基于专利申请分析汽车安全带的发展趋势*

1.东华大学纺织面料技术教育部重点实验室， 上海 201620；2.上海出入境检验检疫局， 上海 200135；3.东华大学研究院， 上海 200051

自1959年VOLVO工程师Nils Bohlin发明了全球车坛最重要的发明之一——“V形三点式安全带”以来，汽车安全带就一直在为驾乘人员的生命安全保驾护航。汽车安全带由织带、带扣、卷收器、上导向器、长度调整机构、预紧器和锁紧装置等组成。其中，织带的宽度一般在46.0 mm，厚度在1.1～1.2 mm。常见的汽车安全带类型有两点式、三点式、全背式等三种。当车辆发生事故时，汽车安全带能将驾乘人员牢牢地束缚在座椅上，避免驾乘人员被甩出车外或发生二次碰撞。因此，作为汽车被动安全最为主要的设备之一，汽车安全带能在车辆事故中有效降低驾乘人员被伤害的程度。其再配以安全气囊共同作用，可大大提高安全系数[1]。据统计，车辆事故中佩戴汽车安全带可使驾乘人员伤亡率减少15%～30%[2]。因此，法律对汽车安全带的佩戴做了强制性要求。如今，汽车安全带已越来越多地受到研究人员的广泛关注，相关专利的申请层出不穷。本文将针对国内外的汽车安全带的专利申请情况作相应分析。

1 国内汽车安全带专利分析

国内汽车安全带专利申请情况基于CPRS数据库进行分析。2000—2017年文献量共计1 225篇，其中2017年统计不完全，故本节所有数据分析均不包括2017年。

1.1 专利总申请量

图1和图2就2000—2017年国内汽车安全带专利申请人专利申请状况及专利总申请量进行了归纳，发现我国汽车安全带专利总申请量整体呈显著上升趋势：

2000—2010年，申请人陆续申请了一些汽车安全带专利，专利申请量平稳增长，其中自2008年起，申请人数量明显增多，汽车安全带专利总申请量大幅提升，汽车安全带技术开始发展；2012年，申请人年申请量突破个位数，汽车安全带专利总申请量达三位数，汽车安全带专利申请迎来一波热潮，汽车安全带技术趋于成熟；2014年，国内汽车安全带专利总申请量达到峰值，之后略有回落，但依旧保持在较高的水平。

但据图2所示的趋势可以推测，汽车安全带技术将在成熟期维持一段时间后慢慢进入衰退期。

图1 国内汽车安全带专利申请人2000—2017年专利申请状况

图2 2000—2017年国内汽车安全带专利总申请量

1.2 专利申请人

图3就2000—2017年国内汽车安全带专利申请人的专利申请量进行了归纳，所列申请人中大多是汽车或零部件制造商，他们依托企业发展方向进行科研活动，提高自身竞争力。其中，位于前四位的分别是浙江吉利控股集团有限公司、浙江吉利汽车研究院有限公司、芜湖金安世腾汽车安全系统有限公司和重庆长安汽车股份有限公司，且这四家企业在申请量上遥遥领先于其他企业。此外，十位申请人中，吉利公司占据了三个名额，可见其实力雄厚。

图4展示了2000—2017年国内不同省市及地区汽车安全带专利申请量状况，发现专利研究最热门的省市是江苏省，其次为浙江省、安徽省、上海市。柱状图显示的九个省市及地区中，四个是沿海省市(江苏、浙江、山东、广东)，三个是直辖市(上海、重庆、北京)，还有港澳台地区。这些都足以表明，经济基础为科研活动提供了资金保障，经济的发达推动了科研的繁荣。

图4 2000—2017年国内不同省市及地区汽车安全带专利申请量

1.3 技术分析

图5反映了2000—2017年国内汽车安全带专利申请人的技术重心，发现B60(一般车辆)领域最热门，各申请人在该领域倾注的技术力量最多，也是技术重心的所在，竞争很激烈。在B60领域中，有关正确使用带子或吊带系统的控制系统、报警或连锁系统分类的专利申请量约占整个B60领域申请量的17%；其次是座椅或吊带结构分类，安全带的收缩装置及固定装置分类，紧急时可松脱的装置分类等，相关专利申请量也位居前列。沈阳金杯锦恒汽车安全系统有限公司将技术力量全部投入在B60领域进行科学研究。此外，G01(测量测试)、A44(带扣、连接带或类似物)领域也是研究的热门领域。

图6反映了2000—2017年国内汽车安全带专利申请人的研发实力：在D06(织物等的处理)领域，只有昆山浩硕精密机械有限公司投入了较大精力，该公司具有绝对的竞争实力，成果涉及具有防火、遇水变色等效果的织带，相对较冷门；芜湖金安世腾汽车安全系统有限公司在B32(层状产品)领域具有明显的优势；技术热门的如B60领域，每家企业均有涉足但优势不明显；大多数企业都有一项强势的研发领域作为自己的特色。

图7反映了2000—2017年国内汽车安全带专利申请人所属机构状况。在这一千多项专利中，各类企业的申请量占93.26%、大专院校的申请量占5.78%、科研单位的申请量占0.96%，可见，企业自身在不断壮大的同时也攻克了一块块技术壁垒，而科研单位在此方面的贡献相对较少，原因可能与科研单位脱离生产一线，无法及时获知生产中最迫切需要解决的问题，也或许是意识不到位，投入不充分有关。

图5 2000—2017年国内汽车安全带专利申请人的技术重心

图6 2000—2017年国内汽车安全带专利申请人的研发实力

图7 2000—2017年国内汽车安全带专利申请人所属机构状况

图8为2000—2017年国内汽车安全带专利类型的分析。其中，实用新型类专利占63.64%、发明类专利占31.41%、外观设计类专利占4.95%，说明整个市场还是偏重实用新型类产品的。且这些专利大多由企业或个人申请，如实用新型类专利中54.79%由企业或个人申请、7.88%由院校申请，发明类专利中63.66%由企业或个人申请、8.07%由院校申请。此外，从图9的国内汽车安全带技术生命周期图可以看出，左下角密集点区域为安全带技术引入期，技术发展期与成熟期的界限在最顶峰，随之而来的是技术淘汰期。

图8 2000—2017年国内汽车安全带专利类型

图9 2000—2017年国内汽车安全带技术生命周期

2 国外汽车安全带专利分析

国外汽车安全带专利情况也基于CPRS数据库进行分析。其中，1997—2016年文献量共6 973篇，涉及英、美、德、澳、法、日、韩等十余个国家。

2.1 专利总申请量

图10为1997—2016年间国外汽车安全带专利申请人专利申请状况。其中，自1997年以来，专利申请就处在一个比较活跃的阶段；2003年迎来一个高峰，AUTOLIV DEV申请量达43篇，且申请人数量也开始增多，研发活动稳步发展，研发处于成熟期；2011年又迎来一个小高峰，之后略显低迷，申请人年申请量呈下跌趋势，研发进入低谷期。其中近二十年来，AUTOLIV DEV始终活跃在科研前线，申请量位居同时代企业的前列。

2.2 专利申请人

图11反映了2007—2016年国外汽车安全带专利申请人所属国家分布状况。其中，德国占40.58%(位列第一)、美国占13.29%、法国占10.52%、瑞典占10.13%、日本占6.14%。毫无疑问，德国是发明大国，拥有大量的核心技术，其建立了专利壁垒并形成了行业垄断。如图12 所示，2015年以前，德国在汽车安全带专利申请量上以绝对优势领先其余各国，并在2011年达到高峰(76篇)，随后骤减，2016年 跌至8篇，进入低迷期；其余各国在申请量上略有起伏，但总体较平稳，变化不大，2013年后都呈下滑趋势。

2.3 技术

图13反映了2007—2016年国外汽车安全带专利申请人的技术重心。其中，B60仍是最热门的技术领域，各申请人在这一领域的技术投入平均超过50.00%；A62(救生)领域中对安全带或躯体背带的研究，特别是对在突然改变动作的情况下限制躯体位移或类似装备的研究，也是一大热门，REPA FEINSTANZWERK GMBH在此领域取得了不少成就；对于A44(带扣、连接带或类似物)领域，各企业都研究，但因不是技术重心的所在，故此领域专利申请量一直较少。

图10 国外汽车安全带专利申请人1997—2016年专利申请状况

图11 2007—2016年国外汽车安全带专利申请人所属国家分布状况

图12 国外汽车安全带专利2007—2016年各国申请状况

图13 2007—2016年国外汽车安全带专利申请人的技术重心

图14比较了2007—2016年国外汽车安全带专利申请人的研发实力。从纵向上看，国外同一申请人在各领域均有涉猎，且几乎都有自己的重点研究对象；从横向上看，除在F16(紧固件、连接件)领域各申请人研发实力差异较大外，其他领域的研发实力只是略有参差。

图14 2007—2016年国外汽车安全带专利申请人的研发实力

图15反映了2007—2016年国外汽车安全带专利申请的技术领域构成状况。国外汽车安全带专利重点研究在B60领域，占据62.82%，其次是A62领域，这反映了国外在事故后的救援工作上做了许多研究，最热门的是安全带收缩装置、座椅或吊带结构和固定装置，带扣件、连接件及一些易安装易拆卸的零部件也相对投入较大。以日本高田集团为例，虽然其已破产，但作为老牌的汽车安全系统制造商，在安全带技术上有着强大的实力，其生产的标准卷收器具有质量轻、噪声小、卷轴转动摩擦小等优点，所生产的赛车安全带可供F1赛车、达卡拉力赛等赛事使用[3]。但在多国的专利检索中，也不乏几项类似专利多次出现的情况。

图15 2007—2016年国外汽车安全带专利申请的技术领域构成状况

图16为2007—2016年国外汽车安全带专利的技术生命周期情况。发现，国外技术生命周期曲线远比国内复杂，但大体与国内相似，如当申请人数量超过160、专利申请量超过250篇时，该项技术即将转向走下坡路。

3 国内外汽车安全带专利对比分析

国内汽车安全带的专利发明围绕锁扣、插片、固定装置的最多，其次是安全带检测装置，儿童座椅也是一大热门研究领域，这些都说明汽车安全带的使用安全性是研究的重中之重。而各类所谓新型安全带、功能性安全带也层出不穷，如发热功能、理疗作用、遇水变色功能等，但这些功能的有无不能作为衡量汽车安全带优劣的标准，技术含量不大、创新价值较小。另外，专利市场上还存在同一发明人名下具有多项相似专利的现象，即专利的原理几乎相同。除此之外，近年也出现了一批新型车用安全带的专利申请，如具有负泊松比效应的织带、基于压力传感器原理的安全带系统等，科技含量高，市场发展潜力巨大，是传统汽车安全带市场革新的助动力。

图17反映了2000—2017年国内院校对汽车安全带研究领域的分布状况：院校整体专利申请量不多，仅在吊带的控制系统、报警或连锁系统等领域有相对较多的成果，研究方向主要涉及安全带部件及整个系统，鲜见对织带本身的研究。

图17 2000—2017年国内院校对汽车安全带研究领域的分布状况

国外汽车安全带在固定装置、安全带收缩装置、限制躯体在特殊情况下移动的背带装置等领域颇有成果。据学者袁健介绍，在汽车安全带研究顶峰时期，国外诸多研究者在安全带座椅一体化设计、卷收器的恒力等方面都取得了很大成就[4]，并占据了大量市场，部分外资企业带着自己的技术大幅占据我国的市场份额，甚至渗入我国的本土企业。就目前而言，我国汽车安全带市场的研究将向着舒适性、主动性的方向发展，企业仍需在科研方面下成本，以扭转这一局面[5]。与国内相比，国外尤其是欧美国家技术早已成熟，他们在汽车安全带技术领域中掌握着核心技术，设置了大量专利壁垒，使新人不得不绕道而行[6]。

图18、图19分别分析了国内外汽车安全带专利申请量第一的浙江吉利集团和AUTOLIV DEV的技术分布情况。由于浙江吉利集团汽车安全带专利申请量相比AUTOLIV DEV少，所以从数量上没有可比性，但2008—2017年以来，浙江吉利集团偏重于从检测和安全带自身的技术方面加以突破，这反映了我国依然处在技术进步但并未完全成熟的阶段现实，因此需将更多的力量投入到汽车安全带总成的研发中；而从2000—2017年的数据看，AUTOLIV DEV更偏重于关注事故中及事故后对驾乘人员安全的最大保护，转换角度提高安全性，避免因汽车安全带自身而造成二次伤害。

图18 2008—2017年浙江吉利集团技术分布

图19 2000—2017年AUTOLIV DEV技术分布

国内汽车安全带研究起步较晚，目前正处于研发热情高涨、技术趋向成熟的阶段，各大企业、高校研究者技术成果喷涌而出，但与国外技术相比，国内汽车安全带的技术和性能仍然远远落后于他们。国内的技术集中于固定装置、连锁系统及检测装置，国外热门研究领域为汽车安全带收缩装置、座椅或吊带结构和固定装置。其中固定装置也是国内的重点项目，原因主要是汽车安全带固定牢靠与否对事故中汽车安全带作用的发挥有着极大的影响，关乎驾乘人员生命安全，故不得不引起重视。国内汽车安全带的发展可向最大化地保障驾乘人员安全的方向发展，如何将被动安全发挥到极致，汽车安全带发挥作用的同时如何将自身带来的伤害减到最少，都将是今后研究的重点所在。

4 结语

由于国外工业革命开始得较早，汽车安全带作为其中的一环，到今天已经处在技术较成熟的阶段，各项发明在2011年前蓬勃发展，2011年后发展较缓慢，研究热度逐渐降低，且各大企业现已建立起专业壁垒，形成了自己的产业链，这使得中小企业的发展变得更不容易。在专业方面，各申请人都做出了贡献。而国内方面，由于科研起步较晚，汽车安全带还是一个年轻的产业[7]，2008年后迎来科研的春天，各项专利成果喷薄而出，同样，在B60领域国内也着重投入了技术力量，各申请人不仅在此领域投入了精力，还在别的领域表现出了极大的热情，甚至形成了自己的技术特色。但国内专利不可避免地同国外一样，存在重复申请、技术含量低等问题，有的甚至更为严重。因此，在保持科研热度不减的同时，更要提高专利的质量，形成自己的技术特色，克难攻坚，只有这样才能不被工业大国的壁垒所牵制，做到用自己的技术推动自己产业的发展。

[1] 唐波.汽车安全带的性能研究以及相关探讨[J].汽车与配件，2011(14)：32-35.

[2] 侯铁兵.基于CB280的汽车安全带自动提醒系统[J].国外电子测量技术，2008，27(9)：55-57.

[3] 顾蔚新.高田先进安全带技术发展方向[J].汽车与配件，2011(10)：40-41.

[4] 袁健.国外安全带技术的新发展[J].世界汽车，1999(1)：9-11.

[5] 申婷，魏孟媛，刘芳，等.汽车安全带市场调研及实证分析[J].产业用纺织品，2016，34(6)：33-36.

[6] 何睿，赖立强，吴洁霞，等.汽车安全带专利技术现状研究[J].装备制造技术，2015(5)：47-49+77.

[7] 王阳.汽车安全带技术的新发展[J].汽车工程学报，1997(3)：30-35.