利用專利情報研究電動汽車技術的發展動態
資料來源 : http://cn.newmaker.com/art_30758.html
作者：中國專利資訊中心 陳燕 2008-10-20
在專利競爭戰略中，筆者認為首要的和最為重要的是‘專利技術競爭情報分析’。而專利競爭情報分析通常包括：專利技術領域的現狀與發展動態、技術生命週期、專利技術主要競爭對手、潛在對手、以及該技術的發展方向和國際趨勢等方面的研究。基於此，本文以電動汽車技術為例，利用專利情報研究電動汽車技術的發展動態。
一、電動汽車技術的專利文獻採集範圍、策略、資料加工方法
為了全面科學地分析各國電動汽車技術的專利資訊，我們選擇中國專利資料庫和美國專利資料庫作為資料獲取的資訊源，其中，中國專利採集的資料為1985年至2001年公開的資料，包括發明、實用新型和外觀設計。截止2001年底，中國專利公開的三種專利資料中，有關電動汽車的專利共684件，這些專利涉及的IPC小組約400個。其中發明專利303件，約占總數的44.3％；實用新型353件，約占總數的51.61%；外觀設計28件，約占總數的4.09%。從發明專利所占總數的比例看，有關電動汽車的專利其技術含量較高，屬高新技術領域。美國專利採集的資料為1990年至2001年公開的資料，截止2001年底，美國專利公開的專利資料中，1990年至2001年有關電動汽車的專利共1960件，去除部分資料項目缺損的資料，涉及的IPC小組約1000個。
資料獲取選擇小範圍檢索策略，檢索時從主題詞和國際專利分類號入手，採用二者並舉的方式，所選取的中文主題詞有：電動汽車、電動車輛、電動車、電動、汽車、車輛、機動車、公車、公共車、卡車、掛車、蓄電池、鉛酸電池、燃料電池等；所選取的英文主題詞有：electric* (electric or electrical or electrically ) 、 vehicle*、 car* 、 bus*、 auto*、truck*、 motorcar*、motorvehicle*、batter*、plumbic、plumbic-acid、lead 、acid、lead-acid和cell等。所選取國際專利分類號（IPC）為：B60*、H01M、H02H、H02J、H02K、和B62D，其中排除：B60J、B60S、B60V、B60R1/*、B62*和A63H等。
為了便於作時序分析，資料的統計以申請日為基礎，以半年為單位；考慮到專利申請公開、公告滯後的問題，趨勢分析主要考慮1990年至2000年的資料情況；採集資料時以篇數為單位；在對採集的資料進行分類加工時，考慮了副分類的情況。
二、電動汽車技術的發展及生命週期
本文通過研究中國專利資料中電動汽車專利申請量隨時間變化的情況（見圖1）和美國專利資料中電動汽車專利申請量隨時間變化的情況（見圖2）以及利用採集到的相關中國專利資料，依據一定計算公式計算出電動汽車技術生長率（V）、技術成熟係數（α）、技術衰老係數（β）和新技術特徵係數（N），生成α，β，N隨時間變化一覽表（見表1），通過這些圖表探索電動汽車技術的發展歷史和生命週期。
1．中國專利申請隨時間變化的情況
從圖1中，我們可以看出，在1985年至1991年間，電動汽車技術的申請量很少，且申請量變化不大；從1992年至1997年，電動汽車技術領域的專利申請量逐步增加，此時，電動汽車技術處在技術發展期的特徵明顯，到1998年相關的專利申請急劇增加，從1998年至2000年之間，相關的專利申請量又維持在一個高水準階段，從而反應出電動汽車技術逐步趨於成熟。
2．美國專利申請隨時間變化的情況
從圖2中，我們可以看出國外電動汽車專利技術的發展與中國專利的發展趨勢大體一致，所不同的是：從1990至1995年間，電動汽車技術在美國的申請量呈增長態勢，從1995年至2000年，專利申請量持續在一定水準，申請量變化不大，顯現出電動汽車技術正處於成熟期的特徵。
3．α、β、N係數隨時間變化的情況
從表1中，也可以看出，電動汽車技術生長率V值從1996年到1997年增長很大，而從1998年至2000年，V值持續在一定區間，並顯出變小的趨勢；同時電動汽車的技術成熟係數α值的變化也反映出從1998年開始逐年變小的趨勢；而技術衰老係數β值並沒有逐年減小，沒有反映出技術衰老的特徵；同樣，新技術特徵係數N值的變化規律與V值的變化規律性相似，1997年以後開始逐年變小，這說明電動汽車技術已不屬於新技術笵疇。
比較圖1、圖2和表1，我們不難看出，無論是中國專利資料還是美國專利資料，均反映出電動汽車技術已趨向成熟。同時，電動汽車技術在中國的發展較美國滯後3至5年的時間。
通過以上分析， 電動汽車企業應該明確:目前，整體說來有關電動汽車的技術已經趨向成熟，企業在研究制定相關專利戰略時，應根據企業的具體情況，對已經研製成功的技術應積極申請專利，以取得法律保護；對尚未投入開發的技術，以實施技術引進戰略為宜；或者採取交叉許可戰略或協同戰略，使企業在最短的時間內獲得技術，投入生產，參與市場競爭。
表1：α，β，N隨時間變化一覽表（中國專利資料）
注：V電動汽車技術生長率，α技術成熟係數，β技術衰老係數，N新技術持征係數
三、電動汽車技術領域發展重點
1．國內的情況
在所採集的中國專利資料中，取專利申請量前40個IPC小組進行總體排名，他們所代表的專利數量之和是430個，占總數853件的50.41％，從中可以看出：國內電動汽車方面的技術主要在“使用初級或二次或燃料電池的車輛內部電源的電力牽引” 技術、“車輛供電” 技術、“動力控制器”技術和有關“電動機”等方面的技術，比如（B60L15/20，B60K1/00，B60K1/04 B60K6/00，H02K7/14 和B60L11/00等），以及電池技術、蓄電池、燃料電池和電池組充電技術如：H02J7/00， H01M10/48， H01M2/02， H01M4/14，H01M10/42 H02J7/14等。另外，有關車輛客室專用加熱、冷卻等方面的技術（B60H1/00），自然力提供動力（B60K16／00）等方面的技術，也是研究的重點之一。（由於篇幅的限制略去中國專利申請量前40個IPC小組排名表）
2．國外的情況
截止到2001年年底，美國專利公開的專利資料中，取前40個IPC小組資料進行排名，它們所代表的專利數量之和為1109個，占總數（2401個）的46.19%。參見表2。(注：由於1件專利文獻可以有幾個分類號（IPC），所以在分類號統計集合中涉及的專利數大於採集的專利數)
從表2可以看出：國外電動汽車技術的發展重點也主要集中在“車輛的供電”技術（B60L1/00，B60L1/02，B60L1/14等）、“使用車輛內外部電源的電力牽引”技術（B60L11/02，B60L9/00，B60L11/00，B60L11/18，B60L11/12等）、“動力控制器”技術（B60L7/00，B60K1/00，B60L15/20，B60L7/10等）、“電池” 技術（H01M10/46，H02J7/00，B60R16/04，H01M10/44等）和“電動機”技術（H02P7/00，H02P1/00等），與國內的情況基本一致。不過在國外專利中，電池組充電（H02J 7/00）等方面的技術和有關蓄電池等方面的技術（H01M10/46）比重明顯增加，排名趨前；而且涉及電動汽車的關鍵技術‘使用車輛內部電源的電力牽引’等方面技術（B60L 11/02）所占比重也比國內大。最值得注意的是：國外電動汽車技術中，電動機的控制技術（H02P7/00，H02P1/00）以及電傳導連接等方面的技術（H01R13/64和H01R4/60）投入力量也不少，國內電動汽車生產企業應引起高度重視。
通過以上分析，企業可以瞭解生產電動汽車涉及的關鍵技術，以此評價本企業技術特點以及在電動汽車領域的地位，指導企業技術投資方向。
四、電動汽車技術的發展趨勢
在所採集的中國專利資料和美國專利資料中，分別取專利申請量前40個IPC小組，分析它們隨時間變化而變化的情況，來研究電動汽車技術的發展趨勢。從中國專利前四十個IPC小組的申請量與時間變化的情況，和美國專利前四十個IPC小組的申請量逐年變化情況（見表3），可以看出：B60L11/00，B60L15/20，B60L15/00，B60L1/00，B60L1/02，B60L11/18，B60L7/00和H01M10/46的專利申請數量，隨時間變化呈增長趨勢。這說明有關 “車輛供電（B60L1/00）”，“車輛內部電源原電力牽引（B60L11/00）”，“動力控制方法B60L15/00”，“使用初級或二次或燃料電池的車輛內部電源的電力牽引（B60L11/18）”，“蓄電池（H01M10/48）”，“車輛電力制動系統（B60L7/00）”，“電傳導連接（H01R13/64、H01R47/60）”等方面的技術將是有發展前途的。
在表3中H02J7/00(電池組充電技術)所反映的專利申請量變化是：從1990年開始出現相關申請，到1992年至1993年專利申請量出現一個小高潮；之後，在1994年至1996年相關專利申請量一直維持在一定的水準；到1997年，專利申請量再次大幅增加；之後，又維持在一定的水準，並有減少的趨勢。這說明有關“電池組充電技術”經過十餘年的發展，已經趨向成熟。
此外，如表3所示，有關B60L13/04(用於車輛的磁力懸置或懸浮)、B60K1/02(包括一個以上電動機的車輛電動力裝置的佈置或安裝)、 B60L7/28(一般用於車輛的電力制動系統的渦流制動)、 B60T13/74(有電力助動或傳動裝置的車輛制動控制系統或其部件)、 H02K7/09(與電機連接用於控制機械能的裝置)等方面的技術，隨著時間的推移呈逐年下降的趨勢，而且大多在1998年以後不再有新的申請出現，這說明有關這些領域的技術已經由成熟向衰老轉化，參與研究和申請專利的企業在減少。
通過以上的各項分析，我們可以看出：目前，無論國內和國外，電動汽車涉及的關鍵技術：一是電池技術，它包括鉛酸電池，燃料電池等，以及燃料電池中的氫氣貯存技術和電能貯能系統技術等；二是電動機技術，包括電動機的速度或轉矩的控制技術和起動技術，以及機電變換器技術等；三是動力控制器技術；四是能源管理及系統控制技術；五是電池組充電放電技術；六是排放控制技術等。
通過以上分析，企業可以瞭解現階段有關電動汽車領域的熱點技術和關鍵技術，以及逐步衰老的技術，指導企業未來技術投資方向以及專利許可戰略和技術貯備戰略的實施。
從技術分析角度來說，企業應該對技術分析中所涉及的關鍵技術逐個做詳細分析，利用完整的資料庫分別制定檢索策略，找出每個關鍵技術所涉及的國際專利分類號和申請專利的企業等，並關注主要申請人的專利活動。本文因人力、物力等諸多原因的限制，未能對這些關鍵技術做進一步深入分析。
專利與企業競爭力密切相關，加強對專利競爭情報的分析，對企業瞭解相關技術領域的專利活動和主要競爭者的專利動態，及時調整本企業的技術投資方向和專利戰略，有十分重要的意義。
表2：美國國際專利分類前四十名
排名 國際專利分類 專利數量 技術名稱
1. B60L 1/00 119 車輛輔助裝備的供電
2. B60L 1/02 95 車輛輔助裝備的供電，向電熱電路
3. B60L 11/02 79 用車輛內部電源的電力牽引，使用發動機驅動的發電機
4. H02J 7/00 70 用於電池組的充電或去極化或用於由電池組向負載供電的裝置
5. B60L 7/00 56 一般用於車輛的電力制動系統
6. B60K 1/00 47 車輛電動力裝置的佈置或安裝
7. H01M 10/46 38 結構上與充電設備相聯接的蓄電池
8. B60L 3/00 35 電動車輛安全用電裝置；
9. B60L 1/14 34 車輛輔助裝備的供電，向電照明電路
10. B60L 13/04 30 用於車輛的磁力懸置或懸浮
11. B60L 9/00 25 用車輛外部電源的電力牽引
12. B60L 11/00 22 用車輛內部電源的電力牽引
13. B60L 13/00 21 用於車輛的電力牽引；車輛磁力懸置或懸浮
14. B60L 11/18 19 用車輛內部電源的電力牽引，使用初級電池、二次電池或燃料電池供電的
15. B60L 11/12 18 使用發動機驅動的發電機，有附加電源的，例如有蓄電池的
16. H02P 7/00 18 電動機的速度或轉矩的控制裝置
17. B60L 15/20 17 用於控制車輛速度、轉矩或程式化速度變數或其驅動電動機，
18. B60L 7/10 16 一般用於車輛的電力制動系統的動態電能量回收式制動
19. H01R 13/62 16 用以便於接合或斷開連接部件的裝置或保持它們處於接合狀態的裝置
20. B60K 1/02 15 包括一個以上電動機的車輛電動力裝置的佈置或安裝
21. B60L 11/14 14 使用發動機驅動的發電機，有機械直接驅動裝置的
22. B60L 7/28 14 一般用於車輛的電力制動系統的渦流制動
23. B60R 16/04 14 蓄電池的配置(專門適用於車輛並且其它類未包括的)
24. H01M 10/44 13 充電或放電的方法(使用或維護二次電池或二次半電池)
25. B60K 1/04 12 用於動力裝置蓄電器的車輛電動力裝置的佈置或安裝
26. B60L 5/08 12 電動車輛電源線路的集電器滑瓦及其支承裝置的結構
27. H01R 13/648 12 在連接部件上的保護接地裝置或遮罩裝置
28. H02P 1/00 12 用於起動電動機或機電變換器的設備
29. B60L 13/06 11 傳感或控制車輛相對於鐵路位置或姿態的裝置
30. H02J 7/04 11 用變換器從交流幹線為電池組充電的充電電流或電壓的調節
31. A61N 1/362 10 通過接觸電極施加電流心臟刺激器
32. B60K 6/04 10 兩個以上不同原動機的佈置或安裝的具有能量儲存裝置
33. B60L 15/00 10 控制電動車輛牽引電動機速度的方法、電路或機構
34. B60L 5/00 10 電動車輛電源線路的集電器
35. B60T 13/74 10 有電力助動或傳動裝置的車輛制動控制系統或其部件
36. B60H 1/00 9 車輛客室或貨室專用加熱、冷卻或通風設備
37. B60H 1/32 9 車輛客室或貨室專用冷卻設備
38. H01R 4/60 9 管狀導體之間的連接或與管狀導體之間的連接
39. H02K 7/09 9 與電機連接用於控制機械能的裝置
40. A61N 1/39 8 通過接觸電極施加電流心臟除纖顫器
讀後感 : 鋰鐵電池家族即將發佈緊急召集令
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