我国混合动力汽车专利分析及未来发展研究

刘 秀，张正秋

（重庆理工大学，重庆 400054）

从世界各国对汽车专利的布局可以看出，汽车领域的核心专利技术从传统单一内燃机动力向由电能、油电混合等新型动力转变，研发中提供新型动力的就有混合动力汽车。近十年，伴随着我国综合国力的增强，混合动力汽车在国内快速地发展起来，由于混合动力汽车有排放低、污染小等特点，更多汽车企业将混合动力汽车作为一个重点进行研发。对我国的混合动力汽车申请人申请的专利进行分析，可以看出电动机、发电机和蓄电池组成的动力系统方面申请的专利较多。我国已有上千件的混合动力汽车专利被授权。可以预测，再过几年时间，我国混合动力汽车市场占有率将稳步提升，受消费者喜爱的程度将逐步扩大。

一、混合动力汽车与专利

21世纪初，伴随着科学技术的不断进步与革新，汽车的发展可以由内燃机与电动机混合提供双动力，混合动力汽车开始出现。从专利的角度进行分析，混合动力汽车的专利授权量逐渐增大意味着混合动力汽车的研发与发展进入一个全新的阶段。

（一）混合动力汽车概述

通常理解的混合动力汽车，指油与电混合的混合动力汽车，即采用传统的内燃机（柴油机、汽油机、压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等）和电动机组成作为动力，将电动机与辅助动力系统组合在一辆汽车上做驱动力形成混合动力装置，由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成动力系统的混合动力汽车。从1900年第一辆原型混合动力汽车诞生到2010年各国全面进入混合动力汽车时代，混合动力汽车就有两种不同的分类：第一，按照驱动的联结方式分类，主要分为串联式、并联式、串并联式三种不同类型的混合动力汽车；第二，按照动力系统中的混合度不同，有微混合、轻混合、中混合、全混合四种类型的混合动力汽车。混合动力汽车是由发动机和电动机提供动力来源，总体来说，既有传统内燃机汽车的特性，又有新型电动机汽车的特性；发动机与电动机相互配合，既有优点也有缺点。其中混合动力汽车的优点表现在有最好的动力输出，油耗非常低、尾气排放的污染小，不需要额外充电装置、行驶里程更长；然而混合动力汽车也有很多的缺点，如目前政府对混合动力汽车生产与推广的补贴少、企业量产的车型少、普遍的混合动力汽车的售价高于内燃机汽车等缺点，使消费者对混合动力汽车望而却步，大部分持观望态度，积极性不高。

（二）具有专利背景的混合动力汽车

专利一词最早出现的时候，在拉丁语中的意思是公开的信件或者是公共的文献。目前在我国，专利主要指受到专利法保护的发明创造，是受我国承认并在公开的基础上进行法律保护的专有技术或者方案。我国的专利类型分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利三种，并且都设置了保护期限，发明专利为二十年，实用新型专利和外观设计专利是十年，保护期限都是从专利权人申请专利时的申请日开始计算。我国混合动力汽车专利申请最早是在20世纪末，由此逐渐有了混合动力汽车相关的技术文献和技术方案的授权。其中，在我国申请混合动力汽车专利的企业主要有比亚迪汽车、吉利汽车、中国一汽集团、重庆长安汽车、东风汽车、郑州宇通客车等知名汽车企业，也有来自于我国的科研院所等机构的申请，专利申请的重点在电池技术、发动机技术、电机控制技术、整车控制技术、发动机和电动机之间的动力输出和连接等技术范围。从1997年3月到2017年3月共20年的时间里，我国混合动力汽车专利申请的总量为3653条，其中有效授权专利为2174件。

二、基于专利对我国混合动力汽车的分析

（一）混合动力汽车专利分析方法

专利分析指通过专利公开的专利说明书、专利公报等诸多复杂的专利信息进行整理与分析，最终形成有用的竞争情报。对混合动力汽车专利进行专利分析不仅是企业了解相关技术研发进展的关键，而且能为企业在发展策略上提供良好的依据。混合动力汽车专利分析常用的分析方法主要为专利定量分析和专利定性分析两种方法。专利定量分析是对专利文献的外在特征进行统计剖析，也就是识别专利文献中固有的标引项目文献，再对有关专利文献指标进行概括，最后说明有关专利文献的数据变化得出相应的结论建议；进行专利定量分析统计时，对混合动力汽车专利指标的收集要尽可能全面，主要有专利数量、专利技术主题、同族专利数量、专利被引次数、专利申请时间、专利相关人等指标。专利定性分析是对专利文献的技术特征与内容进行分析，将对比专利文献与目标专利文献相比对，分析出两者之间的相同与不同之处再得出结论与建议的分析方法。以下基于专利对我国混合动力汽车的分析，主要以定量分析方法为主、定性分析方法为辅的方式对混合动力汽车专利进行分析。

（二）混合动力汽车专利检索方法与数据分析

本文所探讨的混合动力汽车专利数据来源于国家知识产权局专利检索及分析平台，在平台的高级检索页面检索混合动力汽车专利。主要的检索流程大致为三步：第一，构建检索式为“申请日=(19970301:20170301) AND关键词=(混合动力汽车OR HEV)”；第二，从检索式里面再筛选出有效的混合动力汽车专利；第三，统计检索结果中的专利申请人、发明人、申请日等相关信息。分类号导航检索页面中，主要对高级检索页面中检索到的混合动力汽车有效专利进行分类号检索，统计技术领域的分布。经过对检索的专利合理筛选与排查，总共申请的混合动力汽车专利是3653件，现阶段有效授权专利为2174件，其中发明专利为1503件、实用新型专利662件、外观设计专利为9件。最多的申请人奇瑞汽车申请的专利有199件，国外企业在我国申请主要来自韩国、日本、美国等国家居多，其中日本的丰田自动车株式会社申请了142件专利；申请混合动力汽车专利技术领域最多的在B60W20/00领域，有675件专利申请量。

（三）混合动力汽车专利申请分析

从检索混合动力汽车专利得出的专利数据，加上混合动力汽车专利数据中专利的申请情况，用以上所述的专利定性分析与定量分析的方法相结合进行混合动力汽车专利申请分析。

1.专利申请人与申请数量分析

由国家知识产权局专利检索及分析平台中检索出的在我国申请的混合动力汽车专利的数据可知：目前我国混合动力汽车产业处于高速发展时期，从表1和图1可以看出来。在我国申请混合动力汽车专利申请人排名前10的有国内与国外的企业或机构，其中韩国的现代汽车公司、日本丰田汽车公司等国外的汽车企业在我国申请的混合动力汽车专利数量是最多的，国内混合动力汽车专利申请中申请人为奇瑞汽车、长安汽车、上海汽车集团等都拥有超过一百的专利数量。由表1企业专利申请人在我国申请的排名来分析，奇瑞汽车股份有限公司申请的混合动力汽车专利数量为199件，位列所有混合动力汽车专利申请人的榜首，重庆长安股份有限公司专利数量为183件、丰田自动车株式会社专利为142件、上海汽车集团股份有限公司混合动力汽车专利为130件、重庆长安新能源汽车有限公司的专利数量为102件、浙江吉利控股集团有限公司的混合动力汽车专利为98件、北汽福田汽车股份有限公司混合动力汽车专利为96件、比亚迪股份有限公司的专利为93件、现代自动车株式会社的混合动力汽车专利数量为77件、吉林大学所申请的混合动力汽车专利为69件。对我国申请混合动力汽车专利的申请人前10的分布可以分析得出，我国国内企业申请的混合动力汽车专利申请人是最多的，有7家企业，国外企业分别为日本丰田和韩国现代汽车两家企业，科研院所作为申请人申请混合动力汽车专利位列前十的只有吉林大学。可见在我国汽车的发展历程中，混合动力汽车并不受制于国外的企业，而是拥有了自身的核心技术，自己所研发的混合动力汽车核心专利。对位列前十的申请人进行分析可以看出，我国申请混合动力汽车专利的申请人不仅在国外的混合动力汽车领域有很强的竞争力，而且各专利申请人在国内也竞争激烈，这对于我国混合动力汽车业的发展十分有利。

表1 混合动力汽车专利前十申请人表格

图1 混合动力汽车专利前十申请人图表

2.专利申请类型分析

混合动力汽车专利申请类型分为发明专利、实用新型专利、外观设计专利3种类型。由表2可看出，混合动力汽车申请的专利中发明专利占72%的比例，实用新型专利占27%的比例，最少的是外观设计专利为1%，说明混合动力汽车专利申请人在申请专利时多数选择发明专利，其次才会考虑实用新型专利。申请人在申请混合动力汽车专利时大部分会选择申请发明专利，可能的原因在于：第一，发明专利比实用新型专利的保护时间多10年，可以有效地使核心技术专利不被竞争对手所掌握；第二，发明专利在审查时要进行实质性审查，审查时间更长、更严格，可见发明专利的技术成熟度更高，更加有利于专利权人对该发明专利的授权或转让；第三，混合动力汽车发明专利的创造性是最高的，包含的权利范围可以更加广泛。申请者选择申请实用新型专利可能的原因是：实用新型专利的审核时间短，对创造性的要求没有发明专利那么严格，不需要进行实质审查，即能缩短在国家知识产权局从申请到授权的时间，能在短时间内快速得到专利的授权。正因为有上述诸多的原因，所以申请人在申请混合动力汽车专利时能清楚地知道所申请的专利类型。

表2 混合动力汽车申请专利类型比例

3.专利申请区域分析

从1997到2017年20年的时间里，关于我国混合动力汽车专利申请的专利总量为3000多件，其中到目前为止有效专利为2500多件。在这些申请的有效专利中，我国混合动力汽车专利申请人主要集中在华东、华北、西南和东北这四个区域，这四个区域的混合动力汽车申请量占我国申请量的4/5，特别是华东地区，混合动力汽车专利申请量高达30%左右，原因在于华东地区大部分省政府都实施了相应的混合动力汽车补贴政策，有效地促进了该区域企业对混合动力汽车的研发热情，也改变了消费者对混合动力汽车的观点。华中地区和华南地区混合动力汽车的申请量都不相上下，发展也迅速。西北地区由于总体经济发展缓慢，因此该区域的混合动力汽车发展还有待提高，不过随着国家的西部大开发策略的实施，不断有新的政策促进该地区的发展，西北地区混合动力汽车的发展也会紧跟步伐。从全国混合动力汽车专利申请的区域分析可以看出，混合动力汽车在各个地区都有很好的发展前景，有很大的发展空间。

（四）混合动力汽车专利技术领域分析

从专利权利人申请的混合动力汽车专利的IPC分类号出发，对混合动力汽车专利所属的技术领域进行分析。由混合动力汽车专利的IPC分类号与所对应的技术领域说明分析 可 知 ，IPC分 类 号 为 B60W20/00、B60W10/08、B60W10/06、B60K6/36、B60W10/26等附表1所列的都是混合动力汽车专利申请人申请的核心技术领域。附表1中所列的IPC分类号及其所涉及的技术领域都是混合动力汽车专利近10年的核心技术专利，对混合动力汽车不管是在动力方面还是在传动设备方面的发展都有着至关重要的作用。由附表2混合动力汽车专利IPC分类号的申请量比例可分析出，B60W20/00、B60W10/08、B60W10/06这三个分类号所涉及的技术领域都是涉及混合动力车辆的控制系统的，所申请的比例占其他混合动力汽车专利前十IPC分类号的百分之十以上，而且IPC分类号为B60W20/00所申请的专利占前十的四分之一。可见，混合动力汽车的专利，申请中大部分都围绕混合动力汽车的动力系统来研发，即混合动力汽车的动力装置中的电动机和内燃机等动力装置的技术。

三、基于专利对混合动力汽车的发展建议

（一）混合动力汽车专利发展前景展望

从20世纪90年代至今，我国对混合动力汽车业相当重视，加速了企业或科研机构对混合动力汽车专利的申请。一方面，国家“十五”到“十三五”这二十年的时间里颁布了与混合动力汽车相关的诸多政策，对混合动力汽车的发展做出了重要的规划布局，例如工信部颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》中明确鼓励对混合动力汽车的研发与专利的申请。另外一方面，我国有不少的汽车企业有足够的经济和技术实力发展混合动力汽车技术，从企业与科研院所等机构申请的众多混合动力汽车专利即能得到验证，从专利的申请类型入手，混合动力汽车技术主要申请的是发明专利，其中混合动力汽车动力传输所涉及到的串联式、并联式和混联式三种形式的专利在持续申请。混合动力汽车发明专利申请越多，说明技术越成熟，越有发展的潜力。此外，我国也有相当大的市场空间验证混合动力汽车的发展成果，虽然过去几年我国企业和其他机构所申请的混合动力汽车专利质量和技术创新力有待加强，但是随着我国对专利申请的政策指导，未来针对混合动力汽车的专利质量与技术创新都会有所提升，我国的混合动力汽车产业的发展将处于快速上升的通道。

（二）混合动力汽车未来发展建议

混合动力汽车符合我国的战略规划，适合我国的发展需求，不但从理论、技术、工艺制造上是可行的，而且在市场上的运用也证明符合大众的需求，但现在混合动力汽车的研发成本较高，企业如果没有政府的支持，很难突破关键的核心技术，而消费者在传统内燃机汽车与纯电动汽车的冲击下很难选择混合动力汽车。基于以上对混合动力汽车的专利分析，提出混合动力汽车在未来的发展建议。

第一，加强企业、科研院所等机构对混合动力汽车核心技术领域的攻关，重点在混合动力汽车的整车控制、系统结构、动力输出等领域的研发,特别是增强整车控制中的发动机控制、系统结构中的传动设备、动力输出中的动力结构等热点技术领域的攻关，整车方面再加强电动机和发动机及其控制系统的研发,做好混合动力汽车技术的专利预报与专利预警，使国外竞争对手在研究开发的同时，我们紧跟其步，在相关的技术领域能站在同一起跑线上，摆脱汽车工业长期落后的局面。

第二，混合动力汽车企业内部加强创造性，释放创新活力,加强产学研的合作,联合攻克核心技术,提高创新实力。

第三，构建混合动力汽车专利联盟，以汽车行业机构为依托,相互合作，整合资源,专利申请人在保证发明专利申请量的同时提高实用新型专利和外观设计专利的申请量，联盟定期开展混合动力汽车技术的专利分析，分析混合动力汽车技术发展趋势与遇到的难点与热点等问题,发布专利预警报告,搭建起联盟技术研发、专利合作、成果转化的平台优势,增进混合动力汽车的发展步伐。

第四，企业积极推广混合动力汽车，打破地域的限制，使全国各地同等研发混合动力汽车，同时关注传统内燃机汽车与电动汽车技术的发展，加强混合动力汽车在发动机与电动机技术方面的进展。当传统内燃机汽车的内燃机在节能、减少污染等方面有突破时，混合动力汽车的动力方面可以借鉴这种新的内燃机技术。同样，当电动汽车在电池方面获得突破性进展时，混合动力汽车可以运用这种电动机的优点进行改进后使用，所以混合动力汽车的发展也紧密地与传统内燃机汽车和电动汽车相关，使混合动力汽车的技术发展得更好。

附表1 混合动力汽车领域热点IPC号及其涉及技术领域

附表2 混合动力汽车专利前十IPC分类号的申请量比例

第五，相关企业及时响应国家的混合动力汽车政策，争取得到政府在技术、资金、人员等方面的支持，加强政府与企业之间的协调与合作。

[1]刘彤,侯元元,黄裕荣，等.基于专利分析的国内外新能源汽车技术发展现状对比研究 [J].科技和产业，2016，16（8）:74-79.

[2]李伟,刘红光,刘桂锋.基于专利分析的国外混合动力汽车竞争情报研究[J].图书情报研究，2012（2）:37-40.

[3]李英,胡剑.基于专利分析的我国电动汽车电池技术发展趋势研究[J].科技管理研究，2015，35(19):155-158.

[4]慎金花，温娇娇.基于专利分析的中国混合动力汽车技术领域竞争态势分析[J].知识管理论坛，2014（4）.

[5]刘张焱.我国混合动力汽车面临的现状及发展分析建议[J].中小企业管理与科技旬刊，2015(10):253.

[6]王家宝,胡小品，敦帅，等.我国新能源汽车产业竞争力分析——专利视角[J].中国发明与分析，2016(8):46-51.