電動車充電技術的專利佈局趨勢

日前在整理一場關於智能電動車技術專利佈局的企業培訓教材時,發現純電動車大廠特斯拉(Tesla)公司,自從突破產能瓶頸(量產地獄)之後,進入了營收現金流的正循環,不但印證了電動車確實是個可以賺錢的行業,股票價格甚至一度衝上1000美金。
商業上如此的成功也讓傳統汽車大廠對於導入電動車技術的態度,從之前消極的觀望試探,轉變成積極追趕的態勢。甚至蘋果、華為、小米等科技業者、也按耐不住而紛紛加入搶佔這龐大的商機。

從技術路線角度分析,如果電動車持續保持如此的增長態勢,下一個制約電動車發展的瓶頸點可能就會移轉到充電設施上,當電動車保有數量增加,電動車需要充電的需求也會增加。屆時,在停車場或休息站中,有限的充電樁能否降低電動車主長途出行所面臨的里程焦慮?
類似狀況也有可能出現在:當電動車因上班或下班大量進入辦公大樓或是回到社區後,這些區域中的設備密集進入充電狀態,區域既有的電網供電能力能否因應大量電動車充電的需求?
所以,充電設施不但是推動電動車發展的重要基礎環境設施之外,也是連結可再生能源的儲能型智能電網,以及第三代功率半導體元件應用的重要技術節點。

圖說 : CN107026487B 具有可變功率分配的多埠車輛DC充電系統

新聚能去年(2020)一場針對充電站/充電樁技術進行專利分析與布局的線上課程中,就已關注到中國大陸所提出的「加強新型基礎設施建設」計畫,因為【新能源汽車充電樁】就是此新基建的分項計畫之一。

傳統基建 vs. 新基建

而今年(2021)美國在拜登新政府上台之後,參議院也投票通過了高達一萬億美元的基礎設施議案,其中1100億美元將用於建設已經年久失修的高速公路。此外也將投入75億美元用於電動車充電站等建立基礎設施,可以說是美國版的新基建項目。由此可知電動車充電站也即將成為高速增長的電動車生態系的兵家必爭之地。

從專利申請趨勢圖表也可以明顯感受到這個趨勢,自2016年起,推動電動車充電技術專利增長的主要動力就是來自於中國大陸 (淺藍色)。而中國國家電網公司也成為電動車充電技術的主要專利申請人的中國代表。在商業化發展上,2018年12月,國家電網、南方電網、特來電、萬幫(星星充電)聯合成立了雄安聯行網絡科技公司,提供車主統一的手機掃碼充電服務,近期則是將調整業務方向,面向了企業領域。

除了從專利數量排名進行分析之外,觀察主要運營廠商的專利佈局或許更能反映市場真實情況。根據〈新通訊〉今年三月引用 IEK 全球主要充電站營運商資料,美國目前主要的充電站運營廠商為ChargePoint、Blink以及Tesla的超級充電站。

資料來源:IEK

進一步分析發現 ChargePoint 早已在2017年對其競爭對手 SemaConnect 提出專利侵權訴訟。涉案專利包括
US 7,956,570 (Network-controlled charging system for electric vehicles);
US 8,138,715 (Network-controlled charging system for electric vehicles through use of a remote server);
US 8,432,131 (Network-controlled charging system for electric vehicles Network-controlled charging system for electric vehicles); 以及
US 8,450,967 (Network-controlled charging system for electric vehicles)
四件專利。也可以看出充電設備產品要考量的規格不僅止於交流或是直流高壓等規格,還需要考慮商業運營時所需的聯網功能。

圖說 : US8138715B2 Network-controlled charging system for electric vehicles through use of a remote server
圖說 : 起訴書中 SemaConnect 被指控侵權的產品規格

另外,無線充電技術也是近幾年電動車充電技術的發展方向,值得注意的是共振式無線充電技術的創始公司Witricity 於去年底對專注於車用無線充電的新創公司 Momentum Dynamics Corporation 提出專利侵權訴訟。 涉案的專利是 US 8884581 (Adaptive wireless energy transfer system ; 中譯 : 自適應無線能量傳輸系統 ) 。可見電動車充電技術領域不但已經布滿專利地雷,隨著商機的發展,廠商間的競爭預估也將會越演越烈。

圖說 : US8884581B2 Adaptive wireless energy transfer system
圖說 : Momentum Dynamics Corporation 的無線充電服務

目前台灣本地市場規模較小,還在發展初期。去年工研院才攜手裕電能源、台達電子等近50家廠商成立「臺灣電動車輛電能補充產業技術推動聯盟」,將制定本地市場統一充電接口規格,以及電動車與充電站、以及充電站與充電平台的通訊規範,如此才有機會透過統一的標準將市場做大。
新聚能認為除了本地市場標準建立之外,聯盟廠商的充電產品未來若要銷往海外,也必須要掌握及遵循各地的充電標準規範。當然,若能善用專利情報,也將能提前預警侵權風險及強化專利組合,強化本地及國際上的競爭力。

如果貴公司想進一步了解電動車充電技術領域的專利情報,或是有新產品即將上市,希望提前進行專利風險預警,歡迎洽詢新聚能科技

參考資料:

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