基于專利分析方法的電動汽車技術(shù)發(fā)展研究

1、基于專利分析方法的電動汽車技術(shù)發(fā)展研究摘要隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源和環(huán)境問題日益突出，節(jié)約能源、保護環(huán)境已成為世界各國共同面臨的重大挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)適合我國國情的電動汽車產(chǎn)品具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義。目前在國家新能源政策的大力推動下，許多汽車企業(yè)陸續(xù)開發(fā)出一些新能源電動汽車，但國內(nèi)產(chǎn)品與國外同類型、同級別的電動汽車相比，在動力性、經(jīng)濟性、安全性等方面仍存在較大差距。如何快速學(xué)習(xí)國外先進的低能耗、高安全新能源電動汽車設(shè)計理念，如何有效的測試和評價國內(nèi)外新能源電動汽車，并掌握這些關(guān)鍵技術(shù)將成為企業(yè)研究重點。因此學(xué)習(xí)新能源電動汽車的基本原理、發(fā)展趨勢、關(guān)鍵技術(shù)，利用專利分析國外的整車技術(shù)和關(guān)鍵總

2、成水平以及利用測試評價技術(shù)對國內(nèi)外先進的樣車進行試驗研究對比分析，是了解和掌握新能源電動汽車核心技術(shù)的重要手段。 以專利分析為基本方法從電動汽車領(lǐng)域的相關(guān)專利文獻中攫取競爭情報。首先利用專利引證分析方法確定該領(lǐng)域的強勢競爭對手及核心技術(shù)要素，并選取本領(lǐng)域核心專利研究其外圍技術(shù)分布情況，揭示關(guān)鍵技術(shù)的基本變遷歷程；隨后以代表性汽車廠商為例，重點分析國外競爭對手在我國的專利布局，為國內(nèi)汽車企業(yè)在混合動力技術(shù)上的發(fā)展策略提供線索。關(guān)鍵詞：專利地圖 電動汽車 專利分析abstractwith the rapid development of the global economy, energy and

3、 environmental issues have become increasingly prominent, energy conservation, environmental protection has become a major challenge facing all countries in the world. therefore, the development of electric vehicle products suitable for china has important strategic and practical significance. at pr

4、esent, the energetic efforts of the countrys new energy policy, many car companies have developed a number of new energy electric vehicles, but the same type of domestic and foreign products, compared with the level of electric vehicles, in power, economy, security, etc. there is still a wide gap. h

5、ow to quickly learn advanced low-power, high-security new energy electric vehicle design, testing and evaluation of how effective the new energy electric vehicles at home and abroad, and mastery of these key technologies will become the focus of research.so learn the basic principles of the new ener

6、gy electric vehicles, trends, key technologies, the use of patent analysis and key assembly level vehicle technology and the use of foreign technology testing and evaluation of advanced prototype vehicle pilot study comparative analysis is to understand and an important means to acquire new energy e

7、lectric vehicles core technology. analysis of the basic method patent grab competitive intelligence from the relevant patent documents in the field of electric vehicles. first, the use of patent citation analysis to determine the technical elements and core strong competitor in the field, and select

8、 the art patented core technology to study its peripheral distribution, revealing fundamental changes in the course of key technologies; followed by a representative automobile manufacturers, for example, focuses on foreign competitors in our patent portfolio, as domestic car companies provide clues

9、 in hybrid technology development strategy.keywords: patent analysis patent map electric vehicles目錄1. 引言11.1研究背景與研究意義11.2研究方法12.相關(guān)文獻綜述22.1電動汽車技術(shù)綜述212電動汽車技術(shù)發(fā)展趨勢研究方法綜述23.電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀63.1電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀63.1.1國外63.1.2國內(nèi)63.2電動汽車核心技術(shù)領(lǐng)域分析73.2.1電池技術(shù)73.2.3電動汽車能量管理系統(tǒng)84. 基于專利分析工具的電動汽車技術(shù)發(fā)展分析84.1純電動汽車技術(shù)專利區(qū)域分布分析84.2純電

10、動汽車關(guān)鍵技術(shù)專利分布分析104.3電源管理和電機控制技術(shù)與功效剖析124.4純電動技術(shù)方面的主要專利擁有者分析155. 新型純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)分析215.1輪轂電機技術(shù)215.2再生制動技術(shù)225.3超級電容及其應(yīng)用236.未來技術(shù)發(fā)展趨勢及相關(guān)借鑒246.1產(chǎn)品技術(shù)將不斷創(chuàng)新246.2渠道整合256.3進軍農(nóng)村市場256.4打造優(yōu)勢品牌，贏家通吃26參考文獻27致謝281. 引言1.1研究背景與研究意義傳統(tǒng)汽車排放的尾氣所帶來的全球能源危機和環(huán)境污染問題日益嚴重，發(fā)展新能源汽車尤其是電動汽車已經(jīng)受到各國的關(guān)注，成為擺脫汽車行業(yè)困境的重要的途徑。電動汽車作為新世紀的代步工具，具有很多的有點。

11、如節(jié)能減排，可以降低人們對化石能源的依賴性。因此，電動汽車受到各國政府的青睞，各國政府都有意推動電動汽車的發(fā)展。新的產(chǎn)業(yè)醞釀著新的商機，如何快準恨的搶占商機是每個企業(yè)亟待解決的問題。很多企業(yè)知道利用專利維護自己的知識產(chǎn)權(quán)，但是他們忽略了利用專利來挖掘更多深層次的技術(shù)，這項技術(shù)成為專利分析技術(shù)。如今，各個企業(yè)都在利用專利分析法來了解競爭對手的技術(shù)發(fā)展。通過專利分析促進企業(yè)對本行業(yè)發(fā)展趨勢和競爭態(tài)勢的了解，深層次挖掘?qū)＠墨I的戰(zhàn)略信息，促進自身技術(shù)進步，研究、制定和實施適合自身發(fā)展需要的戰(zhàn)略措施。本文基于專利分析法來分析電動汽車領(lǐng)域，通過本文基于專利分析法來分析電動汽車領(lǐng)域，利用繪圖工具對大量的電

12、動汽車專利信息進行詳盡的分析。綜合每一個單一的情報，觀察和研究其變化過程，從中挖掘和發(fā)現(xiàn)具有完全不同含義的數(shù)據(jù)信息。就像在深山中行走需要一個向?qū)б粯?，通過理論分析和靈活的應(yīng)用挖掘的信息，將各種復(fù)雜的專利情報運用適當?shù)膱D標呈現(xiàn)出來，抽取其中相互關(guān)聯(lián)的地方，使得復(fù)雜的專利情報信息利于人們理解，這樣也能料及競爭對手技術(shù)和專利技術(shù)立場，從而制定自己的發(fā)展路線，為企業(yè)以后的戰(zhàn)略提供參考。1.2研究方法在專利文獻數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，從總體層面和公司層面對電動汽車領(lǐng)域進行研究，以期從專利技術(shù)成果這一客觀角度評價我國現(xiàn)在電動汽車領(lǐng)域的技術(shù)在世界舞臺的發(fā)展水平，總結(jié)出我國電動汽車行業(yè)應(yīng)該堅持自主創(chuàng)新和堅持體制改革的路

13、線，希望可以幫助我國電動汽車技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域指導(dǎo)研究方向，并為我國電動汽車企業(yè)制定戰(zhàn)略提供輔助支持。 2.相關(guān)文獻綜述2.1電動汽車技術(shù)綜述電動汽車技術(shù)已經(jīng)成為世界各國爭相研究和開發(fā)的技術(shù)。目前發(fā)達國家在電動汽車領(lǐng)域已經(jīng)卓有成就，相繼研發(fā)出多種電動車型。如美國通用汽車公司，加拿大巴萊特動力系統(tǒng)公司，日本豐田和本田汽車公司都已經(jīng)研發(fā)出成熟的車型。我國也意識這項技術(shù)的重要性，在“八五”“九五”以及“863”計劃中將電動汽車研發(fā)列為重點研發(fā)項目，并在“十五”期間提出電動汽車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺的工作重點。最近幾年，高校、科研機構(gòu)以及企業(yè)不斷突破技術(shù)難關(guān)，國家建立電動汽車試驗示范區(qū)，我國在電動汽車領(lǐng)域已經(jīng)取得驕

14、人的成績，各項技術(shù)指標慢慢靠近發(fā)達國家水平。在2008年北京奧運會上，由北京理工大學(xué)、京華客車等合作研發(fā)純電動客車和由清華大學(xué)、北汽福田等合作研發(fā)燃料電池客車圓滿完成了運輸任務(wù)，這充分向外國友人證明我國純電動汽車的技術(shù)先進水平?？萍疾繝款^制定的電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃（草案）提出了“戰(zhàn)略引領(lǐng)、科技支撐、重點突破、細條發(fā)展”戰(zhàn)略方針，要求加強自主創(chuàng)新意識，擴大開放合作，加快將我國轉(zhuǎn)變成汽車大國。雖然我國電動汽車行業(yè)取得比較大的進步，但是我國電動汽車行業(yè)尚未掌握核心技術(shù)，與發(fā)達國家之間任然存在不小的差距。考慮到電動汽車對于未來中國發(fā)展至關(guān)重要，研究電動汽車發(fā)展趨勢，對比發(fā)達國家發(fā)展情況，

15、準確評價目前中國電動汽車發(fā)展水平和整體實力，這點至關(guān)重要。12電動汽車技術(shù)發(fā)展趨勢研究方法綜述在汽車研究者和機構(gòu)不努力研究下，近年來，中國對于電動汽車行業(yè)發(fā)展趨勢和戰(zhàn)略規(guī)劃的研究不斷增加，這加速了我國電動汽車產(chǎn)業(yè)進步的步伐。具體研究成果如下表1-1。表1-1 中國電動汽車研究成果研究人員所在機構(gòu)研究人員姓名研究成果上海交通大學(xué)田玉東中國電動汽車未來發(fā)展趨勢分析西安交通大學(xué)電動車研究開發(fā)中心曹秉剛國內(nèi)外電動汽車關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)水平比較分析西安交通大學(xué)電動車研究開發(fā)中心h魯棒控制方法在電動汽車驅(qū)動、再生制動控制和運動控制系統(tǒng)上的應(yīng)用研究清華大學(xué)王瑛電動汽車微型化、低性能發(fā)展和探討了微型電動汽

16、車的可行性武漢理工大學(xué)張國方利用層次分析法對我國電動汽車競爭力建立了分析模型上汽集團股份有限公司商用車技術(shù)中心張翔電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車的專利數(shù)量分布，各國新能源汽車專利數(shù)量分布以及國外汽車企業(yè)的新能源汽車專利數(shù)量分布3.電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀3.1電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀電動汽車從動力技術(shù)上來講主要包括混合動力汽車、燃料電池汽車和純電動汽車。近年來，隨著環(huán)境污染和能源危機的加劇，世界各國電動汽車的研發(fā)方興未艾。在電動汽車研發(fā)布局中，出現(xiàn)了純電動車和燃料電池車、混合動力車“三駕馬車”并行齊驅(qū)的局面，電動汽車正在朝產(chǎn)業(yè)化方向一步步邁進。3.1.1國外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀美國政府至今已出資

17、數(shù)百億美元支持汽車廠商和相關(guān)廠商進行電動汽車技術(shù)的開發(fā)研究。美國三大汽車公司1991年聯(lián)合成立了美國先進電池聯(lián)合體，投入了415億美元，其中政府撥款2125億美元，共同開發(fā)鎳鎘、鎳氫、鋅空氣電池、燃科電池等各種高性能蓄電池。日、法、德等國各大公司也投入巨資研究開發(fā)高性能電池。3.1.2國內(nèi)電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀我國電動汽車的研發(fā)與國外在技術(shù)水平與產(chǎn)業(yè)化方面差距較小?！笆濉逼陂g，在國家863計劃電動汽車重大專項連續(xù)兩期的滾動支持下，我國在純電動汽車的核心部件研發(fā)、總成集成以及整車系統(tǒng)設(shè)計上實現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新和跨越。自主研發(fā)的55輛純電動鏗電池汽車、25輛混合動力客車、75輛混合動力轎車、20輛燃料電池轎

18、車，以及41輛純電動場地車等各種新能源汽車。中國汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃正式發(fā)布，規(guī)劃中稱，將實施新能源汽車戰(zhàn)略。規(guī)劃中稱，推動純電動汽車、充電式混合動力汽車及其關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化。掌握新能源汽車的專用發(fā)動機和動力模塊（電機、電池及管理系統(tǒng)等）的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、規(guī)模生產(chǎn)工藝和成本控制技術(shù)。建立動力模塊生產(chǎn)體系，形成10億安時（ah）車用高性能單體動力電池生產(chǎn)能力。發(fā)展普通型混合動力汽車和新燃料汽車專用部件。另外，啟動國家節(jié)能和新能源汽車示范工程，由中央財政安排資金給予補貼，支持大中城市示范推廣混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車等節(jié)能和新能源汽車。此外，我國是永磁同步電機中永磁材料稀土資源的大國

19、，稀土儲量世界第一將有利于未來降低電動汽車的制造成本?；旌蟿恿﹄妱榆囀俏覈壳翱梢孕∨可a(chǎn)、替代燃油汽車、減少廢氣排放的較現(xiàn)實的電動車。混合動力電動車的發(fā)展也依賴于動力電池的發(fā)展，在未來10年，混合式電動車在其特定市場范圍內(nèi)的商業(yè)化生產(chǎn)將持續(xù)增長，增長速度取決于價格因素?？傊?，從長遠發(fā)展趨勢來看，我國混合動力電動車將有長遠的市場前景，不過，純電動汽車和燃料電池汽車在產(chǎn)業(yè)化上的優(yōu)勢可能會更大。3.2電動汽車核心技術(shù)領(lǐng)域分析 發(fā)展電動汽車必須解決好3個方面的關(guān)鍵技術(shù)：電池技術(shù)、驅(qū)動電機及其控制器、能量管理技術(shù)。3.2.1電池技術(shù)電池是電動汽車的動力源，是能量的存貯裝置。因此在電動汽車上，電池系統(tǒng)

20、是其關(guān)鍵核心部分。特別是在純電動汽車上，蓄電池作為其唯一的動力源，所以更加重要。目前，電動汽車使用的動力電池可以分為化學(xué)電池、物理電池和生物電池三大類?；瘜W(xué)電池是利用物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的電池，按其工作性質(zhì)分為原電池、蓄電池、燃料電池和儲備電池。物理電池是利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電的電池。如太陽能電池、超級電容器、飛輪電池等。生物電池是利用生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的電池。如微生物電池、酶電池、生物太陽電池等。目前已經(jīng)掌握成熟技術(shù)的動力蓄電池主要分為：鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。在物理電池研究領(lǐng)域中，超級電容器已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注。在生物燃料電池研究領(lǐng)域，一氫和氧化物為燃料的電池的研

21、發(fā)已經(jīng)邁入重要的發(fā)展階段。電池作為電動汽車的儲能動力源，在電動汽車上發(fā)揮著非常重要的作用，要評定電池的實際效應(yīng)，主要看電池的性能指標。電池的性能指標主要有電壓、容量、內(nèi)阻、能量功率、輸出功率、自放電率、使用壽命等。目前電動汽車對動力電池的要求主要有比能量高、比功率大、充放電效率高、相對穩(wěn)定性好、使用成本低、安全性好等。3.2.3電動汽車能量管理系統(tǒng)定義：對電動汽車動力系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換裝置的工作能量進行協(xié)調(diào)、分配和控制的軟、硬件系統(tǒng)。能源管理系統(tǒng)的硬件由一系列傳感器、控制單元ecu和執(zhí)行元件等組成，軟件系統(tǒng)的功能主要是對傳感器的信號進行分析處理，對能源轉(zhuǎn)換裝置的工作能量進行優(yōu)化分析，并向執(zhí)行元件發(fā)出

22、指令。因此，可以說電動汽車能源管理系統(tǒng)的功用是在滿足汽車基本技術(shù)性能(如動力性、駕駛平穩(wěn)性等)和成本等要求的前提下，根據(jù)各部件的特性及汽車的運行工況，實現(xiàn)能量在能源轉(zhuǎn)換裝置(如發(fā)動機、電動機、儲能裝置、功率變換模塊、動力傳遞裝置、發(fā)電機和燃料電池等)之間按最佳路線流動、使整車的能源利用效率達到最高。4. 基于專利分析工具的電動汽車技術(shù)發(fā)展分析4.1純電動汽車技術(shù)專利區(qū)域分布分析 首先從純電動汽車技術(shù)的專利區(qū)域分布情況來看當前的發(fā)展現(xiàn)狀。日本區(qū)域?qū)＠麛?shù)量領(lǐng)先于其他國家，數(shù)量上占據(jù)絕對優(yōu)勢。但值得注意的是，中國的專利數(shù)量排在日本之后，居于第二，甚至在數(shù)量上超過美國專利，而美國、德國和中國在純電動汽

23、車專利數(shù)量上差距并不明顯，可以說不分伯仲。同時可以發(fā)現(xiàn)，對于汽車技術(shù)領(lǐng)域數(shù)百萬的專利數(shù)據(jù)而言，該領(lǐng)域的專利絕對數(shù)量較少，這主要是因為純電動汽車技術(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。圖4-1 純電動汽車技術(shù)專利區(qū)域分布圖圖4-2 純電動汽車技術(shù)專利區(qū)域趨勢圖結(jié)合趨勢圖（圖4-2）來看，可以看到，純電動汽車專利大部分都是在90年代后申請的，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年達到頂峰，這表明在1993年前后，純電動車技術(shù)實現(xiàn)了突破，而從近年的情況來看，中國和美國專利數(shù)量開始增加，特別是中國，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

24、，這表明純電動汽車技術(shù)在中國和美國這兩個汽車最大的消費市場的潛力開始顯現(xiàn)。4.2純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)專利分布分析從下圖圖4-3、圖4-4可知，當前純電動技術(shù)主要技術(shù)手段為電源管理、電機控制、系統(tǒng)總成、電源類型、驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)以及其他設(shè)備，其中電源管理占據(jù)了較大比重。而純電動技術(shù)相關(guān)的功能效果主要集中在穩(wěn)定可靠、設(shè)計合理、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)計合理占了很大的比例。由此可見當前純電動汽車技術(shù)側(cè)重的是設(shè)計制造的合理、安全、可靠性，而汽車各項性能指標的專利不多，研發(fā)處于初級階段。圖4-3 純電動汽車相關(guān)專利技術(shù)分析圖4-4 純電動汽車相關(guān)專利功能效果圖再

25、結(jié)合技術(shù)手段的趨勢圖（圖4-5），可以看到當前電源管理的專利申請量近兩年上升勢頭強勁，是純電動技術(shù)發(fā)展中的側(cè)重點和熱點所在。圖4-5純電動汽車技術(shù)手段功能效果矩陣通過上述排名與趨勢圖的分析，基本上對純電動汽車的技術(shù)與功效的大致情況有了了解，下面進一步通過技術(shù)-功效矩陣圖，進行更加深入的探討。下圖中，橫軸表示各技術(shù)手段，縱軸表示各功能效果，交叉點數(shù)量表示該相應(yīng)技術(shù)手段實現(xiàn)該功能效果的專利數(shù)量，該技術(shù)點的專利越多，球形越大。4.3電源管理和電機控制技術(shù)與功效剖析由下圖圖4-6和4-7可知，電源管理專利中數(shù)量最多的是電池管理的專利，其次是充電控制的專利，ecu控制、soc檢測、電源布置、能量回收、狀

26、態(tài)監(jiān)測的專利也比較多，主要是電池的各種管理控制方法，由此可見，當前純電動汽車的核心技術(shù)在于電池的管理控制技術(shù)，同時可見，電池管理技術(shù)不僅是重點，而且是當前研發(fā)的熱點。圖4-6 技術(shù)手段電源管理圖4-7 電源管理下各技術(shù)手段的發(fā)展趨勢由下圖圖4-8可知，電機控制專利中，數(shù)量最多的是電機控制器的專利，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各種控制手段上，這主要是由于電機技術(shù)發(fā)展比較完善，新式電機數(shù)量不多，以完善控制手段提高電機性能的專利居多。圖4-8技術(shù)手段第二層之電機控制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。通過這樣一層層抽絲剝

27、繭的分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對技術(shù)最為透徹的解析，全方位、最準確的掌握技術(shù)的各個動向。4.4純電動技術(shù)方面的主要專利擁有者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)注對象，對這些專利擁有者進行分析，第一能夠使得企業(yè)了解其技術(shù)動向，以便采取相應(yīng)的應(yīng)對策略；第二能夠了解最新技術(shù)的發(fā)展動向，預(yù)測今后的產(chǎn)品路線；第三能夠在企業(yè)設(shè)立項目、進行技術(shù)研發(fā)時及時繞開專利雷區(qū)，規(guī)避專利風(fēng)險。圖4-9 純電動汽車相關(guān)專利申請排名前12位由圖4-9易見，純電動汽車排名靠前都是跨國公司，toyota公司排在首位，mitsubishi公司排在第二位，honda公司排名第三，前十名中共有

28、九家日本公司，占據(jù)著絕對的優(yōu)勢。值得注意的是國內(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)，進入汽車領(lǐng)域也是近幾年的事情，作為中國新能源汽車企業(yè)的代表，進入該榜單可見其技術(shù)研發(fā)的實力和強勁的發(fā)展勢頭。圖4-10純電動汽車相關(guān)專利主要申請人趨勢（1-5）由主要申請人的趨勢來看，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，但其趨勢類似，基本較為穩(wěn)定，且近幾年來有下滑趨勢。而豐田公司雖然在1990年以前專利在純電動汽車領(lǐng)域的專利申請量不多，但1990年以后特別是2003年以后專利申請增加非常明顯，遠超過其它申請

29、人，從趨勢圖中可以看到，其自03年之后專利數(shù)量一路飆升，幾乎呈直線趨勢。其中主要原因可以解讀為，一方面，由于純電動汽車與混合動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力汽車的時候，也已經(jīng)為進一步的純電動汽車打下了一定的基礎(chǔ)；另一方面，從豐田在該領(lǐng)域大量申請專利的動作來看，很有可能已經(jīng)開始在純電動汽車技術(shù)范疇內(nèi)進行了專利布局，以期通過技術(shù)的壟斷獨占市場。這一點應(yīng)當引起中國本土汽車企業(yè)的重視。圖4-11 純電動汽車相關(guān)專利主要申請人趨勢（6-10）圖4-11中，最值得關(guān)注是國內(nèi)比亞迪公司的專利狀況。比亞迪公司以電池技術(shù)起家，能夠在純電動領(lǐng)域占據(jù)一席之地是可以預(yù)見的，但其勢頭之強勁，與世界

30、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)重的市場區(qū)域。下面是五個主要申請人的專利區(qū)域分布圖。圖4-12 純電動汽車專利前五位申請人專利布局五家公司當中日本的專利申請居于首位，這意味著日本企業(yè)本著立足本國市場，開拓海外市場的戰(zhàn)略方針。不同的日本企業(yè)執(zhí)行不同的策略。toyota公司在全球范圍內(nèi)布局專利技術(shù)，而且其在世界知識產(chǎn)權(quán)組織中專利申請數(shù)量遠遠超過其他國家的申請數(shù)量；honda motor公司在美國申請的專利技術(shù)數(shù)量是上圖幾家企業(yè)中最多的，與其在其他國家申請的數(shù)量，其

31、在美國申請比例是最多的，這意味著honda注重美國的市場；mitsubishi、nissan、hitachi專利布局大致一樣，美國專利和歐洲專利申請的較多，這說明這些公司目前關(guān)注的主要還是歐美市場。下面對豐田、三菱、本田以及國內(nèi)的比亞迪、清華、北理工、奇瑞這幾個主要申請人的技術(shù)熱點與空白點進行剖析。先來看豐田公司在純電動汽車領(lǐng)域的技術(shù)手段與功能效果矩陣圖。圖4-13 純電動汽車技術(shù)手段功能效果矩陣由上圖來看，toyota專利主要集中在電機控制實現(xiàn)穩(wěn)定可靠，電源管理實現(xiàn)安全性好、精度高、設(shè)計合理、提高效率、穩(wěn)定可靠，電源類型實現(xiàn)設(shè)計合理，系統(tǒng)總成實現(xiàn)設(shè)計合理等技術(shù)點上。圖4-14 純電動汽車技術(shù)

32、手段功能效果矩陣從上圖看，三菱在純電動汽車技術(shù)方面的專利主要集中在電機控制實現(xiàn)安全性好、設(shè)計合理、穩(wěn)定可靠，電源管理實現(xiàn)設(shè)計合理，其它設(shè)備實現(xiàn)設(shè)計合理，系統(tǒng)總成實現(xiàn)設(shè)計合理、穩(wěn)定可靠等技術(shù)點上。圖4-15純電動汽車技術(shù)手段功能效果矩陣從本田公司的純電動汽車功效手段矩陣圖來看，其專利集中在電機控制實現(xiàn)穩(wěn)定可靠，電源管理實現(xiàn)安全性好、精度高、設(shè)計合理、提高效率、穩(wěn)定可靠，電源類型實現(xiàn)安全性好、設(shè)計合理、穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)總成實現(xiàn)設(shè)計合理幾個方面。總體來看，當前純電動汽車發(fā)展方興未艾，但國內(nèi)還未形成一家或幾家企業(yè)獨大的壟斷局面，而企業(yè)亦不必畏懼純電動技術(shù)的復(fù)雜性與跨國公司的威脅。可以看到，通過類似如上所

33、述的分析，可以清楚地剖析技術(shù)點，了解行業(yè)競爭者的動態(tài)，并尋找自己所需的專利，規(guī)避專利風(fēng)險。有志于在純電動汽車領(lǐng)域發(fā)展的企業(yè)，應(yīng)及早動手研發(fā)，充分利用知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)則，有針對性的布局自己專利，借助國家對純電動汽車產(chǎn)業(yè)扶持的東風(fēng)，在新能源汽車領(lǐng)域開辟一片自己的新天地。5. 新型純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)分析5.1輪轂電機技術(shù)輪轂電機驅(qū)動電動汽車因為獨特的特點，越來越受到人們的關(guān)注，許多汽車企業(yè)已經(jīng)將其列為公司發(fā)展規(guī)劃當中。由此可見，輪轂電機技術(shù)正逐步被人們所重視。有人預(yù)言：未來電動汽車的發(fā)展趨勢將是輪轂電機直接驅(qū)動汽車。這主要是因為輪轂電機直接驅(qū)動技術(shù)有著以下的優(yōu)點：1) 傳動效率高是輪轂電機驅(qū)動技術(shù)最大的

34、技術(shù)優(yōu)勢2) 輪轂電機驅(qū)動技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，車內(nèi)空間得到提升。3) 輪轂電機驅(qū)動技術(shù)使車輛的行駛穩(wěn)定性得以提高。4) 動力驅(qū)動系統(tǒng)布置更加多樣化。5) 輪轂電機驅(qū)動汽車能更合理的分配軸荷。6) 輪轂電機驅(qū)動車輛的制動能量回收效率更高。7) 輪轂電機驅(qū)動汽車使整車噪聲得以降低。8) 輪轂電機驅(qū)動汽車也使線性控制技術(shù)更加容易實現(xiàn)，采用輪轂電機可以匹配包括純電動、混合動力和燃料電池電動車等多種新能源車型。5.2再生制動技術(shù)車輛的制動形式主要包括液壓制動、氣壓制動、氣壓液壓混合制動和機械制動等。這些制動方式的原理是相同的，都是通過摩擦的方式將汽車行駛過程中的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟牡?，使車輛減速或者停止，通過這

35、些制動裝置制動時，會有一些缺點：1) 在復(fù)雜路況中，車輛常常會出現(xiàn)頻繁制動或長時間制動，這會導(dǎo)致制動器表面產(chǎn)生大量的熱量，使摩擦表面溫度升高，制動效果會明顯減弱甚至不起作用，對整車安全性造成很大的影響。2) 制動過程中，車輛行駛所具有的動能被轉(zhuǎn)換為熱量耗散掉，增加了車輛行駛中的能量損失，使汽車的能量利用率降低。如果車輛在制動過程中采用制動能量回收技術(shù)，汽車的電能消耗可以得到較為明顯的改善，同時制動器熱負荷能夠減小，磨損度也會下降，因此車輛的安全性得到提高。車輛在制動過程中的動能，到目前為止還沒有很好的被回收，通常會轉(zhuǎn)換為熱能或其他形式的能量消耗掉。制動過程中所耗散的能量在車輛總的動能中占有很大

36、的比重，這部分能量有很大的開發(fā)潛能。為了解決這一問題，再生制動技術(shù)逐漸發(fā)展起來，并成為了研究熱點。5.3超級電容及其應(yīng)用超級電容器（super capacitor），又叫雙電層電容器（electrical double-layercapacitor）、黃金電容、法拉電容，通過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學(xué)元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。超級電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個無反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子

37、在正極板附近。超級電容作為新型的儲能器件,有著諸多的優(yōu)點:（1）充電速度快，充電10秒10分鐘可達到其額定容量的95%以上；（2）循環(huán)使用壽命長，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達150萬次，沒有“記憶效應(yīng)”；（3）大電流放電能力超強，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率90%；（4）功率密度高，可達300w/kg5000w/kg，相當于電池的510倍；（5）產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；（6）充放電線路簡單，無需充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長期使用免維護；（7）超低溫特性好，溫度范圍寬-40+70；（8）檢測方便，剩余電量可直接讀出；（9）容量范圍通常0.1f-1000f 。當然作為一種剛面世不久的新型儲能器件，超級電容也有著很多缺點，如成本價格比較髙,能量密度低,比能量只有2千瓦/千克左右，故作為近幾年比較熱門的研究領(lǐng)域，超級電容技術(shù)也有待進一步的發(fā)展。6.未來技術(shù)發(fā)展趨勢及相關(guān)借鑒6.1產(chǎn)品技術(shù)將不斷創(chuàng)新電動車作為耐