新能源充電設施：創新技術涌現產業蓄勢待發

2017-08-18 17:50:59 中國知識產權報　點擊量：評論 (0)

　近年來，隨著新能源汽車市場的火熱發展，充電樁、充電站也迎來了建設熱潮。近日，在北京CBD一棟停車樓六樓，出現了可容納100余輛電動車同時充電的空中充電站，車主將充電槍插入電動車充電口，手機掃碼啟動

　近年來，隨著新能源汽車市場的火熱發展，充電樁、充電站也迎來了建設熱潮。近日，在北京CBD一棟停車樓六樓，出現了可容納100余輛電動車同時充電的“空中充電站”，車主將充電槍插入電動車充電口，手機掃碼啟動，等待30分鐘即可完成充電，結束后直接用手機支付。“空中充電站”的投入使用引起了業內對充電設施建設的關注和討論。在本文中，筆者將對目前全球新能源充電技術及專利狀況進行梳理，并對“互聯網+”浪潮下充電技術的發展進行展望。

　　新能源汽車已經成為消費者的新選擇，而充電樁、充電站建設的不完善，導致電動車出行面臨“趴窩”的窘境。自2015年下半年以來，我國相關部門為促進新能源汽車產業配套充電設施的發展出臺了一系列政策，使新能源充電設施成為各方矚目的焦點。

　　本文對中國專利檢索文摘數據庫（CPRSABS）和德溫特世界專利索引數據庫（DWPI）2017年8月以前公開的相關專利申請進行統計分析，試圖梳理出充電樁、充電站等充電基礎設施領域的技術發展態勢，以期為相關企業發展提供參考。

　　申請數量國內領先

　　在DWPI數據庫中，筆者檢索到新能源汽車充電樁領域的專利申請共6000余件，申請人主要來自中國、美國、日本、韓國和德國等國家和地區。其中，中國在該領域申請量超過3400件，遠超電動汽車技術較為領先的國家，中國申請人與其他國家在該領域的競爭中已經形成了一定優勢。在國外申請人中，老牌汽車制造廠商豐田、日產、現代等位居前列，專利申請量均在30件以上；IBM、三星等實力強勁的科技公司緊隨其后，專利申請量超過20件。

　　在此基礎上，筆者通過檢索CPRSABS數據庫發現，我國充電樁技術起步較晚，直到2009年相關發明專利申請僅2件，2010年至2013年專利申請量呈現增長態勢，從2014年專利申請量開始大幅增加，在2015年達到563件，2016年突破1000件。伴隨著國內新能源汽車產業的迅猛發展，充電樁的專利申請量呈現出高速增長趨勢。

　　筆者對國內相關發明專利申請人統計發現，國家電網公司以151件專利申請占據榜首，技術覆蓋面廣、申請數量大，顯示出其在行業內的領軍地位；申請量位列第二、三位的是寧波軒悅行電動汽車服務有限公司（64件）和山東魯能智能技術有限公司（39件），它們分別是電動汽車租賃服務提供商和新能源汽車制造企業，而第六位的是浙江萬馬新能源有限公司（29件），是一家專門生產充電樁等設施的企業。由此可見，在我國充電樁技術領域，呈現出了國企主導、市場細分的局面。

　　充電技術實現突破

　　筆者通過進一步分析發現，國內在新能源充電設施領域專利申請主要集中在供電系統或者電能存儲系統領域，專利申請量已達到771件。筆者認為，出現這種情況主要與國內產業布局相關，只有在提高充電效率、優化供電系統方面實現技術突破，才能為整個產業“充電”，進而推動新能源汽車行業的發展。

　　作為充電樁的核心功能，充電模塊技術分為快充和慢充兩種充電方式，慢充為交流充電樁，具有占地面積小、布點靈活的優勢，但無法滿足現代社會快節奏的生活方式；快充為直流充電樁，其充電時間短，但安裝和充電成本都較高。目前，國內專利申請人已經在充電模塊技術領域展開技術攻關。國家電網公司提交的專利申請（專利申請號CN201010508013.1）公開了一種具有代表性的電動汽車電能供給系統，該系統的充電方式包括直流充電機和交流充電樁，為具有車載充電機的電動汽車提供交流電能，為不具備車載充電機的電動汽車提供直流電能；直流充電機可以采用相控整流或高頻開關整流模式，分別適用于大功率的充電機或中小型功率的充電機。由此可見，為滿足用戶需求，未來新能源汽車充電市場或將以直流充電或交直流充電一體的模式為主。

　　此外，國內專利申請人也在無線充電技術領域展開了布局。無線充電技術解決了傳統充電方式插拔充電接頭、充電位置限制等一系列問題，能進一步提高充電效率。目前，國家電網公司、山東魯能智能技術有限公司等企業，以及北京航空航天大學等高等院校開始涉足該技術研發，如北京航空航天大學提交的專利申請（專利申請號CN201410165860.0），公開了一種電動汽車用帶有精確對中功能的感應式非接觸充電裝置，獲得專利授權后，在2017年4月與北京航盛新能科技有限公司達成專利實施許可。

　　移動支付便捷高效

　　隨著移動支付、“互聯網+”、共享經濟等對人們生活方式的改變，國內專利申請人也在積極運用互聯網思維，為未來充電樁運營尋找合適的模式，在管理運作方面積極進行專利布局。

　　筆者經初步統計發現，在所有涉及充電計費的230件專利申請中，有關手機支付的技術方案就占到了46件。在這些專利申請中，充電樁用戶可以使用移動終端進行支付，查看充電樁運營狀態、位置，充電樁的運營方也可以通過手機或其他智能終端對其進行管理。國內申請人也試圖利用互聯網思維管理充電樁，如許繼集團有限公司提交的專利申請（專利申請號CN201010275195.2）公開了一種電動汽車物聯網充電系統，汽車物聯網、電池物聯網、充電設施物聯網構成三級物聯網架構，不僅可以支持用戶通過被遠程控制的分布式充電樁進行自主充電，還可以靈活有序安排電池的充放電，并進行實時監控，提升了整個充電設施和電網安全性及用戶使用體驗。不過，雖然移動支付、物聯網等技術為充電樁運營帶來了革新，但背后的數據互通、開放接口、大數據挖掘，依然是未來充電樁運營需要解決的痛點，也是專利布局的要點。

　　綜上，得益于政府持續對新能源汽車發展的支持及申請人不斷提升專利保護意識，近年來，我國充電樁技術領域發展迅速，相關專利申請數量快速增多，但還存在申請領域較為集中等問題。因此，筆者建議國內相關企業和科研機構等加強研發，展開多點布局，加快發展步伐。