电动汽车技术是创造性破坏技术吗？——来自专利数据的实证分析

王 江，邵青青

(北京化工大学经济管理学院，北京 100029)

0 引言

自工业革命以来，依靠大量开采利用化石能源资源的世界经济取得了快速发展，但也产生了能源危机和环境污染问题[1-3]。中国改革开放40年经济高速发展在很大程度上也以牺牲环境为代价而取得[4-5]。近年来，频发的雾霾天气严重影响人民群众的健康和生活，大城市雾霾污染尤为严重，其中大量燃油汽车尾气排放是导致雾霾的主要原因之一[6-7]。电动汽车具有零排放、低污染的特性，有助于解决燃料汽车的供能问题，同时有助于缓解汽车尾气造成的大气污染。因此，各国包括中国政府与企业纷纷加大了对电动汽车的研发和资本投入[8-10]。

电动汽车技术是融新材料工程技术、计算机技术、电子技术、汽车技术、智能控制技术及化学能源技术等为一体的新技术，电动汽车技术中，电池、电机、电控系统是电动汽车的核心关键技术。目前，纯电动 (EV)、可插电式混合动力 (PHEV)、混合动力 (HEV)3种类型的动力型汽车竞相发展，国外电动车代表如日产 LEAF、特斯拉 Model S、通用等，国内如北汽 E150EV、比亚迪 E6 等。

熊彼特[11-12]认为，创造性破坏是对原有的经济结构造成破坏的过程，是对原有企业、原有资本、原有生产方式等破旧出新的过程。创造性破坏并不是传统价格或质量竞争的破坏，而是新产品的竞争，新技术或工艺，新供应来源或市场，新型组织形式的破坏。熊彼特强调，在创造性破坏过程中，企业家起关键性的作用。企业是否进行创造性破坏，企业家需要从资源分配、产品战略、市场开拓、新进入者的威胁、沉没成本等方面综合考虑来进行决策。一般认为，新企业出于生存和发展压力有极强的创造性破坏动力，具有主导创造性破坏的趋势[13]；而在创造性破坏技术出现之前，大企业往往首先考虑的是如何在当前的市场环境中继续生存，大多在原有技术基础上进行渐进性变革和创新。但最新研究发现，创造性破坏并非完全由新企业主导，而是新兴企业与大企业共同主导[14]。面对创造性破坏，大企业利用其具有的基础资源和技术能力的优势，能够迅速进入并占领新市场[15-17]。

本文基于专利数据，从创造性破坏的角度，对电动汽车的新市场、产品、技术、企业反应等进行分析。

1 研究方法

1.1 专利数据库、搜索条件和搜索结果

本文以中国知识产权局专利数据库为数据来源，采用两种方式进行检索，一种为分类号 (IPC) 与关键字的方式，另一种为代表公司关键字加之相应关键字或分类号的方式进行检索。由于本文主要是对企业间的专利进行分析，所以专利权人只考虑企业专利权人，不考虑个人专利权人的情况。由于数目庞大，本研究选取申请量排名前20的企业作为代表专利权人进行数据的搜索收集。根据我国专利法，专利申请从提交、审核到公开需 1～2 年时间。考虑到专利审查公开并录入国家知识产权局专利库的滞后性，本研究以申请日为标准进行数据查询，时间限范围：1990年1月1日—2016年12月31日。具体检索流程见图1。

图1 数据搜索和分析流程

1.2 专利分类、信度及校度检验

通过阅读、分析大量文献，综合形成最终的研究类目，其中以申请趋势、区域分布，以及代表性企业来反映新生态市场状况 (市场转型)；以技术领域分类布局来反映电动汽车对一些技术领域造成了破坏；以大企业和新兴企业对比研究分析领导电动汽车技术的创造性破坏的企业；以电动汽车领军企业专利布局来说明创造性破坏对产业结构转型所做出的贡献，以及综合分析大企业如何应对创造性破坏 (市场结构的变化)。

针对以上研究类目，对专利的编号、专利申请日、专利公开日、技术类别、专利权人、发明人、专利类型、申请地址等信息进行类目编码统计。使用科恩kappa方法对独立编码的50个样本结果进行信度一致性检验，经计算，科恩kappa=0.835～0.923，通过信度一致性系数检验，可将文献数据进行独立编码；Cronbach的Alpha值为0.991，编码数据具有分析的有效性。

2 结果分析

2.1 电动汽车新生态市场分析

1990—2016年电动汽车技术专利申请量如图2所示。从图2可以看出，1990—1999年合计申请量占总申请量的1.03%，处于整个技术发展生命周期的萌芽阶段；2000—2009年相较于前10年技术储备有了明显进步，合计申请量占总申请量的11.34%，该阶段仍然属于初期阶段，响应国家鼓励政策，许多大企业 (外资企业、跨国企业)和个人 (民营企业)或大学开始全面涉足该领域的探索；2010年至今为第三个阶段，每年的申请量都是以千位来计数，新兴企业技术快速积累，该领域的新生态市场份额不断扩张，2010年申请量 (1864件)是2009年申请量 (923件)的2倍，2016年申请量 (6034件)增长至2009年申请量的6.5倍，可见我国的电动汽车技术已经处于成长阶段的快速发展期，该领域的基本发展趋势与国家的新能源汽车政策时间表相协调。

图2 专利申请量、公开量的趋势分析

选取六家代表性汽车企业进行专利的搜索，分别是丰田、通用、奇瑞、特斯拉、比亚迪、北汽新能源。其中跨国企业具有多个不同的名称变体，例如，通用汽车环球科技运作有限责任公司、通用汽车环球科技运作公司、上汽通用汽车有限公司、通用汽车公司、通用汽车责任有限公司等可归为一类；按去重归类原则筛选后的统计情况如表1所示。分析六家企业的成立时间和专利初始申请时间，包括大企业 (丰田、通用、奇瑞汽车)，也有大企业为了响应新生态市场而设立的相关子公司 (北汽新能源汽车有限公司)，还有该行业的新进入者 (特斯拉汽车公司、比亚迪汽车公司)。专利的申请量和发明人次可以表示企业在该技术领域的创新投入，平均每件申请专利投入人次=专利申请总量/发明人次，可以看到前三名丰田、通用、奇瑞的平均投入人次较少，说明大企业的研发创造能力较新进入者具有先天性的人才技术优势，而新进入者 (特斯拉、北汽新能源)的平均投入人次较高，该领域技术人力资源成本较大企业高出40%以上，甚至达到90% (特斯拉)，在破坏传统汽车市场结构方面增加了资源成本，一定程度上束缚电动汽车新生态市场的快速扩张。

由六家企业的年申请量趋势 (图3)可以看出，进入21世纪后，中国电动汽车技术的专利申请开始逐渐发展起来，到2012年后，国外企业年申请量呈现下降趋势，而新兴企业申请趋势是整体波动上升，该技术领域的中国专利发展趋势与企业响应国家相关政策关系密切。1992年我国 “八五”计划科技攻关项目包含有关电动汽车总体设计，这是国家开始支持该产业的起点，2001年设立 “国家863计划——电动汽车重大专项”，面对国家出台的相关政策，从2000—2010年的专利申请量增长情况可以看出国内相关企业做出了积极回应；2010年，国家加大财政补贴力度，推行相关城市试点，鼓励个人购买新能源汽车。从图3可以看出，2010年后专利申请明显增长，企业加大研发投入，技术攻关有显著提升；2012年 “十二五”计划 《节能与新能源汽车产业发展规划 (2012—2020年)》和 《新能源汽车产业技术创新财政奖励资金管理暂行办法》加大税收优惠和政策补贴力度，同时对技术攻关进行专项奖励，支持产业技术创新，2012年之后的专利申请量明显剧增。根据中国汽车协会数据，2013—2017年全球新能源汽车增长56.5%，中国新能源汽车增长最为显眼，年增长率157%，主要得力于中国产业政策和中国政府大力推动。一系列的政策推动了市场的发展，对现有传统汽车市场造成了破坏。在近20年的技术储备支撑下，逐渐形成了电动汽车新生态市场。

表1 六家代表性企业的专利申请情况

图3 六家代表性企业的专利申请趋势

2.2 电动汽车技术对传统汽车技术结构的创造性破坏分析

传统汽车是由多个装置和部分组成的，不同类型和不同企业生产的汽车其基本结构都是由发动机、底盘、车身和电气设备等部分组成。相对于传统的汽车，纯电动汽车是完全由可充电电池提供动力源的汽车，主要由底盘、车身和动力控制系统组成。其中，电池技术、电机技术和整车控制系统是纯电动汽车的核心，也是区别于传统汽车的最大不同点，其车身和底盘与传统汽车结构类似或有所简化。传统汽车是通过热能转化为动能，电动汽车是通过电池的化学能释放电能，电能再转换为动能，二者的供能方式不同。纯电动汽车技术的专利申请情况如表2所示。

随着我国电动汽车的快速发展，纯电动汽车技术占专利总量的60.05%，其中动力电池专利技术占该方向专利总量的36.40%，凸显动力电池专利技术的重要性。

通过对专利类型申请量、专利技术领域的分析，该领域的专利类型主要是发明型和实用新型，总占比为99%，可以看出电动汽车技术主要对传统汽车的能源供应技术、动力系统技术、整车结构系统等技术及汽车产品，形成了该领域技术结构的破坏性创新。

表2 纯电动汽车不同技术领域的专利申请情况

作为最大石油消费国的美国在不断压缩石油消费需求，而我国汽油消费量的快速扩张不但使生态环境遭到破坏，各地PM2.5普遍超过警戒线，同时有限的国际石油储量对于通过原油进口来维持的国内庞大的、快速增长的石油消费需求而言是不可持续的。传统汽车的替代品电动汽车保护了生态环境 (无汽车尾气)，以电池、电机、整车系统方面的电动汽车技术对传统汽车的发动机、燃油机等动力技术及相应的整车构造技术进行了革命性改造，创造性破坏了人们习惯的运输模式，重新审视可持续发展的运输工具的选择。

2.3 电动汽车新兴企业对产业结构的创造性破坏分析

新的电动汽车市场生态环境与新兴企业相关，电动汽车新兴企业对产业结构调整贡献突出，对传统汽车产业结构构成创造性破坏。目前电动汽车技术已经形成了一个快速增长的新市场。表3为电动汽车技术专利申请总量排名前20名企业情况。从表3可以看出，有12家为新兴的汽车企业或非汽车主流企业，其中，高校科研机构开始涉猎该领域的时间要早于新兴企业，这12家新兴机构的专利数量占前20名企业/院校专利总量的56.65%，复杂的企业/院校性质表明，这一新兴领域得到国内外各相关行业的高度重视，我国庞大的未来汽车市场份额预期是新兴机构积极参与的主要动因，打破了传统汽车行业的企业组成，高速增长的电动汽车这一新兴市场仍在不断冲击传统汽车市场的份额。随着电动汽车技术储备的增加，该领域应对市场竞争的能力更强，不断调整原有的汽车产业结构，未来将在汽车行业占据更大的市场空间，颠覆了近几百年来人们对运输工具的习惯性认知。前20名企业占该领域专利总量的41.0%，其中12家新兴机构占该领域专利总量的23.23%，并且企业首次申请时间甚至成立年份大多发生在21世纪，这电动汽车新兴企业引领形成的新市场生态环境，与新兴机构的快速技术积累和新兴市场实践息息相关，是汽车市场结构的一次巨变，以其实践发展过程验证了熊彼特提出的创造性破坏理论，依靠大规模的创新创造破坏传统的汽车经济结构，建立起新的生产体系。

表3 电动汽车技术专利申请总量前20名

通过对企业的年申请量进行统计，可以看出，汽车企业和非汽车企业的新进入者的申请趋势与总体专利申请趋势是一致的，如图4所示。尤其是在2010年之后一直呈现明显的上升趋势，再次证实了新兴汽车企业和非汽车企业对电动汽车市场的新生态做出了主流贡献。通过对专利排名靠前的比亚迪公司、国家电网充电桩设施供应商，以及特斯拉公司分析，表明新进入者促进了电动汽车新市场生态的生成。

2.4 电动汽车大企业对产业结构的创造性破坏分析

从表3可以看出，对比大企业的申请年限，有些国外跨国企业或外资企业进入该领域的时间在2005年之前，要早于我国本土的大企业，一些大企业成功地适应了新市场生态环境，例如，国内排名靠前的奇瑞汽车 (614件)、北汽福田 (341件)、福特汽车 (520件)、丰田汽车 (445件)在电动汽车领域进行了大量的专利技术储备，使企业的生产体系适应新能源发展的需要，在电动汽车市场也占有主导地位。对电动汽车领域专利技术的时间布局进行分析，如图5所示，可以看出，大多数的企业或单位的专利申请活动在加剧，近年来保持着一定的量级水平，虽然与新兴机构的专利技术储备发展速度有较大差距，总体上对电动汽车技术的专利技术储备也做出了一定比例的贡献，为电动汽车这一新兴市场份额的不断扩大，创造性破坏传统的汽车市场结构提供了动力。

图4 前20名企业和新进入者专利申请量趋势图

面对新市场的出现，大企业的反映可以从该企业的专利信息上获取，针对累计发明人次，单位发明人次，申请量年增长率，电动汽车核心技术领域涉及范围进行归纳总结，如表4所示。截止到2016年年底，奇瑞、北汽福田、吉利汽车累计研发投入人次均在千次以上，年申请专利增长率为30%～55%，这说明大企业在技术人力投入方面是有一定量级的，技术领域的分布主要集中在电池技术 (H02J、H01M)和整车技术 (B60L)，强调生产应用技术的研发投入。

大企业多为外资企业、跨国企业和本土民营企业，这些企业的研发投入表明他们正积极参与新市场的发展。从图5中可以看出，2010年之后国内新兴机构 (企业或院校)开始全面投入这一领域的研发，大企业的专利技术研发起步时间较早，大多是在2008年之后就已经全面进入该领域，但局限于传统市场的经济利益驱动，其电动汽车专利技术储备不如新兴机构来得迅猛，对传统汽车产业结构的破坏力受到限制，这也符合熊彼特创造性破坏中提出的破坏不是传统价格或质量的竞争 (传统市场)导致的，是由于新产品的竞争 (新兴市场对传统市场份额的吞噬)，也就是现在出现的电动汽车这类产品不断满足社会发展需求，使新技术工艺的竞争得到各类相应技术的支持，具有强大的能力以其创造性的新功能 (生态友好)不断破坏传统的汽车市场经济，引导市场建立新的秩序或平衡。

表4 大企业专利信息统计

3 结论与建议

3.1 结论

基于对电动汽车技术专利的分析，可以看出，电动汽车技术发展符合熊彼特提出的创造性破坏理论，该技术是对传统燃油汽车供能方式的变革，使传统汽车技术和汽车产业结构发生了巨大的创造性破坏，颠覆了原有的市场形态，形成了新的生态市场。

从专利的申请趋势、申请年限以及企业的情况分析得出，新生态市场与新兴机构 (新的汽车企业、非主流企业 (院校)、大企业的新兴子公司)的兴起有关。关键技术的攻克提升了电动汽车的普及率，非汽车企业的加入使得新生态逐渐丰富多样化。此外，电动汽车市场的普及，购买人数的增多，电动汽车这一产品满足了现代社会发展的生态友好性需求，各方人力物力的投入对地球生态环境带来了良好的影响，推动汽车行业发生了质的转型，汽车市场朝着有利于环境改善的方向发展。

图5 20家企业专利申请年份布局

面对电动汽车新市场对传统汽车市场的破坏，从大企业专利申请情况和专利人员投入及发展趋势进行分析，可以看出，大企业积极应对企业外部环境的变化，目前排名靠前的大企业与熊彼特提出的大企业的后发优势相符。大企业利用已有的资源、政策支持等优势后来居上，来保护他们的行业地位，提升自身的竞争优势。

面对创造性破坏，新进入者的顾虑较少，所以在市场形成初期新进入者贡献较大；尽管大企业有企业认知、政治环境、企业能力等方面的顾虑，但大企业依靠其拥有的基础资源和能源，发挥其后发优势，迅速进入并占领新生态市场。

3.2 建议

日趋严峻的全球资源环境问题促使世界各国政府、企业及社会组织努力探索通过绿色创新方式实现可持续发展。在可持续交通领域，电动汽车技术越来越受到政府和企业的关注，从而得到迅速发展，初步形成电动汽车新生态市场。但校企合作登记的专利数量较少，说明高校研究与商业转化之间还有很大的改善空间，建议加强高校与企业的联系，使得高校研究更加贴近实际，解决实际问题，同时企业充分运用高校科研资源、人才资源进行技术创新。颠覆性技术属于典型的 “破坏性创造”，颠覆性技术创新往往源于新科学原理的重大发现，或者由跨学科、跨领域技术融合创新产生，但目前中国在电动汽车领域原创性的颠覆性技术仍然较少，因此，建议政府出台相关政策，鼓励和引导不同规模的企业重视和加强基础研发进行颠覆性技术创新。

本文基于专利数据进行电动汽车技术的创造性破坏研究，进一步研究可以重点考虑从以下三方面展开：①运用案例分析方法研究企业家在创造性破坏中的作用及如何发挥企业家的作用；②运用定量方法研究电动汽车技术对传统汽车行业的创造性破坏程度；③研究电动汽车对传统汽车行业的创造性破坏路径。