純電動汽車技術(shù)專利競爭態(tài)勢分析報告

1、純電動汽車技術(shù)專利競爭態(tài)勢分析報告首先從純電動汽車技術(shù)的專利區(qū)域分布情況來看當(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。結(jié)合趨勢圖（圖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

2、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，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)。從圖3、圖4可知，當(dāng)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(dāng)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，

3、而汽車各項性能指標(biāo)的專利不多，研發(fā)處于初級階段。再結(jié)合技術(shù)手段的趨勢圖（圖5），可以看到當(dāng)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。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。下面是針對電源管理和電機控制這兩項技術(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、電源布置、能量回收、狀態(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(dāng)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(dāng)前研發(fā)的熱點。 圖9 技術(shù)手段第二層之電機控制電機控制專利中，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。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)的各個動向。下面對純電動技術(shù)方面的主要專利擁有者的情況進行分析。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10 純電動汽車相關(guān)專利申請排名前12位由圖10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

6、，前十名中共有九家日本公司，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11 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

7、超過其它申請人，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(dāng)引起中國本土汽車企業(yè)的重視。圖12 純電動汽車相關(guān)專利主要申請人趨勢（6-10）圖12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

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13 純電動汽車專利前五位申請人專利布局五家公司在日本的專利申請都居首位，反應(yīng)了日本企業(yè)首先還是立足本國市場，對于海外市場的開拓，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，并且其在世界知識產(chǎn)權(quán)組織中的專利數(shù)量遠遠多于其它申請人，其專利布局范圍最廣，值得注意的是TOYOTA在中國申請的專利數(shù)量也是這五家公司中最多的；HONDA MOTOR公司

9、在美國申請的專利是這幾家公司中最多，相比其國內(nèi)的專利申請量，其美國專利的比例較大，這表明HONDA十分重視美國市場；MITSUBISHI、NISSAN、HITACHI的專利布局比較類似，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14 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

10、統(tǒng)總成實現(xiàn)設(shè)計合理等技術(shù)點上。圖15 純電動汽車技術(shù)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16 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。國內(nèi)主要申請人來看，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)作為國家863計劃的參與者與項目牽頭者，其所申請的專利一定程度上代表了國家所提倡的發(fā)展方向，具有較高的參考意義。圖17 純電動汽車技術(shù)手段功能效果矩陣由上圖可見，目前比亞迪技術(shù)主要集中在傳動系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)計合理，電源管理實現(xiàn)安全性好、提高效率、穩(wěn)定可靠，其它設(shè)備實現(xiàn)穩(wěn)定可靠等技術(shù)點上。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現(xiàn)安全性好，電源類型實現(xiàn)穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)總成實現(xiàn)穩(wěn)定可靠幾個技術(shù)點上。其中實現(xiàn)的穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)總成技術(shù)，是值得注意的亮點。圖19 純電動汽車技術(shù)手段功能效果矩陣北京

12、理工大學(xué)在中國的專利申請集中在電池管理實現(xiàn)安全性好、操作方便，系統(tǒng)總成實現(xiàn)穩(wěn)定可靠等技術(shù)點上?；九c前述申請人的專利相似。通過以上對各主要申請人的技術(shù)熱點和空白點的分析，可以看到不同申請人各自的技術(shù)特點。其中豐田占據(jù)了純電動汽車技術(shù)領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢，電源管理和電機控制是其最為突出的技術(shù)優(yōu)勢；三菱在電機控制方面的專利數(shù)量甚至超過了豐田，這是其主要的優(yōu)勢技術(shù)；與豐田、三菱不同，本田的技術(shù)手段所實現(xiàn)的主要功能是提升安全性能，這給其他企業(yè)帶來了新的技術(shù)研發(fā)思路。從國內(nèi)主要申請人的情況來看，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)是值得注意的一個亮

13、點；而北京理工大學(xué)的技術(shù)分布相對較為平均。參考這些申請人的各自的專利分布與發(fā)展趨勢，能夠讓企業(yè)在決定自身技術(shù)發(fā)展與專利戰(zhàn)略時，具有更科學(xué)的判斷依據(jù)。從上圖可以更加直觀的看到，純電動汽車的技術(shù)手段主要集中在電源管理、電機控制、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)計的合理性，以及電源的安全性方面；電機控制主要側(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)計合理性。這些都是當(dāng)前研究的重點熱點，亦是企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強關(guān)注的點。同時，這張圖還反映出當(dāng)前技術(shù)的薄弱點與空白點。如輕量化、使用壽命等方面

14、也是純電動汽車技術(shù)中需要解決的問題。而從當(dāng)前的專利技術(shù)分布來看，這方面的技術(shù)發(fā)展還遠遠不夠。同時，純電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)方面都沒有大的突破，對于研發(fā)實力較強的企業(yè)，可以考慮從這些技術(shù)的薄弱點與空白點入手，在這些方面取得在純點的領(lǐng)域的基礎(chǔ)專利。對于以上所分析的技術(shù)，還可以更進一步，進行更加深入的分析。下面是針對電源管理和電機控制這兩項技術(shù)所做的技術(shù)與功效的剖析。以上是純電動汽車的主要技術(shù)及申請人的情況，除此之外還可以通過引證分析與同族專利的分析，來確定該技術(shù)領(lǐng)域的重點技術(shù)，并可以通過進一步的分析，確定該重點技術(shù)的是否可以為企業(yè)所用?？萍嘉墨I中經(jīng)常出現(xiàn)引用其他文獻的情況，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，一般說來，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)的由不同國家或國際專利組織多次申請、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。一般是申請人根據(jù)自身需要所進行的專利布局所形成的?？梢哉f，專利引證是他人對該項技術(shù)的重視程度，同族專利是申請者自身對技術(shù)的重視程度。顯而易見，若一項技術(shù)具有相當(dāng)?shù)闹匾裕瑒t其被引證次數(shù)和同族專利數(shù)都是較為可觀的。以一項名為“Battery Charging And Transfer System For Electrically Powered Vehicles”的專利為例

16、，該專利的專利號為US5951229，屬于純電動技術(shù)中的電源管理技術(shù)方面。其被引證次數(shù)達到36次，亦即有36篇專利文獻是以該技術(shù)為基礎(chǔ)進行的（具體見表格1）。圖20則是該項專利技術(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專利的同族數(shù)量，同時也可以明確其區(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家與區(qū)域，再次證明該項技術(shù)的重要性。若一項技術(shù)的同族專利分析中，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)尚無中國同族，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)可在中國大膽的使用這項技術(shù)。而對于上述US5951229這項專利，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人