新能源充电设施：创新技术涌现产业蓄势待发

2017-08-18 17:50:59 中国知识产权报　点击量：评论 (0)

　近年来，随着新能源汽车市场的火热发展，充电桩、充电站也迎来了建设热潮。近日，在北京CBD一栋停车楼六楼，出现了可容纳100余辆电动车同时充电的空中充电站，车主将充电枪插入电动车充电口，手机扫码启动

　近年来，随着新能源汽车市场的火热发展，充电桩、充电站也迎来了建设热潮。近日，在北京CBD一栋停车楼六楼，出现了可容纳100余辆电动车同时充电的“空中充电站”，车主将充电枪插入电动车充电口，手机扫码启动，等待30分钟即可完成充电，结束后直接用手机支付。“空中充电站”的投入使用引起了业内对充电设施建设的关注和讨论。在本文中，笔者将对目前全球新能源充电技术及专利状况进行梳理，并对“互联网+”浪潮下充电技术的发展进行展望。

　　新能源汽车已经成为消费者的新选择，而充电桩、充电站建设的不完善，导致电动车出行面临“趴窝”的窘境。自2015年下半年以来，我国相关部门为促进新能源汽车产业配套充电设施的发展出台了一系列政策，使新能源充电设施成为各方瞩目的焦点。

　　本文对中国专利检索文摘数据库（CPRSABS）和德温特世界专利索引数据库（DWPI）2017年8月以前公开的相关专利申请进行统计分析，试图梳理出充电桩、充电站等充电基础设施领域的技术发展态势，以期为相关企业发展提供参考。

　　申请数量国内领先

　　在DWPI数据库中，笔者检索到新能源汽车充电桩领域的专利申请共6000余件，申请人主要来自中国、美国、日本、韩国和德国等国家和地区。其中，中国在该领域申请量超过3400件，远超电动汽车技术较为领先的国家，中国申请人与其他国家在该领域的竞争中已经形成了一定优势。在国外申请人中，老牌汽车制造厂商丰田、日产、现代等位居前列，专利申请量均在30件以上；IBM、三星等实力强劲的科技公司紧随其后，专利申请量超过20件。

　　在此基础上，笔者通过检索CPRSABS数据库发现，我国充电桩技术起步较晚，直到2009年相关发明专利申请仅2件，2010年至2013年专利申请量呈现增长态势，从2014年专利申请量开始大幅增加，在2015年达到563件，2016年突破1000件。伴随着国内新能源汽车产业的迅猛发展，充电桩的专利申请量呈现出高速增长趋势。

　　笔者对国内相关发明专利申请人统计发现，国家电网公司以151件专利申请占据榜首，技术覆盖面广、申请数量大，显示出其在行业内的领军地位；申请量位列第二、三位的是宁波轩悦行电动汽车服务有限公司（64件）和山东鲁能智能技术有限公司（39件），它们分别是电动汽车租赁服务提供商和新能源汽车制造企业，而第六位的是浙江万马新能源有限公司（29件），是一家专门生产充电桩等设施的企业。由此可见，在我国充电桩技术领域，呈现出了国企主导、市场细分的局面。

　　充电技术实现突破

　　笔者通过进一步分析发现，国内在新能源充电设施领域专利申请主要集中在供电系统或者电能存储系统领域，专利申请量已达到771件。笔者认为，出现这种情况主要与国内产业布局相关，只有在提高充电效率、优化供电系统方面实现技术突破，才能为整个产业“充电”，进而推动新能源汽车行业的发展。

　　作为充电桩的核心功能，充电模块技术分为快充和慢充两种充电方式，慢充为交流充电桩，具有占地面积小、布点灵活的优势，但无法满足现代社会快节奏的生活方式；快充为直流充电桩，其充电时间短，但安装和充电成本都较高。目前，国内专利申请人已经在充电模块技术领域展开技术攻关。国家电网公司提交的专利申请（专利申请号CN201010508013.1）公开了一种具有代表性的电动汽车电能供给系统，该系统的充电方式包括直流充电机和交流充电桩，为具有车载充电机的电动汽车提供交流电能，为不具备车载充电机的电动汽车提供直流电能；直流充电机可以采用相控整流或高频开关整流模式，分别适用于大功率的充电机或中小型功率的充电机。由此可见，为满足用户需求，未来新能源汽车充电市场或将以直流充电或交直流充电一体的模式为主。

　　此外，国内专利申请人也在无线充电技术领域展开了布局。无线充电技术解决了传统充电方式插拔充电接头、充电位置限制等一系列问题，能进一步提高充电效率。目前，国家电网公司、山东鲁能智能技术有限公司等企业，以及北京航空航天大学等高等院校开始涉足该技术研发，如北京航空航天大学提交的专利申请（专利申请号CN201410165860.0），公开了一种电动汽车用带有精确对中功能的感应式非接触充电装置，获得专利授权后，在2017年4月与北京航盛新能科技有限公司达成专利实施许可。

　　移动支付便捷高效

　　随着移动支付、“互联网+”、共享经济等对人们生活方式的改变，国内专利申请人也在积极运用互联网思维，为未来充电桩运营寻找合适的模式，在管理运作方面积极进行专利布局。

　　笔者经初步统计发现，在所有涉及充电计费的230件专利申请中，有关手机支付的技术方案就占到了46件。在这些专利申请中，充电桩用户可以使用移动终端进行支付，查看充电桩运营状态、位置，充电桩的运营方也可以通过手机或其他智能终端对其进行管理。国内申请人也试图利用互联网思维管理充电桩，如许继集团有限公司提交的专利申请（专利申请号CN201010275195.2）公开了一种电动汽车物联网充电系统，汽车物联网、电池物联网、充电设施物联网构成三级物联网架构，不仅可以支持用户通过被远程控制的分布式充电桩进行自主充电，还可以灵活有序安排电池的充放电，并进行实时监控，提升了整个充电设施和电网安全性及用户使用体验。不过，虽然移动支付、物联网等技术为充电桩运营带来了革新，但背后的数据互通、开放接口、大数据挖掘，依然是未来充电桩运营需要解决的痛点，也是专利布局的要点。

　　综上，得益于政府持续对新能源汽车发展的支持及申请人不断提升专利保护意识，近年来，我国充电桩技术领域发展迅速，相关专利申请数量快速增多，但还存在申请领域较为集中等问题。因此，笔者建议国内相关企业和科研机构等加强研发，展开多点布局，加快发展步伐。