由于全球对可持续发展和减少碳排放的重视，电动汽车已成为清洁交通的领先解决方案并将继续主导市场。主要汽车制造商在积极扩大其电动产品供应以满足需求。然而，随着电动汽车的普及，人们对高效和可靠的充电基础设施的需求已成为一个重大挑战。这引发了电动汽车充电行业的一系列活动，各大公司竞相开发新技术并通过知识产权来保护其创新。

电动汽车充电有几种方法：电池交换（battery swapping）、车载充电或非车载充电，这取决于电动汽车的型号及其原始设备制造商（OEM）。许多国家都有充电网络，每个网络都遵守一套充电标准。下文将概述不同的充电端口和充电方法，并探讨知识产权状况、许可和来自非营利组织的诉讼。电池可以有不同的化学成分，包括锂离子、镍金属氢化物、镍镉、铅酸和固态电池。尽管如此，锂离子电池在商业使用的电动汽车行业中占主导地位并被广泛使用。著名的电动汽车型号，例如特斯拉的Model S、Model Y、日产的Leaf、福特的Mustang Mach-E、保时捷的Taycan等，都在设计中加入了锂离子电池。

电动汽车充电方法

电动汽车充电可以通过2种方法实现，即传导式和感应式充电。传导式充电是最常用的方法，而通过感应进行安全的高功率传输的技术还没有商业化。另一方面，通过感应对电动汽车进行无线充电是一项很有前途的技术，在未来有很大的潜力。

电动汽车充电大致有2种方法，即使用车载充电器或非车载充电器。从下图可以很容易地看到这2种方法之间的区别。使用车载充电器有其尺寸限制，它要求电动汽车有交流电。这通常是1级和2级充电的情况。

上图中的车外充电器向电动汽车电池组提供直流电。由于转换器电路一般不在电动汽车内，这种类型的充电器提供的功率要高得多。

电动汽车充电分为1级、2级和直流快速充电。不同的电动汽车有不同的充电速度，这取决于充电器的电力输送和电动汽车接受电力的能力。在启动充电器之前，汽车与充电器进行通信，以确定它能提供的最大功率和电动汽车能接受的功率。这确保了充电器不会提供超过电动汽车所能承受的功率，使其能够安全充电。

1级和2级充电

1级和2级充电是在家里或在公共充电桩为电动汽车充电的2种常见方式。1级充电速度较慢，使用标准的120伏插座，需要14至20小时才能完全充满电。2级充电速度较快，使用240伏的插座，4至8小时即可充满。2级是日常长途通勤的理想选择。此外，对于那些经常使用电动汽车的人来说，2级充电比1级充电更具成本效益，因为充电桩可用于多辆车，有助于减少整体充电时间。

直流快速充电

直流快速充电是一个强大的解决方案，它为电动汽车司机提供了长途旅行和商业使用的动力选择。直流快速充电桩配备了高功率的充电设备，可提供高达350千瓦的功率，使电动汽车在短短20至30分钟内充电到80%或更多。这些充电桩位于公共场所、高速公路休息站和商业场所，为寻求快速、无忧充电服务的司机提供了一个绝佳的选择。随着电动汽车充电网络的不断扩大，直流快速充电已经成为商业车队的一个关键组成部分，他们需要快速有效的充电，以确保不间断的运营。它是出租车、送货车辆、公共汽车和其他车队车辆的理想解决方案，使他们能够最大限度地延长正常运行时间，并尽量减少续航焦虑。

电动汽车充电标准

不同的电动汽车充电级别适用不同类型的连接器。J1772是一种可用于1级和2级充电的连接器，而特斯拉的专有连接器适用于2级和直流快速充电。联合充电系统（CCS）和CHAdeMO是2种广泛用于直流快速充电的连接器。虽然这些连接器的形状和尺寸在不同的司法管辖区可能有所不同，但它们有共同的标准特征。下图是这些连接器的图示。

这些是在美国和欧盟的电动汽车中广泛使用的端口，现代电动汽车采用CCS端口作为标准的直流快速充电端口。CHAdeMO受到亚洲汽车制造商的青睐，例如日本的日产和丰田。中国有一个不同的端口，名为GB/T，是Guobiao/T（国标T）的缩写，如下图所示。

电动汽车充电网络

中国目前拥有世界上最大的电动汽车充电网络，大约有65万个公共充电桩。在美国，有超过4.9万个电动汽车充电桩，其中ChargePoint和特斯拉是最广泛的网络。ChargePoint网络最大，有2.7万个充电桩和4.9万个充电端口，其次是特斯拉，有6000个充电桩和2.7万个充电端口。仅特斯拉超级快充网络就占了美国直流快速充电的一半以上。

欧洲有多个充电网络，包括Ionity、Fastned、特斯拉超级快充、EnBW、Allego和EVBox。同时，日本有自己的CHAdeMO充电网络，拥有超过7700个充电桩。相比之下，印度的电动汽车充电网络仍处于初步发展阶段，全国有1500多个充电桩。

市场上的主要参与者包括塔塔电力电动汽车充电网络、EESL电动汽车充电网络和Fortum Charge & Drive India，提供交流和直流充电选项，具有快速充电设施、远程监控和移动应用程序支付选项。除了主要的网络，像Ather Energy和Revolt Motors这样的中小型初创公司也在印度提供自己的电动汽车充电网络。这些新兴企业旨在为其不断增长的客户群提供方便和可及的充电解决方案。

知识产权图景与产业转变

根据预测，中国预计将在全球电动汽车市场中占据主导地位，到2030年将占50%左右。其他几个国家，包括英国、德国、法国和美国，正在大力投资于电动汽车基础设施和激励措施，以促进电动汽车的采用。向电动汽车的转变预计将引起汽车收入的重大变化，到2030年电动汽车的收入将超过传统内燃机（ICE）汽车的收入。众多领先的汽车制造商，包括大众、本田和福特，已经宣布了宏大的计划，在不久的将来增加他们的电动汽车销售。

开发下一代电动汽车需要的不仅仅是用电动马达和电池来取代内燃机。它涉及到重新设计汽车，以容纳减速器、逆变器、控制器和转换器，从而实现电力的有效传输。电动汽车还需要车载充电器、电池加热器和冷却器以及充电端口，以保持电池的有效运行。没有内燃机的汽车带来了新的挑战，如车厢的加热。在过去的十年中，与电动汽车和联网汽车技术相关的专利申请大幅增加，主要汽车制造商贡献了大部分的增长。鉴于电动汽车需要大量的重新设计，以及5G技术在汽车中的整合，这种专利活动的增加并不令人感到惊讶。知识产权的增加也导致了诉讼的增加，非执业实体（NPE）开始以汽车行业为目标。电动汽车领域的众多初创企业可能会继续助长这些趋势，NPE试图抓住失败的初创企业所创造的知识产权。

在中国、美国和欧洲，与自主电动汽车、人工智能、电池回收和充电桩有关的专利申请的增加表明电动汽车领域出现了新的进入者和初创公司。然而，这也导致了诉讼的增加，非执业实体瞄准了汽车行业，并接受第三方资助来对更高质量的专利主张权利。电动汽车初创企业的增加可能会继续助长这一趋势，如果失败，非执业实体会试图夺取其知识产权。

下图显示，与电动汽车充电有关的专利授权有了明显的增长。这种上升自2008年以来一直很明显，并一直持续到上个年代末。大部分申请的专利来自中国和美国，其次是日本、韩国等。这些国家有相当数量的汽车是电动汽车，因此制造商正在推动在这些司法管辖区获得授权。主要专利所有人包括丰田汽车、LG能源解决方案、现代汽车等。这些公司拥有广泛的专利组合，显然他们正在大力投资于电动汽车充电。

结论

在技术创新、电动汽车需求增加和专利申请激增的推动下，电动汽车充电行业正在迅速发展。展望未来，电动汽车充电行业将继续发展。丰田、现代和福特等公司已将自己定位为这一领域的领导者，拥有涵盖电动汽车充电技术各个方面的庞大专利组合。随着该行业的发展，诉讼和许可活动将会增加，而NPE将发挥重要作用。有效保护和许可专利的能力对于在这一领域经营的公司来说是至关重要的，因为他们要驾驭的是一个复杂而竞争激烈的市场。（编译自www.lumenci.com）

翻译：罗先群　校对：刘鹏