全球新能源汽車領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)情況的統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)測(cè)

徐國(guó)祥，余碧濤，李福燊

（1.國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心電學(xué)部，北京100190;2.北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083）

0 引言

中國(guó)專利制度已經(jīng)走過了近30年的歷程。我國(guó)專利事業(yè)取得了令世人矚目的輝煌成就，其直接例證就是專利法律體系日趨完善，專利保護(hù)工作逐步加強(qiáng)，專利工作隊(duì)伍不斷壯大，專利申請(qǐng)量和授權(quán)量迅速增長(zhǎng)［1］。現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)入信息社會(huì)，信息資源已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)中最重要的戰(zhàn)略資源之一，其開發(fā)水平已成為推動(dòng)科技、經(jīng)濟(jì)、文化和社會(huì)發(fā)展的重要杠桿。專利保護(hù)制度導(dǎo)致了專利信息的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生出大量的專利文獻(xiàn)信息資源，并大大豐富了整個(gè)社會(huì)的資源種類和總量［2，4-7］。

隨著國(guó)際原油價(jià)格的持續(xù)飆升，以汽油、柴油作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的汽車成為石油資源消耗的第一影響因素。而石油資源作為不可再生資源，隨著開采量的不斷增加，儲(chǔ)量越來越少，而且其作為能源燃料所產(chǎn)生的二氧化碳為地球帶來的溫室效應(yīng)也日益顯著。我國(guó)是石油消耗大國(guó)，近年來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，每年汽車產(chǎn)銷量都在快速增長(zhǎng)，因而對(duì)石油進(jìn)口的依賴也逐漸增加。在全球環(huán)境保護(hù)呼聲日益高漲的大形勢(shì)下，以美、日、歐為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家和以我國(guó)為代表的發(fā)展中國(guó)家都積極開展了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2010年10月，我國(guó)將新能源汽車產(chǎn)業(yè)確定為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向之一，因此，只有超前部署新能源汽車產(chǎn)業(yè)的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化等工作，才能力爭(zhēng)在未來形成具有世界競(jìng)爭(zhēng)力的汽車工業(yè)體系。

1 涉及電化學(xué)電池的專利申請(qǐng)量分析

電化學(xué)電池在國(guó)際專利分類表（IPC）中歸為H01M，被定義為“用于直接轉(zhuǎn)變化學(xué)能為電能的方法或裝置”。我國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局自1985年實(shí)施專利法以來，一直采用國(guó)際專利分類表對(duì)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利的技術(shù)主題進(jìn)行分類，1996年6月17日，中國(guó)正式向WIPO遞交了加入《國(guó)際專利分類斯特拉斯堡協(xié)定的加入書》，并于1997年6月19日生效。自此，中國(guó)正式成為《國(guó)際專利分類斯特拉斯堡協(xié)定》的成員國(guó)。筆者按照國(guó)際專利分類的規(guī)定對(duì)我國(guó)電池領(lǐng)域的專利申請(qǐng)進(jìn)行了相關(guān)統(tǒng)計(jì)，所采用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均來自中國(guó)專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）。

圖1 專利統(tǒng)計(jì)

圖1給出了從1995－2009年這15年間在中國(guó)進(jìn)行的電化學(xué)電池領(lǐng)域（H01M領(lǐng)域）的專利統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。由圖可見，隨著知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略的逐步深入，我國(guó)在電池領(lǐng)域的專利申請(qǐng)總量從1995年的317件迅速增加到2009年的6 244件;不僅如此，從2000年開始，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)跨越式增長(zhǎng)，截至2009年，仍然呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。這說明對(duì)于電化學(xué)電池的專利技術(shù)保護(hù)成為行業(yè)共識(shí)，包括企業(yè)、高校、科研院所在內(nèi)的各類申請(qǐng)人均希望通過專利權(quán)的形式將自己的科研成果得到法律保護(hù)并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)科研成果的轉(zhuǎn)化。

通過圖1分析可以發(fā)現(xiàn)，涉及一次電池的申請(qǐng)量在整個(gè)電池領(lǐng)域的申請(qǐng)中比例不高，這與其應(yīng)用場(chǎng)合和自身不可循環(huán)利用的弊端緊密聯(lián)系。以鋰二次電池為代表的二次電池經(jīng)歷一段較長(zhǎng)時(shí)間的增長(zhǎng)后，從2006－2007年的峰值開始下降，這與電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)由鋰電池轉(zhuǎn)移到燃料電池具有直接關(guān)系，隨著對(duì)鋰電池各個(gè)構(gòu)成部件的研究深入，鋰電技術(shù)已經(jīng)得到了全面發(fā)展，早已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，在便攜式電子設(shè)備、移動(dòng)電源乃至電動(dòng)汽車各領(lǐng)域均已實(shí)現(xiàn)商品化。與上述二者不同的是，燃料電池專利申請(qǐng)數(shù)量逐年上升，從2006年開始與二次電池的申請(qǐng)拉開差距，在2009年已經(jīng)達(dá)到了3 277件。這說明電化學(xué)電池中，燃料電池已成為行業(yè)研究熱點(diǎn)，各類申請(qǐng)人都希望通過專利保護(hù)形式把握住燃料電池關(guān)鍵技術(shù)的主動(dòng)權(quán)，為其后期的工業(yè)應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

由上述分析可知，在整個(gè)電池領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量逐年增加的情況下，構(gòu)成專利申請(qǐng)不同電池種類的申請(qǐng)比例卻在發(fā)生變化，各類型電池的申請(qǐng)情況呈現(xiàn)不同的發(fā)展趨勢(shì)，這與電池行業(yè)中一次電池、二次電池和燃料電池的實(shí)際發(fā)展歷程十分吻合，也證明了國(guó)人專利保護(hù)意識(shí)的逐漸增強(qiáng)。

2 新能源汽車領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)現(xiàn)狀（圖2）

圖2 新能源汽車專利申請(qǐng)狀況

截至2011年3月，在全球范圍內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域的專利申請(qǐng)中，涉及混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)車以及燃料電池汽車的專利申請(qǐng)分別達(dá)到了38 716項(xiàng)、19 812項(xiàng)和21 130項(xiàng)。其中，混合動(dòng)力汽車的專利申請(qǐng)從1990年的71件迅速增長(zhǎng)到2008年的8 656件，增幅近122倍，呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，且年均增長(zhǎng)率保持穩(wěn)定。純電動(dòng)汽車專利申請(qǐng)自2006年進(jìn)入第三次高速增長(zhǎng)期，專利申請(qǐng)公開滯后的情況下，于2009年創(chuàng)下歷史最高的1 748項(xiàng)，表明純電動(dòng)汽車專利申請(qǐng)仍將保持高速增長(zhǎng);而燃料電池汽車技術(shù)在經(jīng)歷了1998年至2004年的高速增長(zhǎng)后，目前正處于技術(shù)調(diào)整期，年專利申請(qǐng)量穩(wěn)中有降，保持在2 500項(xiàng)左右，反映出其現(xiàn)階段發(fā)展受到技術(shù)瓶頸限制。

3 新能源汽車領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)區(qū)域分布

表1給出了新能源汽車領(lǐng)域全球與中國(guó)專利申請(qǐng)國(guó)家區(qū)域分布表。從表中數(shù)據(jù)可以判斷:1）全球范圍內(nèi)，日本和美國(guó)在新能源汽車各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量中均占據(jù)前兩位;中國(guó)在純電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域具有原創(chuàng)優(yōu)勢(shì)但在燃料電池汽車技術(shù)中的原創(chuàng)水平過低;中國(guó)與美國(guó)是新能源汽車的重要市場(chǎng)。2）國(guó)外技術(shù)強(qiáng)國(guó)紛紛加大新能源汽車在華布局力度;國(guó)內(nèi)各領(lǐng)域還存在技術(shù)趨于分散的問題，缺少有效的資源整合機(jī)制。3）動(dòng)力電池技術(shù)的專利申請(qǐng)分布與純電動(dòng)汽車相似度高，中國(guó)近年發(fā)展勢(shì)頭迅猛［3］。

表1 新能源汽車領(lǐng)域全球與中國(guó)專利申請(qǐng)國(guó)家區(qū)域分布表 項(xiàng)

純電動(dòng)汽車日本11 216 日本10 605 總量4 720 浙江670 日本473美國(guó)4 082 中國(guó)2 600 國(guó)內(nèi)3 942 江蘇434 美國(guó)150中國(guó)3 427 美國(guó)1 995 國(guó)外來華778 廣東426 韓國(guó)45德國(guó)2 380 德國(guó)1 294 北京330 德國(guó)41歐洲1 765 韓國(guó)1 067 上海276 法國(guó)20燃料電池汽車日本16 907 日本15 872 總量1 912 上海103 日本934美國(guó)5 701 美國(guó)2 381 國(guó)內(nèi)349 北京80 美國(guó)479 WIPO3 380 德國(guó)1 136 國(guó)外來華1 563 遼寧37 韓國(guó)79歐洲2 287 韓國(guó)909 湖北22 德國(guó)41中國(guó)2 166 法國(guó)315 江蘇16 法國(guó)11動(dòng)力電池日本11 716 日本11 087 總量3 582 廣東456 日本735美國(guó)3 381 美國(guó)1 281 國(guó)內(nèi)2 572 浙江281 美國(guó)137中國(guó)2 167 中國(guó)2 167 國(guó)外來華1 010 北京270 韓國(guó)56 WIPO1 735 德國(guó)1 675 江蘇256 德國(guó)48德國(guó)1 675 韓國(guó)1 378 天津222 法國(guó)8

4 新能源汽車領(lǐng)域主要申請(qǐng)人分布

圖3給出了新能源汽車領(lǐng)域主要申請(qǐng)人分布的統(tǒng)計(jì)情況，從該統(tǒng)計(jì)圖可以判斷:1）日本企業(yè)在新能源汽車領(lǐng)域形成了集團(tuán)優(yōu)勢(shì)，豐田公司獨(dú)占各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的申請(qǐng)量首位;2）國(guó)外重點(diǎn)申請(qǐng)人積極在華布局新能源汽車技術(shù)專利，國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車與純電動(dòng)汽車領(lǐng)域缺乏行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，高校在燃料電池汽車領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì);3）全球動(dòng)力電池行業(yè)中，日本企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位，國(guó)內(nèi)還需要扶持專業(yè)的動(dòng)力電池企業(yè)加入新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［3］。

全球/項(xiàng)中國(guó)專利申請(qǐng)/件國(guó)內(nèi)國(guó)外來華公司:971（49.2%）個(gè)人:592（30.1%）高校、科研院所:407（20.7%）公司:1 656（97.5%）個(gè)人:37（2.2%）高校、科研院所:5（0.3%）混合動(dòng)力汽車豐田9 146（24%）日產(chǎn) 3 034（7.8%）本田 1 633（4.2%）電裝 1 362（3.5%）通用 1 229（3.2%）申請(qǐng)人/申請(qǐng)量、發(fā)明、實(shí)用新型、活躍指數(shù) 申請(qǐng)人/申請(qǐng)量、發(fā)明、新型、活躍指數(shù)奇瑞158（8%） 143 15 1.3 豐田537（31%） 536 1 1.4比亞迪104（5%） 78 26 1.1 通用336（20%） 336 0 1.7長(zhǎng)安80（4%） 41 39 1.3 福特102（6%） 98 3 1.8吉利63（3%） 36 27 1.5 愛信艾達(dá)91（5%） 91 0 1.3清華49（2%） 37 12 1.4 本田84（5%） 84 0 0.5公司:1 728（43.8%） 公司:748（96.1%）個(gè)人:1 765（44.8%） 個(gè)人:27（3.5%）高校、科研院所:449（11.4%） 高校、科研院所:3（0.4%）純電動(dòng)汽車豐田1 158（6%）日產(chǎn)962（5%）日立634（3%）本田519（3%）松下493（2%）申請(qǐng)人/申請(qǐng)量、發(fā)明、實(shí)用新型、活躍指數(shù) 申請(qǐng)人/申請(qǐng)量、發(fā)明、實(shí)用新型、活躍指數(shù)比亞迪125（3%） 59 66 1.1 豐田173（22%） 172 1 1.2奇瑞97（2%） 73 24 1.3 通用49（6%） 49 0 1.5清華48（1%） 41 7 3.6 本田42（5%） 42 0 0.8北理工41（1%） 33 8 2 日立29（4%） 29 0 2.2松正34（1%） 10 24 1.1 三洋27（4%） 27 0 3.3

圖3 專利申請(qǐng)統(tǒng)計(jì)

5 新能源汽車領(lǐng)域的技術(shù)主題分布

表2給出了新能源汽車領(lǐng)域全球與中國(guó)重點(diǎn)與熱點(diǎn)技術(shù)比較表。由表2給出的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn):1）三大新能源汽車技術(shù)全球發(fā)展重點(diǎn)均傾向于控制技術(shù)，電池材料與電力驅(qū)動(dòng)也同時(shí)受到關(guān)注;2）中國(guó)在追隨全球技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)的同時(shí)，還選擇了一條與之具有差異的技術(shù)發(fā)展路線，兩方面兼顧發(fā)展，搶先對(duì)外圍非核心技術(shù)進(jìn)行布局;3）國(guó)內(nèi)外均共同關(guān)注動(dòng)力電池材料技術(shù)的研究，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人提前開始外圍技術(shù)專利布局。總之，混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車同屬于采用電能作為主要?jiǎng)恿υ吹男履茉雌嚕湓跈M向上均涉及三大關(guān)鍵性技術(shù)，即動(dòng)力電池技術(shù)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)技術(shù)以及能量管理與控制技術(shù)［3］。

表2 重點(diǎn)與熱點(diǎn)技術(shù)比較

燃料電池控制6 872項(xiàng)燃料電池及其相關(guān)元件 2.17燃料電池及其制造（H01M8）1 102件固體氧化物與固體聚合物燃料電池3 665項(xiàng)固體氧化物與固體聚合物燃料電池1.63直流功率輸入變換為輸出（H02M3）1.6電極（H01M4）146件 電源的電力牽引（B60L11）1.4燃料電池車 固體聚合物燃料電池3 419項(xiàng)固體聚合物電解質(zhì)電池1.49 電源的電力牽引（B60L11）93件 燃料電池及其制造（H01M8）1.3燃料電池及其相關(guān)元件3 264項(xiàng)固體聚合物燃料電池 1.24固體氧化物電解質(zhì)燃料電池2 904項(xiàng)鋰電池2 986項(xiàng) 二次電池組4.12 電池及其制造（H01M10）1 341件電路或流體管路及其原件布置（B60R16）4.7電池充電器2 130項(xiàng) 二次電池2.66 結(jié)構(gòu)零件或制造方法（H01M2）725件 結(jié)構(gòu)零件或制造方法（HO1M2）4.6電池技術(shù) 二次電池組2 121項(xiàng) 鋰電池2.38 電極（H01M4）668件 電池及其制造（H01M10）4.2二次電池1 728項(xiàng) 電池充電器2.0 電極（H01M4）3.5電池電量測(cè)量1 685項(xiàng) 電池電量測(cè)量1.77 電動(dòng)力裝置的布置或安裝（B60K1）3.5

6 結(jié)論與展望

通過對(duì)電化學(xué)電池、新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)點(diǎn)的分析，結(jié)合行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與相關(guān)主管部門指定的發(fā)展規(guī)劃，可以預(yù)知使用電化學(xué)電池的新能源汽車領(lǐng)域未來幾年的技術(shù)發(fā)展方向與重點(diǎn):在混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域，動(dòng)力電池技術(shù)成為全球及中國(guó)發(fā)展重點(diǎn);在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域，全球與中國(guó)的技術(shù)發(fā)展應(yīng)基本保持同步，解決電池材料問題將是未來發(fā)展重點(diǎn);在燃料電池汽車領(lǐng)域，燃料電池技術(shù)是重點(diǎn)，第三代燃料電池技術(shù)的發(fā)展將是燃料電池汽車技術(shù)取得突破的關(guān)鍵;而對(duì)于動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域，筆者認(rèn)為比能量、比功率以及電池材料技術(shù)的解決將成為突破其技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵所在。

綜上所述，筆者通過對(duì)新能源汽車領(lǐng)域涵蓋的主要類型、關(guān)鍵技術(shù)以及與其直接相關(guān)的電化學(xué)電池的專利申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，希望能夠?yàn)檎莆债a(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，分析產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)，促進(jìn)我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展起到參考作用。

［1］國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利復(fù)審委員會(huì)編著.《專利復(fù)審委員會(huì)案例詮釋－現(xiàn)有技術(shù)與新穎性》［M］.北京:知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社.

［2］李建蓉.專利信息與利用［M］.北京:知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社.

［3］國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局規(guī)劃發(fā)展司，新能源汽車產(chǎn)業(yè)專利態(tài)勢(shì)分析報(bào)告［J］.專利統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)報(bào)，2011（18）.

［4］吳漢東.企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力與知識(shí)產(chǎn)權(quán)［J］.中華商標(biāo)，2007（5）:9-14.

［5］馮麗艷.專利價(jià)值評(píng)估中技術(shù)分成率的確定方法［J］.商業(yè)會(huì)計(jì)，2011（3）:46-47.

［6］楊景海，王紅梅.超額收益法在企業(yè)商譽(yù)價(jià)值評(píng)估中的應(yīng)用探析［J］.商業(yè)會(huì)計(jì)，2011（3）:55-57.

［7］唐艷，商譽(yù)價(jià)值評(píng)估:割差法和超額收益法的探討［J］.商業(yè)會(huì)計(jì)，2011（27）:11-13.