基于专利分析的上汽集团新能源汽车关键技术选择

李国秋　范晓婷

〔摘要〕本文根据比较优势理论，[研究方法]从主要技术领域专利分布图、重点技术研发领域地形图、技术热点变迁图3个维度对国际和上海汽车集团股份有限公司（SAIC，下简称上汽）的关键技术领域进行对比分析，提炼出上汽具有比较优势的技术领域，[成果和结论]并在此基础上给出了上汽在未来应当优先发展的二类技术领域： 一是具有明显竞争优势的技术领域有电源控制系统、电池测量和测试、能量储存装置；二是燃料电池及其相关装置、传动离合器齿轮系统、并联式混合动力、内燃机可以作为第二批发展的技术领域。本结论对于我国新能源汽车发展以及汽车企业具有参考借鉴意义。

〔关键词〕专利分析；上汽集团；新能源汽车；比较优势理论；关键技术

DOI：10.3969j.issn.1008-0821.2017.10.021

〔中图分类号〕G25553〔文献标识码〕A〔文章编号〕1008-0821（2017）10-0122-06

〔Abstract〕[Method & Process]According of the comparative advantage theory，this article compared the international key technical field with SAIC from main technical field map，main technical field research topographic map，hot technical transition map.[Conclusion]On the basis of above study，the article gave two main technical fields which SAIC should pay high attention in the future：First one was the technical field with clear competitive advantage such as power control systems，battery measurement and testing，energy storage devices；the second batch of development of the technical field should include the fuel cell and its related devices，transmissionclutchgear system，parallel hybrid，internal combustion engine.This conclusion was of significant reference for the development of new energy vehicles and automobile enterprises in China.

〔Key words〕patent analysis；SAIC；new energy vehicles；theory of comparative advantage；key technology

进入21世纪以来，面对严峻的能源问题和环境问题，汽车产业未来的发展方向成为各国政府关心的问题。由此，新能源汽车登上历史舞台，成为解决目前能源、环境危机的有效方法。对新能源汽车领域的研究基本上是在宏观层面进行的，对各具体企业如何选择的探讨还较少。

本文选择了一个具体的企业——上汽，通过对其专利与国际新能源汽车领域专利进行3个维度比较分析（主要技术领域专利分布图、重点技术研发领域地形图、技术热点变迁图），并运用比较优势理论，分析上汽的比较优势，并在此基础上对上汽未来应当优先发展的关键技术提出建议。

从专利的比较来分析企业的比较优势，并确定优先和重点研究开发的关键技术，有助于企业集中人力财力，更快更有效地在技术上取得突破，因此具有重要的实践意义。

1上汽集团新能源汽车专利分析

上汽集团在2000年初就积极开展有关新能源汽车的研发工作，并且参与国家在此领域的项目，一直致力于新能源汽车的研发和推广，以期通过新能源汽车战略使企业从一个大型车企变为实力更强的企业。对上汽集团的专利申请状况进行详细的专利地图的绘制，能够更直观的了解目前上汽集团在新能源汽车领域的发展情况。

本文使用Thomson Innovation的德温特专利检索平台，通过预研究制定了详细的检索策略（详见《新能源汽车專利地图分析》一文），检索得到德温特专利186 743件，其中中国专利有66 623件。在专利分析工具上，主要使用了Thomson公司的TDA（Thomson Data Analyzer），还辅助运用了Thomson Innovation的分析功能。首先在得到专利检索结果后，在Thomson Innovation平台选择将结果导出，导出成功后保存并打开TDA软件，将数据导入到TDA中，创建成为一个有关新能源汽车申请专利的总览表，其中包含不同的的字段信息，可用于不同的分析目的，主要包括专利申请年度、关键技术领域、专利布局分析、竞争机构专利分析等。

11上汽集团新能源汽车年度专利走势

在TDA中新建上汽专利表，在总览表中选择“最早优先权年（Earliest）”字段，按照年度专利申请数量进行统计排序；再在总览表中选择“基本专利年”字段，可以统计上汽集团年度专利公开量。

将这两组数据统计结果导入Excel中，使用其中的图表功能，将统计结果表做成更直观易看的折线图。在时间选择上，从2001年开始，最早优先权年截至到2013年，专利公开年选择截至到2014年，以确保统计数据的完整、可靠。

图1中实线表示上汽专利申请量，虚线代表上汽专利公开量。从图中可以看出从2004年开始上汽集团在新能源汽车领域有研发成果出现，自此开始上汽的专利申请量一直呈现上升趋势，并且在2009-2011年期间，专利的申请增速非常迅猛，可以说是技术大丰收的时期。此后稍微有所下降，这也与新能源汽车技术发展到一定的成熟阶段相关，往后技术的发展遇到瓶颈，很难再有新的突破。近几年上汽的专利公开量还是处于上升的趋势，由此看出上汽集团对新能源汽车领域的技术研发一直没有松懈，处于不断向前发展的时期。endprint

12上汽集团主要技术领域专利分布

在对国际新能源汽车进行关键技术分析时，已经使用德温特手工代码排序，对现有的关键技术进行过挑选、分类。在此基础上，依照上述完成的分类，对上汽集团在该产业的14项关键技术发展情况做统计分析。在上汽集团专利总览表中选择“手工代码-关键技术”选项，TDA会按照上汽集团各个关键技术的专利申请数量绘制成统计表。将统计表的结果导入Excel中，做成柱形图以直观的方式呈现上汽集团在不同技术领域的专利申请状况。

从图2中可以看出，上汽集团在新能源汽车的技术研发上更注重车辆微处理器系统，有关此技术领域的专利申请数量是最多的。而关于电池、动力总成传动控制系统、传动离合器齿轮系统的技术研究投入与其后的几项技术领域相差并不多，专利申请数量没有明显的差距，处于比较均衡的发展状态。排在最后四位的技术领域，牵引电动机、燃料电池及其相关装置、电池测量和测试、电源控制系统相对其它主要技术领域来说专利申请相对较少，差别比较明显。这也说明了上汽集团在新能源汽车技术领域的实力状况，有强项技术领域，也有缺乏优势的技术领域。

其中，关于车辆微处理器系统的技术研发与国际的研发热点相一致。在燃料电池及其相关装置领域则是与国际研发情况相悖。

在Thomson Innovation的专利检索结果中，利用其分析功能，选择Theme Scape聚类分析功能，对新能源汽车产业涉及的关键技术进行聚类，绘制重点技术研发领域地形图，如图3所示。

图3 地形图中的白色区域代表技术研发的重点热点。从该地形图中可以看出混合动力系统所占的白色面积最大，说明上汽集团在混合动力系统技术领域投入的研发最多，最重视该技术领域的发展。其次，能源储存装置和车轮也是白色面积明显的区域，因此这两项技术也是上汽在发展新能源汽车时着重研发的项目。其中，关于混合动力系统的研发也是国际研究的热点。

23上汽集团技术热点变迁

按照对国际新能源汽车专利申请的分析方法，将专利申请年度分为两段，2010年为时间节点，2010年以前为早期技术发展时期，2011年开始为近期技术发展时期。在上汽集团专利总览表中选择“手工代码-关键技术”字段和专利申请年度的“组中项”（选择1966-2010年和2011-2016年两项）做共现矩阵分析。对分析出的结果数据表进行整理，复制粘贴到Excel中，根据表中数据绘制图形，在图表功能区域选择百分比堆积条形图。用两种不同的深浅色块表示两个时间阶段，深色的条形表示1966-2010年早期技术阶段，浅色的条形代表2011-2015年近期技术阶段，这样的图形选择布局易于对结果进行比较、分析。

在早期阶段的专利数量为149件，近期阶段的专利数量为200件，用近期专利数量与总的专利数量作比，其比值结果约为57%。因此，从右边开始数在57%，也就是左边43%的位置作一条基准线，超过基准线的代表技术热点的变迁。从图4可以看出，上汽集团在该技术领域的研发热点变化还是较大的。尤其是关于燃料电池及其相关装置，对这一关键技术领域的研发是近期的焦点，关注的重点。还有在车辆微处理器系统、电池、安全监测仪表系统、动力总成传动控制系统这些技术领域对技术变迁也很明显，对这些关键技术领域的研发热情也很高。对牵引电机转速控制、电力推进和制动、电池测量和测试、电源控制系统、传动离合器齿轮系统这五项技术领域的研发在近期阶段也受到上汽集团的重视。而对并联式混合动力技术的研发热情较低，说明该技术的发展基本上已经处于成熟期。关于牵引電动机和充电也逐渐不再是研发热点，对内燃机的研发基本变化不大。基本上与国际研发热点相似，但是在燃料电池及其相关装置的技术研发上要晚于国际的发展。

图4上汽技术热点变迁

14上汽新能源汽车专利国家地区布局

在上汽专利总览表中选择优先权国家地区，分析上汽申请的专利都分布在哪些国家、地区，从而了解上汽集团在新能源汽车领域的专利布局情况。

上汽在新能源汽车领域的专利申请基本都是在中国，在世界知识产权组织、美国和欧洲也有很少的一部分专利布局分布。

在中国专利总览表中选择机构代码字段，统计各个不同机构在中国申请专利的数量。取出表中排在前十位的专利权人，做它们的共现矩阵，了解在中国申请专利的主要机构之间的竞争合作关系。

图5上汽专利区域分布

从表1中可以看出在中国地区申请专利最多的还是丰田公司和通用汽车，说明日本和美国很重视中国的新能源汽车市场。专利申请数量靠前的国内机构中，上海中科深江与国家电网的合作关系较为密切，另外国家电网还与深圳陆地方舟、江苏帕威尔电气建立了较多的合作关系。表1也显示了国内在新能源汽车领域的主要机构和企业。

另外，按照专利权人申请专利数量排序的情况，排在前80位的中国车企有比亚迪、吉利汽车、重庆长安汽车、安徽江淮汽车、宇通客车和上汽集团；高校主要有清华大学、吉林大学、同济大学、江苏大学。结合表1可知，我国企业在进行技术研发时相互之间缺乏合作，包括企业间合作、企业与高校的合作。

2国际新能源技术专利简况

作为比较对象，有必要了解国际新能源技术专利的情况。作者团队早前对新能源汽车领域技全球专利布局进行过统计分析研究（《新能源汽车专利地图分析》），现将结论简单归纳如下：

21主要技术领域

在国际上，对电池、车辆微处理器系统、充电、动力总成传动控制系统、燃料电池及其相关装置、传动系统这些技术很重视，投入了不少资源进行研发。尤其是有关电池的技术是新能源汽车产业发展的焦点，为研发项目的热门内容。

22主要技术领域专利年度分析

电池技术作为发展新能源汽车的核心技术，在1990年代的发展就高于其它技术的研发，到了21世纪更是得到飞速发展，一直处于高速增长的状态。车辆微处理器系统在90年代的发展很少，而在2005年以后专利申请数量突飞猛进，甚至有超过电池技术的趋势。并联式混合动力仍为现在主流的耦合方式，在2000年开始得到发展，到了2007年更是达到巅峰状态，此后几乎一直保持这样的发展态势，说明这种耦合方式在现实使用中还是很有优势并且有进一步研究改进的价值。而动力总成传动控制系统与并联式混合动力技术发展相似，在2000年后得到快速发展，并且至今也处于稳定的发展趋势。endprint

23技术热点变迁

2010年以后，技术热点开始向安全监测仪表系统、车辆微处理器系统、电池测量和测试、电力推进和制动、充电、电池这些技术迁移，其中热点变迁最明显最快的则是安全监测仪表系统和车辆微处理器系统。而内燃机、牵引电机转速控制、燃料电池及其相关装置等一些发展较为成熟的技术，在国际上的研究热度有所降低。

24专利技术实力区域分析

各国所关注的新能源汽车主要技术领域侧重有所不同。日本在关键技术领域的发展较为全面，尤其是排名靠前的几个技术领域发展均衡，有关并联式混合动力的技术也比其它几个国家更为重视；中国的车辆微处理器系统发展比其它国家更快，对安全监测仪表系统、牵引电动机的相关技术更为重视，而在内燃机、燃料电池及其相关装置领域的研发投入缺乏重视，在这14项关键技术领域中所占比例很小，且远远低于其它国家的水平；美国的主要技术发展也比较均衡，很重视车辆微处理器系统的技术发展；德国比其它国家更为关注动力总成传动控制系统；韩国更关注电池技术。

3上汽集团新能源汽车关键技术选择

通过专利分析，本文认为上汽专利布局已初具体系，但与国际新能源技术领域专利布局相比，还仍有距离。因此，上汽应该扬长避短，走比较优势之路，选择自己在国际上有优势的技术领域进行优先发展。

31比较优势理论

比较优势理论是大卫·李嘉图最早提出的，应用于国际贸易的理论。在1817年，李嘉图在他的代表作《政治经济学及赋税原理》中提出该理论，理论阐明了国际贸易产生的原因以及贸易所得大小的决定因素，即国家之间存在生产率或技术上的相对差异，并由此产生了相对成本和价格的差异。它的核心原则是两优取其重，两劣取其轻。按照李嘉图的比较优势理论各国应该集中生产并且出口具有比较优势的产品，进口具有比较劣势的产品。

后来随着该理论的发展，也出现了从不同方面来分析比较优势的模型。克鲁格曼等人从规模经济分析比较优势；赫尔普曼则是从R&D的角度来分析比较优势；格鲁斯曼从人力资源配置的角度进行分析；梅里兹等人从劳动市场的波动性和弹性来分析比较优势。

根据比较优势理论这一思想，在开发产品前应该首先分析自身在哪些方面具有优势，哪些方面与竞争对手相比明显处于劣势。就技术研发工作而言，对自身具有研发优势的技术进行主要开发工作，而对于具有劣势的技术可以先不作为研发工作的重点。

32上汽关键技术比较优势分析

根据第1部分上汽的专利分析，以及作者早前对新能源汽车领域技全球专利布局的分析（《新能源汽车专利地图分析》），本节主要从国际和上汽集团的主要技术领域专利分布图、重点技术研发领域地形图、技术热点变迁图3个维度进行对比分析，并将对比结果分为不同的层次，按照比较优势理论的思想和技术发展的不同阶段，找出上汽集团有优势的技术作为未来需要努力发展的技术目标。

根据主要技术领域专利分布图，在专利分析归类出的14项关键技术领域中，国际和国内都对电池、车辆微处理器系统、充电技术研发投入很多，而上汽目前的专利申请状况显示在车辆微处理器系统领域也有着好的研发成果。但是，对于国际重点关注的燃料电池及其相关装置领域，上汽的投入相对不足，与目前新能源汽车产业的技术发展有所差距。对这14项关键技术的国际发展现状、国内发展现状和上汽集团的现狀作归纳、汇总。将其分为发展强、一般、弱这3个级别，根据专利分布图的数量显示特征，对它们进行这三个层次的定位。

表2 根据专利申请数量归纳出的结果显示，关于这14个关键技术领域国际、国内和上汽都在不同的技术领域有着不同的研究现状。基本可以分为3种类型：一种是在国际上发展已经成熟，在国内和上汽集团内部也发展的很好的技术，处于技术发展的成熟期；第二种是在国际上发展很好，在国内发展一般，而上汽在该领域或者与国内水平一样，或者发展较好的技术；第三种是在国际、国内和上汽都发展较弱的技术，是处于技术发展的成长期。对于这3种不同类型的技术发展情况，上汽应当采取不同的发展措施。

第一种，在整个新能源领域都已经发展很好的技术，上汽在此领域并不具有优势，继续研究只会造成资源浪费，在今后研发工作中不应再将其作为研究重点。电池、车辆微处理器系统、动力总成传动控制系统都是属于这样的情况。第二种情况，虽然某技术领域已在国际取得较好的发展，但是在国内却表现平平，甚至国内市场可能还面临着国外对该领域的技术垄断，上汽趁此机会加大对此技术的研发力度，不但能够促进自身企业新产品的生产，还能打破国外技术垄断在国内市场获得优势地位。燃料电池及其相关装置、传动离合器齿轮系统、内燃机、并联式混合动力属于这种情况，上汽可以在这几项技术领域加大投入。而第三种情况，是在国际、国内都发展比较弱的，这对上汽集团来说是一个机会，在此领域的投入有巨大的潜力。电池测量和测试、电源控制系统属于这种类型。上汽需要重视这两个技术领域。

根据国际和上汽集团的主要技术领域聚类得到的地形图，可以归纳出国际在新能源汽车领域主要的研发热点领域，还有上汽集团自己在该领域的热点技术领域。

表3显示混合动力技术领域不但是国际研发的热点，也是上汽集团研发的热点。但是结合表2，在国内并联式混合动力技术发展一般，因此上汽在该技术领域还是有发展潜力的。能源储存装置作为上汽集团不同于国际新能源汽车技术发展热点的项目，在今后可以继续专注于此领域的研究。

根据技术热点变迁图，分别统计国际和上汽集团在近期技术研发的热点，以及研发热情削减较快的技术。

表4显示，国际上对燃料电池及其相关装置的研究已处于下降趋势，而国内在该领域的研究却是处于发展较弱的状况，因此是上汽集团的一个机会，实际的技术热点变迁也显示出上汽在近期研发中相当重视对燃料电池及其相关装置的研究工作。关于车辆微处理器系统已经在国际上取得快速发展，是国际研究的热点，专利申请数量也排在前列，处于技术成熟期。因此，上汽在今后发展中应该考虑将技术热点从车辆微处理器系统转移到别的更具有竞争优势的技术领域。endprint

43上汽应当优先发展二类关键技术

综合以上三方面专利地图的对比结果，本文认为上汽集团未来应当着重发展的关键技术领域如下。

1）具有明显竞争优势的技术领域有电源控制系统、电池测量和测试、能量储存装置。电源控制系统、电池测量和测试这两个技术领域不论在国际还是在国内都是发展较慢的技术，但是在近几年是国际研究的热点，表明其处于技术成长期。如果上汽在今后的研发工作中获得突破，那么将在整个行业的该技术领域处于领先地位。而能量储存装置作为上汽自己的研发热点，是其研究方向独特的一面，值得继续重视该领域的研发工作。

2）燃料电池及其相关装置、传动离合器齿轮系统、并联式混合动力、内燃机可以作为第二批发展的技术领域。在优先发展的项目进行顺利并且有资源条件的情况下，应当考虑投入这几项技术的研发工作。尤其是燃料电池及其相关装置在我国发展较弱，上汽自身的研发成果可以作为重要的技术储备，随着整个新能源汽车技术路线的发展，未来燃料电池汽车会成为主要的新能源汽车产品。因此，上汽在该领域的研发投入对未来占领新能源汽车市场有着重要的战略作用。

在车辆微处理器系统、充电这两项技术领域上汽集团应当考虑减少对其的投入研发，因为国际上对该领域的研发已经相当成熟，很难再有突破，企业应当把更多的资源放在更有研发潜力的技术领域。

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（本文责任编辑：马卓）endprint