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4 ^( i2 b" N# G 文 | 蔡晓顺、严小方
! l) b8 S: x4 d) z+ c 正文共计 4160字
7 ]! ], V, u9 e2 s/ X 预计阅读时间 6分钟
4 V" I, d: o$ f$ w. h; N8 @ 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——
: w) ^: C4 S3 [# @. }( Y8 N6 ^ 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。
: k1 u' X8 N6 U* z: K& U, a- Y 二是中国电力行业正全力向新型电力系统冲刺——; x% U! D6 U& H$ b- S( e% x
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。4 y9 V$ ~/ I- G* H5 Y5 u! C" n
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。$ G+ _+ v3 K) x: r0 D; c/ 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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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 g( S/ u: L( O' |" I7 R' L* N
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:/ J$ d4 b: L8 q/ X/ Z/ V
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?
" K6 t$ M; }: L, g 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 B1 U: g6 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?
% ]6 t% W2 ~6 k6 ]0 u% S2 v 充电桩专利储备战
3 y/ [) j0 J: d2 p) L1 ? 充电桩产业凭借
6 O9 u |2 g, F8 g4 r0 ` 1、解决新能源汽车补能难题、解决用户“里程焦虑”
! s3 N! `; H J' i# l 2、结合数字化、智能化等技术,未来深度接入“虚拟电厂”7 p# e1 a2 m1 V& l
从而成为中国七大新基建之一。
3 P+ L) @% g9 g" s 中国新基建主要发力科技端,分别是:
5 o- i7 c% N% y/ z* h 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。7 F; `; |# O8 C1 P: e
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。& y, M8 a, ^! b0 H
“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。, {* E* f, A8 ?$ @7 x6 c- [
各家充电桩专利布局如下——+ f, v2 M* C! R2 z5 g2 s
2.0玩家:百度、阿里、腾讯、华为、格力、小米等企业: H% Y! D3 K; Q: @1 Z0 ]) j
1.0玩家:蔚小理等造车新势力8 O: B1 `/ K( Z, d' r# m2 r
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. N) D8 O t0 H; v 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。
; B3 v3 j7 @3 C, g4 e( Z 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。
( ~" v4 L N/ L. ]' ^7 m 阿里:阿里目前暂无新能源汽车充电桩相关授权专利。
/ Q9 s: O5 }( V7 |* R- x 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。; c0 L" H0 b" q! D+ X9 t: q0 E
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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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——% F9 F* z8 B* O; w
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 z- P+ n) y% f0 | 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。
- W1 e9 j$ ~- z3 Z- K! L 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。' X9 K0 w: d) E6 N
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:
& A. I7 q3 G$ S0 b: \" B% 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。+ R0 j; w- d1 K* a4 P
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。) k! E* O: C5 ]; W7 \, x- p U
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。" l/ L4 m4 s9 P" G( v
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。. R" Y+ a1 R$ N7 j" M0 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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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。
; c) D: t, T; d% o' u Y- ] 第一梯队:国家队 专利布局1000件以上
2 R5 G' Q8 k( }6 L( ~3 ? 未来新能源汽车将成为国家电网重要的储能终端之一。
6 J* Y* {* ^0 s$ I+ m4 y- y0 D8 D 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。
, ]1 e. ~5 ]+ P: @7 y1 ^ 第二梯队:专利布局100至500件
0 L) R- G6 w& H7 ? 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" s9 N! v7 R; p. J6 m
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 _; v% r4 u# v8 H! M# M9 s4 Q
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。. j% g& R: h& X- o4 m
第三梯队:专利布局少于100件
' V! b) g4 K9 u5 |. i2 v2 J 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。& C. P2 V+ b+ `2 l" G6 B* `
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。3 a7 J2 k5 r' K
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。
- E& P% {3 p" s9 M5 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。
( T" l( b) |5 b/ V" R 车网互动国内主要入局者都有哪些?
! l* g/ m7 x9 A) C# w$ `* K1 u6 ~0 x 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。
1 X8 {2 L. j3 K! W4 I, A8 o% [ 来看一个案例:
! g) `# b/ O7 b/ ?5 G, l 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?”% P1 D1 ^3 E7 q( m3 p
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# l K% A: f8 b1 X3 h 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。2 F% j! `! G8 Z' r! Z
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 g4 T- q. Y( X5 L: 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。
% c, {, d; d0 p( p9 ]' A" K, o 然而风光水电和燃煤、燃气不同:
7 n# ~0 B+ d" i" S3 \9 ~( C& L 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”。
* h' M% {( u( [# x1 ]: [ 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——5 z$ v) W. Z7 C/ d- k# y
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。) W0 f e' E8 s& d+ G4 w
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。& h& {" R6 {. X
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。7 B- L* ^. Q4 C; I# P
从商业逻辑上看,V2G带来三方共赢——6 O) g' w- G( W: B
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”。
3 b# \8 c* D! P: J$ g7 }: W 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。1 R- E4 U- v5 h0 y8 a U0 [* V) h) _
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。! \0 i$ P. a6 l/ n7 p) v& |) @" Y
车企:
# o- E2 f! Z1 {- V8 X( A 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。
; [; w4 G- s' a1 m2 v4 l2 V4 u. Y0 i 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。) K$ x1 e* m; T
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。% v& \ H; D; T- E9 O
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。
/ l1 J" c' R1 ^! |) P( C 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。- {2 K+ t% ^0 k& m8 E: i* Y
吉利:V2G充电站
. p2 t. V- P3 ?' A$ c 一汽:V2G放电控制系统及控制方法 x9 {& Q6 q! \
东风:电动汽车V2G控制方法及装置
# W/ Q4 C I" l- p7 g2 ^9 O# s 蔚来:基于V2G使用场景下的电池健康度检测方法; B! g! z/ J0 x( v: S
赛力斯:充电桩的充放电方法、装置、存储介质和充电桩 i. S' X$ c7 d) t! ^% J3 y
电力企业:* t( _! v5 N% p9 H5 H2 L+ A7 L8 ^
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。5 F1 E/ V! C) R' u; 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
- I2 d5 }5 T y 充电桩业务相关企业:
. P& {& b- |, B5 F3 G& e* B 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2 f2 ^$ J. |+ s) d
特来电:充放电控制方法、车载充电机及终端设备
5 O. K: i. G2 ~* P 中科智充:应用于V2G中智能风光储存一体化装置/ X6 z3 n+ H% ~
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
0 x# h1 S3 W" b+ T 锂电池企业:+ \5 M3 }9 Q" ]+ P
蜂巢能源:电动车V2G模式放电量确定方法、装置及存储装置
" d/ D1 ]1 Q; M* `* N5 F 通信技术相关企业:' p- L1 P! K# g6 o, X. L* _
中国电信:V2G能源交易方法、装置、电子设备及存储介质/ |' t! Y2 B5 |" O2 Q( d3 F. W: s
北变能控:V2G直流双向充电模块% }& x9 G. o8 j/ x3 e& A
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。. Q- q2 o5 D8 O& h3 u
根据相关政策,中国V2G发展将分三步走:
+ f7 k4 U+ p I) g 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。0 ^8 V0 E5 n! Y- R; O) @ 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。4 F8 z( I( V; Q5 C
2026年之后:逐步商业化推广。4 ^7 @* v" u* V) ]
最赔钱的充电桩运营商能通过新场景扭转颓势吗?7 B% R2 R/ S. {
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。- h+ k0 O0 H- p9 h: E, Z6 ]* T6 J
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。# C2 `9 e$ Q8 R8 p" a, I
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。
; j5 j3 U# a+ p3 n 然而,这门新生意恐怕难以快速回血——主要有三只拦路虎。
" A4 d& l i, {; l9 M. x 1.找桩难
; i" _$ f. S! y2 y! s: j1 D 私桩共享的用户参与度低。/ Q0 {* z# D7 V4 d) q% B# o
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。' W- N: G' _9 U+ P' u
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。
! b9 i% F2 o* Y8 w& 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。
* `* K% Q+ u; _7 x! a 2.用桩难
, V! a7 Q1 B) B/ O3 [0 V+ h6 Z% \, [- q 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/ t/ m: d8 ^, W9 q) O& L4 D 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。# U# E) W- }8 n5 m+ p" C
3.确权难/ F8 I4 ~& U2 g x
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。' y- L% Y9 n ]' ^# F
找桩难、用桩难、确权难的困局短期内难以改变。" j" t0 S4 s4 }. q
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。
8 J* h% f$ o" O: s( L5 o1 M 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。
* v1 m' K/ b' k0 x! } 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 ~! `9 H$ w2 i- w) V" w. 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。9 h- t- M8 ]* i" m2 p8 w$ W; K
3 C* F! O" d3 E: Y; g8 h 参考资料:+ D. O# F( X* V! \ e7 Y2 { E! 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" n: A" R! N2 f. Q
[2] 私桩共享难在哪? 中国能源报% j4 p( G8 H7 F: R7 l
[3] 小米造车,下半场还有戏吗? 独角兽挖掘机0 R: k3 S9 Y/ p g% h
[4] 小米汽车“充电站”专利获授权 IT之家" `! o/ }$ `% }) N* n9 n
[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$ F$ j( z; k" ]& ?9 }3 d! P! @2 {; M
[6] 新能源车企,谁是亏损王? 中国新闻周刊4 z9 o" D; B- t: m0 Q- T
[7] “藏电于车”V2G千亿市场,全面商业化还有多远?: j# ~. P1 D+ _
[8] 德州仪器入局新能源充电桩,积极探索V2G模式 第一财经9 [$ g- O$ Y3 O3 [- j7 _4 H
[9] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设0 H: c h8 {9 `- ?7 V
[10] 推动电动汽车车网互动(V2G)储能技术发展 新清华
* F7 k E5 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) L& N2 o n/ x& A* o% h
[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5 O" o) h5 S9 P9 L8 n
[13] 基于大规模 V2G 的区域电源低碳优化策略 电力建设# R" L6 T; h5 F
[14] 动力电池V2G规模化落地还有多远?CBEA
( G4 k% M4 M) N; G( { [15] 虚拟电厂:云程发轫,拥抱蓝海 国海证券
- B' n& c( c6 s' \" B& [ [16] 2022年虚拟电厂行业深度研究 中泰证券) y' o" c7 c7 k/ W' ^! U
本文基于访谈及公开资料写作,不构成任何投资建议。
3 `& Z4 I" H+ a4 P 本文为星船知造原创内容
# b2 S/ x. Q, |* J/ o4 C* V 未经授权,禁止转载 |
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