电动汽车锂电池散热领域专利分析

【摘  要】随着电动汽车的迅速发展，锂电池散热技术越来越受到重视，该领域的专利申请数量呈现出逐年递增的趋势，通过对于数据的分析可以看到，专利的申请更多是受到市场的支配，存在一定的滞后性，这容易使技术的使用陷入被动，企业应当加强自身知识产权的保护，提前做好专利的布局和规划。

【关键词】电动汽车;锂电池;散热;专利

引言

随着科学技术的发展和对环境保护要求的不断提高，清洁能源的使用越来越受到重视，在这样的背景下，近些年来，电动汽车迅速发展，越来越受到消费者青睐。电动汽车的动力来源主要是锂电池，锂电池能够为电动汽车提供长达数百公里的动力，且不产生环境污染。在汽车锂电池的使用过程中，电池的散热可以提高电池的效率，延长使用寿命，是必不可少的环节。由此，与电动汽车锂电池散热相关的专利申请大量出现，本文将对电动汽车锂电池散热领域的专利进行分析。

1.专利数据分析

截止到2020年6月，电动汽车锂电池散热领域的授权专利共292个，其中，中国287个，PCT国际专利3个，日本和韩国各1個。从地域的分布可以看到，锂电池的散热专利主要集中在中国，这与中国大力发展电动汽车有很大的关系。中国的专利中，实用新型专利142件，发明专利145件，在发明专利中，已经授权的专利为30件。这些专利的申请趋势为，始于2009年，2009年3件，2010年4件，2011年10件，2011年是一个小高峰，之后又出现了下降的趋势，直到2014年，申请数量跃升至21件，由2014年到2018年内，申请量逐年递增，且到2018年显著增长，申请数量跃升至73件，2019年出现一定程度的下降，为46件，2020年还无法完全统计。

从专利申请的数量可以看到，电动汽车锂电池散热的专利申请最早出现在2009年，这比电动汽车技术的出现相对滞后，从2009年到2013年这6年间申请数量主要为个位数，除了2011年出现一个小高峰，总体申请量是比较小的。而这一阶段刚好是电动汽车发展的初期阶段，电动汽车的保有量较低，消费者对于电动汽车的接受程度较低。在此阶段，政府需要通过发高额的补贴来促进电动汽车的消费，消费者的购买意愿并不强烈。而锂电池的散热技术作为汽车锂电池的辅助技术，还没有受到重视。之后随着电动汽车市场的打开，电动汽车越来越受到消费者的青睐，销售量呈现逐年递增的趋势，由此也反向促进汽车锂电池的发展，可以看到，2014年之后，锂电池的散热技术的专利申请数量有了明显的上涨，从2014年的21件增长到2018年的73件。从消费市场上看，在2018年的时候电动车已经受到广泛的关注，消费者对于电动汽车的接受程度已经很高，以北京市场为例，电动汽车的购买已经需要排队摇号，当年参加摇号的消费者需要至少等待3年才能获得电动汽车的购买资格。可以看到，在2018年的时候，电动汽车已经广泛使用，电动汽车的技术正在蓬勃发展。不过，由此也可以看到一个问题，那就是中国在这个领域的专利申请存在一定的滞后性，并未做到专利先行，专利的申请，大多是受到市场的影响，受到市场的反作用力，先出现使用的需要，再进行专利申请。这种现象并非偶然，也并非只出现在电动汽车锂电池散热的专利申请领域。这说明企业对于专利的重视程度仍然不够，以专利占领市场的理念还未完全建立。专利的申请多出于使用的需要，以使用为先导，而不是以布局为先导，这对于企业知识产权的构建是不利的。很容易在技术使用的过程中陷入被动。

专利申请数量可以反应出企业在技术上的掌握程度和对于知识产权的重视程度，而专利公开的数量可以反应出专利申请的有效性，其相对于专利申请有一定的滞后性。电动汽车锂电池散热的专利从2010年开始公开，2010年到2014年间，公开数量稳步增长，有4增长到11;从2015年到2018年，公开的数量急剧增长，由16增长到69，2019年公开的数量与2018年基本持平，为68件，可以看到，从2018年开始，该领域专利公开的数量呈现较高的的数量，2020年目前还无法完全统计。从专利公开的数据来看，其数量略少与专利申请的数量，也就是说，大部分的专利申请是有效的，能够走到公开或者公告，使技术方案向社会披露，且在2018年和2019年出现公开的高峰。从时间上看，仍然是在电动汽车广泛到的时候出现专利公开的高峰，专利公开的时间略滞后于电动汽车的使用。

通过专利申请数量和专利公开数量的分析可以看到，在电动汽车锂电池散热领域的专利申请有效性较高，但存在滞后性，说明此项技术在锂电池应用于汽车中使用时，是十分必要的，但发现其必要性再来申请专利，这对于专利的授权和保护都是不利的。对于专利进行提前的布局这是企业应当注意的一个问题。

2.典型案例分析

能够实现汽车锂电池散热的技术较多，下面对于一些典型的技术方案进行分析。2020年6月公开的一种离网可移动快充系统及管理方法，包括可移动集装箱可移动集装箱内设有电池储能堆、多路智能高压箱、车载快充器;离网可移动集装箱快充单元采用池储能堆在完全没有电网供电及没有其他外部设施支持情况下依靠可移动集装箱内置的多路智能高压箱、车载快充器，可独立的为多辆新能源汽车提供快速充电服务;集中储能与调度管理站，集中储能与调度管理站为离网可移动集装箱快充单元提供电网快速充电或可再生能源补电;提供了离网可移动集装箱快充单元不受配电许可和电网能力限制，在充分发挥退役电池标准箱为多辆电动汽车进行快速充电的基础上推动大规模商业化布局快充站，并有效降低电动汽车充电成本，提高充电便利性。

2020年6月公开的一种退役磷酸铁锂和三元锂电池混合协调控制方法及系统，所述控制方法包括以下步骤：筛选退役电池，将满足剩余寿命与剩余容量接近的同种类退役电池筛选配成组，再将不同种类的电池组串联组成电池模组，所述电池模组内不同种类的电池组间满足以下条件：不同种类电池组的组数、电池组的总容量与电池组内电芯的平均寿命的乘积相等;对电池模组内的电池性能进行监控管理对模组的性能进行监控分析进而管理控制电池模组，所述退役电池包括磷酸铁锂和三元锂电池。本发明采用退役电动汽车的磷酸铁锂电池和三元锂电池作为对象，充分发挥两种锂电池的优势，节约动力电池的原料成本，增加退役电池使用寿命，充分利用动力电池的性能。

2020年4月公开的一种电动汽车锂电池的散热系统。包括由单体锂电池组成的锂电池组、用于为锂电池组整体散热的水冷系统;所述单体锂电池包括用于隔离单体锂电池正、负极的双隔膜层，所述双隔膜层内注入有氯化石蜡，且双隔膜层中间插有热管，各单体锂电池的热管伸出单体锂电池的一端相互连接至所述水冷系统;所述单体锂电池外周包覆有相变材料，以吸收单体锂电池放出的热量，并能以潜热的形式储存起来;同时在低温环境下能起到保温效果。本发明保证了锂电池最大化的冷却高热区，普通化冷却其他区域，使得电动汽车的锂电池不同区域获得不同冷却能力效果，同时保温了单体的电池，维持了电池在寒冷地区工作的温度，减少了预热环节。通过典型的案例可以看到，能够实现锂电池的散热的技术各有不同。

3.结语

电动汽车锂电池散热技术作为锂电池的辅助技术，可以有效降低电动汽车充电成本，提高充电便利性，在锂电池领域是十分必要的，专利申请的和公开的数量呈现增长的趋势。不过，专利的申请更多是受到市场的支配，存在一定的滞后性，这是企业应当注意的问题，应当加强自身知识产权的保护，提前做好专利的布局和规划。

参考文献

[1]动力锂电池组液冷散热仿真[J]. 任冰禹.  汽车实用技术. 2017（13）

作者简介：王姝（1986.11-）女，汉，北京，助理研究员，审查员，工学学士，专利审查及相关研究