基于专利分析的日本新能源汽车技术发展趋势研究_庞德良

2016年国务院发布一系列文件,明确新能源汽车、新能源材料等战略性新兴产业的战略地位.其中,3月发布的《国家十三五发展规划纲要》,明确提出要支持新一代信息技术、新能源汽车等战略性信息产业发展[1];7月发布的《“十三五”国家科技创新规划》则将培育新能源汽车、高端轨道教育等现代交通技术与装备列为重点发展计划,并提出要“实施耶纯电驱动’技术转型战略”[2];11月发布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》则进一步明确新能源汽车的战略地位,将其列入八大发展任务之一[3].这一系列政策说明新能源汽车产业发展成为国务院战略性新兴产业建设的重中之重.纯电动汽车因全球环境污染和能源危机的问题受到全世界的广泛关注,与此同时也获得巨大的发展空间.发展新能源汽车产业是我国推广战略性新兴产业的重要方向,而作为新能源汽车重要组成部分的纯电动汽车产业,其建设水平和发展趋势对于推动新能源汽车产业发展壮大,能起到极其重要的作用.基于此,本文以我国纯电动汽车的专利大数据为基础,采用专利分析法对我国战略性新兴产业发展的竞争态势进行研究.1纯电动汽车专利技术检索与分析为全面科学地分析全世界纯电动汽车技术的专利信息,本研究选用Thom s on I nnovat i on 创新平台下德温特专利数据库,检索中国、美国、欧盟及主要国家、W I PO 、日本、韩国等国家相关专利数据信息,再以国内合享新创公司推出的I ncopat 科技创新情报平台数据库作为补充,确保检索结果信息的完整性、可用性与正确性.检索的起始时间不做设置(即从该领域全世界第一件专利诞生之日起),截止时间为2014年9月30日.此处设置的截止时间依据是因为发明专利审查程序中,要求发明专利申请18个月后才公开,以此时间节点为截止日期,能充分保证所调研数据的正确性、完整性和可靠性.检索范围包括发明、实用新型,结果共检索到相关专利17722件,经过专利信息查重软件对检索结果进行清洗、过滤与处理后,再由专业人员对处理结果进行清洗、审核后,得到纯电动汽车产业的技术专利10824项.专利检索时主要基于主题关键词、国际专利分类号和德温特手工代码等多种方式综合进行,本文所选取的英文主题词有:电动汽车、电动车辆、电动客车、电池驱动汽车等多种表达方式,排除与燃料电池汽车、混合动力汽车以及有轨电车等概念相关的关键词美国分类号、德温特手动代码、I PC 分类号等.2全球纯电动汽车产业技术专利发展态势分析Thom s on I nnovat i on 创新平台下德温特专利数据库作为全球最大的专利数据库之一,拥有海量的专利大数据,在该平台上检索出来的结果,基本能够代表全球相关领域、行业的在全球知识产权与专利技术方面的整体发展趋势与竞争态势.本文根据专利信息检索结果,通过对全球纯电动汽车专利大数据进行分析后,来研究世界及我国在纯电动汽车产业技术领域内的专利发展趋势.2.1全球纯电动汽车产业技术专利发展趋势分析2.1.1全球纯电动汽车产业专利发展趋势分析结果如图1和表1所示,由此可知纯电动汽车产业发基于专利大数据的我国纯电动汽车产业发展态势研究邱慧1,2,莫凌云1,徐旭1(1.桂林理工大学,广西桂林541004;2.温莎大学奥德特商学院,加拿大温莎N 9B 3P4)摘要:以纯电动汽车为代表的新能源汽车是我国推广的战略性新兴产业之一.本文以纯电动汽车产业为研究对象,基于专利大数据分析的方法,从专利发展趋势和主要专利技术等方面对比分析全球及我国在纯电动汽车产业的发展现状,由此分析我国纯电动汽车产业技术研发发展态势.对此,我国应充分利用产业政策对纯电动汽车专利技术研发的引导作用,增进纯电动汽车专利的协同创新,形成专利竞争合力并积极推进纯电动汽车专利的产业化.关键词:专利大数据;纯电动汽车;发展态势;新能源汽车中图分类号:U 469文献标识码:A文章编号:1673-260X (2018)07-0078-04收稿日期:2018-04-04基金项目:本文为广西壮族自治区专利专项资金项目(桂知专13923-4-2)和广西科协资助青年科技工作者专项课题(桂科协〔2017〕Z C -60);广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心资助项目V ol .34N o.7J ul .2018赤峰学院学报(自然科学版)J our nalofChi f eng U ni ver s i t y (N at ur alSci ence Edi t i on )第34卷第7期2018年7月78--. All Rights Reserved.展始于1982年,1982年-1996年该产业处于起步阶段,专利申请数量涨幅较小;1996年-2006年,该产业仍处于初级阶段,专利申请数量趋于稳定,但该产业发展速度较慢,整体发展水平较低;2006年-2009年,该产业进入到快速发展阶段,专利申请数量开始逐渐增加,该产业发展速度较快,整体发展水平逐步提升;2009年至今,该产业进入到飞速发展阶段,专利申请数量极具攀升,这表明纯电动汽车领域已经高速发展的阶段.随着纯电动汽车技术的不断发展和市场竞争的需要,可以预见纯电动汽车领域专利申请将长期保持较快的增长.(因发明专利审查程序要求发明专利申请18个月后才公开,所以图1和表1中2014年的数据偏少,后文中涉及2014年数据的地方均是该情况,将不再逐一解释).2.1.2全球纯电动汽车产业主要专利技术发展趋势分析从图2和表2可以看出,专利申请排名前5名涉及的技术与纯电动汽车领域的重要技术相吻合.纯电动汽车领域的一篇专利文献中可能会同时涉及多项技术,其中X 21A 01F-动力系统技术是纯电动汽车领域长期以来高度重视发展的技术,特别是2007年以来,动力系统技术的专利文献增量明显,表明在动力系统技术方面已取得突破性进展,并成为纯电动汽车领域发展最快的技术.X 16G -电池充电器技术从1995-1998年发展过一段时间,从1999-2008年停滞发展较长时间,2009年后开始较快发展,但整体发展的前景和劲头似乎不如其他技术领域,这可能是由于发展电池充电技术,特别是各种地面充电装置的技术,需要政府政策和规划的支持.从国外发展情况来看,即使是发达国家,他们的充电设施建设仍处于起步阶段,但是目前各国政府已经在研发投入、税收政策、产业引导等方面高度重视.从国内发展情况来看,我国已经投产了一定数量的可满足多种充电方式需求的充电站与充电桩,南方电网公司、国家电网公司、中石化、普天海油、比亚迪等企业作为充电设施建设主要的参与者,已与地方政府签订战略合作协议,助推充电站建设快速发展.X 21B01A -动力蓄电池技术从2006年开始出现专利文献以来,逐年保持着较快速率的增长,表明该领域正在成为重点发展的热门技术.比如在方法和系统领域,W O 2009103490号专利文献涉及一种电池管理系统;W O 2009060156号专利文献涉及一种电动汽车能源管理方法;W O 2009098413号专利文献涉及一种汽车电连接系统,尤其涉及电池与汽车尾部的电连接装置.T01J 07D -控制系统和X 21A 07-电机技术均为本领域长年大力发展的技术,其中控制系统可能会成为未来重点发展的技术方向.比如在操作技术领域,W O 2009125414号专利文献涉及一种电动车耗空电池更换技术;W O 2009116215号专利文献涉及一种电动汽车驱动控制装置和方法;W O 2009115719号专利文献涉及一种控制驱动单元的方法;W O 2009115110号专利文献涉及一种电动汽车的可调解巡航控制系统.2.2国内纯电动汽车产业技术专利发展态势分析2.2.1国内纯电动汽车产业专利发展趋势分析从图3和表3可以看出,纯电动汽车在中国的专利申请早年数量较少,但是2007年之后专利申请量增长呈现井喷式状态,从2007年至2013年,在短短的7年时间内,专利年申请量增长10倍以上,增长量非常惊人,表明近年国图1全球纯电动汽车产业专利年度申请量发展趋势图年度数量年度数量19821920051421996162006140199791200725019981402008318199915620093422000112201065220019720111143200210820121884200310620132909200416220142021合计10824表1全球纯电动汽车产业专利年度申请数量表图2世界纯电动汽车产业主要专利技术发展趋势图D W PI 手工代码代码含义数量T01J 07D 控制系统2549X 16G 电池充电器1838X 21A 01F 动力系统10573X 21A 07电机2066X 21B01A 动力蓄电池3634表2世界纯电动汽车产业主要专利技术发展趋势表79--. All Rights Reserved.图4国内纯电动汽车产业主要专利技术发展趋势图技术分类号分类号含义数量T01J 07D 控制系统1663X 11U 02整车设计1143X 21A 01F 动力系统5981X 21A 07电机1325X 21B01A动力蓄电池2166表4国内纯电动汽车产业主要专利技术发展趋势表内纯电动汽车技术发展非常迅猛.中国已经连续5年成为全球最大的汽车生产国和第一大汽车市场.中国政府相继推出一系列优惠政策,作为汽车领域节能减排和治理大气规划的重要举措,大力推广新能源汽车,2015年中国已经超过美国成为全球最大的新能源汽车生产国和最大的市场.但由于燃料电池汽车成本较高,目前我国主要对纯电动汽车和插电式混合动力汽车进行推广,加大推进商业化生产力度[4].这几年,通过实施863计划,我国纯电动汽车的研发能力提升很快,很多技术难题正在被有序解决,整车技术已能够达到或非常接近国际水平,部分技术能够达到国际先进水平.比如双CA N 总线控制器网络系统(如重庆长安申请的CN 201010203521.9专利涉及两条CA N 网络分别在充电模式和驾驶模式时起作用的技术),交流感应电机(如电子科技大学申请的CN 201210246108.X 专利涉及一种在线容错电动汽车交流感应电机驱动控制系统、深圳市陆地方舟电动车有限公司申请的CN 201220252166.9专利涉及电动汽车交流感应电机控制系统);永磁电机的全数字四象限矢量控制技术(如奇瑞汽车公司申请的CN 200610161474.X 专利涉及一种基于D SP 的混合动力汽车用电机控制器、东南大学申请的CN 201410141190.9专利涉及采用占空比直接求解脉宽调制的M 相永磁电机控制方法),分布式、网络化电池管理系统(如北汽福田汽车股份有限公司申请的CN 200810247392.6专利涉及基于分布式动力电池组的电动汽车动力系统及电动汽车技术、重庆长安汽车股份有限公司申请的CN 201110263780.5专利涉及一种电动汽车分布式电池管理系统技术),以及智能化高压电安全管理系统(如苏州市京达环卫设备有限公司申请的CN 201410256640.9专利涉及一种纯电动汽车的整车控制系统及其整车结构)等,都是比较先进的技术.国内在相关领域申请的专利数量较多,并且大多为近年申请,存在较长的保护期限,无疑大大增加新兴企业进入国内纯电动汽车市场的难度和风险.2.2.2国内纯电动汽车产业主要专利技术发展趋势分析从图4和表4可以看出,国内纯电动汽车领域中X 21A 01F-动力系统也是重点研制的方向,国内在该领域的研制实力非常强劲.X 21B01A -动力蓄电池和T01J07D -控制系统技术是近年来重点发展的热点技术,尤其是动力蓄电池技术的进步代表着国内纯电动汽车技术的发展方向.值得一提的是,国内的整车设计技术从2008年开始得到较快发展,这可能与国家近年大力推进的节能减排和治理大气等政策的促进有关.在动力蓄电池技术方面(X 21B01A ),例如,CN 200510087756.5专利涉及一种高倍率磷酸基锂离子电池的制备方法及其制备的电池;CN 200910138650.1专利涉及一种电动汽车用动力锂电池采集系统以及采集控制方法;CN 200820212427.8专利涉及一种动力电池组;CN 200810217461.9专利涉及一种大容量高功率聚合物磷酸铁锂动力电池及其制备方法.在控制系统方面(T01J 07D ),例如,CN 200610157733.1专利涉及一种电动汽车能量回馈控制方法;CN 200610078204.2专利涉及一种电动汽车能量采集系统和方法;图3国内纯电动汽车产业专利年度申请量发展趋势图年度数量百分比年度数量百分比199510.02%2005300.50%199610.02%2006380.63%199740.07%2007163 2.70%199860.10%2008206 3.41%199910.02%2009248 4.11%2000120.20%20104497.44%2001100.17%201177512.84%2002160.27%2012133422.10%2003180.30%2013174928.97%2004270.45%201494915.72%合计6037(未去同族数)表3国内纯电动汽车产业专利年度申请数量表80--. All Rights Reserved.CN200820082851.5专利涉及一种电池模块充电计费系统; CN200410024374.3专利涉及一种电动汽车网络服务系统和方法;C N200610157732.7专利涉及一种电动汽车爬坡状态下电机输出转矩控制系统及控制方法.在整车涉及方面(X11U02),例如,CN200610033399.9专利涉及一种超级电容器和利用它的电动车;C N20072004 0613.3专利涉及一种电动汽车,包括车身架、控制系统、传动系统以及由传动系统传动的车轮;CN200820006147.1专利涉及一种纯电动汽车,包括:汽车发电机、驱动蓄电池、驱动电机、离合器总成、变速总成、转换器、中央控制器和其行走部分等;C N200820202912.7专利涉及一种电动汽车,包括电池系统、电机系统、控制系统和传动驱动系统.3研究结论本文通过对比分析全球及我国纯电动汽车产业关键技术领域的专利大数据,相关领域的专利申请数量基本都是2009年之后开始急剧增长,表明近年来国内外的纯电动汽车制造商和电器公司的技术竞争非常激烈,同时相关领域的技术发展也特别快,进入相关领域存在较高的专利风险.一方面,长期以来,中国普通汽车产业由于起步时间晚、技术基础薄,在国际竞争中长期处于压制状态.但在纯电动汽车产业方面,由于世界还未完全形成某一国或某一个跨国企业独大的垄断局面,故可认为目前全球各国基本处于同一起跑线,国际竞争正有序展开.因此,我国企业不必畏惧纯电动汽车技术的复杂性和竞争对手的威胁,应及早动手研发、筹划和布局,充分利用知识产权规则,开展协同、合作研制,把握国家扶持纯电动汽车战略性新兴产业发展的好时机,争取快速发展.另一方面,通过对纯电动汽车专利大数据进行系统的分析,我国相关产业、机构和企业能够明确当前的技术热点和专利空白点,有的放矢地开展规划、布局和研发工作,从而节省研发成本,提高研发效率,及时抢占技术和知识产权制高点.比如电池方面的镍氢电池、镍镉电池、钠硫电池技术,电机方面的三相逆变器、定速比减速器、电机驱动控制器技术,能量管理方面的低压配电网路控制技术、高速CA N 总线、车身低速总线控制系统、低阻力车身、轻型结构车身技术等,都代表先进的技术发展方向,但是目前专利分布较少,新兴企业选择进入这些领域完全有可能在较短时间内取得较大技术突破和竞争优势,基本达到与国外优秀企业相抗衡的水平.最后,通过基于专利大数据对纯电动汽车领域的关键技术突破、技术空白方面进行详细分析.需要强调的是,基于汽车产业本身的整体关联性、纯电动汽车的计算机操控复杂性,关键技术的突破不能立即推进其产业化生产力度.只有以关键技术的应用、关键部件的量产为导向,配合传统技术、传统配件的全面发展,才能生产先进的纯电动汽车.同时,需要注意的是,纯电动汽车技术的应用、推广是对整个汽车产业及产业链的重大变革,即使是发达国家也不可能在很短的时间内完成,因此对于中国这样的发展中国家而言,发展纯电动汽车产业还有很长的路要走,同时也大有可为且为时不晚.———————————————————参考文献:〔1〕新华网.国家十三五规划纲要(全文)[EB/O L].[2016-03-18].[2017-04-16].ht t p://s h.xi /2016-03/18/ c_135200400.ht m.〔2〕中华人民共和国中央人民政府.国务院关于印发“十三五”国家科技创新规划的通知[EB/O L].[2016-07-28].[2017-04-16].ht t p://w w /zhengce/cont ent/2016-08/08/cont ent_5098072.ht m.〔3〕中华人民共和国中央人民政府.国务院关于印发“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知[EB/O L].[2016-11-29].[2017-04-16].ht t p://w w / zhengce/cont ent/2016-12/19/cont ent_5150090.ht m.〔4〕方荣贵,银路,王敏.新兴技术向战略性新兴产业演化中政府政策分析[J].技术经济,2010,29(12):1-6.〔5〕郭婕婷,肖国华.专利分析方法研究[J].情报杂志,2008(01):12-15.〔6〕D oul H,Levei l l e V,M anul l ang S,et al.Pat ent anal ys i s f or com pet i t i ve t echni cal i nt el l i gence and i nnovat i ve t hi nki ng [J].D at a Sci ence J our nal,2005(4):209-237.〔7〕姚雅静.中美新能源汽车产业发展战略比较研究[D].太原市:山西财经大学,2015.81--. All Rights Reserved.。

二、文献综述
颠覆性创新模式最早由Christensen提出，他将其定义为一种通过新技术或商 业模式，从低端市场或非消费者市场入手，逐步侵蚀现有市场的过程。在新能 源汽车领域，颠覆性创新模式的应用已经取得了一些成功的案例。例如，特斯 拉汽车公司通过引入电动汽车和智能化自动驾驶技术，改变了传统汽车行业的 格局。比亚迪通过自主研发，成功推出了插电式混合动力汽车，成为了全球新 能源汽车市场的领导者之一。
2、加速产业转型升级：商业模式创新可以加速新能源汽车产业的转型升级。 例如，共享出行模式和充电网络建设可以促进新能源汽车在城市中的普及和应 用，推动城市交通的绿色转型。
3、创造新的经济增长点：商业模式创新可以为新能源汽车产业创造新的经济 增长点。例如，智能网联技术的应用可以提高车辆的安全性和效率，降低事故 率和维修成本，为产业带来新的经济增长点。
在讨论环节，本次演示对中美日代表性新能源汽车企业应用颠覆性创新模式的 效果进行了深入分析。发现这些企业在战略、组织架构和技术创新等方面均有 着不同的优势和劣势。例如，特斯拉汽车公司的优势在于其强大的技术研发能 力和独特的商业模式，使得企业能够在短时间内实现快速发展。
而比亚迪则通过自主研发，成功打破了国外企业的技术封锁，实现了新能源汽 车核心部件的国产化。然而，日系企业在混合动力汽车领域的优势则为其在纯 电动汽车市场的竞争提供了良好的基础。
参考内容二
随着全球能源结构的转变和环保意识的提高，新能源汽车已经成为现代交通领 域的重要组成部分。在这个充满竞争的市场中，企业的技术创新能力和模式对 于提高企业创新绩效和获取竞争优势具有至关重要的作用。本次演示旨在探讨 新能源汽车企业的技术创新模式与创新绩效之间的关系。
一、新能源汽车技术创新模式
新能源汽车企业的技术创新绩效主要体现在以下几个方面：

FAN Yangfang1,2，LIU Yanjun1,2，JIN Xiaohong1,2，XIAO Xue1,2
(1. Beijing Institute of Science and Technology Information，Beijing 100044，China； 2. Beijing Scientific and Technological Strategy Decision-making Consultant Center，Beijing 100044，China)
Abstract：The paper retrieves patent information related to driving motor of new energy vehicles in China from Wanxiangyun patent information search and information service platform, and analyzes the driving motor technology patent information of new energy vehicles in China from 1997 to 2016 from five dimensions (the patent development trend, patent protection types, patent market layout at home and abroad, R & D focus and hotspots and technology leaders) and by using patent bibliometrics to explore patent information. The paper comes to three conclusions: New energy vehicle industry is developing in a good momentum in China, with five technical industry clusters in Yangtze River Delta region, Pearl River Delta region, Beijing-Tianjin-Hebei region, three provinces in North East China and Hubei-Henan-Anhui region respectively; The development of new energy vehicle industry is closely related to the great support of national policies, and the policies on development of new energy vehicles in China have significantly promoted the development of new energy vehicles; The status where the new energy vehicle industry is big but not strong is related to the insufficient capacity in R & D of key technologies. The paper puts forward suggestions for new industrial planning, namely support on key technology research and development should be strengthened, inventions and original technical innovations should be encouraged, and vehicle enterprises should be motivated to take part in international technology competition. Key words：patent information；driving motor technology；new energy vehicle industry

国外关于新能源汽车的文献
1.'TheFutureofElectricVehicles:OpportunitiesandChallenges'(英国)-这篇文献讨论了电动汽车的未来发展趋势、机遇和挑战，探讨了政策、技术和市场等方面的影响因素。

2. 'Electric Vehicle Policies and Market Development in China' (中国) - 这篇文献主要介绍了中国的新能源汽车政策和市场发展情况，分析了政策实施效果和未来发展趋势。

3. 'The Impact of Electric Vehicles on the Power Grid' (美国) - 这篇文献探讨了电动汽车对电网的影响，包括充电需求、电网负荷和能源管理等方面的问题。

4. 'Battery Technology for Electric Vehicles' (日本) - 这篇文献介绍了电动汽车用电池技术的发展历程，讨论了不同类型电池的优缺点和应用范围。

5. 'The Economics of Electric Vehicles' (德国) - 这篇文献分析了电动汽车的经济学特征，包括成本结构、市场需求和政策支持等方面的因素。

6. 'The Role of Renewable Energy in Electric Vehicle Charging' (丹麦) - 这篇文献讨论了可再生能源在电动汽车充电方面的应用和前景，探讨了能源转型和环保需求等方面的关联。

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