基于文獻(xiàn)和專利數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展動(dòng)向

姜龍睿

摘要：在本論文中，以新能源動(dòng)汽車為主題，利用SCIE和SSCI雜志上發(fā)表的論文數(shù)據(jù)進(jìn)行的時(shí)間數(shù)列分析和利用國(guó)際專利分類（International patent classification，以下IPC）的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行的時(shí)間數(shù)列分析和利用節(jié)點(diǎn)Excel的網(wǎng)絡(luò)分析，通過(guò)2010年到2020年這十年間新能源汽車的發(fā)展了解新能源動(dòng)汽車的技術(shù)動(dòng)向，通過(guò)專利和論文數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系分析分析技術(shù)動(dòng)向。另外，通過(guò)預(yù)測(cè)技法之一的加權(quán)移動(dòng)平均法預(yù)測(cè)了新能源汽車的希望要素技術(shù)。本研究結(jié)果顯示，新能源汽車要素技術(shù)中電池技術(shù)是有希望的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：新能源汽車產(chǎn)業(yè);專利方向;動(dòng)向分析;動(dòng)向預(yù)測(cè)

中圖分類號(hào)：G306文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2020）21-00026-03

1 引言

回望20年來(lái)，從2001年國(guó)家出來(lái)一系列關(guān)于新能源汽車產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃和政策指導(dǎo)開始，到2009年“十城千輛”的快速發(fā)展新起點(diǎn)，再到2020年超過(guò)130萬(wàn)輛銷量的輝煌成績(jī)，這為推動(dòng)中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展、加快建設(shè)汽車強(qiáng)國(guó)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。眾所周知，溫室氣體排放增加導(dǎo)致大氣層遭到破壞且加劇全球變暖，世界許多國(guó)家和地區(qū)都紛紛出臺(tái)相關(guān)政策以促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。首先，美國(guó)在1990年加州出臺(tái)零排放汽車（Zero Emission Vehicle，ZEV或稱BEV和FCEV）;2007年布什政府發(fā)布《2007年能源獨(dú)立和安全法案》要求所有車型的CAF?到2020年時(shí)提高至35英里/加侖;2013年奧巴馬政府制定了“EV everwhere”計(jì)劃，消費(fèi)者在購(gòu)買電動(dòng)汽車后最高可或一萬(wàn)美元退稅，政府授權(quán)能源部24億美元用于在建設(shè)電動(dòng)汽車和電池制造設(shè)施等一攬子政策。其次，在歐洲，德國(guó)政府于2009年通過(guò)500億歐元經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃，購(gòu)買電動(dòng)汽車可享受4 000歐元/車的補(bǔ)貼優(yōu)惠，到2019年增加至6 000歐元/車的補(bǔ)貼，補(bǔ)貼力度空前;英國(guó)政府資助支持開發(fā)用于純電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車的先進(jìn)高效電氣系統(tǒng)，同時(shí)協(xié)助各大城市部署具有成本效益和兼容性的充電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而補(bǔ)貼則按續(xù)航里程2 500～8 000歐元不等;法國(guó)對(duì)購(gòu)買電動(dòng)車的消費(fèi)者提供每輛1.5萬(wàn)法郎的優(yōu)厚補(bǔ)貼并投入15億歐元用于充電站建設(shè)以實(shí)施“發(fā)展電動(dòng)汽車全國(guó)計(jì)劃”;挪威不僅購(gòu)買電動(dòng)汽車可以享受國(guó)家的能源補(bǔ)貼，還可免征銷售稅和25%增值稅。購(gòu)買后還可以利用共用充電樁免費(fèi)充電、公共場(chǎng)所免費(fèi)停車，免收高速公路、輪渡渡口、橋隧地段的通行費(fèi)。而我們的近鄰日本和韓國(guó)也有相關(guān)積極的政策去引導(dǎo)新能源汽車的發(fā)展。以日本為例，首先提出官產(chǎn)學(xué)研的研發(fā)應(yīng)用機(jī)制。由汽車生產(chǎn)企業(yè)、電機(jī)電池生產(chǎn)企業(yè)和名校共同建立新能源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、實(shí)施新能源電池項(xiàng)目研究，并從2009年起實(shí)施綠色稅制，并提供2 300億日元資金用于支持節(jié)能環(huán)保車型補(bǔ)貼。韓國(guó)政府則是從延長(zhǎng)汽車特別消費(fèi)稅稅率下調(diào)政策的實(shí)施期限、引進(jìn)動(dòng)力電池租賃服務(wù)等方面大幅減輕購(gòu)買新能源汽車的負(fù)擔(dān)，從而起到系能源汽車的普及和推廣作用。Cho Jae-shin把握韓美貿(mào)易協(xié)定中把握環(huán)境相關(guān)的協(xié)議后，通過(guò)IPC類別分析電動(dòng)汽車專利動(dòng)向，從而統(tǒng)計(jì)的預(yù)測(cè)出未來(lái)申請(qǐng)動(dòng)向，即日本的電動(dòng)汽車相關(guān)專利申請(qǐng)件數(shù)是韓國(guó)專利申請(qǐng)件數(shù)的4.5倍，并且預(yù)測(cè)出將來(lái)韓國(guó)將集中地投資國(guó)際電動(dòng)車專利分類（IPC）。

2. 先行研究

本文利用文獻(xiàn)分析出相關(guān)技術(shù)發(fā)展階段，各申請(qǐng)人專利占有率、國(guó)際專利分類（IPC）的專利申請(qǐng)動(dòng)向和主要國(guó)家的分析新能源汽車領(lǐng)域的技術(shù)水平，通過(guò)梳理發(fā)現(xiàn)：于曉勇等使用關(guān)鍵詞檢索法檢索專利，對(duì)中美兩國(guó)電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)行比較研究，得出美國(guó)和日本在電動(dòng)汽車領(lǐng)域仍占首要地位的結(jié)論，Kwon Young-ii分析了混合動(dòng)力汽車相關(guān)領(lǐng)域?qū)＠哪甓壬暾?qǐng)動(dòng)向，利用專利投資組合分析的汽車技術(shù)發(fā)展階段、申請(qǐng)人的專利占有率、國(guó)際專利分類（IPC）的專利申請(qǐng)動(dòng)向和主要國(guó)家的混合汽車領(lǐng)域技術(shù)水平，同時(shí)考察了主要國(guó)家在混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域的研究開發(fā)階段，利用這些國(guó)家技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力相關(guān)的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的論文和專利分析引用的傾向;PilkingtonAlan、Romano Dyerson、Omid Tissier分析了1977年到2000年代美國(guó)電動(dòng)汽車的專利數(shù)據(jù)，分析出力量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電池部分占全部專利的55%、輔助系統(tǒng)部分的20%，在發(fā)動(dòng)機(jī)、電池部分和控制部分領(lǐng)域擁有很多專利。本論文以新能源汽車（混合動(dòng)力電動(dòng)汽車HEV、純電動(dòng)汽車BEV、燃料電池電動(dòng)汽車FCEV、插電式混合動(dòng)力汽車PHEV）為對(duì)象，利用專利和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)關(guān)鍵詞分析和網(wǎng)絡(luò)分析，分析電動(dòng)汽車技術(shù)動(dòng)向，提出了對(duì)策建議。

3 研究方法

3.1 分析方法

本文將專利及論文數(shù)據(jù)分為數(shù)列、關(guān)鍵詞，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析過(guò)程如圖1，具體包括：數(shù)據(jù)采集及精制階段、時(shí)間序列分析階段、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成及分析階段、動(dòng)向預(yù)測(cè)階段。

3.2 分析對(duì)象

以我國(guó)電動(dòng)汽車專利為對(duì)象設(shè)定，檢索2012年1月至2019年12月的數(shù)據(jù)。在PatViewer使用的搜索式是快速檢索=（混合動(dòng)力電動(dòng)汽車）or（HEV）or（純電動(dòng)汽車）or（BEV）or（燃料電池電動(dòng)汽車）or（FCEV）or（插電式混合動(dòng)力汽車）or（PHEV）。

4 數(shù)據(jù)分析

對(duì)于檢索到的新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域的申請(qǐng)量進(jìn)行時(shí)間序列的分析，如圖2。

可以看到，在2012—2019年，我國(guó)新能源汽車整體申請(qǐng)數(shù)量穩(wěn)步上升。主要原因在于，隨著國(guó)家和民眾對(duì)于環(huán)保的要求和能源消耗的要求省級(jí)，各大汽車廠商都希望能夠盡快投入使用新能源汽車以替代傳統(tǒng)能源汽車，進(jìn)而加大了在新能源上的研發(fā)和資金投入，這大大促使了我國(guó)新能源方面的專利申請(qǐng)數(shù)量和發(fā)展。2019年，申請(qǐng)量一直維持沒(méi)有上升的趨勢(shì)，并且相比2018年有大約50%的降幅，一是說(shuō)明我國(guó)新能源技術(shù)已經(jīng)到達(dá)創(chuàng)新瓶頸期，專利申請(qǐng)乏力。二是我國(guó)尚未突破相關(guān)核心技術(shù)階段，但是在樣車實(shí)測(cè)上申請(qǐng)量依舊較為活躍。相比2014年，2019年的申請(qǐng)量依舊保持在相對(duì)穩(wěn)定的水平，這說(shuō)明我國(guó)新能源汽車領(lǐng)域，技術(shù)創(chuàng)新活躍，依舊處于較好的發(fā)展階段。

5 新能源汽車技術(shù)的專利人分析

由分析可知，我國(guó)新能源汽車技術(shù)專利申請(qǐng)量排名前10的申請(qǐng)人分別是北京新能源（16%）、比亞迪（15%）、豐田（14%）、福特（12%）、現(xiàn)代（11%）、奇瑞（8%）、浙江吉利（7%）、北汽福田汽車（6%）、起亞自動(dòng)車株式會(huì)社（6%）、中國(guó)第一汽車股份有限公司（5%）?？傮w來(lái)看，隨著全球?qū)π履茉吹闹匾暫蛡鹘y(tǒng)能源的消耗殆盡，我國(guó)出臺(tái)了相關(guān)新能源的政策，逐步向新能源開放優(yōu)惠，也加大對(duì)新能源技術(shù)研發(fā)的資金投入和技術(shù)支持，使得各大國(guó)企對(duì)新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。從比亞迪、背景新能源汽車等公司的占比中可看出，我國(guó)已經(jīng)逐漸形成了龍頭企業(yè)帶動(dòng)效應(yīng)，新能源技術(shù)團(tuán)隊(duì)也在逐步壯大。但是，從數(shù)據(jù)上看，國(guó)外企業(yè)如豐田、福特、起亞為首的一些知名企業(yè)也在我國(guó)新能源技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)了前十名的好幾席。相比于國(guó)外大型企業(yè)，我國(guó)新能源汽車行業(yè)起步較晚，而國(guó)外汽車品牌技術(shù)起步較早，申請(qǐng)意識(shí)較強(qiáng)，數(shù)量較多，例如排名比較靠前的豐田自動(dòng)車株式會(huì)社、福特公司、現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社。

6 新能源技術(shù)的IPC分析

文章通過(guò)對(duì)新能源汽車技術(shù)的IPC分析，即專利申請(qǐng)技術(shù)分類的構(gòu)成分析，重點(diǎn)對(duì)新能源汽車行業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域和主要研發(fā)活動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而確定明確該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。從2012—2019年在中國(guó)的新能源汽車技術(shù)高產(chǎn)IPC分布情況如圖3所示。

不難看出，我國(guó)專利主要集中部分是B60L方向，該方向占據(jù)了36%的比例，這部分包括了電動(dòng)車輛動(dòng)力裝置、車輛輔助裝備的供電、一般車輛的電力制動(dòng)系統(tǒng)、車輛的磁懸置或懸浮、電動(dòng)車輛的監(jiān)控操作變量、電動(dòng)車輛的電氣安全裝置等有關(guān)車輛電動(dòng)操控制動(dòng)方向的項(xiàng)目，另外一個(gè)較為熱門的技術(shù)方向是B60K方向，主要包括與車輛主要包括對(duì)車輛動(dòng)力裝置的冷卻、車輛有關(guān)輔助驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，兩個(gè)或兩隔以上不同原動(dòng)機(jī)的裝置和安裝;其次是H01M和H02J方向，其中H01M方向主要涉及將轉(zhuǎn)變化學(xué)能為電能的技術(shù)方法或裝置，包括電池組，H02J主要為汽車電路裝置或系統(tǒng)，包括供電或配電措施和電能儲(chǔ)存系統(tǒng)有關(guān)方向。通過(guò)申請(qǐng)量我們可以發(fā)現(xiàn)，目前新能源技術(shù)的主要任務(wù)是H01M方向，即電池組方向，另外對(duì)B60K的研究也在慢慢增多，正在逐步成為研究熱點(diǎn)。

7 結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)2012—2019年我國(guó)新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專利的分析之后，可以得出以下結(jié)論：首先，近十年來(lái)，我國(guó)在新能源汽車技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展，專利申請(qǐng)量和授權(quán)量都穩(wěn)步上升，并在地域上形成了五個(gè)區(qū)域技術(shù)集群：長(zhǎng)三角、珠三角和東北三省的聯(lián)動(dòng)，同時(shí)出現(xiàn)了比亞迪、北京現(xiàn)代等重點(diǎn)汽車企業(yè)作為領(lǐng)頭羊引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。再次，近十年來(lái)，我國(guó)新能源汽車技術(shù)發(fā)展有賴于我國(guó)對(duì)新能源的密切支持和資金扶持，我國(guó)的專利申請(qǐng)量一直保持穩(wěn)步上升的狀態(tài)，與全球該技術(shù)領(lǐng)域疲軟態(tài)勢(shì)形成較為明顯的對(duì)比。但是，我國(guó)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)上呈現(xiàn)出大而不強(qiáng)的狀態(tài)，在專利布局上側(cè)重于國(guó)內(nèi)的布局和忽視了國(guó)外戰(zhàn)略布局。究其原因，這與我國(guó)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域缺乏創(chuàng)新相關(guān)，在新的國(guó)家頂層涉及中，應(yīng)當(dāng)兩手抓國(guó)內(nèi)國(guó)外市場(chǎng)，鼓勵(lì)技術(shù)發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新，激勵(lì)國(guó)內(nèi)車企參加國(guó)外有關(guān)創(chuàng)新活動(dòng)等。

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