摘要：本文通过采用关键词和IPC分类号相结合的方式对CNABS、SIPOABS数据库进行检索，并对检索出的专利数据进行筛选和统计。通过对新源动力电池的专利申请趋势、申请人以及技术分类主题等进行分析，重点针对TOYOTA公司在该领域中的专利申请数据为样本，分析TOYOTA公司在中国的专利布局，并且从全球核心专利申请的角度看新源汽车动力电池技术的发展脉络。
关键词：专利检索；电池；动力；电动；汽车；新能源
一、概述
随着全球汽车保有量的不断增加，一方面燃油大量消耗引起的能源危机变得日益严重，另一方面汽车尾气排放引起环境污染的程度也越来越严重。在可以预见的技术条件下，汽车的电动化趋势在所难免。电池是电动汽车的动力源，是能量的储存装置，因此在电动汽车上，电池系统是关键核心部分。动力电池与一般蓄电池不同，它是以较长时问的中等电流持续放电为主，间或以大电流放电（启动、加速时），并以深循环使用为主。为满足电动车的动力性能、安全性能及经济指标要求，动力电池一般应具备以下特征：比能量高；比功率大；循环寿命长；安全性好；均匀一致性好，可靠性高；高低温性能好，环境适应性强；自放电率低；绿色环保；价格低廉。
二、专利分析
1、检索范围
本文对相关内容的国内外专利进行了检索，即在中国专利文摘数据库（CNABS）和世界专利文摘库（SIPOABS）中，以IPC分类号为G01L1、G01L9、B60L11、H02J7、H01M10、G01R31及其下位组、以关键词“动力电池”、“新能源”、“电动汽车”等为检索入口，筛选从1999年1月1日以来的国内外专利申请。
2、全球及国内专利申请年度分析状况
通过对专利数据结果进行统计分析，获得新能源汽车动力电池世界国内申请量年代分布情况，其中世界范围内新能源汽车动力电池相关的专利申请总量为6556项，包含向中国专利局提交的国内申请数量为1335项。
其中，1995年日本索尼公司首先研制出了100Ah锂离子动力电池，引起了广泛的关注，但由于安全性等方面存在的问题在研究中受到了技术制约。随后第1代电动汽车EV1由美国通用汽车公司在1996年制造，采用的是铅酸电池技术。从专利数量上分析，此时应当属于新能源汽车动力电池技术发展的婴儿期。从2006年开始到2012年，专利申请数量呈现出快速增长趋势，锂离子电池技术的迅速发展，成为镍氢电池强劲的竞争者。从专利数量上可判断此时期应当属于新能源汽车动力电池技术发展的成长期。2014年12月初，西班牙研发出石墨烯电池，也叫做“超级电池”，引起整个电池行业的关注，预示着研究领域全新的发展。
国内新能源汽车动力电池技术相关专利首次出现在2003年。并且从2008年开始，伴随着国际申请量的爆发式增长，国内专利申请量也有了一定幅度的增长。这些年随着我国投入十多亿资金用于支持发展电动车和相关电池技术，以及“863”电动汽车重大专项的实施，有实力的国营、民营企业对锂离子动力电池进行了开发研究，生产的锂离子电池性能与国外产品相当，某些方面甚至优于国外产品，对外出口量不断上升。
3、全球主要专利技术领域统计分析
为了展现新能源汽车动力电池领域整体专利技术的分布情况，本文以IPC作为分类标准进行分析，借此可以对该领域各公司技术研发重点和研发热点进行发掘。对于检索到的专利文献按照IPC分类进行整理，统计得出了出现频次前7位的IPC小类，其中分别为B60L、H02J、H01M、B60K、B60R、B60W、G01R。经分析，B60L小类，也就是电动车辆动力装置类别占了整个申请量的27%，其他的分布申请在了供电或配电的电路装置或系统、用于直接转变化学能为电能的方法或装置例如电池组（H02J、H01M）、车辆动力装置或传动装置的布置或安装、不包含在其他类目中的车辆、车辆配件或车辆部件、不同类型或不同功能的车辆子系统的联合控制（B60K、B60R、B60W）、测量电变量、测量磁变量（G01R）等类别下。
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为了进一步了解技术分布，对统计数据按照IPC大组出现频次提取前10个主要的技术领域进行分析，其中B60L11、H02J7在本领域专利申请数量上占据非常大的比重，即用车辆内部电源的电力牵引、用于电池组的充电或去极化或用于由电池组向负载供电的装置。通过统计数据可以看出前10个IPC大组涉及的技术内容基本上涵盖了所有动力电池可能涉及到的技术分支，新能源汽车动力电池在各个分支均存在研究价值。并且说明了用于电池组的充电或去极化或用于由电池组向负载供电的装置、用车辆内部电源的电力牵引这两个大组的技术是新能源汽车动力电池研究领域的重点技术，这也与世界的主流技术趋于一致。
4、全球专利申请人分布情况分析
通过对主要申请人的申请量进行分析，可以看出全球新能源汽车动力电池领域的前5位申请人分别为：丰田汽车公司、雷诺公司、标致雪铁龙汽车公司、本田汽车公司和索尼公司，通过对全球重要企业新能源汽车动力电池专利申请量进行统计，可以看出TOYOTA公司专利件数遥遥领先于其它申请人，说明TOYOTA公司是新能源汽车动力系统电池的领导者，其在动力电池领域的研究对我国的技术发展具有引导作用。
三、核心专利技术分析
核心专利的研究分析能够快速掌握行业研究的重点方向，能够为企业规划发展方向提供帮助。核心专利的判定方法通常有两种：一种是利用被引证的频次来判定，被引频次越高说明该专利的技术含量越高；另外一种是利用同族专利数量来判定，同族专利是申请人为了扩大技术的保护范围，就同一专利技术在不同的国家和地区产权组织重复申请，从而形成一个专利族群，同族专利数量越大说明专利技术的市场经济价值越高。经分析，发现美国具有大量的同族专利，以此可以看出美国在相关领域的申请质量较高。
结合对全球重要企业新能源汽车动力电池专利申请量的统计，可以看出TOYOTA公司专利件数遥遥领先于其它申请人，说明TOYOTA公司是新能源汽车动力系统电池的领导者。TOYOTA公司在新能源汽车动力电池的静止充电、充电控制、能量回收和移动充电等主要动力电池技术分支都有布局，其主要在充电控制和能量回收领域布局较多，期望通过对其深入研究，从而达到节约能源及提高使用安全性的技术效果；至于在静止充电和移动充电等方面也都有涉猎，但是布局数量较少，这从另一方面反映出了这几方面成果较少的研究现状，也为我国在相关领域开展研究提供了方向。
四、结论与建议
综上所述，在过去的几十年里，随着汽车行业复杂程度的增高，并且各国对汽车行业绿色节能问题重视程度的增加，涉及新能源汽车动力电池的专利技术经历了婴儿期、成长期、成熟期，并且与全球申请量呈下滑趋势相比较，国内申请量在近几年保持稳定增长。新能源汽车动力电池的静止充电、充电控制、能量回收和移动充电等方面的问题依旧是新能源汽车动力电池的主要研究方向。但是相比较早期专利申请大比例为新能源汽车动力电池相关基础研究，当今各国的研究目标已经转向如何提高动力电池的操作便利性、能源利用率、安全性及效率等相关技术问题上。如果能研制出性能与经济性兼得的动力电池，并能生产出被消费者接受的电动汽车，将大大缓解全球的环境和能源压力。
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论文作者:姜晓岑
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/29
标签：新能源论文; 动力电池论文; 专利论文; 汽车论文; 专利申请论文; 技术论文; 电池论文; 《基层建设》2019年第5期论文;