l/ 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。0 u% r- K5 I$ X1 ^
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。
J; M2 u! s$ J! m2 @' f P3 E 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。$ v( W+ u5 Y8 D. I i, A
车网互动国内主要入局者都有哪些?! S3 N: ~5 B3 f. V
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 o' J% o! n( {5 _0 H
来看一个案例:" E, s9 W5 Z% k
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 o- F! K2 \% T4 e/ @2 f) g$ V2 @
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——2 D o, |! b+ 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。7 [$ T s% P4 C3 [5 z2 g
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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。
! \1 v; d; c2 B- z5 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。* n$ [- N5 G0 E6 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。
" i/ g1 O% r( \- Q/ R" ~ 然而风光水电和燃煤、燃气不同:3 ^' m: @% [4 p1 G/ o
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”。: p6 j! G5 A' [# s) f3 K) 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——
, U5 a; ]# v) m 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。% j) m, S' W7 d/ \* r' ~
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。
" t! n7 a! X# u% @ 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。
( Q' D% p8 K$ d$ B 从商业逻辑上看,V2G带来三方共赢——( S0 y6 o: _/ \* h8 f
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”。
0 r, s1 J' v z& J- 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。/ {: T) \9 g) Q- Q0 O8 n0 Z
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。. _3 g m+ u( M2 m( R+ ~
车企:
( V* o- r. n# s- ^# \' L 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 H6 Q9 F' N4 C1 k2 h
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。
, ?3 l: A1 H# [2 ]" x3 a4 H 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。5 [# `3 H( S3 n" p3 ?4 j8 ~
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。
* P1 W$ s% {! \) j' d0 e 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。; e4 `$ B1 V# X
吉利:V2G充电站6 _( \9 O5 M% ?7 G, t! B+ B
一汽:V2G放电控制系统及控制方法& b. B& b5 g+ Z0 \, k8 N4 P
东风:电动汽车V2G控制方法及装置6 [, |2 L) t& ?/ m+ [
蔚来:基于V2G使用场景下的电池健康度检测方法$ y/ s. Y9 T& j
赛力斯:充电桩的充放电方法、装置、存储介质和充电桩" ~# F- C/ ]% A& B. V" |; s" f
电力企业:0 u) z' n+ H1 @5 g4 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。( U) B9 M# ?, i+ p5 P0 Z7 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
3 M! i7 ?+ W# \% ]- g$ j 充电桩业务相关企业:4 W; N8 g2 Z# w2 f" e* I) w
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5 ]- _* f+ p* ]% [; M% z
特来电:充放电控制方法、车载充电机及终端设备
) V- O9 P; G: S. T. | 中科智充:应用于V2G中智能风光储存一体化装置: {8 Q: M( Z& X8 ^$ f% \# g/ P& n
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
. j$ M' N; V0 e8 q2 m 锂电池企业:' }! t" W# h. S! x/ ~& T" ~) r
蜂巢能源:电动车V2G模式放电量确定方法、装置及存储装置
1 K" I, l( G8 O \3 E+ _% C 通信技术相关企业:
& w6 i f$ }# Z 中国电信:V2G能源交易方法、装置、电子设备及存储介质$ U2 [6 m1 b+ D6 |2 b
北变能控:V2G直流双向充电模块
( i+ z9 J" J- W$ J c9 e" 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。5 r* \4 B4 B# f' @9 Y. D/ i% }! u
根据相关政策,中国V2G发展将分三步走:
& [6 T1 ~ h: d# r5 ~ 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 m1 n- |) ?- x' {7 r: Q4 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。
' q. P' i7 U- | 2026年之后:逐步商业化推广。% ]+ |+ v8 N# a0 g* f
最赔钱的充电桩运营商能通过新场景扭转颓势吗?
% W; x% C5 m' `' J 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。& y2 V' ~( b' m- ?% o; |2 ?: f
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。4 ?2 O+ L# n3 Q: f) 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。- U. C& c: P2 h
然而,这门新生意恐怕难以快速回血——主要有三只拦路虎。# t5 E+ r+ b2 F) e# D
1.找桩难
, t6 X% \1 W2 a. G 私桩共享的用户参与度低。
8 l, {8 h3 t8 J3 N, C4 y# 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。' O6 q7 g# w# @$ B: a" S
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。& m: e' F0 n% R# B2 M
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。' O8 m E; y8 P
2.用桩难
5 I3 H' V1 t0 _7 j3 B; p5 I: 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。: ?/ T; U4 i2 [) R3 @' x
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。8 T2 N8 d' s+ `2 O' d' s# _
3.确权难
( U. T+ A2 Z. z6 T 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。
I/ x4 o# `# ~: B u/ I% q3 \ 找桩难、用桩难、确权难的困局短期内难以改变。
2 y, e7 Z7 J1 ~+ 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。
: K' c: B$ I7 X) U2 H! F' K 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 }6 f {3 Y5 S, Q w" l( R1 W l 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。
6 w" t" h6 e& E0 S6 }1 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。
, M9 m- f H6 Z, |8 C 4 D1 b, o$ D# I/ M
参考资料:
& U$ _& y. U" U( O- C& T [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 U' Z+ R+ A- M% p/ p/ L4 B! o/ \
[2] 私桩共享难在哪? 中国能源报3 i- |$ u# w- ~
[3] 小米造车,下半场还有戏吗? 独角兽挖掘机
8 H* s8 n4 d" M1 U! `, A [4] 小米汽车“充电站”专利获授权 IT之家' y! l Z( o. g" l! g
[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/ V- C) l8 E2 Z$ N4 O
[6] 新能源车企,谁是亏损王? 中国新闻周刊+ u+ D) N6 O% v
[7] “藏电于车”V2G千亿市场,全面商业化还有多远?: F J5 e6 N6 s1 }
[8] 德州仪器入局新能源充电桩,积极探索V2G模式 第一财经8 }6 r3 J% {; R! {- d6 ~# ?
[9] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设
! P3 G4 B3 g5 `" Z# D [10] 推动电动汽车车网互动(V2G)储能技术发展 新清华$ A' P- Y9 C2 @
[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
& n7 X1 j- Z2 e" r) f' ~ [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 M! X6 d7 b# Z- V. A5 p [13] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设. U- s, u8 Y) u# T$ x
[14] 动力电池V2G规模化落地还有多远?CBEA5 P& M' u; Z4 t9 C# \" Z
[15] 虚拟电厂:云程发轫,拥抱蓝海 国海证券3 x4 @ H6 i5 F* {1 `9 p; L
[16] 2022年虚拟电厂行业深度研究 中泰证券
, |: D/ r. S3 C5 p! J" c% a 本文基于访谈及公开资料写作,不构成任何投资建议。# d( m2 g: W1 @( Y
本文为星船知造原创内容
4 s# {$ G& f) H6 _- f# D4 w7 S& e 未经授权,禁止转载 |
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