無線充電專利技術(shù)分析

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心 陳 婷

無線充電專利技術(shù)分析

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心 陳 婷

本文對(duì)無線充電技術(shù)的專利申請(qǐng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，通過檢索無線充電技術(shù)的專利申請(qǐng)量、主要申請(qǐng)人以及國(guó)內(nèi)外主要申請(qǐng)人作對(duì)比分析，以對(duì)該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)現(xiàn)狀和整體發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)一步了解。

無線充電；專利技術(shù)

無線充電技術(shù)是指不通過導(dǎo)線而通過電磁感應(yīng)、磁共振、射頻、微波、激光等方式經(jīng)由空氣介質(zhì)實(shí)現(xiàn)非接觸式電能傳輸?shù)募夹g(shù)。隨著技術(shù)發(fā)展，無線充電技術(shù)在轉(zhuǎn)換率、低輻射等方面逐漸取得突破，從而使無線充電技術(shù)成為各公司研發(fā)的熱點(diǎn)，據(jù)此本文對(duì)無線充電技術(shù)相關(guān)專利進(jìn)行歸納整理分析，為我國(guó)未來的研究趨勢(shì)做出參考。

1.無線充電關(guān)鍵技術(shù)分類

目前的無線充電技術(shù)主要有電磁感應(yīng)技術(shù)、磁共振技術(shù)、無線電波技術(shù)和電場(chǎng)耦合技術(shù)4種技術(shù)方式。

電磁感應(yīng)技術(shù)的原理是在傳輸端和接收端各安裝一個(gè)線圈，通過在初級(jí)線圈提供一定頻率的交流電，次級(jí)線圈產(chǎn)生一定的電流，從而實(shí)現(xiàn)了電能從初級(jí)線圈傳送到次級(jí)線圈。

磁共振方式是利用電流通過線圈產(chǎn)生同頻率的磁場(chǎng)共振來實(shí)現(xiàn)電能無線傳輸?shù)姆绞?。磁共振技術(shù)的無線充電裝置主要由能量發(fā)送裝置和能量接收裝置組成，二者調(diào)成=特定的頻率形成共振，從而實(shí)現(xiàn)了能量的相互交換。

無線電波技術(shù)也是一種較為成熟的無線充電方式，其原理是將電力以微波或激光形式發(fā)射到遠(yuǎn)程的接收設(shè)備，然后通過整流、調(diào)制、濾波等處理后轉(zhuǎn)換為直流使用。

電場(chǎng)耦合技術(shù)的基本原理是通過產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電能從發(fā)送端向接收端的轉(zhuǎn)移，垂直方向兩組非對(duì)稱偶極子通過耦合作用能夠產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)，感應(yīng)電場(chǎng)能夠?qū)㈦娔軓陌l(fā)送端轉(zhuǎn)移到接收端。

2.無線充電技術(shù)專利分析

本文主要以CNABS數(shù)據(jù)庫和DWPI數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，利用關(guān)鍵詞與IPC分類號(hào)、CPC分類號(hào)相結(jié)合的方式，檢索無線充電技術(shù)相關(guān)專利，使用統(tǒng)計(jì)與分析軟件對(duì)得到的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

圖1 專利申請(qǐng)量趨勢(shì)

2.1 專利申請(qǐng)量年度分布

從圖1無線充電技術(shù)領(lǐng)域的專利年申請(qǐng)量全球與國(guó)內(nèi)對(duì)比圖可看出，全球?qū)＠暾?qǐng)量整體呈加速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。全球?qū)＠暾?qǐng)量從2009年到2014年迅猛增加，并在2013年達(dá)到一個(gè)小的峰值。之后在出現(xiàn)了小幅回落（考慮到數(shù)據(jù)庫錄入的時(shí)間延遲，近兩年的專利申請(qǐng)量會(huì)出現(xiàn)失真，不予統(tǒng)計(jì)），而從2009年開始至今，全球?qū)＠暾?qǐng)量的每一年的提升幅度都很大，可見，無線充電技術(shù)在近些年的發(fā)展極快，無線充電技術(shù)的應(yīng)用受到了高度的重視。

而國(guó)內(nèi)無線充電技術(shù)引起的人們的關(guān)注是在2001年出現(xiàn)相關(guān)的專利申請(qǐng)，到2004-2007年，申請(qǐng)量才開始呈增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，2008-2014年，申請(qǐng)量開始迅速攀升，可見2008-2014年是國(guó)內(nèi)無線充電技術(shù)創(chuàng)新的活躍期。

2.2 主要申請(qǐng)人排名

圖2顯示了無線充電領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量排在世界前十位的申請(qǐng)人及其申請(qǐng)量情況。從申請(qǐng)量上看，松下公司與三星公司占據(jù)頭兩名，處于第一集團(tuán)，申請(qǐng)量均超過400件；LG公司、高通公司處于第二集團(tuán)，申請(qǐng)量均超過300件；NEC公司、東芝公司、索尼公司、摩托羅拉公司、日本精工公司、捷通國(guó)際有限公司分列第五至十位，處于第三集團(tuán)，申請(qǐng)量在100～200件左右。而目前已經(jīng)率先將無線充電技術(shù)推向手機(jī)實(shí)際應(yīng)用的諾基亞公司的相關(guān)專利申請(qǐng)量為97件，其在該領(lǐng)域也作了大量研究?？梢钥闯?，在該領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位的還是日、韓、美、歐的消費(fèi)電子領(lǐng)域的巨頭，這與它們長(zhǎng)期在消費(fèi)電子領(lǐng)域的巨額研發(fā)投入息息相關(guān)。

圖2 主要申請(qǐng)人排名

2.3 各國(guó)申請(qǐng)量分布圖

圖3示出的無線充電領(lǐng)域?qū)＠诟鲊?guó)的申請(qǐng)量分布情況，可以看出，日本、中國(guó)、美國(guó)的專利申請(qǐng)量占據(jù)了全球無線充電領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總量的很大部分，其中日本申請(qǐng)最多，結(jié)合之前的主要申請(qǐng)人分析可知，日本是無線充電技術(shù)的主要貢獻(xiàn)者，而中國(guó)本土的申請(qǐng)人是比較少的，可見我國(guó)申請(qǐng)人在該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)質(zhì)量有待提高。由于無線充電技術(shù)在總體上處于穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期，給我國(guó)在該領(lǐng)域的科研創(chuàng)新、專利布局以及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了良好的機(jī)遇。

圖3 各國(guó)申請(qǐng)量分布圖

3.展望

目前無線充電已經(jīng)在電動(dòng)剃須刀、電動(dòng)牙刷、無線電話等部分家用產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，現(xiàn)其應(yīng)用范圍又?jǐn)U大到了智能手機(jī)領(lǐng)域、電動(dòng)汽車、通信設(shè)備和列車以及醫(yī)療等領(lǐng)域，未來無線充電技術(shù)將不斷擴(kuò)展電力、航空航天、節(jié)能環(huán)保等社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。

[1]Olvitz L, Vinko D, Svedek T． Wireless power transfer for mobile phone chaining device[J]． IEEE Conference Publications, 2012： 141-145．

[2]S Sheik Mohammed, K Ramasamy, T Shanmuganantham． Wireless Power Transmission -A Next Generation Power Transmission System [J]．International Journal of Computer Applications, 2010,1 (13)： 100-103．

[3]謝利濤,趙志強(qiáng),王彥莉,無線充電技術(shù)及其應(yīng)用[J]．河南科技,2011,(05)：68-69．

[4]Richard Adhikari．無線充電技術(shù)2013年或邁入技術(shù)成熟期[J]．通信世界,2012(34)．