國(guó)內(nèi)外新能源汽車充電樁技術(shù)預(yù)測(cè)分析
——基于生命周期和國(guó)際專利分類號(hào)

方 曦，張莉萍

（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200235）

1 研究背景

當(dāng)前，全世界范圍內(nèi)汽車擁有量增長(zhǎng)速度越來(lái)越快，交通領(lǐng)域已經(jīng)成為能源消耗增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域，也是局部環(huán)境污染與全球溫室氣體排放的主要來(lái)源之一，能源危機(jī)以及環(huán)境保護(hù)壓力與日俱增。為了打破能源與環(huán)境的約束，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，汽車行業(yè)一直在積極探索與努力促進(jìn)交通能源的轉(zhuǎn)型升級(jí)，但充電樁技術(shù)設(shè)施建設(shè)的不完善制約著新能源汽車的發(fā)展。為了促進(jìn)充電樁基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，我國(guó)制定了較為完善、力度較大的政策體系，如2015 年出臺(tái)《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015—2020 年）》，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的高度重視；2018 年國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部制定了《提升新能源汽車充電保障能力行動(dòng)計(jì)劃》，旨在提升新能源汽車充電技術(shù)水平，提高充電設(shè)施產(chǎn)品質(zhì)量，加快完善充電標(biāo)準(zhǔn)體系，優(yōu)化充電設(shè)施布局等。雖然國(guó)家出臺(tái)了一系列政策措施推動(dòng)充電樁的建設(shè)，但充電樁的發(fā)展仍然存在很多問(wèn)題，如安全問(wèn)題頻出、運(yùn)營(yíng)效率低、用戶體驗(yàn)不佳等，因此，充電樁發(fā)展必須進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，才能為新能源汽車的發(fā)展助力。但我國(guó)大多數(shù)的充電樁企業(yè)屬于中小企業(yè)，資金實(shí)力較弱、技術(shù)研發(fā)實(shí)力較差，因此，提高充電樁技術(shù)研發(fā)資源利用率十分重要。

專利文獻(xiàn)是世界上反映科學(xué)技術(shù)發(fā)展最迅速、最全面、最系統(tǒng)的信息資源，通過(guò)專利進(jìn)行技術(shù)分析，不僅能幫助研發(fā)人員了解最新技術(shù)研發(fā)動(dòng)態(tài)，還能節(jié)約40%的研發(fā)經(jīng)費(fèi)以及縮短60%的研發(fā)時(shí)間［1］。據(jù)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織統(tǒng)計(jì)，每年全球95%的科研成果以專利形式公布于世，專利數(shù)量和分布態(tài)勢(shì)能反映一個(gè)國(guó)家或地區(qū)科技發(fā)展水平及最新動(dòng)態(tài)［2］。并且，專利數(shù)據(jù)容易獲取，能夠?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展分析提供客觀、科學(xué)的依據(jù)［3］。

2 文獻(xiàn)綜述

目前，關(guān)于充電樁的研究主要集中在以下4 個(gè)方面：一是充電樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，如Brooker 等［4］以美國(guó)家用電動(dòng)汽車的現(xiàn)實(shí)充電需求和充電數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析家用電動(dòng)汽車最大可能的充電選址，從而對(duì)安置電動(dòng)汽車充電設(shè)備作出決策；趙世佳等［5］對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展現(xiàn)狀，從行業(yè)和企業(yè)角度總結(jié)現(xiàn)存主要問(wèn)題，指出充電設(shè)施未來(lái)的建設(shè)和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)我國(guó)制定促進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的政策提供有效參考。二是充電樁運(yùn)營(yíng)方面，如王文濤等［6］提出了一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建的電動(dòng)汽車充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)模型，用以分析電動(dòng)汽車充電設(shè)施的運(yùn)營(yíng)情況及布局的合理性，并通過(guò)模擬仿真驗(yàn)證了該模型的有效性。三是融資方面，如Zhu 等［7］將眾籌方法應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電樁建設(shè)融資，論證眾籌形式應(yīng)用于充電樁建設(shè)的優(yōu)勢(shì)，建立了基于電網(wǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商和眾籌者之間的三階段博弈模型，并驗(yàn)證了該模型的可行性。四是政策補(bǔ)貼方面，如范如國(guó)等［8］綜合考慮新能源汽車制作成本、充電設(shè)施建設(shè)情況、初始消費(fèi)者效用、中央政府補(bǔ)貼政策等因素對(duì)地方的新能源汽車推廣應(yīng)用產(chǎn)生的影響，構(gòu)建了一種最優(yōu)政策補(bǔ)貼模型并驗(yàn)證了模型的有效性。

基于專利分析進(jìn)行前沿技術(shù)預(yù)測(cè)的類型大致可分為4 種：一種是基于專利量化指標(biāo)及量化趨勢(shì)的前沿技術(shù)預(yù)測(cè)分析，如趙莉曉［9］利用技術(shù)生命周期理論與趨勢(shì)圖進(jìn)行前沿技術(shù)預(yù)測(cè)。二是基于專利網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的前沿技術(shù)預(yù)測(cè)，如王友發(fā)等［10］利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析識(shí)別人工智能領(lǐng)域的核心技術(shù)；曹藝文等［11］通過(guò)對(duì)新興技術(shù)主題的引文曲線進(jìn)行擬合分析，提煉和歸納引文曲線的主要類型和特征，對(duì)創(chuàng)新主題進(jìn)行預(yù)測(cè)。三是基于專利文本挖掘的前沿技術(shù)預(yù)測(cè)，如周莉等［2］利用CiteSpace、MATLAB 等軟件對(duì)音樂(lè)科技產(chǎn)業(yè)的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行全面挖掘。四是基于專利國(guó)際分類（IPC）的前沿技術(shù)預(yù)測(cè)，如高楠等［1］、馮沖等［12］等通過(guò)多維尺度分析方法，結(jié)合K 均值聚類分析方法，以國(guó)際專利分類號(hào)為基礎(chǔ)，對(duì)專利進(jìn)行聚類分析，并對(duì)各聚類集群進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)，進(jìn)而進(jìn)行前沿技術(shù)預(yù)測(cè)；翟東升等［13］利用專利間的引用關(guān)系構(gòu)建國(guó)際專利分類引用網(wǎng)絡(luò)表征知識(shí)間的流動(dòng)，綜合基于支持向量機(jī)（support vector machine,SVM）的未來(lái)鏈接預(yù)測(cè)模型和線性回歸的鏈接邊權(quán)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行技術(shù)預(yù)測(cè)。

綜合以上研究發(fā)現(xiàn)，目前學(xué)者基于專利分析對(duì)新能源汽車充電樁技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的研究還比較少，而技術(shù)預(yù)測(cè)能有效縮短研發(fā)時(shí)間、節(jié)約企業(yè)的研發(fā)資源。由于基于文本挖掘的前沿技術(shù)預(yù)測(cè)方法需要人工進(jìn)行大量特征詞標(biāo)注，這對(duì)標(biāo)注人的專業(yè)性和嚴(yán)謹(jǐn)性要求都比較高；采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法雖不用人工標(biāo)注特征詞，但準(zhǔn)確性欠佳［14］；其余方法不關(guān)注對(duì)專利語(yǔ)義層面信息的提取和利用，預(yù)測(cè)出的前沿技術(shù)存在片面性。因此，本研究結(jié)合技術(shù)生命周期分析方法和IPC 分析方法對(duì)新能源汽車充電樁技術(shù)進(jìn)行分析，以期了解充電樁技術(shù)的研發(fā)熱點(diǎn)，為我國(guó)充電樁企業(yè)的專利戰(zhàn)略制定提供參考。

3 研究方法

3.1 技術(shù)生命周期

3.1.1 技術(shù)生命周期理論

技術(shù)生命周期理論源于產(chǎn)業(yè)生命周期理論，主要用于進(jìn)行技術(shù)預(yù)測(cè)，代表周期性變化的技術(shù)變革模式。Betz［15］把技術(shù)生命周期定義為從技術(shù)出現(xiàn)到技術(shù)衰退、消亡的所有時(shí)間。本研究將技術(shù)生命周期定義為一項(xiàng)技術(shù)的使用，從興起到開發(fā)設(shè)計(jì)，再到市場(chǎng)應(yīng)用，最后到退出市場(chǎng)的整段時(shí)間，一般可劃分為4個(gè)階段：導(dǎo)入期、成長(zhǎng)期、成熟期、衰退期［4］。

根據(jù)企業(yè)的創(chuàng)新能力強(qiáng)弱，可以將企業(yè)所處地位劃分為5 類，分別為主導(dǎo)企業(yè)、優(yōu)勢(shì)企業(yè)、有利企業(yè)、一般企業(yè)、脆弱企業(yè)，各類企業(yè)的分類比較如表1 所示。

表1 企業(yè)類別劃分

根據(jù)技術(shù)所處的生命周期以及企業(yè)類型，形成如表2 所示組合矩陣。利用這種方法分析企業(yè)專利戰(zhàn)略的適宜性，關(guān)鍵是確定企業(yè)當(dāng)前在矩陣上所處位置：在橫向上的位置，可以通過(guò)Logistic 模型對(duì)專利累計(jì)申請(qǐng)量進(jìn)行擬合；在縱向上的位置，可以通過(guò)分析各企業(yè)的特點(diǎn)獲得。創(chuàng)新能力較強(qiáng)的企業(yè)一般具有市場(chǎng)領(lǐng)先地位，可以按照自己制定的專利戰(zhàn)略目標(biāo)發(fā)展，其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手對(duì)它的威脅不大。一般來(lái)講，在市場(chǎng)增長(zhǎng)的情況下，實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)可以遵循正常發(fā)展道路，即可以通過(guò)各種不同的途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展目標(biāo)，具有行業(yè)主導(dǎo)地位的企業(yè)在其整個(gè)技術(shù)生命周期過(guò)程中能否保持很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵是看這個(gè)企業(yè)能否適時(shí)調(diào)整其專利戰(zhàn)略；與此相反，實(shí)力弱小的企業(yè)如果不能找到一個(gè)“避風(fēng)地”，即開發(fā)出一片屬于自己的生存空間，將難以維持下去。

表2 技術(shù)生命周期與企業(yè)創(chuàng)新能力組合矩陣

3.1.2 Logistic 分析模型

Logistic 分析模型最初是為控制和預(yù)測(cè)人口增長(zhǎng)而提出的，它不僅被應(yīng)用于動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育或繁殖過(guò)程等研究中，而且也被應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展現(xiàn)象研究。該模型的形式一般呈現(xiàn)類“S”型曲線（見圖1），反映了一般生命歷程，因此，可用它進(jìn)行技術(shù)生命周期預(yù)測(cè)。

Ernst［16］和Haupt 等［17］提出可以利用專利來(lái)反映技術(shù)發(fā)展所處周期。目前，利用專利分析技術(shù)生命周期的方法已經(jīng)有很多種，如專利指標(biāo)法、相對(duì)增長(zhǎng)率法、S 曲線法等［18］。其中，S 曲線法包含有Compertz 曲線模型法和Logistic 模型分析法，且可以進(jìn)行技術(shù)生命周期預(yù)測(cè)。如Cheng 等［19］選用Logistic 模型與Compertz 曲線模型分析法分別對(duì)資訊技術(shù)的生命周期進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示采用Logistic 模型分析法所得結(jié)果更符合實(shí)際。因此本研究選用Logistic 分析模型進(jìn)行技術(shù)生命周期預(yù)測(cè)，模型的方程式為：

式（1）中：Yt為某技術(shù)的專利累積申請(qǐng)量；f(t)為某技術(shù)的專利累積申請(qǐng)量；k、α和β為常數(shù)，k為技術(shù)成長(zhǎng)的飽和點(diǎn)，α為S 曲線的成長(zhǎng)率，β為技術(shù)成長(zhǎng)曲線的傾斜度，與增長(zhǎng)時(shí)間有關(guān)；t為時(shí)間。

利用某技術(shù)的逐年專利累計(jì)申請(qǐng)量數(shù)據(jù)擬合出Logistic 曲線，進(jìn)而判斷其生命周期所處的各個(gè)階段。如圖1 所示，k為y 的最大值，，。通常認(rèn)為，＜t10是萌芽期，t10～t50之間是成長(zhǎng)期，＞t50～t90之間是成熟期，是衰退期。

圖1 Logistic 模型的S 曲線描述

3.2 IPC 分析法

國(guó)際專利分類，即IPC，是國(guó)際上通用的專利文獻(xiàn)分類方法，除了外觀設(shè)計(jì)專利，每項(xiàng)專利都對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)IPC 號(hào)。通過(guò)對(duì)專利分類號(hào)分析，能夠幫助我們了解某技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)分支占比情況、各技術(shù)分支的研發(fā)熱度，以及目前某技術(shù)布局的空白點(diǎn)，挖掘技術(shù)潛在的發(fā)展機(jī)會(huì)。

4 數(shù)據(jù)來(lái)源

智慧芽專利數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的全球?qū)＠麛?shù)據(jù)，包含來(lái)自世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織、美國(guó)、歐洲、中國(guó)、日本、韓國(guó)、挪威等的專利數(shù)據(jù)，并每周進(jìn)行更新，專利信息都包含有專利名稱、摘要、申請(qǐng)人、權(quán)利人、IPC 號(hào)等著錄項(xiàng)目信息。因此，本研究利用從智慧芽系統(tǒng)檢索到的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

為了平衡查全性與查準(zhǔn)性之間的關(guān)系，采用關(guān)鍵詞和IPC 結(jié)合的方法制定檢索式。通過(guò)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)法及專家咨詢法，并經(jīng)過(guò)多次檢索，最終確定本研究的新能源汽車充電樁技術(shù)的檢索式為（TA=（充電樁 OR 充電裝置 OR 充電設(shè)備 OR“charging pile*”O(jiān)R“charging spot*”O(jiān)R“charging point*”O(jiān)R“charging unit*”O(jiān)R“charging device*”O(jiān)R“charging equipment*”O(jiān)R“charging system”）AND（新能源汽車OR電動(dòng)汽車OR“electric car*”O(jiān)R“electric automobile*”O(jiān)R“electric vehicle*”））AND（IPC=（B60 OR H01 OR H02 OR G06 OR G07））。檢索時(shí)間為2020年6月8日，共檢索到21 194件專利，合并同族后得到我國(guó)受理專利15 324件，外國(guó)受理專利5 870件。

5 國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)生命周期測(cè)算

由于專利從申請(qǐng)到公布有一定的時(shí)間滯后性，如中美專利從申請(qǐng)到公布一般滯后18 個(gè)月，因此對(duì)檢索到的2019 和2020 年專利數(shù)據(jù)不做生命周期分析考慮。另外，由于1985 年我國(guó)才開始實(shí)施第一部專利法，1985 年前5 年該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)量均小于5 件，為了使S 曲線更清晰，選取國(guó)內(nèi)外1990—2018 年的專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)生命周期分析，如表3和表4所示，表內(nèi)為省略中間一部分?jǐn)?shù)據(jù)的展示。

表3 1990—2018 年國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)累計(jì)專利申請(qǐng)量 單位：件

利用Logistic 分析模型，將表3 數(shù)據(jù)借助Loglet Lab4 軟件對(duì)充電樁技術(shù)專利進(jìn)行S 曲線擬合，得到了國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)生命周期的各參數(shù)擬合統(tǒng)計(jì)結(jié)果，詳細(xì)如表4 所示。由表4 可知，國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)的成長(zhǎng)期與成熟期共需經(jīng)歷時(shí)間為10 年，在此期間可以達(dá)到的最大專利申請(qǐng)量為51 212 件，目前所處階段的專利增長(zhǎng)率達(dá)0.454；國(guó)外充電樁技術(shù)的成長(zhǎng)期與成熟期所需經(jīng)歷時(shí)間明顯長(zhǎng)于國(guó)內(nèi)，為23 年，但在此期間可以達(dá)到的最大專利申請(qǐng)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)內(nèi)，為9 894 件，目前所處階段的專利增長(zhǎng)率也明顯低于國(guó)內(nèi)，為0.193。

表4 1990—2018 年國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)Logistic 模型擬合結(jié)果

表4 （續(xù)）

圖2、圖3 分別為國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)圖，橫軸為時(shí)間、縱軸為累計(jì)專利申請(qǐng)量，實(shí)線表示擬合部分、虛線表示預(yù)測(cè)部分。結(jié)合表3 可以得知，國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)專利申請(qǐng)萌芽期為2015 年之前，成長(zhǎng)期區(qū)間為2015—2020 年，成熟期區(qū)間為2020—2025 年，將于2025 年進(jìn)入衰退期，并將于2030 年左右專利累積申請(qǐng)量達(dá)到最大值51 212 件。國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)的發(fā)展與國(guó)家政策的制定與實(shí)施密切相關(guān)。由圖2 可知，我國(guó)充電樁技術(shù)專利申請(qǐng)于2010 年才出現(xiàn)“抬頭式”增長(zhǎng)，這與2009 年國(guó)家出臺(tái)了《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》分不開。該規(guī)劃首次提出“建立電動(dòng)汽車快速充電網(wǎng)絡(luò)，加快停車場(chǎng)等公共場(chǎng)所公用充電設(shè)施建設(shè)”的觀念。2009—2014 年間，我國(guó)制定與實(shí)施的促進(jìn)新能源汽車充電技術(shù)發(fā)展相關(guān)政策逐年增加，由2009 年的1 項(xiàng)上升到2014 年的16 項(xiàng)，這些政策措施有效促進(jìn)了我國(guó)充電樁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使充電樁技術(shù)的專利申請(qǐng)出現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。2015—2018 年間，我國(guó)相關(guān)政策的制定和實(shí)施仍在繼續(xù)增加，年度新增量高達(dá)10 項(xiàng)。2014 年開放民營(yíng)資本入場(chǎng)后，在政策引導(dǎo)和補(bǔ)貼激勵(lì)下，當(dāng)年成立的充電樁企業(yè)高達(dá)300 多家，使充電樁技術(shù)的發(fā)展于2015 年進(jìn)入成長(zhǎng)期，專利申請(qǐng)量大幅增加。

圖2 我國(guó)充電樁技術(shù)生命周期的擬合分布

國(guó)外充電樁技術(shù)專利申請(qǐng)萌芽期為2007 年之前，成長(zhǎng)期區(qū)間為2007—2017 年，成熟期區(qū)間為2017 年之后至2030 年，2030 年后將進(jìn)入衰退期，并將于2035 年左右專利累計(jì)申請(qǐng)達(dá)到最大為9 894件。與國(guó)內(nèi)相比，國(guó)外充電樁技術(shù)較早進(jìn)入成長(zhǎng)期和成熟期，這與國(guó)外企業(yè)，特別是日本和歐美早期的技術(shù)研發(fā)和專利布局有關(guān)，已經(jīng)形成了一定的技術(shù)壁壘和標(biāo)準(zhǔn)，以阻止新的競(jìng)爭(zhēng)者進(jìn)入。如特斯拉，其提供的充電方式有3 種，分別為家用充電、目的地充電和超級(jí)充電，并且有自己的超級(jí)充電樁標(biāo)準(zhǔn)；日產(chǎn)聆風(fēng)、三菱等幾大日本車企于2010 年成立了電動(dòng)汽車充電協(xié)會(huì)，推出了CHADeMO 標(biāo)準(zhǔn)，并聯(lián)合各方資源積極進(jìn)行全球推廣；通用和寶馬等歐美八大車企也不甘落后，以美國(guó)SAE 標(biāo)準(zhǔn)與歐洲ACEA 標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，于2012 年推出了聯(lián)合充電系統(tǒng)（CCS）等。

圖3 國(guó)外充電樁技術(shù)生命周期的擬合分布

6 國(guó)內(nèi)外充電樁重點(diǎn)技術(shù)分布

6.1 國(guó)內(nèi)重點(diǎn)技術(shù)分析

在技術(shù)整體專利布局上，國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)均主要集中在B60L 和H02J 兩個(gè)IPC 小類中。其中，B60L 涉及的是電動(dòng)車輛動(dòng)力裝置、電力傳動(dòng)裝置、供電裝置、制動(dòng)系統(tǒng)、監(jiān)控操作以及電氣安裝裝置等；H02J 涉及的是供電或配電系統(tǒng)以及電能存儲(chǔ)系統(tǒng)等。按IPC 大組分類，具體如表5 所示，B60L11、H02J7、B60L53 的占比分別為36.86%、29.97%和28.28%，這3 個(gè)大組占比和為95.11%，說(shuō)明國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人比較重視在這3 個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的專利布局，尤其是B60L11 技術(shù)分支。國(guó)內(nèi)排名前十的IPC 大組占比之和為123.31%，說(shuō)明國(guó)內(nèi)單個(gè)專利涉及的技術(shù)分支較少，技術(shù)廣度較窄。

從圖4 中也可看出，國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)最先在H02J（供電系統(tǒng)）和G07B（集電器）進(jìn)行專利布局，符合我國(guó)充電樁產(chǎn)業(yè)早期由國(guó)家電網(wǎng)主導(dǎo)的發(fā)展特性，2009 年國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，首次提出了建立電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)，加快公共場(chǎng)所公用充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并在2010 年開始出現(xiàn)E04H6（停放汽車等的建筑物）技術(shù)分支上的專利申請(qǐng)；2012 年國(guó)家出臺(tái)的《電動(dòng)汽車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》對(duì)建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施的充電接口、充電通信協(xié)議、充電機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、充電站設(shè)計(jì)規(guī)范等方面做了簡(jiǎn)要描述，而于2012 年也首次出現(xiàn)G06Q10 技術(shù)分支上的專利申請(qǐng)；2015 年國(guó)家發(fā)布《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015—2020 年）》，為進(jìn)一步加快充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，引導(dǎo)民營(yíng)資本參與充電基礎(chǔ)設(shè)施體系建設(shè)與運(yùn)營(yíng)，由此2015 年之后各技術(shù)分支上的專利都出現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)；2016 年國(guó)家出臺(tái)《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施接口新國(guó)標(biāo)實(shí)施方案》，要求新安裝的充電技術(shù)設(shè)施以及新生產(chǎn)的電動(dòng)汽車必須符合新國(guó)標(biāo)，這引起B(yǎng)60L53 技術(shù)分支上的專利申請(qǐng)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，且B60L11 技術(shù)分支上的專利申請(qǐng)逐漸減少，甚至出現(xiàn)零申請(qǐng)的情況。綜合前述生命周期分析可知，國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)的發(fā)展在萌芽期和成長(zhǎng)期受政策引導(dǎo)作用較大。

圖4 我國(guó)充電樁重點(diǎn)技術(shù)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

6.2 國(guó)外重點(diǎn)技術(shù)分析

在技術(shù)整體專利布局上，國(guó)外充電樁技術(shù)也主要集中在B60L 和H02J 兩個(gè)IPC 小類中。按IPC大類進(jìn)行分類，具體如表6 所示，H02J7、B60L11的占比分別為55.78%和49.76%，二者之和高達(dá)105.54%，說(shuō)明國(guó)外充電樁技術(shù)專利均涉及這兩個(gè)技術(shù)分支，國(guó)外專利申請(qǐng)人更注重這兩個(gè)技術(shù)分支的布局。國(guó)外排名前十的IPC 大組占比之和為172.77%，明顯高于國(guó)內(nèi)，說(shuō)明國(guó)外單個(gè)專利涉及的技術(shù)分支較多，技術(shù)寬度較廣，外圍專利的控制能力更強(qiáng)。

表6 1990—2018 年國(guó)外充電樁重點(diǎn)技術(shù)分布

表6 （續(xù)）

如圖5 所示，與國(guó)內(nèi)重點(diǎn)技術(shù)相比，國(guó)外充電樁技術(shù)企業(yè)更加注重B60L50（自然力供電，如太陽(yáng)能、風(fēng)能）、B60L3（電動(dòng)車輛上安全用電裝置）和H02J17（無(wú)線供電）等，且在較多技術(shù)分支上的專利分布都比較均勻，專利申請(qǐng)趨勢(shì)基本處于遞增的狀態(tài)，但HO1M10 技術(shù)的專利分布多集中在2009—2012 年，主要是因?yàn)殡姵氐难邪l(fā)關(guān)乎著電動(dòng)汽車的續(xù)馳里程問(wèn)題，是隨著電動(dòng)汽車發(fā)展起來(lái)的，但現(xiàn)在全球電池產(chǎn)業(yè)遇到發(fā)展瓶頸問(wèn)題，導(dǎo)致近年來(lái)的專利申請(qǐng)量有所降低，電池功能仍不能滿足電動(dòng)汽車市場(chǎng)的需求，需要繼續(xù)探索創(chuàng)新發(fā)展方向和相關(guān)技術(shù)發(fā)展策略。

圖5 國(guó)外充電樁重點(diǎn)技術(shù)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

7 結(jié)論與建議

本研究基于智慧芽專利檢索系統(tǒng)中的專利數(shù)據(jù)，利用技術(shù)生命周期理論與Logistic 模型對(duì)國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)進(jìn)行生命周期擬合，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)的國(guó)際專利分類進(jìn)行分析，對(duì)比國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)發(fā)展異同，并依據(jù)技術(shù)生命周期與企業(yè)發(fā)展之間的關(guān)系提出相應(yīng)的建議。

7.1 結(jié)論

Logistic 模型擬合結(jié)果顯示，國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)起步較晚，且前期發(fā)展比較緩慢，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)發(fā)展和積累于2015 年進(jìn)入成長(zhǎng)期，技術(shù)發(fā)展開始增速，專利申請(qǐng)量明顯遞增，預(yù)計(jì)2020 年進(jìn)入成熟期且技術(shù)創(chuàng)新有所降低、專利申請(qǐng)?jiān)鏊俜啪?，將?025 年進(jìn)入衰退期，專利申請(qǐng)量出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)趨勢(shì)；而國(guó)外充電樁技術(shù)興起遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于國(guó)內(nèi)，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的萌芽期發(fā)展于2007 年進(jìn)入成長(zhǎng)期，并于2017 年進(jìn)入成熟期，預(yù)計(jì)于2030 年進(jìn)入衰退期。進(jìn)入衰退期后充電樁技術(shù)的發(fā)展將面臨兩種結(jié)果，一是出現(xiàn)新技術(shù)取代原有技術(shù)，使技術(shù)進(jìn)入新的生命周期；二是沒(méi)有出現(xiàn)突破式技術(shù)代替原有技術(shù)，原有技術(shù)逐漸走向消亡。

IPC 分析顯示，國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)企業(yè)都比較重視在B60L 和H02J 兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行專利布局，但由于國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)剛剛步入成熟期，在成長(zhǎng)期的專利申請(qǐng)?jiān)鏊偈诛@著，且受政策引導(dǎo)影響較大；而國(guó)外企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入成長(zhǎng)期，專利申請(qǐng)?jiān)鏊俜啪?，且較注重自然能源轉(zhuǎn)換、無(wú)線供電以及安全用電裝置方面的專利布局。值得注意的是，國(guó)外在二次電池的專利申請(qǐng)已出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)；且與國(guó)內(nèi)專利相比，國(guó)外單個(gè)專利涉及的技術(shù)分支更多、技術(shù)寬度更廣，外圍專利的控制能力更強(qiáng)。

7.2 對(duì)策建議

目前國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)剛剛步入成熟期，雖然有了一定的技術(shù)積累，但專利申請(qǐng)量增速還比較大，企業(yè)和政府應(yīng)當(dāng)齊心協(xié)力，一起推動(dòng)我國(guó)充電樁技術(shù)發(fā)展，延長(zhǎng)其生命周期，提高其技術(shù)寬度。根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，提出如下建議：

（1）對(duì)于主導(dǎo)企業(yè)，如國(guó)家電網(wǎng)、比亞迪等企業(yè)，應(yīng)圍繞基礎(chǔ)專利進(jìn)行優(yōu)化布局?？梢詮奶岣叱潆姺?wù)質(zhì)量和充電安全性能、降低制作和運(yùn)營(yíng)成本等功效上進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和專利申請(qǐng)，并積極參與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立，將專利標(biāo)準(zhǔn)化，以獲得市場(chǎng)最大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。此外，目前國(guó)家電網(wǎng)和比亞迪的充電樁業(yè)務(wù)主要還集中在國(guó)內(nèi)，若計(jì)劃進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)，應(yīng)綜合考慮企業(yè)自身實(shí)力與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的專利戰(zhàn)略情況，特別是國(guó)際上充電樁技術(shù)龍頭企業(yè)的專利戰(zhàn)略，避其鋒芒，尋找適合自身發(fā)展的空間。

（2）對(duì)于優(yōu)勢(shì)企業(yè)，如蔚來(lái)汽車和北京新能源汽車等，應(yīng)采取差異化專利戰(zhàn)略，圍繞企業(yè)基礎(chǔ)專利進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)展核心技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)并及時(shí)進(jìn)行專利布局，以獲得成本領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行專利研發(fā)和專利布局時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合企業(yè)市場(chǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃；若有進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)的計(jì)劃，應(yīng)提前進(jìn)行專利盡職調(diào)查以免侵權(quán)，同時(shí)進(jìn)行目標(biāo)市場(chǎng)專利布局，為產(chǎn)品進(jìn)入該市場(chǎng)做好專利準(zhǔn)備。

（3）對(duì)于有利企業(yè)，如寧波軒悅行電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司等，應(yīng)采取差異化專利戰(zhàn)略，集中資源進(jìn)行某一分支技術(shù)的研發(fā)并趕超；也可以固守現(xiàn)有技術(shù)市場(chǎng)，并尋求新的技術(shù)市場(chǎng)進(jìn)行模仿創(chuàng)新，緊跟行業(yè)發(fā)展潮流。因?yàn)閲?guó)外市場(chǎng)目前已處于技術(shù)生命周期成熟階段，技術(shù)創(chuàng)新潛力小、市場(chǎng)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)大，對(duì)于有利企業(yè)來(lái)說(shuō)，此階段進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)并無(wú)太多優(yōu)勢(shì)，可以集中資源站穩(wěn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，爭(zhēng)取在下一代技術(shù)創(chuàng)新時(shí)占據(jù)更多技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

（4）對(duì)于一般企業(yè)，應(yīng)密切關(guān)注主導(dǎo)企業(yè)和優(yōu)勢(shì)企業(yè)的研發(fā)動(dòng)向，集中資源進(jìn)行某一分支技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新，隨行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及時(shí)調(diào)整研發(fā)策略，積極尋找“避風(fēng)地”，做好轉(zhuǎn)型準(zhǔn)備。

（5）對(duì)于脆弱企業(yè)，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注市場(chǎng)上技術(shù)的更新變化，及時(shí)調(diào)整研發(fā)策略進(jìn)行模仿創(chuàng)新，并隨時(shí)做好撤離市場(chǎng)的準(zhǔn)備。

（6）對(duì)于政府而言，我國(guó)充電樁技術(shù)發(fā)展受政策影響較大，政府可以加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研政策引導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)充電樁領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)與核心技術(shù)的突破；與此同時(shí)，完善專利保護(hù)機(jī)制和創(chuàng)新評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)創(chuàng)新成果突出的單位給予財(cái)政支持，以激發(fā)創(chuàng)新活力。