混合动力汽车专利分析

孙凤艳

摘 要：面对日益紧迫的能源和环境危机，在多种技术路线并行的情况下，混合动力汽车已经成为汽车产业重点研究方向之一。在此从宏观和微观两个层面对国内外混合动力汽车技术的专利布局特性、功效手段等进行分析，定位技术热点，为我国政府政策制定、企业的技术研发提供参考。

关键词：混合动力汽车技术 专利布局 功能效果矩阵 技术手段 技术热点

中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（b）-0150-02

面对日益紧迫的能源和环境危机，发展新能源汽车已经成为世界各国加快推进交通能源战略的重要举措。各国在技术路线的选择上存在不同的认识。纯电动汽车因面临超快充电技术、电池和续驶里程等问题而遭遇发展瓶颈。燃料电池汽车受限于成本、氢能源的制备等因素，目前还处于技术储备的阶段。混合动力汽车具备了动力性能与传统汽车相当、尾气排放量大大低于传统汽车、成本相对合理、技术现实可行等优点，成为了节能与新能源汽车技术发展的热点，代表了汽车工业新技术的发展方向[1，3]。

专利申请是衡量一个国家和地区创新能力的重要指标之一，一直受到各国重视[2]。该文从宏观和微观两个层面对全球范围内的混合动力汽车技术专利进行分析，对我国政府的政策制定及企业的技术研发具有参考意义。

1 全球专利宏观分析

从1970年1月初至2013年7月底，七国两组织①共公开了混合动力汽车技术相关专利7万多件。从国别分布来看，主要分布在日本、美国和中国，其中分布在日本的专利数最多，共27 836件，美国和中国各有专利14 194件、9 436件。

从主要申请人来看，排名前10位申请人中，共有日本企业5家、美国企业2家、法国企业2家、德国企业1家，呈现美日欧鼎立的局面。丰田、日产、本田占据前3的位置，且丰田以绝对的优势排在首位），日本企业集团领先优势明显。

通过对全球排名前5的申请人的专利分布进一步分析可知，各公司的市场侧重点不同。丰田的专利布局范围最广，比较注重全球范围内的专利布局，且在各主要区域的专利申请数量均处于领先地位。本田和日产公司专利布局类似，也是紧随丰田在世界范围内进行专利布局，相比而言，本田更重视美国市场；通用和福特在美国的专利布局最多，在中国和欧洲也有一定的专利布局，但在日本的专利数量不多。值得注意的是，其中通用在中国的专利数量最多，这也反映了通用对中国市场的重视。

2 中国专项分析

2.1 专利申请分析

从混合动力汽车技术中国专利申请比例来看，本土申请和来华申请约各占一半，来华申请主要来自日本、美国。

在专利申请量排名前10的申请人中，有国外企业6家，本土企业4家，且国外企业占据前6的位置。本土企业中，奇瑞、一汽、长安、比亚迪进入前10。通用、丰田以绝对的优势占据前2位，领先优势明显。

2.2 专利类别分析

主要申请人中，国外申请人的专利不仅数量较多，且发明专利占比较高；而本土专利申请主要以发明和实用新型为主，我国的技术研发还有待加强。

3 微观专利分析

3.1 功能效果和技术手段总体分析

通过专利功能效果分析可知，混合动力汽车专利功能效果主要集中在设计合理、效率高、安全可靠等方面，可见，混合动力汽车领域主要考虑的是车辆设计可靠性及运行效率。

在各技术手段中，混合动力汽车技术的专利申请主要集中在整车控制、系统构成、能源管理部分等方面。整车控制、系统构成和能源管理是混合动力汽车的主要技术点。

3.2 技术手段逐层分析

3.2.1 第二层技术手段分析

在整车控制中，专利申请主要集中在发动机控制和控制器等方面。

在系统构成中，专利申请主要集中在传动系统方面。

在能源管理中，专利申请主要集中在电池管理和充电控制等方面。

在安装布置中，专利申请主要集中在整车布置方面。

在测试技术手段中，专利申请主要集中在整车测试和动力测试方面。

3.2.2 第三、四层技术手段分析

在发动机控制中，专利申请主要集中在起动控制、转矩控制和催化转化等方面。

在电机控制中，专利申请主要集中在转矩控制、发动机驱动等方面。

在传动系统中，专利申请主要集中在齿轮方面。在齿轮专利中，行星齿轮技术成为的重点。

3.3 专利热点分析

通过功能效果矩阵研究，可以直观地认识专利布局情况，在了解技术现状、分析竞争对手和协助制定技术发展战略方面具有重要作用。

通过功效矩阵分析可知，混合动力汽车的技术手段主要集中在能源管理、系统构成和整车控制上，功能效果集中在安全可靠、设计合理、效率高等技术点，这些专利密集点的技术是当前专利申请的重点和热点，应重点关注。

整车控制技术的专利主要集中在电机控制安全可靠、设计合理、效率高，多动力匹配设计合理、效率高，发动机控制安全可靠、设计合理、效率高，控制器安全可靠、设计合理、效率高等方面。

系统构成技术的专利主要集中在传动系统安全可靠、设计合理、效率高等方面。

能源管理技术的专利主要集中在充电控制安全可靠、效率高，电源管理安全可靠等方面。

安装布置技术的专利主要集中在整车布置设计合理上。

测试技术的专利主要集中在整车测试设计合理上。

发动机控制技术的专利主要集中在催化转化安全可靠、减少污染，起动控制安全可靠、设计合理、效率高，转矩控制实现设计合理、效率高等方面。

电机控制技术的专利布局比较均衡，只在转矩控制效率高方面布局相对较多。

传动系统技术的专利主要集中在齿轮设计合理、效率高，离合器设计合理等方面。

4 结语

从全球范围内混合动力汽车技术专利布局来看，我国已成为世界第三大专利布局市场，各国企业比较重视在我国进行相关的技术布局。但是与汽车强国相比，我国的专利申请约有一半为国外申请人所有，且本土企业的专利质量不高，技术创新能力有待加强。为解决上述诸多问题，建议从以下几方面工作入手，全面推动我国混合动力汽车技术的发展。

（1）加强重点技术领域攻关，重点支持整车控制、系统构成、能源管理等技术，特别是加强在整车控制中的发动机控制、系统构成中的传动系统、能源管理中的电源管理等热点技术领域的技术攻关。整车方面加强机电耦合器和发动机及其控制系统的研发，关键零部件方面解决电池的安全性、一致性、比能量、比密度、寿命、关键材料以及系统集成等技术瓶颈。

（2）释放企业内部创新活力，加强产学研结合，联合开展热点技术攻关，提升创新实力。同时，加强与科研院所和高等院校等研究机构的合作，形成创新合力，联合开展热点技术攻关。

（3）搭建专利联盟平台，以行业机构为依托，充分利用及整合资源，建立常态分析体系，剖析技术热点及空白点，定期发布专利预警报告，构建联盟技术研发、专利共享、成果转化的平台和技术，为企业专利布局提供决策依据。

参考文献

[1] 上海科技发展研究中心.上海“十二五”科技规划重点领域的国内外发展跟踪研究之十四国内外混合动力汽车技术与市场发展态势跟踪[EB/OL].（2013-01-31）http：//www.doc88.com.

[2] 张翔.新能源汽车知识产权的研究[J].汽车工程师，2010（10）：15-18.

[3] 黄远辉.基于专利地图的混合动力电动汽车竞争情报研究[J].现代情报，2010（11）：53-58.

注释

①亡国两组织是指美国、英国、法国、德国中日、日本、瑞士、欧洲专利局、世界知识产权组织。