基于專利大數(shù)據(jù)的我國純電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢研究

邱 慧， 莫凌云， 徐 旭

（1.桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541004；2.溫莎大學(xué) 奧德特商學(xué)院，加拿大溫莎 N9B 3P4）

2016年國務(wù)院發(fā)布一系列文件，明確新能源汽車、新能源材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位.其中，3月發(fā)布的《國家十三五發(fā)展規(guī)劃綱要》，明確提出要支持新一代信息技術(shù)、新能源汽車等戰(zhàn)略性信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展[1]；7月發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》則將培育新能源汽車、高端軌道教育等現(xiàn)代交通技術(shù)與裝備列為重點(diǎn)發(fā)展計(jì)劃，并提出要“實(shí)施‘純電驅(qū)動’技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略”[2]；11月發(fā)布的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》則進(jìn)一步明確新能源汽車的戰(zhàn)略地位，將其列入八大發(fā)展任務(wù)之一[3].這一系列政策說明新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為國務(wù)院戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)建設(shè)的重中之重.

純電動汽車因全球環(huán)境污染和能源危機(jī)的問題受到全世界的廣泛關(guān)注，與此同時(shí)也獲得巨大的發(fā)展空間.發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)是我國推廣戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要方向，而作為新能源汽車重要組成部分的純電動汽車產(chǎn)業(yè)，其建設(shè)水平和發(fā)展趨勢對于推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，能起到極其重要的作用.基于此，本文以我國純電動汽車的專利大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用專利分析法對我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的競爭態(tài)勢進(jìn)行研究.

1 純電動汽車專利技術(shù)檢索與分析

為全面科學(xué)地分析全世界純電動汽車技術(shù)的專利信息，本研究選用Thomson Innovation創(chuàng)新平臺下德溫特專利數(shù)據(jù)庫，檢索中國、美國、歐盟及主要國家、WIPO、日本、韓國等國家相關(guān)專利數(shù)據(jù)信息，再以國內(nèi)合享新創(chuàng)公司推出的Incopat科技創(chuàng)新情報(bào)平臺數(shù)據(jù)庫作為補(bǔ)充，確保檢索結(jié)果信息的完整性、可用性與正確性.

檢索的起始時(shí)間不做設(shè)置（即從該領(lǐng)域全世界第一件專利誕生之日起），截止時(shí)間為2014年9月30日.此處設(shè)置的截止時(shí)間依據(jù)是因?yàn)榘l(fā)明專利審查程序中，要求發(fā)明專利申請18個(gè)月后才公開，以此時(shí)間節(jié)點(diǎn)為截止日期，能充分保證所調(diào)研數(shù)據(jù)的正確性、完整性和可靠性.

檢索范圍包括發(fā)明、實(shí)用新型，結(jié)果共檢索到相關(guān)專利17722件，經(jīng)過專利信息查重軟件對檢索結(jié)果進(jìn)行清洗、過濾與處理后，再由專業(yè)人員對處理結(jié)果進(jìn)行清洗、審核后，得到純電動汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)專利10824項(xiàng).

專利檢索時(shí)主要基于主題關(guān)鍵詞、國際專利分類號和德溫特手工代碼等多種方式綜合進(jìn)行，本文所選取的英文主題詞有：電動汽車、電動車輛、電動客車、電池驅(qū)動汽車等多種表達(dá)方式，排除與燃料電池汽車、混合動力汽車以及有軌電車等概念相關(guān)的關(guān)鍵詞美國分類號、德溫特手動代碼、IPC分類號等.

2 全球純電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)專利發(fā)展態(tài)勢分析

Thomson Innovation創(chuàng)新平臺下德溫特專利數(shù)據(jù)庫作為全球最大的專利數(shù)據(jù)庫之一，擁有海量的專利大數(shù)據(jù)，在該平臺上檢索出來的結(jié)果，基本能夠代表全球相關(guān)領(lǐng)域、行業(yè)的在全球知識產(chǎn)權(quán)與專利技術(shù)方面的整體發(fā)展趨勢與競爭態(tài)勢.本文根據(jù)專利信息檢索結(jié)果，通過對全球純電動汽車專利大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，來研究世界及我國在純電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的專利發(fā)展趨勢.

2.1 全球純電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)專利發(fā)展趨勢分析

2.1.1 全球純電動汽車產(chǎn)業(yè)專利發(fā)展趨勢分析

結(jié)果如圖1和表1所示，由此可知純電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展始于1982年，1982年-1996年該產(chǎn)業(yè)處于起步階段，專利申請數(shù)量漲幅較小；1996年-2006年，該產(chǎn)業(yè)仍處于初級階段，專利申請數(shù)量趨于穩(wěn)定，但該產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較慢，整體發(fā)展水平較低；2006年-2009年，該產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到快速發(fā)展階段，專利申請數(shù)量開始逐漸增加，該產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較快，整體發(fā)展水平逐步提升；2009年至今，該產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到飛速發(fā)展階段，專利申請數(shù)量極具攀升，這表明純電動汽車領(lǐng)域已經(jīng)高速發(fā)展的階段.

隨著純電動汽車技術(shù)的不斷發(fā)展和市場競爭的需要，可以預(yù)見純電動汽車領(lǐng)域?qū)＠暾垖㈤L期保持較快的增長.（因發(fā)明專利審查程序要求發(fā)明專利申請18個(gè)月后才公開，所以圖1和表1中2014年的數(shù)據(jù)偏少，后文中涉及2014年數(shù)據(jù)的地方均是該情況，將不再逐一解釋）.

圖1 全球純電動汽車產(chǎn)業(yè)專利年度申請量發(fā)展趨勢圖

表1 全球純電動汽車產(chǎn)業(yè)專利年度申請數(shù)量表

2.1.2 全球純電動汽車產(chǎn)業(yè)主要專利技術(shù)發(fā)展趨勢分析

從圖2和表2可以看出，專利申請排名前5名涉及的技術(shù)與純電動汽車領(lǐng)域的重要技術(shù)相吻合.純電動汽車領(lǐng)域的一篇專利文獻(xiàn)中可能會同時(shí)涉及多項(xiàng)技術(shù)，其中X21A01F-動力系統(tǒng)技術(shù)是純電動汽車領(lǐng)域長期以來高度重視發(fā)展的技術(shù)，特別是2007年以來，動力系統(tǒng)技術(shù)的專利文獻(xiàn)增量明顯，表明在動力系統(tǒng)技術(shù)方面已取得突破性進(jìn)展，并成為純電動汽車領(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù).

X16G-電池充電器技術(shù)從1995-1998年發(fā)展過一段時(shí)間，從1999-2008年停滯發(fā)展較長時(shí)間，2009年后開始較快發(fā)展，但整體發(fā)展的前景和勁頭似乎不如其他技術(shù)領(lǐng)域，這可能是由于發(fā)展電池充電技術(shù)，特別是各種地面充電裝置的技術(shù)，需要政府政策和規(guī)劃的支持.從國外發(fā)展情況來看，即使是發(fā)達(dá)國家，他們的充電設(shè)施建設(shè)仍處于起步階段，但是目前各國政府已經(jīng)在研發(fā)投入、稅收政策、產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)等方面高度重視.從國內(nèi)發(fā)展情況來看，我國已經(jīng)投產(chǎn)了一定數(shù)量的可滿足多種充電方式需求的充電站與充電樁，南方電網(wǎng)公司、國家電網(wǎng)公司、中石化、普天海油、比亞迪等企業(yè)作為充電設(shè)施建設(shè)主要的參與者，已與地方政府簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，助推充電站建設(shè)快速發(fā)展.

X21B01A-動力蓄電池技術(shù)從2006年開始出現(xiàn)專利文獻(xiàn)以來，逐年保持著較快速率的增長，表明該領(lǐng)域正在成為重點(diǎn)發(fā)展的熱門技術(shù).比如在方法和系統(tǒng)領(lǐng)域，WO2009103490號專利文獻(xiàn)涉及一種電池管理系統(tǒng)；WO2009060156號專利文獻(xiàn)涉及一種電動汽車能源管理方法；WO2009098413號專利文獻(xiàn)涉及一種汽車電連接系統(tǒng)，尤其涉及電池與汽車尾部的電連接裝置.

T01J07D-控制系統(tǒng)和X21A07-電機(jī)技術(shù)均為本領(lǐng)域長年大力發(fā)展的技術(shù)，其中控制系統(tǒng)可能會成為未來重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)方向.比如在操作技術(shù)領(lǐng)域，WO2009125414號專利文獻(xiàn)涉及一種電動車耗空電池更換技術(shù)；WO2009116215號專利文獻(xiàn)涉及一種電動汽車驅(qū)動控制裝置和方法；WO2009115719號專利文獻(xiàn)涉及一種控制驅(qū)動單元的方法；WO2009115110號專利文獻(xiàn)涉及一種電動汽車的可調(diào)解巡航控制系統(tǒng).

圖2 世界純電動汽車產(chǎn)業(yè)主要專利技術(shù)發(fā)展趨勢圖

表2 世界純電動汽車產(chǎn)業(yè)主要專利技術(shù)發(fā)展趨勢表

2.2 國內(nèi)純電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)專利發(fā)展態(tài)勢分析

2.2.1 國內(nèi)純電動汽車產(chǎn)業(yè)專利發(fā)展趨勢分析

從圖3和表3可以看出，純電動汽車在中國的專利申請?jiān)缒陻?shù)量較少，但是2007年之后專利申請量增長呈現(xiàn)井噴式狀態(tài)，從2007年至2013年，在短短的7年時(shí)間內(nèi)，專利年申請量增長10倍以上，增長量非常驚人，表明近年國內(nèi)純電動汽車技術(shù)發(fā)展非常迅猛.

中國已經(jīng)連續(xù)5年成為全球最大的汽車生產(chǎn)國和第一大汽車市場.中國政府相繼推出一系列優(yōu)惠政策，作為汽車領(lǐng)域節(jié)能減排和治理大氣規(guī)劃的重要舉措，大力推廣新能源汽車，2015年中國已經(jīng)超過美國成為全球最大的新能源汽車生產(chǎn)國和最大的市場.但由于燃料電池汽車成本較高，目前我國主要對純電動汽車和插電式混合動力汽車進(jìn)行推廣，加大推進(jìn)商業(yè)化生產(chǎn)力度[4].

這幾年，通過實(shí)施863計(jì)劃，我國純電動汽車的研發(fā)能力提升很快，很多技術(shù)難題正在被有序解決，整車技術(shù)已能夠達(dá)到或非常接近國際水平，部分技術(shù)能夠達(dá)到國際先進(jìn)水平.比如雙CAN總線控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（如重慶長安申請的CN201010203521.9專利涉及兩條CAN網(wǎng)絡(luò)分別在充電模式和駕駛模式時(shí)起作用的技術(shù)），交流感應(yīng)電機(jī)（如電子科技大學(xué)申請的CN201210246108.X專利涉及一種在線容錯電動汽車交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)、深圳市陸地方舟電動車有限公司申請的CN201220252166.9專利涉及電動汽車交流感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)）；永磁電機(jī)的全數(shù)字四象限矢量控制技術(shù)（如奇瑞汽車公司申請的CN200610161474.X專利涉及一種基于DSP的混合動力汽車用電機(jī)控制器、東南大學(xué)申請的CN201410141190.9專利涉及采用占空比直接求解脈寬調(diào)制的M相永磁電機(jī)控制方法），分布式、網(wǎng)絡(luò)化電池管理系統(tǒng)（如北汽福田汽車股份有限公司申請的CN200810247392.6專利涉及基于分布式動力電池組的電動汽車動力系統(tǒng)及電動汽車技術(shù)、重慶長安汽車股份有限公司申請的CN201110263780.5專利涉及一種電動汽車分布式電池管理系統(tǒng)技術(shù)），以及智能化高壓電安全管理系統(tǒng)（如蘇州市京達(dá)環(huán)衛(wèi)設(shè)備有限公司申請的CN201410256640.9專利涉及一種純電動汽車的整車控制系統(tǒng)及其整車結(jié)構(gòu)）等，都是比較先進(jìn)的技術(shù).

圖3 國內(nèi)純電動汽車產(chǎn)業(yè)專利年度申請量發(fā)展趨勢圖

表3 國內(nèi)純電動汽車產(chǎn)業(yè)專利年度申請數(shù)量表

國內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域申請的專利數(shù)量較多，并且大多為近年申請，存在較長的保護(hù)期限，無疑大大增加新興企業(yè)進(jìn)入國內(nèi)純電動汽車市場的難度和風(fēng)險(xiǎn).

2.2.2 國內(nèi)純電動汽車產(chǎn)業(yè)主要專利技術(shù)發(fā)展趨勢分析

從圖4和表4可以看出，國內(nèi)純電動汽車領(lǐng)域中X21A01F-動力系統(tǒng)也是重點(diǎn)研制的方向，國內(nèi)在該領(lǐng)域的研制實(shí)力非常強(qiáng)勁.X21B01A-動力蓄電池和T01J07D-控制系統(tǒng)技術(shù)是近年來重點(diǎn)發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)，尤其是動力蓄電池技術(shù)的進(jìn)步代表著國內(nèi)純電動汽車技術(shù)的發(fā)展方向.值得一提的是，國內(nèi)的整車設(shè)計(jì)技術(shù)從2008年開始得到較快發(fā)展，這可能與國家近年大力推進(jìn)的節(jié)能減排和治理大氣等政策的促進(jìn)有關(guān).

在動力蓄電池技術(shù)方面（X21B01A），例如，CN200510087756.5專利涉及一種高倍率磷酸基鋰離子電池的制備方法及其制備的電池；CN200910138650.1專利涉及一種電動汽車用動力鋰電池采集系統(tǒng)以及采集控制方法；CN200820212427.8專利涉及一種動力電池組；CN200810217461.9專利涉及一種大容量高功率聚合物磷酸鐵鋰動力電池及其制備方法.

圖4 國內(nèi)純電動汽車產(chǎn)業(yè)主要專利技術(shù)發(fā)展趨勢圖

表4 國內(nèi)純電動汽車產(chǎn)業(yè)主要專利技術(shù)發(fā)展趨勢表

在控制系統(tǒng)方面（T01J07D），例如，CN200610157733.1專利涉及一種電動汽車能量回饋控制方法；CN200610078204.2專利涉及一種電動汽車能量采集系統(tǒng)和方法；CN200820082851.5專利涉及一種電池模塊充電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)；CN200410024374.3專利涉及一種電動汽車網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)和方法；CN200610157732.7專利涉及一種電動汽車爬坡狀態(tài)下電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)及控制方法.

在整車涉及方面（X11U02），例如，CN200610033399.9專利涉及一種超級電容器和利用它的電動車；CN20072004 0613.3專利涉及一種電動汽車，包括車身架、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)以及由傳動系統(tǒng)傳動的車輪；CN200820006147.1專利涉及一種純電動汽車，包括：汽車發(fā)電機(jī)、驅(qū)動蓄電池、驅(qū)動電機(jī)、離合器總成、變速總成、轉(zhuǎn)換器、中央控制器和其行走部分等；CN200820202912.7專利涉及一種電動汽車，包括電池系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和傳動驅(qū)動系統(tǒng).

3 研究結(jié)論

本文通過對比分析全球及我國純電動汽車產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的專利大數(shù)據(jù)，相關(guān)領(lǐng)域的專利申請數(shù)量基本都是2009年之后開始急劇增長，表明近年來國內(nèi)外的純電動汽車制造商和電器公司的技術(shù)競爭非常激烈，同時(shí)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展也特別快，進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域存在較高的專利風(fēng)險(xiǎn).

一方面，長期以來，中國普通汽車產(chǎn)業(yè)由于起步時(shí)間晚、技術(shù)基礎(chǔ)薄，在國際競爭中長期處于壓制狀態(tài).但在純電動汽車產(chǎn)業(yè)方面，由于世界還未完全形成某一國或某一個(gè)跨國企業(yè)獨(dú)大的壟斷局面，故可認(rèn)為目前全球各國基本處于同一起跑線，國際競爭正有序展開.因此，我國企業(yè)不必畏懼純電動汽車技術(shù)的復(fù)雜性和競爭對手的威脅，應(yīng)及早動手研發(fā)、籌劃和布局，充分利用知識產(chǎn)權(quán)規(guī)則，開展協(xié)同、合作研制，把握國家扶持純電動汽車戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的好時(shí)機(jī)，爭取快速發(fā)展.

另一方面，通過對純電動汽車專利大數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)、機(jī)構(gòu)和企業(yè)能夠明確當(dāng)前的技術(shù)熱點(diǎn)和專利空白點(diǎn)，有的放矢地開展規(guī)劃、布局和研發(fā)工作，從而節(jié)省研發(fā)成本，提高研發(fā)效率，及時(shí)搶占技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)制高點(diǎn).比如電池方面的鎳氫電池、鎳鎘電池、鈉硫電池技術(shù)，電機(jī)方面的三相逆變器、定速比減速器、電機(jī)驅(qū)動控制器技術(shù)，能量管理方面的低壓配電網(wǎng)路控制技術(shù)、高速CAN總線、車身低速總線控制系統(tǒng)、低阻力車身、輕型結(jié)構(gòu)車身技術(shù)等，都代表先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展方向，但是目前專利分布較少，新興企業(yè)選擇進(jìn)入這些領(lǐng)域完全有可能在較短時(shí)間內(nèi)取得較大技術(shù)突破和競爭優(yōu)勢，基本達(dá)到與國外優(yōu)秀企業(yè)相抗衡的水平.

最后，通過基于專利大數(shù)據(jù)對純電動汽車領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)突破、技術(shù)空白方面進(jìn)行詳細(xì)分析.需要強(qiáng)調(diào)的是，基于汽車產(chǎn)業(yè)本身的整體關(guān)聯(lián)性、純電動汽車的計(jì)算機(jī)操控復(fù)雜性，關(guān)鍵技術(shù)的突破不能立即推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)力度.只有以關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用、關(guān)鍵部件的量產(chǎn)為導(dǎo)向，配合傳統(tǒng)技術(shù)、傳統(tǒng)配件的全面發(fā)展，才能生產(chǎn)先進(jìn)的純電動汽車.同時(shí)，需要注意的是，純電動汽車技術(shù)的應(yīng)用、推廣是對整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈的重大變革，即使是發(fā)達(dá)國家也不可能在很短的時(shí)間內(nèi)完成，因此對于中國這樣的發(fā)展中國家而言，發(fā)展純電動汽車產(chǎn)業(yè)還有很長的路要走，同時(shí)也大有可為且為時(shí)不晚.