純電動(dòng)汽車技術(shù)專利競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析報(bào)告

1、純電動(dòng)汽車技術(shù)專利競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析報(bào)告首先從純電動(dòng)汽車技術(shù)的專利區(qū)域分布情況來(lái)看當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀。日本區(qū)域?qū)＠麛?shù)量領(lǐng)先于其他國(guó)家，數(shù)量上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。但值得注意的是，中國(guó)的專利數(shù)量排在日本之后，居于第二，甚至在數(shù)量上超過美國(guó)專利，而美國(guó)、德國(guó)和中國(guó)在純電動(dòng)汽車專利數(shù)量上差距并不明顯，可以說(shuō)不分伯仲。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于汽車技術(shù)領(lǐng)域數(shù)百萬(wàn)的專利數(shù)據(jù)而言，該領(lǐng)域的專利絕對(duì)數(shù)量較少，這主要是因?yàn)榧冸妱?dòng)汽車技術(shù)的大規(guī)模開發(fā)剛剛興起，技術(shù)發(fā)展還有廣闊的發(fā)展空間。結(jié)合趨勢(shì)圖（圖2）來(lái)看，可以看到，純電動(dòng)汽車專利大部分都是在90年代后申請(qǐng)的，之前專利數(shù)量不多，而日本專利自1993年數(shù)量開始大幅增加，并于1996年達(dá)

2、到頂峰，這表明在1993年前后，純電動(dòng)車技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突破，而從近年的情況來(lái)看，中國(guó)和美國(guó)專利數(shù)量開始增加，特別是中國(guó)，專利數(shù)量直線攀升，相比之下日本的專利數(shù)量已經(jīng)呈下降的趨勢(shì)，這表明純電動(dòng)汽車技術(shù)在中國(guó)和美國(guó)這兩個(gè)汽車最大的消費(fèi)市場(chǎng)的潛力開始顯現(xiàn)。從圖3、圖4可知，當(dāng)前純電動(dòng)技術(shù)主要技術(shù)手段為電源管理、電機(jī)控制、系統(tǒng)總成、電源類型、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)以及其他設(shè)備，其中電源管理占據(jù)了較大比重。而純電動(dòng)技術(shù)相關(guān)的功能效果主要集中在穩(wěn)定可靠、設(shè)計(jì)合理、安全性好、提高效率、節(jié)約能源、精度高、操作方便上，其中穩(wěn)定可靠和設(shè)計(jì)合理占了很大的比例。由此可見當(dāng)前純電動(dòng)汽車技術(shù)側(cè)重的是設(shè)計(jì)制造的合理、安全、可靠性，

3、而汽車各項(xiàng)性能指標(biāo)的專利不多，研發(fā)處于初級(jí)階段。再結(jié)合技術(shù)手段的趨勢(shì)圖（圖5），可以看到當(dāng)前電源管理的專利申請(qǐng)量近兩年上升勢(shì)頭強(qiáng)勁，是純電動(dòng)技術(shù)發(fā)展中的側(cè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)所在。通過上述排名與趨勢(shì)圖的分析，基本上對(duì)純電動(dòng)汽車的技術(shù)與功效的大致情況有了了解，下面進(jìn)一步通過技術(shù)-功效矩陣圖，進(jìn)行更加深入的探討。下圖中，橫軸表示各技術(shù)手段，縱軸表示各功能效果，交叉點(diǎn)數(shù)量表示該相應(yīng)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)該功能效果的專利數(shù)量，該技術(shù)點(diǎn)的專利越多，球形越大。下面是針對(duì)電源管理和電機(jī)控制這兩項(xiàng)技術(shù)所做的技術(shù)與功效的剖析。 圖7 技術(shù)手段第二層之電源管理圖8 電源管理下各技術(shù)手段的發(fā)展趨勢(shì)電源管理專利中數(shù)量最多的是電

4、池管理的專利，其次是充電控制的專利，ECU控制、SOC檢測(cè)、電源布置、能量回收、狀態(tài)監(jiān)測(cè)的專利也比較多，主要是電池的各種管理控制方法，由此可見，當(dāng)前純電動(dòng)汽車的核心技術(shù)在于電池的管理控制技術(shù)，同時(shí)可見，電池管理技術(shù)不僅是重點(diǎn)，而且是當(dāng)前研發(fā)的熱點(diǎn)。 圖9 技術(shù)手段第二層之電機(jī)控制電機(jī)控制專利中，數(shù)量最多的是電機(jī)控制器的專利，其次是轉(zhuǎn)矩控制的專利，再次是斬波器的專利，由此可見，專利主要集中在電機(jī)各種控制手段上，這主要是由于電機(jī)技術(shù)發(fā)展比較完善，新式電機(jī)數(shù)量不多，以完善控制手段提高電機(jī)性能的專利居多。以上方法還可以再繼續(xù)深入第三層，如果技術(shù)特別復(fù)雜，還可以有第四層甚至更多。通過這樣一層層

5、抽絲剝繭的分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)技術(shù)最為透徹的解析，全方位、最準(zhǔn)確的掌握技術(shù)的各個(gè)動(dòng)向。下面對(duì)純電動(dòng)技術(shù)方面的主要專利擁有者的情況進(jìn)行分析。主要專利擁有者一般是該行業(yè)的占據(jù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)，往往也是技術(shù)先行者以及其它企業(yè)的關(guān)注對(duì)象，對(duì)這些專利擁有者進(jìn)行分析，第一能夠使得企業(yè)了解其技術(shù)動(dòng)向，以便采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略；第二能夠了解最新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，預(yù)測(cè)今后的產(chǎn)品路線；第三能夠在企業(yè)設(shè)立項(xiàng)目、進(jìn)行技術(shù)研發(fā)時(shí)及時(shí)繞開專利雷區(qū)，規(guī)避專利風(fēng)險(xiǎn)。圖10 純電動(dòng)汽車相關(guān)專利申請(qǐng)排名前12位由圖10易見，純電動(dòng)汽車排名靠前都是跨國(guó)公司，TOYOTA公司排在首位，MITSUBISHI公司排在第二位，HONDA公司排名第三

6、，前十名中共有九家日本公司，占據(jù)著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。值得注意的是國(guó)內(nèi)的比亞迪排在第七位，眾所周知，生產(chǎn)電池是比亞迪早期的主要業(yè)務(wù)，進(jìn)入汽車領(lǐng)域也是近幾年的事情，作為中國(guó)新能源汽車企業(yè)的代表，進(jìn)入該榜單可見其技術(shù)研發(fā)的實(shí)力和強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。圖11 純電動(dòng)汽車相關(guān)專利主要申請(qǐng)人趨勢(shì)（1-5）由主要申請(qǐng)人的趨勢(shì)來(lái)看，最值得注意的是豐田公司。MITSUBISHI、HONDA、NISSAN、HITACHI這幾家公司雖然專利數(shù)量也較多，但其趨勢(shì)類似，基本較為穩(wěn)定，且近幾年來(lái)有下滑趨勢(shì)。而豐田公司雖然在1990年以前專利在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量不多，但1990年以后特別是2003年以后專利申請(qǐng)?jiān)黾臃浅Ｃ黠@，遠(yuǎn)

7、超過其它申請(qǐng)人，從趨勢(shì)圖中可以看到，其自03年之后專利數(shù)量一路飆升，幾乎呈直線趨勢(shì)。其中主要原因可以解讀為，一方面，由于純電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車之間有部分技術(shù)的重疊，因此豐田在其研制混合動(dòng)力汽車的時(shí)候，也已經(jīng)為進(jìn)一步的純電動(dòng)汽車打下了一定的基礎(chǔ)；另一方面，從豐田在該領(lǐng)域大量申請(qǐng)專利的動(dòng)作來(lái)看，很有可能已經(jīng)開始在純電動(dòng)汽車技術(shù)范疇內(nèi)進(jìn)行了專利布局，以期通過技術(shù)的壟斷獨(dú)占市場(chǎng)。這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)引起中國(guó)本土汽車企業(yè)的重視。圖12 純電動(dòng)汽車相關(guān)專利主要申請(qǐng)人趨勢(shì)（6-10）圖12中，最值得關(guān)注是國(guó)內(nèi)比亞迪公司的專利狀況。比亞迪公司以電池技術(shù)起家，能夠在純電動(dòng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地是可以預(yù)見的，但其勢(shì)頭之強(qiáng)勁，與

8、世界第一汽車零配件商電裝公司相比也不遑多讓，并超越了TOSHIBA、SUZUKI等日企，不得不讓人肅然起敬。從專利申請(qǐng)人的專利地域分布，可以了解其不同的地域性專利戰(zhàn)略和所側(cè)重的市場(chǎng)區(qū)域。下面是五個(gè)主要申請(qǐng)人的專利區(qū)域分布圖。 圖13 純電動(dòng)汽車專利前五位申請(qǐng)人專利布局五家公司在日本的專利申請(qǐng)都居首位，反應(yīng)了日本企業(yè)首先還是立足本國(guó)市場(chǎng)，對(duì)于海外市場(chǎng)的開拓，不同的公司策略是不同的，TOYOTA公司在全球范圍內(nèi)布局專利，并且其在世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織中的專利數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其它申請(qǐng)人，其專利布局范圍最廣，值得注意的是TOYOTA在中國(guó)申請(qǐng)的專利數(shù)量也是這五家公司中最多的；HONDA MOTOR公司

9、在美國(guó)申請(qǐng)的專利是這幾家公司中最多，相比其國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)量，其美國(guó)專利的比例較大，這表明HONDA十分重視美國(guó)市場(chǎng)；MITSUBISHI、NISSAN、HITACHI的專利布局比較類似，美國(guó)專利和歐洲專利申請(qǐng)的較多，這說(shuō)明這些公司目前關(guān)注的主要還是歐美市場(chǎng)。下面對(duì)豐田、三菱、本田以及國(guó)內(nèi)的比亞迪、清華、北理工、奇瑞這幾個(gè)主要申請(qǐng)人的技術(shù)熱點(diǎn)與空白點(diǎn)進(jìn)行剖析。先來(lái)看豐田公司在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域的技術(shù)手段與功能效果矩陣圖。圖14 純電動(dòng)汽車技術(shù)手段功能效果矩陣由上圖來(lái)看，TOYOTA專利主要集中在電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠，電源管理實(shí)現(xiàn)安全性好、精度高、設(shè)計(jì)合理、提高效率、穩(wěn)定可靠，電源類型實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理，系

10、統(tǒng)總成實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理等技術(shù)點(diǎn)上。圖15 純電動(dòng)汽車技術(shù)手段功能效果矩陣從上圖看，三菱在純電動(dòng)汽車技術(shù)方面的專利主要集中在電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)安全性好、設(shè)計(jì)合理、穩(wěn)定可靠，電源管理實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理，其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理，系統(tǒng)總成實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理、穩(wěn)定可靠等技術(shù)點(diǎn)上。圖16 純電動(dòng)汽車技術(shù)手段功能效果矩陣從本田公司的純電動(dòng)汽車功效手段矩陣圖來(lái)看，其專利集中在電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠，電源管理實(shí)現(xiàn)安全性好、精度高、設(shè)計(jì)合理、提高效率、穩(wěn)定可靠，電源類型實(shí)現(xiàn)安全性好、設(shè)計(jì)合理、穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)總成實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理幾個(gè)方面。國(guó)內(nèi)主要申請(qǐng)人來(lái)看，最主要的是比亞迪汽車、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)。比亞迪居世界第七，顯然十分值得重視。而清華

11、大學(xué)、北京理工大學(xué)作為國(guó)家863計(jì)劃的參與者與項(xiàng)目牽頭者，其所申請(qǐng)的專利一定程度上代表了國(guó)家所提倡的發(fā)展方向，具有較高的參考意義。圖17 純電動(dòng)汽車技術(shù)手段功能效果矩陣由上圖可見，目前比亞迪技術(shù)主要集中在傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理，電源管理實(shí)現(xiàn)安全性好、提高效率、穩(wěn)定可靠，其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠等技術(shù)點(diǎn)上。相比較而言，比亞迪的技術(shù)方向與本田更為接近，側(cè)重安全性能的提升。圖18 純電動(dòng)汽車技術(shù)手段功能效果矩陣目前清華大學(xué)技術(shù)主要集中在電池管理實(shí)現(xiàn)安全性好，電源類型實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)總成實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠幾個(gè)技術(shù)點(diǎn)上。其中實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)總成技術(shù)，是值得注意的亮點(diǎn)。圖19 純電動(dòng)汽車技術(shù)手段功能效果矩陣北京

12、理工大學(xué)在中國(guó)的專利申請(qǐng)集中在電池管理實(shí)現(xiàn)安全性好、操作方便，系統(tǒng)總成實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠等技術(shù)點(diǎn)上?；九c前述申請(qǐng)人的專利相似。通過以上對(duì)各主要申請(qǐng)人的技術(shù)熱點(diǎn)和空白點(diǎn)的分析，可以看到不同申請(qǐng)人各自的技術(shù)特點(diǎn)。其中豐田占據(jù)了純電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，電源管理和電機(jī)控制是其最為突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；三菱在電機(jī)控制方面的專利數(shù)量甚至超過了豐田，這是其主要的優(yōu)勢(shì)技術(shù)；與豐田、三菱不同，本田的技術(shù)手段所實(shí)現(xiàn)的主要功能是提升安全性能，這給其他企業(yè)帶來(lái)了新的技術(shù)研發(fā)思路。從國(guó)內(nèi)主要申請(qǐng)人的情況來(lái)看，比亞迪的技術(shù)方向與本田比較接近，側(cè)重安全性能的提升；清華大學(xué)所申請(qǐng)的專利中，穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)總成技術(shù)是值得注意的一個(gè)亮

13、點(diǎn)；而北京理工大學(xué)的技術(shù)分布相對(duì)較為平均。參考這些申請(qǐng)人的各自的專利分布與發(fā)展趨勢(shì)，能夠讓企業(yè)在決定自身技術(shù)發(fā)展與專利戰(zhàn)略時(shí)，具有更科學(xué)的判斷依據(jù)。從上圖可以更加直觀的看到，純電動(dòng)汽車的技術(shù)手段主要集中在電源管理、電機(jī)控制、系統(tǒng)總成和電源類型中，功能效果集中在、穩(wěn)定可靠、設(shè)計(jì)合理和安全性這些方面。其中，目前側(cè)重的研究方向，電源管理和電源類型主要在于提高穩(wěn)定性可靠性、整體設(shè)計(jì)的合理性，以及電源的安全性方面；電機(jī)控制主要側(cè)重于穩(wěn)定可靠，而系統(tǒng)總成技術(shù)則較為注重整體設(shè)計(jì)合理性。這些都是當(dāng)前研究的重點(diǎn)熱點(diǎn)，亦是企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)關(guān)注的點(diǎn)。同時(shí)，這張圖還反映出當(dāng)前技術(shù)的薄弱點(diǎn)與空白點(diǎn)。如輕量化、使用壽命等方面

14、也是純電動(dòng)汽車技術(shù)中需要解決的問題。而從當(dāng)前的專利技術(shù)分布來(lái)看，這方面的技術(shù)發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。同時(shí)，純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)方面都沒有大的突破，對(duì)于研發(fā)實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)，可以考慮從這些技術(shù)的薄弱點(diǎn)與空白點(diǎn)入手，在這些方面取得在純點(diǎn)的領(lǐng)域的基礎(chǔ)專利。對(duì)于以上所分析的技術(shù)，還可以更進(jìn)一步，進(jìn)行更加深入的分析。下面是針對(duì)電源管理和電機(jī)控制這兩項(xiàng)技術(shù)所做的技術(shù)與功效的剖析。以上是純電動(dòng)汽車的主要技術(shù)及申請(qǐng)人的情況，除此之外還可以通過引證分析與同族專利的分析，來(lái)確定該技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)技術(shù)，并可以通過進(jìn)一步的分析，確定該重點(diǎn)技術(shù)的是否可以為企業(yè)所用?？萍嘉墨I(xiàn)中經(jīng)常出現(xiàn)引用其他文獻(xiàn)的情況，專利引證與之相似，

15、是指在一件專利中引用其他專利的情況，一般說(shuō)來(lái)，被引用的專利多是基礎(chǔ)專利，一條專利被引用的次數(shù)越多，專利越重要。而同族專利是指具有共同優(yōu)先權(quán)的由不同國(guó)家或國(guó)際專利組織多次申請(qǐng)、多次公布或批準(zhǔn)的內(nèi)容相同或基本相同的一組專利文獻(xiàn)。一般是申請(qǐng)人根據(jù)自身需要所進(jìn)行的專利布局所形成的?？梢哉f(shuō)，專利引證是他人對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的重視程度，同族專利是申請(qǐng)者自身對(duì)技術(shù)的重視程度。顯而易見，若一項(xiàng)技術(shù)具有相當(dāng)?shù)闹匾?，則其被引證次數(shù)和同族專利數(shù)都是較為可觀的。以一項(xiàng)名為“Battery Charging And Transfer System For Electrically Powered Vehicles”的專利為例

16、，該專利的專利號(hào)為US5951229，屬于純電動(dòng)技術(shù)中的電源管理技術(shù)方面。其被引證次數(shù)達(dá)到36次，亦即有36篇專利文獻(xiàn)是以該技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行的（具體見表格1）。圖20則是該項(xiàng)專利技術(shù)的同族專利示意圖，可以看到，其同族專利的數(shù)量也非常多。圖20 US5951229同族專利示意圖顯然，從圖中不僅可以看到該項(xiàng)專利的同族數(shù)量，同時(shí)也可以明確其區(qū)域分布。上述專利已經(jīng)基本覆蓋了世界上所有主要的國(guó)家與區(qū)域，再次證明該項(xiàng)技術(shù)的重要性。若一項(xiàng)技術(shù)的同族專利分析中，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)尚無(wú)中國(guó)同族，則企業(yè)即可考慮其是否已經(jīng)過了優(yōu)先權(quán)期限，要是答案肯定的話，相關(guān)企業(yè)可在中國(guó)大膽的使用這項(xiàng)技術(shù)。而對(duì)于上述US5951229這項(xiàng)專利，若企業(yè)想采用其技術(shù)的話，則就可以通過找到同族專利的申請(qǐng)人