统计分析Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ＆Ａｎａｌｙｓｉｓ
电动汽车领域专利分析
口严卉
摘要：随着国家大力推广电动汽车的生产和消费，电动汽车逐步介入到国民的日常生活中，成为越来越热的
话题。中国电动汽车市场伴随着全球电动汽车市场的增长日益凸显出其重要性和广阔的前景，各国电动汽车业巨头
纷纷加大在中国市场的投资力度。本文介绍了三大电动汽车类型的特点，统计了中国市场专利申请量的变化，分析
了日本、美国、韩国主要电动汽车生产企业在华专利申请的分布情况，通过比较重要专利的同族引证情况剖析了我
国在该领域专利的质量，并提出建议。
关键词：电动汽车 专利分析混合动力 燃料电池
一
、
行业背量
随着国民经济的发展，我国居民汽车保有量持续 增长，过去１０年年均增长高达１５％以上，但是汽车 数量的增长带来了新的问题，石油的消耗、环境的污 染、愈发持久严重的雾霾天气，这些推动着汽车产业 向环保、节能的方向发展，新能源汽车将拥有巨大的 前景。国际能源署统计，至２０２０年，全球新能源汽车 总销量模版接近６００万辆，全球新能源汽车保有量将 达到２０００万辆，电动汽车作为新能源汽车中的主力军， 中国市场前景可期。 作为国内的重要产业，电动汽车涉及广泛的产业 链，上游产业包括了ＩＣ制造、正极材料、负极材料、 电解液、隔膜、有色资源、钢铁等资源性行业，中游 产业包括了仪器仪表、橡胶轮胎、变速箱系统、配件 内饰、电控系统、电池系统、电机系统、充电配套设 备等行业，下游产业包括了销售、金融、保险、充电设施、 电池回收、汽车租赁、车联网、增值应用等行业。 电动汽车包括纯电动车（ＥＶ）、混合动力车 （ＨＥＶ）和燃料电池车（ＦＣＶ）三大类型。纯电动汽 车是由电动机驱动的汽车，只要有电力供应的地方都 能够充电，但蓄电池单位重量储存的能量少，电池较贵。 混合动力车根据动力系统结构形式可分为串联式混合 动力汽车（ＳＨＥＶ）、并联式混合动力汽车（ＰＨＥＶ） 和混联式混合动力汽车（ＣＨＥＶ）。串联式混合动力汽 车是发动机带动发电机发电，电能通过电机控制器输
送给电动机，由电动机驱动汽车行驶。另外，动力电
池也可以单独向电动机提供电能驱动汽车行驶。并联
式混合动力汽车可以单独使用发动机或电动机作为动
力源，也可以同时使用电动机和发动机作为动力源驱
动汽车行驶。混联式混合动力汽车可以在串联混合模
式下工作，也可以在并联混合模式下工作，同时兼顾
了串联式和并联式的特点。燃料电池车是一种用车载
燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。作为燃料
的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧气发生
氧化还原化学反应，产生出电能带动电动机工作，由
电动机带动汽车中的机械传动结构。
从长远发展趋势来看，混合动力汽车具有更好的
燃油经济性，并且能满足高排放标准的要求，我国混
合动力电动车将有长远的市场前景，而纯电动汽车和
氢燃料电池汽车在使用过程中能够实现零排放，并完
全摆脱了对石油资源的依赖，是未来的方向。
二、电动汽车领域专利分析
１．行业发展分析
本文统计数据来源于德温特世界专利索引数据库
（ＤＷＰＩ），统计时间截至２０１６年２月１５日。图１是
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表２为中国近年申请量排名前列的机构，２０１１年 前基本为国外企业，２０１１年后陆续出现国内企业，国 外企业中日本、美国、韩国均有企业进行了大量申请， 日本企业２０１２年达到顶峰后其申请量逐年减少，美国 公司福特全球技术公司、通用汽车环球科技运作有限 责任公司，欧洲公司罗伯特·博世有限公司，韩国的 现代自动车株式会社、株式会社ＬＧ化学、三星ＳＤＩ 株式会社陆续进行专利布局。中国企业在市场培育和 政策引导下进行了大量技术研究，取得一定成果，比 亚迪股份有限公司等企业占据了本国一定市场份额。 ３．技术构成Ｉ国际专利分类ＩＰＣ）分析 目前，世界上绝大多数国家都采用了国际专利分 类法。对ＩＰＣ的统计分析，将能够完整、系统、科学 地揭示专利技术的构成和发展趋势。 图３国外企业在华申请分布 图３为在华主要国外企业申请的ＩＰＣ分类情况 （按照ＩＰＣ主组统计），图中可见，日本的丰田自动 车株式会社申请数量多，分布领域广泛，美国的福特 全球技术公司、通用汽车环球科技运作有限责任公 司，韩国的现代自动车株式会社均在众多领域有所申 请，是各国主要的领头企业。这些企业均在Ｂ６０Ｗ２０、 Ｂ６０Ｗ１０、Ｂ６０Ｌ１１、Ｂ６０Ｋ６／、Ｈ０１Ｍ１０、Ｈ０２Ｊ７有所积 累，与目前电动汽车市场上以混合动力电动汽车为主、 纯电动汽车为辅相关。 Ｂ６０Ｗ２０涉及同时具备电动机和内燃机的混合 动力车辆的控制系统。Ｂ６０Ｗ１０涉及不同类型或不 同功能的车辆子系统的联合控制，下面小组包括了
Ｂ６０Ｗ１０／０２（动力传动离合器的控制）、Ｂ６０Ｗ１０／０６（内
燃机的控制）、Ｂ６０Ｗ１０／０８（马达或发电机的控制）、
Ｂ６０Ｗ１０／２８（燃料电池的控制）。Ｂ６０Ｌ１１涉及用车辆
内部电源的电力牵引，下面小组包括Ｂ６０Ｌ１１／０２（使
用发动机驱动的发电机）、Ｂ６０Ｌ１１／１８（使用二次电池
或燃料电池供电），Ｂ６０Ｌ１５涉及控制电动车辆牵引电
动机速度的方法、电路或机构。Ｂ６０Ｋ６／涉及两个以上
不同原动机的布置或安装，如电动机和内燃机的双动
力系统，其中即包括丰田混联式混合动力系统使用的
“行星齿轮”技术，这些均与动力系统的控制密切相
关，日本企业在这些领域的大量申请说明了其在混合
动力方面的深度耕耘和优势，为其他企业的进入设置
了重重技术壁垒。
Ｈ０１Ｍ１０涉及二次电池及其制造，Ｈ０１Ｍ４涉及电
池组的电极，Ｈ０２Ｊ７／涉及电池的充电供给，其中即包
括纯电动汽车企业特斯拉汽车公司的重要专利“电池
充电系统和电池充电方法”（ＣＮ１０１８２１１２１ Ａ）、“电池
充电”（ＣＮ１０１８３６３４４ Ａ）。这些均涉及电池的性能和
控制管理。电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制
约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要
性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和
成本等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就
是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效
电池。
可见，目前电动汽车中电池及其管理系统，电机
及其控制系统是技术最集中的领域，是整个产业技术
研发和专利保护的重点。
电动汽车用电池从铅酸电池发展到了碱性电池，
碱性电池主要有镍镉、镍氢、钠硫、锂离子和锂聚合
物等多种电池，因此，大大提高了电动汽车的动力性
能和续驶里程。理想的电池将是以燃料电池为主的电
池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量
转变效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反
应过程，能量转化过程可以连续进行，广泛应用于电
动汽车的燃料电池是一种称为质子交换膜的燃料电池
（ＰＥＭＦＣ）。Ｈ０１Ｍ８涉及燃料电池及其制造，现代、
通用、丰田在此领域的申请占有优势，该领域亦是研
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究热点。
我国企业研究领域主要集中于蓄电池领域、电
池充电控制领域，众多传统汽车企业、研究机构也
在加大电动汽车的研发力度，例如比亚迪股份有
限公司，其申请量涉及Ｈ０１Ｍ１０达到７８件，涉及
Ｈ０２Ｊ７／的达到７４件，这与比亚迪目前主要研发纯电
动汽车和插电式混合动力汽车相关。近年申请量靠前
的国家电网主要涉及充电机、充电桩、充电平台监
控等。
图４是我国燃料电池领域专利申请量，受到专利
申请公开期限的影响，２０１４年和２０１５年数据不完整，
但２０００年以来申请数量呈现增加的发展态势。２０００
年至２０１５年申请总量达到１５２５件，其中申请量排名 前三位的丰田公司４６４件、通用公司１５１件、现代公 司１２２件，在我国燃料电池领域的申请量就占据了 ４８％，说明我国在此领域的技术有待加强。 ２００ １８Ｏ １６０ 数１４０ 量 一ｌ２０ 件 一１００ ８０ ６０ ４０ ２０ ０ ４。专利质量 专利的被引证次数体现了一定的专利价值，引证 次数高代表该技术属于基础性或领先技术。以我国电 动车企业比亚迪为例，其电动汽车领域同族文献被引 证次数超过１０次以上的专利数量达到２８件，被引证 数量达到４０次以上的专利数量达到４件，说明企业 已经拥有了一定数量的重要专利。但是，被引证次数 超过ｌ０次以上的专利多数被引证的国家为中国，被 多国尤其是被日本、美国文献引证的专利数量仅有３ 件。纯电动汽车企业美国特斯拉汽车公司，拥有的专 利数量虽不多，但其核心专利“电池充电系统和电池 充电方法”（中国公布号ＣＮ１０１８２１１２１Ａ，国际公布号 ＷＯ２００９／０１２０１８）的同族文献被引证次数达到７２次
（见图５），被中国（１１次）、欧洲（２次）、日本（３次）、
美国（４３次）多国／地区文献引证，亦被多年份引证
（见图６），证明了其技术实力。
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２０００ ２００１ ２００２ ２００３ ２００４ ２ｏ０５ ２００６ ２００７ ２００８ ２００９ ２０１０ ２０１ ｌ ２０１２ ２０１３ ２０１４ ２０１５
图４中国燃料电池领域专利申请量趋势
４３
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图５各国／地区引证情况
２０１３ ２０１４ ２０１５ 其他
图６按年代统计引证情况
