基于文献和专利数据预测的新能源汽车产业技术发展动向

姜龙睿

摘要：在本論文中，以新能源动汽车为主题，利用SCIE和SSCI杂志上发表的论文数据进行的时间数列分析和利用国际专利分类（International patent classification，以下IPC）的专利数据进行的时间数列分析和利用节点Excel的网络分析，通过2010年到2020年这十年间新能源汽车的发展了解新能源动汽车的技术动向，通过专利和论文数据的相关关系分析分析技术动向。另外，通过预测技法之一的加权移动平均法预测了新能源汽车的希望要素技术。本研究结果显示，新能源汽车要素技术中电池技术是有希望的技术。

关键词：新能源汽车产业;专利方向;动向分析;动向预测

中图分类号：G306文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2020）21-00026-03

1 引言

回望20年来，从2001年国家出来一系列关于新能源汽车产业战略规划和政策指导开始，到2009年“十城千辆”的快速发展新起点，再到2020年超过130万辆销量的辉煌成绩，这为推动中国新能源汽车产业高质量可持续发展、加快建设汽车强国奠定了坚实基础。众所周知，温室气体排放增加导致大气层遭到破坏且加剧全球变暖，世界许多国家和地区都纷纷出台相关政策以促进新能源汽车产业的发展。首先，美国在1990年加州出台零排放汽车（Zero Emission Vehicle，ZEV或称BEV和FCEV）;2007年布什政府发布《2007年能源独立和安全法案》要求所有车型的CAF?到2020年时提高至35英里/加仑;2013年奥巴马政府制定了“EV everwhere”计划，消费者在购买电动汽车后最高可或一万美元退税，政府授权能源部24亿美元用于在建设电动汽车和电池制造设施等一揽子政策。其次，在欧洲，德国政府于2009年通过500亿欧元经济刺激计划，购买电动汽车可享受4 000欧元/车的补贴优惠，到2019年增加至6 000欧元/车的补贴，补贴力度空前;英国政府资助支持开发用于纯电动和混合动力汽车的先进高效电气系统，同时协助各大城市部署具有成本效益和兼容性的充电网络系统，而补贴则按续航里程2 500～8 000欧元不等;法国对购买电动车的消费者提供每辆1.5万法郎的优厚补贴并投入15亿欧元用于充电站建设以实施“发展电动汽车全国计划”;挪威不仅购买电动汽车可以享受国家的能源补贴，还可免征销售税和25%增值税。购买后还可以利用共用充电桩免费充电、公共场所免费停车，免收高速公路、轮渡渡口、桥隧地段的通行费。而我们的近邻日本和韩国也有相关积极的政策去引导新能源汽车的发展。以日本为例，首先提出官产学研的研发应用机制。由汽车生产企业、电机电池生产企业和名校共同建立新能源产业联盟、实施新能源电池项目研究，并从2009年起实施绿色税制，并提供2 300亿日元资金用于支持节能环保车型补贴。韩国政府则是从延长汽车特别消费税税率下调政策的实施期限、引进动力电池租赁服务等方面大幅减轻购买新能源汽车的负担，从而起到系能源汽车的普及和推广作用。Cho Jae-shin把握韩美贸易协定中把握环境相关的协议后，通过IPC类别分析电动汽车专利动向，从而统计的预测出未来申请动向，即日本的电动汽车相关专利申请件数是韩国专利申请件数的4.5倍，并且预测出将来韩国将集中地投资国际电动车专利分类（IPC）。

2. 先行研究

本文利用文献分析出相关技术发展阶段，各申请人专利占有率、国际专利分类（IPC）的专利申请动向和主要国家的分析新能源汽车领域的技术水平，通过梳理发现：于晓勇等使用关键词检索法检索专利，对中美两国电动汽车技术进行比较研究，得出美国和日本在电动汽车领域仍占首要地位的结论，Kwon Young-ii分析了混合动力汽车相关领域专利的年度申请动向，利用专利投资组合分析的汽车技术发展阶段、申请人的专利占有率、国际专利分类（IPC）的专利申请动向和主要国家的混合汽车领域技术水平，同时考察了主要国家在混合动力汽车领域的研究开发阶段，利用这些国家技术竞争力相关的科学技术领域的论文和专利分析引用的倾向;PilkingtonAlan、Romano Dyerson、Omid Tissier分析了1977年到2000年代美国电动汽车的专利数据，分析出力量系统、控制系统、电池部分占全部专利的55%、辅助系统部分的20%，在发动机、电池部分和控制部分领域拥有很多专利。本论文以新能源汽车（混合动力电动汽车HEV、纯电动汽车BEV、燃料电池电动汽车FCEV、插电式混合动力汽车PHEV）为对象，利用专利和文献数据，通过关键词分析和网络分析，分析电动汽车技术动向，提出了对策建议。

3 研究方法

3.1 分析方法

本文将专利及论文数据分为数列、关键词，数据网络分析过程如图1，具体包括：数据采集及精制阶段、时间序列分析阶段、网络构成及分析阶段、动向预测阶段。

3.2 分析对象

以我国电动汽车专利为对象设定，检索2012年1月至2019年12月的数据。在PatViewer使用的搜索式是快速检索=（混合动力电动汽车）or（HEV）or（纯电动汽车）or（BEV）or（燃料电池电动汽车）or（FCEV）or（插电式混合动力汽车）or（PHEV）。

4 数据分析

对于检索到的新能源汽车技术领域的申请量进行时间序列的分析，如图2。

可以看到，在2012—2019年，我国新能源汽车整体申请数量稳步上升。主要原因在于，随着国家和民众对于环保的要求和能源消耗的要求省级，各大汽车厂商都希望能够尽快投入使用新能源汽车以替代传统能源汽车，进而加大了在新能源上的研发和资金投入，这大大促使了我国新能源方面的专利申请数量和发展。2019年，申请量一直维持没有上升的趋势，并且相比2018年有大约50%的降幅，一是说明我国新能源技术已经到达创新瓶颈期，专利申请乏力。二是我国尚未突破相关核心技术阶段，但是在样车实测上申请量依旧较为活跃。相比2014年，2019年的申请量依旧保持在相对稳定的水平，这说明我国新能源汽车领域，技术创新活跃，依旧处于较好的发展阶段。

5 新能源汽車技术的专利人分析

由分析可知，我国新能源汽车技术专利申请量排名前10的申请人分别是北京新能源（16%）、比亚迪（15%）、丰田（14%）、福特（12%）、现代（11%）、奇瑞（8%）、浙江吉利（7%）、北汽福田汽车（6%）、起亚自动车株式会社（6%）、中国第一汽车股份有限公司（5%）。总体来看，随着全球对新能源的重视和传统能源的消耗殆尽，我国出台了相关新能源的政策，逐步向新能源开放优惠，也加大对新能源技术研发的资金投入和技术支持，使得各大国企对新能源汽车技术领域的技术得到长足的进步。从比亚迪、背景新能源汽车等公司的占比中可看出，我国已经逐渐形成了龙头企业带动效应，新能源技术团队也在逐步壮大。但是，从数据上看，国外企业如丰田、福特、起亚为首的一些知名企业也在我国新能源技术领域占据了前十名的好几席。相比于国外大型企业，我国新能源汽车行业起步较晚，而国外汽车品牌技术起步较早，申请意识较强，数量较多，例如排名比较靠前的丰田自动车株式会社、福特公司、现代自动车株式会社。

6 新能源技术的IPC分析

文章通过对新能源汽车技术的IPC分析，即专利申请技术分类的构成分析，重点对新能源汽车行业相关技术领域和主要研发活动进行系统分析，从而确定明确该项技术的发展趋势。从2012—2019年在中国的新能源汽车技术高产IPC分布情况如图3所示。

不难看出，我国专利主要集中部分是B60L方向，该方向占据了36%的比例，这部分包括了电动车辆动力装置、车辆辅助装备的供电、一般车辆的电力制动系统、车辆的磁悬置或悬浮、电动车辆的监控操作变量、电动车辆的电气安全装置等有关车辆电动操控制动方向的项目，另外一个较为热门的技术方向是B60K方向，主要包括与车辆主要包括对车辆动力装置的冷却、车辆有关辅助驱动的系统，两个或两隔以上不同原动机的装置和安装;其次是H01M和H02J方向，其中H01M方向主要涉及将转变化学能为电能的技术方法或装置，包括电池组，H02J主要为汽车电路装置或系统，包括供电或配电措施和电能储存系统有关方向。通过申请量我们可以发现，目前新能源技术的主要任务是H01M方向，即电池组方向，另外对B60K的研究也在慢慢增多，正在逐步成为研究热点。

7 结论与建议

通过对2012—2019年我国新能源汽车驱动电机专利的分析之后，可以得出以下结论：首先，近十年来，我国在新能源汽车技术发展领域持续发展，专利申请量和授权量都稳步上升，并在地域上形成了五个区域技术集群：长三角、珠三角和东北三省的联动，同时出现了比亚迪、北京现代等重点汽车企业作为领头羊引领行业的发展。再次，近十年来，我国新能源汽车技术发展有赖于我国对新能源的密切支持和资金扶持，我国的专利申请量一直保持稳步上升的状态，与全球该技术领域疲软态势形成较为明显的对比。但是，我国在新能源汽车产业上呈现出大而不强的状态，在专利布局上侧重于国内的布局和忽视了国外战略布局。究其原因，这与我国关键技术领域缺乏创新相关，在新的国家顶层涉及中，应当两手抓国内国外市场，鼓励技术发明和技术创新，激励国内车企参加国外有关创新活动等。

参考文献：

[1] 李艳军，张海峰.煤矿井下排水智能控制系统研究[J].粘接，2020，43（09）：185-188.

[2] 高小川.煤矿井下排水智能控制研究[J].内蒙古煤炭经济，2020（08）：53-54.