電動汽車無線充電專利技術分析

摘 要：【目的】無線充電是電動汽車行業發展的核心基礎，對電動汽車無線充電專利技術的申請趨勢、技術發展脈絡進行剖析，以期掌握電動汽車無線充電專利技術的發展態勢?！痉椒ā客ㄟ^專利分析，重點研究電動汽車無線充電專利申請的變化趨勢、申請人區域分布、申請人排名、專利申請的技術構成等?！窘Y果】在電動汽車無線充電技術領域，日本和韓國企業占據主導地位。其中，日本豐田、韓國現代的專利申請量具有領先優勢?！窘Y論】我國在電動汽車無線充電技術領域起步雖晚，但發展較快，涌現了國家電網、中興新能源汽車等優勢企業，但整體上專利技術缺乏核心競爭力，且面臨較強的專利壁壘。

關鍵詞：電動汽車；無線充電；專利分析；發展態勢

中圖分類號：U469.72" " " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1003-5168（2024）13-0126-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.13.026

Patent Technology Analysis of Wireless Charging for Electric Vehicles

LIU Hongyan YAO Riying WANG Guibin

（Patent Examination Cooperation（Jiangsu） Center of the Patent Office， CNIPA， Suzhou 215011， China）

Abstract： [Purposes] Wireless charging is the core foundation of the development of the electric vehicle industry. This article analyzes the application trends and technological development veins of wireless charging patent technology for electric vehicles， in order to grasp development status of wireless charging patent technology for electric vehicles.[Methods] Through patent analysis， electric vehicle wireless charging patent application changing trends， applicant area distributions， applicant rankings， and technical make-up of patent applications were intensively studied.[Findings] In the field of wireless charging technology for electric vehicles， companies from Japan and the republic of Korea dominate， while Toyota from Japan and Hyundai from the republic of Korea have absolute advantages in patent applications.[Conclusions] Although wireless charging technology for electric vehicles started late in China， it has developed rapidly， with the emergence of advantageous enterprises such as State Grid and ZTE New Energy Vehicles. However， overall， patent technology lacks core competitiveness and faces strong patent barriers.

Keywords： electric vehicle; wireless charging; patent analysis; development status

0 引言

近年來，電動汽車無線充電技術取得快速發展，有望成為電動汽車充電技術的發展方向［1-3］。隨著電動汽車無線充電技術［4-5］的發展，特斯拉、沃爾沃、豐田、寶馬、奧迪等公司開始加大無線充電技術的研發投入，WiTricity與豐田、西門子與寶馬等也展開了合作。國內公司比亞迪在無線充電技術方面也取得了一定進展，其推出的“DiLink”無線充電系統，提高了充電效率［6］。本研究認為有必要對電動汽車無線充電技術的專利技術進行分析，以期對國內相關企業及科研院所有一定的啟發和借鑒。

本研究以Himmpat等數據庫中截至2023年6月30日已經收錄的公開專利數據為基礎，經檢索、導出數據并標引去除明顯的噪聲，得到電動汽車無線充電專利申請全球總申請量為6 222件。根據上述專利數據庫的相關統計數據，對電動汽車無線充電的專利申請情況以及技術發展進行分析。

1 全球專利申請趨勢分析

電動汽車無線充電技術的全球專利申請趨勢如圖1所示，其發展可分為萌芽期、增長期和成熟期3個階段。

第一階段（2008年以前）為萌芽期：該時期全球專利申請量每年只有數件，且主要集中于歐美，此時正處于摸索研究階段。這個時期的專利主要涉及汽車的無線充電裝置和充電系統，美、日、韓在國內外均投入了研發和生產，在專利申請上處于領先地位，提前開始了電動汽車無線充電的專利申請和布局。

第二階段（2008—2018年）為增長期：該時期應用無線充電技術的便攜式設備、電動汽車等迎來了發展熱潮，采用無線充電技術的電動汽車專利申請量具有平穩增長的趨勢。隨著知識產權制度在中國的不斷深入推廣和普及，企業對創新的保護意識不斷加強，中國企業開始有意識地進行專利申請和布局，帶來了電動汽車無線充電專利申請量在全球的增長。

第三階段（2019年至今）為成熟期：2019年以后，無線充電技術專利申請量沒有明顯增加，全球申請量有所下滑。造成申請量出現峰值后下降的原因可能包括以下幾點：一方面，電動汽車無線充電技術已經成熟，許多企業減少了無線充電技術的研發投入，更注重對專利成果進行轉化和應用；另一方面，2019年開始，我國開始更加重視專利申請的質量和價值，更多企業開始關注高質量專利的申請和布局，這在一定程度上導致了無線充電領域專利申請量減少。

2 全球專利申請情況分析

2.1 全球專利申請區域分布

2.1.1 主要目的地國家/地區。電動汽車無線充電技術專利申請的主要目的地包括歐洲專利局（EPO）、中國國家知識產權局（CNIPA）、美國專利商標局（USPTO）、日本特許廳（JPO）、韓國知識產權局（KIPO）等。其中，CNIPA、USPTO、JPO和KIPO占比分別為49.78%、11.91%、8.65%、9.89%，電動汽車無線充電專利申請的主要目的地為中國、美國、日本、韓國。

2.1.2 主要來源國家/地區。從電動汽車無線充電全球專利申請來看，來自中國的申請排名第一，排名第二至第四位的國家為韓國、日本和美國。中國、韓國、日本、美國占比分別為64.57%、10.47%、10.10% 和8.15%，是專利申請的主要來源區域。

2.2 全球專利流向分析

2.2.1 主要國家/地區的專利目的地流向。主要國家/地區的專利目的地流向分布如圖2所示。從主要申請國家和地區來分析，美國申請人除了在美國本土提交申請外，還在日本、德國、中國、歐洲以及國際局提交了申請。說明美國企業除了在本土進行專利申請，也注重在亞洲和歐洲進行專利布局。而在亞洲，日本申請人除了重視在本國的申請，也在中國、美國和歐洲等地進行了專利申請；韓國除了重視在本國的申請，也在中國和美國進行了較多數量的專利申請。日本和韓國申請人在美國的專利申請要多于在中國的專利申請。而中國申請人的專利數量雖然體量最大，但大多是在國內提交的，在其他國家提交的申請量較少。德國申請人除了在本國進行專利申請外，在美國、歐洲以及中國也提交了一定數量的專利申請。此外，對比分析美國申請人、日本申請人和中國申請人的主要目標市場，可以看到在電動汽車無線充電的技術領域，中國申請人的主要目標市場是中國國內，占據全球所有市場的94.5%，其海外市場占全球所有市場的5.5%；而美國申請人海外市場占全球所有市場的78.54%，其國內市場為21.46%；日本申請人海外市場占全球所有市場的60.45%，其國內市場為39.55%；韓國申請人海外市場占全球所有市場的60.78%，其國內市場為29.22%?？梢姡袊暾埲酥饕性趪鴥壬暾垖＠?，而美國、日本和韓國申請人在國內布局專利的同時也注重在國外市場的專利布局。

2.2.2 主要國家/地區/區域性組織專利總體申請趨勢。從圖3可以看出，在專利申請量變化趨勢中，2008年以前，世界各國的電動汽車無線充電專利申請量處于較低水平。我國從2010年開始出現明顯的增長，2016—2018年更是出現了快速增長，增幅遠超其他國家。可能是由于我國大力發展電動汽車行業，并且鼓勵國內企業發明創新，為國內企業提供了較好的專利扶持政策，從而使國內企業開始勇敢創新并積極申請專利。同時由于近年來我國電動汽車行業蓬勃發展，其他國家也比較關注我國國內市場，紛紛在我國加強了專利布局。從變化情況來看，美國的專利申請量于2010年開始增加，之后處于一個較為穩定的水平；日本和韓國分別在2012年和2014年達到增長極值，之后專利申請趨勢開始減緩。

2.3 全球專利申請人排名分析

圖4是全球專利申請量排名前十的申請人專利申請情況。日本豐田排名第一，韓國現代排名第二，中國國家電網排名第三，其余排名前十的申請人依次為中國中興新能源汽車、美國高通、韓國起亞、日本福特、美國WiTricity、中國中惠創智無線供電以及比亞迪。

排名第一的豐田集團是世界領先的汽車生產供應商，其研發的充電系統包括通過磁共振方式，利用設置在地面的線圈（輸出端）與設置在汽車上的線圈（接收端）這兩組線圈之間產生的磁共振傳輸電力。該方式能夠減少電力輸出線圈和電力接收線圈之間的因位置偏移、高低差引起的電力傳輸效率降低的問題。排名第二的是韓國現代汽車公司，2020年現代汽車銷量排名世界第四位，共售出車輛652萬臺。排名第三的是中國國家電網有限公司，國家電網受益于長期穩定的高水平研發投入，表現出極強的技術創新能力。國家電網的電動汽車無線充電、電動汽車V2G充電樁等一批國家電網“暖科技”已經開始出現在一些城市。國家電網緊跟創新發展步伐，積極整合最優勢科研力量，共同圍繞能源互聯網、電動汽車無線充電、低壓直流及可充可放技術（V2G）等課題開展深入研究，并與東南大學、中興通訊等進行研發合作，取得了喜人成果。高通和WiTricity是美國電動汽車無線充電技術的代表性企業，其中，高通是電動汽車無線充電技術的領先廠家，并收購了無線充電公司Halo。

3 結論

無線充電技術的研究主要集中在美國、日本、韓國，高通（Qualcomm）、WiTricity、豐田、福特、比亞迪、寶馬等企業非常重視無線充電技術的研發和專利布局。相比于充電樁和換電站方式存在的局限性，無線充電技術具有更加便捷、安全、占用土地資源少等優點，代表著電動汽車充電技術的發展方向。近年來，國內企業也非常重視無線充電技術，電動汽車的無線充電技術具有巨大的發展空間。

電動汽車因節能減排的優點受到各國青睞，建議國內公司對電動汽車無線充電技術領域加大科研投入，鼓勵電動汽車無線充電技術高價值專利的申請，并進行高質量專利布局，增強自主產權意識。同時建議企業在保護知識產權的同時提升電源芯片、磁性材料、傳輸線圈以及模組制造等產業鏈市場的占有率。

參考文獻：

［1］國務院辦公廳. 國務院辦公廳印發《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》［EB/OL］.（2020-11-02）［2023-11-08］.https：//www.gov.cn/xinwen/2020-11/02/content_5556762.htm.

［2］齊麗媛，熊江，王瑞，等.電動汽車無線充電研究進展［J］. 電池工業，2021（1）：46-49.

［3］余金永， 段佳鋼. 電動汽車無線充電技術的研究與應用［J］. 時代汽車，2022（1）：125-126.

［4］王振亞，王學梅，張波，等.電動汽車無線充電技術的研究進展［J］.電源學報，2014，12（3）：27-32.

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［6］謝倩媛， 徐倩. 電動汽車充電技術及應用研究［J］.通信電源技術，2019（10）：150-151.