中國電網革命：一場和新能源車主的三方共贏

圖片來源@視覺中國

文 | 星船知造，作者｜蔡曉順、嚴小方

這一輪全球新舊能源的結構變革中，中國有兩股力量正同頻共振——

一是在“靠技術吃飯”的新能源“風、光、鋰、氫”逐漸替代“靠天然儲量吃飯”的舊能源“石油、煤炭”的過程中，我們依靠光伏電板、風電機組等全球領先的新能源裝備技術在這輪能源競賽中領跑。

二是中國電力行業正全力向新型電力系統衝刺——

政策持續發力，12月14日，中共中央、國務院印發《擴大內需戰略規劃綱要（2022－2035年）》（以下簡稱《綱要》），《綱要》指出，提升電網安全和智能化水平，優化電力生產和輸送通道布局。

終端應用領域爆發，中國新能源汽車是我國能源电子產業最重要的終端應用領域之一。從2015年起中國新能源汽車連續7年全球產銷量第一。

中國電網革命涉及的領域多，鏈條長，今天星船知造聚焦能源电子產業終端——新能源汽車產業中的一環——充電樁——

和大家一起探討充電樁“影響未來中國電力和汽車”的三個現狀：

1，中國互聯網造車企業、造車新勢力在充電樁相關專利上都有哪些布局？

2，關係到未來電網的“充電樁新概念車網互動（V2G，Vehicle to Grid）”，目前國內主要入局者有哪些？

3，現階段最賠錢的充電樁運營商能否通過新場景私樁共享扭轉頹勢？

充電樁專利儲備戰

造車同時必須大力布樁，這樣的共識深入新能源車1.0玩家和2.0玩家的意識。

“一流企業賣專利，二流企業賣產品，三流企業賣苦力”。目前幾乎所有玩家都已進行充電樁專利布局。它將成為未來企業的核心競爭力之一。

各家充電樁專利布局如下——
2.0玩家：百度、阿里、騰訊、華為、格力、小米等企業
1.0玩家：蔚小理等造車新勢力

百度：目前百度有3項充電樁相關的授權專利，偏向於汽車充電、充電樁導航及車費預估的軟件授權。頗有百度壓箱底的硬技術“人工智能”的底色。

騰訊：目前騰訊有2項充電樁發明授權專利，同樣都在軟件應用層面，包括充電樁信息管理方法及充電樁系統。

華為：既有製造基因又有軟硬件技術背景的華為，在充電樁專利布局上同樣是軟硬兩手抓。目前有26項充電樁授權專利，包括17件實用專利、8項發明專利及1項外觀設計專利。

阿里：阿里目前暫無新能源汽車充電樁相關授權專利。

百度重AI、騰訊有用戶生態，在充電樁的專利布局上，這兩家大廠更多是將原先的技術優勢和經驗延伸至充電樁軟件領域。
既有製造基因又有軟硬件技術背景的華為，在充電樁專利布局上同樣是硬件產品和技術軟件兩手抓。

目前小米、格力還未有具體乘用車車型推出，但在充電樁上都已有布局——

格力：格力造車計劃走to B到to C路線，布局了包括新能源汽車上的鋰電池、電機等核心零部件。今年，董明珠透露格力將成為特斯拉供應商。

格力目前圍繞充電樁布局了21項授權專利，包括5項外觀設計專利、6項發明專利等，產品、技術兩手抓。

比如，安全性上，格力的充電樁在插槍座上設置有漏水結構，通過插槍座與立柱連接，能夠快速地安裝充電槍和插槍座。同時格力的充電樁配備了電動汽車充電診斷方法和系統，及早識別故障，降低新能源汽車引發火災風險。

小米：小米造車近500天，目前小米汽車共有4項充電樁授權專利，分別為：

1，一種供電組件及充電樁（實用新型專利）：通過設置與充電槍並聯的插座，使供電組件的應用範圍廣，通用性更強，使用更便捷。

2，充電插頭、充電插座、車輛、充電樁及充電系統（實用新型專利）：充電插頭的產熱小，安全性高。

3，充電站 （實用新型專利）：節省為新車充電的時間和空間，並有效地提高充電準確率。

4，充電電路和車輛 （實用新型專利）：能夠利用低電壓的充電樁給高壓的動力電池充電。目前小米汽車已經有402項專利，大部分專利集中在自動駕駛領域。

在充電樁專利布局上，目前造車新勢力處於第二、第三梯隊。需要採取差異化戰略，集中力量專攻某一技術分支。

第一梯隊：國家隊 專利布局1000件以上

未來新能源汽車將成為國家電網重要的儲能終端之一。

國家電網很早開始進行充電樁專利布局，目前已有1504件充電樁專利，在各個IPC技術領域都有涉及。已經形成充電樁專利壁壘，佔據主導地位。

第二梯隊：專利布局100至500件

蔚來處於充電樁專利布局的第二梯隊，共有相關專利278件，主要集中在電池組供電裝置、充電樁及充電站領域。

充電樁製造商、第三方運營商星星充電的母公司——萬幫数字——有185件充電樁專利。

此外，充電樁第三方運營商如國軒悅行、北汽新能源的專利數量都超過100件。

第三梯隊：專利布局少於100件

小鵬汽車的充電樁專利數量為94件，在電池組供電裝置、電力供應、充電樁、充電站上有少量專利布局。

理想主打油電混動車型，根據國家知識產權局數據，暫未有充電樁方面的專利布局。但在補能方面，理想有一份無線充電專利。

星船知造認為，國家電網在充電樁專利布局上一枝獨秀，在充電樁市場走向成熟期的當下，國家電網圍繞基礎專利繼續優化布局，參与國家標準和行業標準的設立。

而像蔚來這樣在充電樁專利布局上略遜一籌的企業，應當走差異化專利戰略，集中資源在某一分支技術上研發趕超。小鵬這樣充電樁專利布局上目前不具備太大優勢的企業，可以跟隨優勢企業的技術及時調整研發策略，同時尋求研發合作夥伴。

車網互動國內主要入局者都有哪些？

在車網互動概念中，電動汽車是儲能終端——一個移動充電寶，可反向供電。

來看一個案例：

今年9月底，颶風席捲美國佛羅里達州，當地90%的縣城斷電。那天美國社交媒體上，佛羅里達州人討論最多的話題是風暴、洪水、停電以及“你開的什麼車？”

當時某車主啟動了一輛福特F-150電動卡車，利用卡車中的鋰電池給房子供電——

汽車電源一插，聯排別墅里的燈管、電視機、唱片機和冰箱全都照常舊運作。這輛福特電動卡車正配置了V2G技術。

電這種能源一旦產生，就需要即時消耗。理想狀態下，電力網絡供需實時平衡，但維持這樣的平衡正變得越來越難。

用電端：目前中國電力消耗場景主要在工業用電和生活用電。如今中國是全球最大的新能源汽車市場，預計到2030年，國內電動汽車保有量將達到8000萬輛，成為用電端的新增負荷。

發電端：在3060政策下，未來新增發電量主要來自風光水電為代表的綠電。

然而風光水電和燃煤、燃氣不同：

風電要清風和煦，光伏靠陽光普照，水電得觀測汛期。一句話——得看天氣。要將這些綠電穩定供給電網，就必須要用儲能做“蓄電池”。

如果將新能源汽車、充電樁作為儲能終端，我們就有了削峰填谷的調控能力——

用電高峰時，新能源汽車向電網供電。用電低谷時，電流向新能源汽車——具備V2G技術的新能源汽車和充電樁將成為未來靈活調控電網的手段之一。

影響示波器測試準確度的五大因素

合訊號示波器（MSO）有兩種輸入，一小部分（通常是2個或4個）的類比通道，更多（通常為16個）的部份是屬於數位通道;即，含邏輯分析儀的數位示波器

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飲水機，又稱純水機，是一個機器裡面裝滿了純淨水、礦泉水或其他飲品，供大家飲用的機器。飲水機還有很多種類型，例如噴嘴式飲水機、按壓式飲水機等。跟熱水器不同的是，飲水機會提供兩種不同的水溫給人飲用，機器本身應該有降溫及冷卻，抑或是加熱及保溫的功能。

虛擬電廠通過5G、AI、大數據、雲計算等数字化手段把分散的電源、負荷和儲能打通，統一調度管理。

從長遠發展看，V2G概念是未來電網轉型升級的重要組成部分。

從商業邏輯上看，V2G帶來三方共贏——電網緩解了用電壓力；充電樁企業獲得更多商業模式；新能源車主能“賺零花錢”。

英大證券做過一項測算，一塊鋰電池的循環充放電次數可以有8000次。如果拿出5000次用來“賣電”，按照1元峰谷電差價以及一天賣50度電算，車主就能有25萬元收益，甚至超過了很多新能源汽車的價值。

目前着手布局V2G技術的企業主要有“車企、電力企業、充電樁企業、鋰電企業、通信運營商”等。

車企：

沃爾沃最新款SUV EX90已經用上了V2G技術。SUV EX90可以連接壁掛式充電盒、家用電錶以及沃爾沃汽車APP，通過數據上雲靈活管理電池電量。

除此之外，像特斯拉、通用這樣的車企儘管目前沒在新能源汽車上裝載V2G應用，但其能源業務線中的太陽能電板產品都已經用上了V2G。

車企都意識到，汽車革命與能源革命並非兩個獨立行業，而是一種融合產業。V2G是這個融合產業中的新增量點。

國內車企方面，最早入局V2G技術的有威馬汽車。2020年，威馬抱上國家電網大腿，聯合研發、實測、落地應用V2G。國家電網有基礎設施網絡，威馬則儲備相關技術，兩者結合跑通了V2G的應用場景。

目前，星船知造查閱國家知識產權局相關信息發現，吉利、一汽、東風、蔚來、賽力斯、哪吒等車企都已有V2G方面的專利儲備。

吉利：V2G充電站

一汽：V2G放電控制系統及控制方法

東風：電動汽車V2G控制方法及裝置

蔚來：基於V2G使用場景下的電池健康度檢測方法

賽力斯：充電樁的充放電方法、裝置、存儲介質和充電樁 

電力企業：

國家電網：布局V2G專利最多的企業，共有46條發明公布專利和26條發明授權專利。

上海電氣：一種基於V2G的電動汽車充放電控制系統及使用方法

充電樁業務相關企業：

星雲科技：2款V2G充電樁外觀設計及一項發明專利：利用VIN碼匹配V2G直流充電樁的方法及系統

特來電：充放電控制方法、車載充電機及終端設備

中科智充：應用於V2G中智能風光儲存一體化裝置

遠景科創：V2G充電站的充電控制方法、裝置、服務器及存儲介質

鋰電池企業：

蜂巢能源：電動車V2G模式放電量確定方法、裝置及存儲裝置

通信技術相關企業：

中國電信：V2G能源交易方法、裝置、电子設備及存儲介質

北變能控：V2G直流雙向充電模塊 

就目前情況來看，中國V2G技術仍處於示範運行期——需要等待技術跑通商業模式以及電力市場化改革的進一步推進。

根據相關政策，中國V2G發展將分三步走：

2020年之前：開展小批量多批次的V2G試驗驗證，參与雙向充電的電動汽車數量可控制在10～300輛，主要任務是驗證多台電動汽車與電網雙向充電技術，實現多輛電動汽車的相互充電放電。

2020年—2025年：主要開展規模化電動汽車（數量一般不少於500輛）與電網雙向充電的示範運行。

2026年之後：逐步商業化推廣。

最賠錢的充電樁運營商能通過新場景扭轉頹勢嗎？

在充電樁產業中，上游的設備製造商可以賣樁創收，下游的車企能與用戶生態捆綁，反倒是中游的運營商仍陷在這個“高投入、慢回血”行業，盈利遲遲未見。

星星充電、特來電這樣的第三方運營商正試圖開闢新業務場景——私樁共享——扭轉局勢。

目前進入私樁共享藍海的，除了星星充電、特來電、雲快充這樣的第三方運營商，也有威馬、蔚來這樣的車企。

然而，這門新生意恐怕難以快速回血——主要有三隻攔路虎。

1.找樁難

私樁共享的用戶參与度低。

按照前瞻產業研究院數據，2021年全國有240萬根私人樁，僅有約6%私樁參与共享。如果用戶不願意貢獻樁，就影響到了私樁共享的供給生態。

星船知造了解到，一些共享私樁業務目前還建立在自有生態中——比如在星星充電平台APP發布共享信息，需要從星星充電平台購買充電樁。

目前，絕大多數用戶使用隨車購買、贈送的充電樁，較難綁定APP。

2.用樁難

私樁歸業主所有，但建樁的地由物業方協助管理。即便找到了樁，仍有小區物業不願意放陌生車輛進場——還是用不了。

另外，部分私樁使用時需支付額外的停車費，增加了充電成本。

3.確權難

如果充電樁在共享過程中損壞、存在安全隱患，誰來維修和賠付也將成為問題。

找樁難、用樁難、確權難的困局短期內難以改變。

長期來看，如果與C端用戶更接近的車企、關注民生的國家隊都參与到私樁共享市場，第三方運營商依舊缺乏優勢。

尾聲

今天，我們已經習慣了電力的平穩可靠，它的充足穩定是那麼理所當然。讓人忽視保電路上的壓力和不易。

未來，我們將完善全社會充換電網絡。隨着車網協同、充電樁等產業的發展，“里程焦慮”將成為過去，越來越多人能開上價格合適、“萬物互聯”的新能源汽車。

國家電網也將在信息革命和新能源浪潮中迎來新的挑戰和活力。

參考資料：

• [1] “藏電於車”提上日程千億市場待激活 V2G距全面商業化還有多遠？21世紀經濟報道
• [2] 私樁共享難在哪？ 中國能源報
• [3] 小米造車，下半場還有戲嗎？ 獨角獸挖掘機
• [4] 小米汽車“充電站”專利獲授權 IT之家
• [5] 國內外新能源汽車充電樁技術預測分析——基於生命周期和國際專利分類號 科技管理研究
• [6] 新能源車企，誰是虧損王？ 中國新聞周刊
• [7] “藏電於車”V2G千億市場，全面商業化還有多遠？
• [8] 德州儀器入局新能源充電樁，积極探索V2G模式 第一財經
• [9] 基於大規模 V2G 的區域電源低碳優化策略 電力建設 
• [10] 推動電動汽車車網互動(V2G)儲能技術發展 新清華
• [11] 智能電動車雙向充電漸成主流 V2G進入快速發展期僅差“臨門一腳” 科創板日報
• [12] 充電樁行業研究報告:市場和政策雙重驅動,充電樁市場空間持續擴大英大證券
• [13] 基於大規模 V2G 的區域電源低碳優化策略 電力建設 
• [14] 動力電池V2G規模化落地還有多遠？CBEA
• [15] 虛擬電廠：雲程發軔，擁抱藍海 國海證券
• [16] 2022年虛擬電廠行業深度研究 中泰證券

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