新能源汽车全球专利观察 氢气的制备 储氢设备 燃料电池相关技术 燃料电池材料及制造 燃料电池运行管理 动力电池材料及制造 动力电池系统 动力电池包管理 驱动电机系统 电机及控制 能耗优化 整车能耗控制技术 制动能量回收 图1-1纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车的关键性技术 快速充电 充电技术 无线充电 纯电动汽车 动力电池 材料及制造 动力电池系统 动力电池包 制造及管理 动力系统构型 为。混合动力汽车 混合动力系统 动力系统控制 车载储氢设备 燃料电池汽车 燃料电池技术 燃料电池零部件 燃料电池 6/70
新能源汽车全球专利观察 6 / 70 燃料电池相关技术 氢气的制备 储氢设备 燃料电池材料及制造 燃料电池运行管理 动力电池系统 动力电池材料及制造 动力电池包管理 驱动电机系统 电机及控制 整车能耗控制技术 能耗优化 制动能量回收 图1-1 纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车的关键性技术 清华大学全球产业研究院
新能源汽车全球专利观察 驱动电机系统 驱动电机 及控制 新能源汽车通用技术 能耗优化 整车能耗控制 制动能量回收 借助专利数据,本研究从三个方面分析了全球新能源汽车前沿技术的趋势: (1)从时间及技术方向等角度揭示技术总体发展态势,比较三种新能源 车技术路线的发展路径 (2)比较主要研发国家在技术路径选择上的不同以及在新能源汽车产业链 上的布局侧重点 (3)比较不同类别的研发企业在产业交下的专利布局以及技术侧重点 研究方法 本报告数据来源于德温特创新专利信息平台 Derwent innovation(DI),此 信息平台包含德温特世界专利索引数据库(DWPI)和德温特专利引文索引数据库 DPCI)。德温特信息平合包含国内外多个主流国家专利产权局的公开数据,如中 国国家知识产权局数据库、欧洲专利局数据库、美国专利商标局数据库、日本特 许厅PAJ数据库。并可将企业向不同国家知识产权局申请的同一专利合并,生成 家族专利避免了重复计算引起的误差。 本报告采用世界主要专利授予机构划分的全部专利集合,同时还检索所选集 合的 DWPI字段。通过文本(CTB字段,包括标题、摘要和权利要求)与国际专利 分类号(IC字段)相结合的方式,初步确定检索式,进而利用DI的文本聚类功 能,经过多次检索试验和抽样验证,同时结合主要企业相关专利的国际分类号, 迭代优化检索式。通过专家审核,认为符合目前产业状况。由此可以确认检索策 略设计的有效性。同时,本报告利用 Derwent Data Analyzer系统对所获得的专
新能源汽车全球专利观察 7 / 70 借助专利数据，本研究从三个方面分析了全球新能源汽车前沿技术的趋势： （1）从时间及技术方向等角度揭示技术总体发展态势，比较三种新能源汽 车技术路线的发展路径。 （2）比较主要研发国家在技术路径选择上的不同以及在新能源汽车产业链 上的布局侧重点。 （3）比较不同类别的研发企业在产业交融下的专利布局以及技术侧重点。 2. 研究方法 本报告数据来源于德温特创新专利信息平台 Derwent Innovation（DI），此 信息平台包含德温特世界专利索引数据库（DWPI）和德温特专利引文索引数据库 (DPCI)。德温特信息平台包含国内外多个主流国家专利产权局的公开数据，如中 国国家知识产权局数据库、欧洲专利局数据库、美国专利商标局数据库、日本特 许厅 PAJ 数据库。并可将企业向不同国家知识产权局申请的同一专利合并，生成 家族专利，避免了重复计算引起的误差。 本报告采用世界主要专利授予机构划分的全部专利集合，同时还检索所选集 合的 DWPI 字段。通过文本（CTB 字段，包括标题、摘要和权利要求）与国际专利 分类号（IC 字段）相结合的方式，初步确定检索式，进而利用 DI 的文本聚类功 能，经过多次检索试验和抽样验证，同时结合主要企业相关专利的国际分类号， 迭代优化检索式。通过专家审核，认为符合目前产业状况。由此可以确认检索策 略设计的有效性。同时，本报告利用 Derwent Data Analyzer 系统对所获得的专 清华大学全球产业研究院
新能源汽车全球专利观察 利权人进行归并,避免了同一企业及其子公司在专利申请时采用不同专利权人姓 名的情况。在此基础上,本报告根据专利权人的企业性质将主要的专利权人进行 分类,包括整车厂(OEM)、传统汽车一级零部件供应商( Tier One)、初创企业 ( Startup)、信息与通信技术企业(ICT)、电力企业(Grid)、电池企业( Battery) 和高校科研机构( Institute) 为了兼顾样本的有效性和数据处理能力,研究将专利公开年设置为1999- 2019年1。数据下载时间为2019年4-7月,利用DI平台的分析功能进行数据处 理分析 3.研究的局限性 本研究的局限性包括三点。第一点为专利研究的时效性。新能源汽车是现在 学术界和产业界共同关注的研究热点,技术目新月异,而专利申请从提交到公开 往往需要1-2年,因此某些关键性突破和近期趋势很可能尚未涵盖,在反应创新 趋势时存在一定的滞后性和片面性。第,专利的质量很难衡量,特别是不同专 利局依据本国的知识产权法规等可能影响授予专利的质与量。在专利数量上领先 并不能保证创新者在未来的新能源汽车领域占据优势。最后,专利研究在一般性 技术( General purpose technology)的局限性。一般性技术是指那些有多种用 途、可以应用到多种行亚的新兴技术。创新者往往希望申请的专利覆盖最大的保 护范围,因而不将发明创造局限于某一特定用途。因此,在专利研究时,很难把 针对某一行业的一般性技术创新专利与其他用途的该一般性技术创新专利区分。 新能源汽车领域涉及的研发领域众多,其中包括一些一般通用性技术。如燃料电 池技术可广泛应用于燃料电池汽车、燃料电池发电、燃料电池热电联产等领域, 因此在关键词确定时需格外注意。本研究通过IC加关键词的方法,并通过完备 性与准确性的检验方法,反复检验迭代,以减少该部分误差 1由于专利申请公开的滞后性,2017、2018年部分数据未公开,收集的专利数量会小于专 利的实际申请数量,专利实际增长量更多。 8/70
新能源汽车全球专利观察 8 / 70 利权人进行归并，避免了同一企业及其子公司在专利申请时采用不同专利权人姓 名的情况。在此基础上，本报告根据专利权人的企业性质将主要的专利权人进行 分类，包括整车厂（OEM）、传统汽车一级零部件供应商(Tier One)、初创企业 （Startup）、信息与通信技术企业（ICT）、电力企业（Grid）、电池企业（Battery） 和高校科研机构（Institute）。 为了兼顾样本的有效性和数据处理能力，研究将专利公开年设置为 1999- 2019 年1。数据下载时间为 2019 年 4-7 月，利用 DI 平台的分析功能进行数据处 理分析。 3. 研究的局限性 本研究的局限性包括三点。第一点为专利研究的时效性。新能源汽车是现在 学术界和产业界共同关注的研究热点，技术日新月异，而专利申请从提交到公开 往往需要 1-2 年，因此某些关键性突破和近期趋势很可能尚未涵盖，在反应创新 趋势时存在一定的滞后性和片面性。第二，专利的质量很难衡量，特别是不同专 利局依据本国的知识产权法规等可能影响授予专利的质与量。在专利数量上领先 并不能保证创新者在未来的新能源汽车领域占据优势。最后，专利研究在一般性 技术（General purpose technology）的局限性。一般性技术是指那些有多种用 途、可以应用到多种行业的新兴技术。创新者往往希望申请的专利覆盖最大的保 护范围，因而不将发明创造局限于某一特定用途。因此，在专利研究时，很难把 针对某一行业的一般性技术创新专利与其他用途的该一般性技术创新专利区分。 新能源汽车领域涉及的研发领域众多，其中包括一些一般通用性技术。如燃料电 池技术可广泛应用于燃料电池汽车、燃料电池发电、燃料电池热电联产等领域。 因此在关键词确定时需格外注意。本研究通过 IC 加关键词的方法，并通过完备 性与准确性的检验方法，反复检验迭代，以减少该部分误差。 1 由于专利申请公开的滞后性，2017、2018 年部分数据未公开，收集的专利数量会小于专 利的实际申请数量，专利实际增长量更多。 清华大学全球产业研究院
新能源汽车全球专利观察 二、新能源汽车全球专利总体态势 近年来,新能源汽车的专利申请数量呈快速上升趋势,并因新能源汽车技术 路线的多样性,表现出相互促进又相互竞争的特性。总的而言,在过去的二十年 中,纯电动汽车在专利申请上的发展速度大大超出了混合动力汽车和燃料电池汽 车的发展速度。新能源汽车发展离不开动力电池系统、充电技术、氢能技术的发 展。因此在技术分布上表现出跨行业、多学科融合的特点 1.新能源汽车研发火热 图2-1全球新能源汽车专利申请趋势(1999-2018 25000 20000 15000 10000 19982000200220042006200820102012201420162018 从图2-1全球新能源汽车领域专利申请趋势,可以看出,1999-2018年新能 源汽车领域的专利申请总量整体呈上升趋势,仅在200年出现略微下降。此时 受全球经济危机影响,各新兴技术专利申请量均有所下降。到2016年,全球范 围内递交的新能源汽车领域专利申请量已达到近3万项/年,约占世界知识产权 (WIP0)公布的2016年全球专利申请总数的1%,说明新能源汽车产业对知识创新 的需求和全球研发的火热程度
新能源汽车全球专利观察 9 / 70 二、 新能源汽车全球专利总体态势 近年来，新能源汽车的专利申请数量呈快速上升趋势，并因新能源汽车技术 路线的多样性，表现出相互促进又相互竞争的特性。总的而言，在过去的二十年 中，纯电动汽车在专利申请上的发展速度大大超出了混合动力汽车和燃料电池汽 车的发展速度。新能源汽车发展离不开动力电池系统、充电技术、氢能技术的发 展。因此在技术分布上表现出跨行业、多学科融合的特点。 1. 新能源汽车研发火热 图2-1 全球新能源汽车专利申请趋势（1999-2018） 从图 2-1 全球新能源汽车领域专利申请趋势，可以看出，1999-2018 年新能 源汽车领域的专利申请总量整体呈上升趋势，仅在 2009 年出现略微下降。此时 受全球经济危机影响，各新兴技术专利申请量均有所下降。到 2016 年，全球范 围内递交的新能源汽车领域专利申请量已达到近 3 万项/年，约占世界知识产权 (WIPO)公布的 2016 年全球专利申请总数的 1%，说明新能源汽车产业对知识创新 的需求和全球研发的火热程度。 清华大学全球产业研究院
新能源汽车全球专利观察 2.不同技术路线发展态势差异较大 图2-2分类专利申请趋势比较 7000 6000 盐5000 2000 1000 1998000202020202020201220420162018 纯电动汽车 混合动力汽车一燃料电池汽车 新能源汽车通用技术 图2-2展示了纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车与新能源汽车通用 技术的全球专利申请趋势。可以看出,三类新能源汽车的态势存在很大的差异。 纯电动、混合动力、燃料电池汽车代表了新能源汽车的三种不同发展路径,总的 来说除了产业相对不成熟的燃料电池汽车外,纯电动与混合动力均迎来了快速发 展。其中,纯电动汽车的研究在近十年发展十分迅猛,反超有深厚研究基础的混 合动力汽车。这也与越来越多的初创企业或汽车工业稍弱的国家、企业进入有关, 他们往往倾向于选择汽车机构件相对简单、完全舍弃内燃机技术的纯电动汽车技 术路线:而传统的汽车强国、强企业则延续原有的混合动力技术路线,逐步加大 研发投入力度 纯电动汽车专利申请引来新一轮快速上升纯电动汽车在经历了世纪之初的 缓慢发展之后,在2009年之后迎来了大规模的技术研发,相关专利申请量则相 应出现大幅增长。除了各国政府对新能源汽车的刺激推广外,主要是由于锂电池 技术在ICT行业的大规模应用、共享模式在欧洲兴起等原因带来纯电动汽车成本 的下降和续航里程的提高。在这期间,纯电动汽车市场的开拓者如 Tesla、 Nissan、 Renault、BMW开始了对纯电动汽车的研发和小规模试验。中国也于2009年起发 起“十城千辆”项目,计划用3年时间每年发展10个城市,每个城市推出1000 10/70
新能源汽车全球专利观察 10 / 70 2. 不同技术路线发展态势差异较大 图2-2 分类专利申请趋势比较 图 2-2 展示了纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车与新能源汽车通用 技术的全球专利申请趋势。可以看出，三类新能源汽车的态势存在很大的差异。 纯电动、混合动力、燃料电池汽车代表了新能源汽车的三种不同发展路径，总的 来说除了产业相对不成熟的燃料电池汽车外，纯电动与混合动力均迎来了快速发 展。其中，纯电动汽车的研究在近十年发展十分迅猛，反超有深厚研究基础的混 合动力汽车。这也与越来越多的初创企业或汽车工业稍弱的国家、企业进入有关， 他们往往倾向于选择汽车机构件相对简单、完全舍弃内燃机技术的纯电动汽车技 术路线；而传统的汽车强国、强企业则延续原有的混合动力技术路线，逐步加大 研发投入力度。 纯电动汽车专利申请引来新一轮快速上升。纯电动汽车在经历了世纪之初的 缓慢发展之后，在 2009 年之后迎来了大规模的技术研发，相关专利申请量则相 应出现大幅增长。除了各国政府对新能源汽车的刺激推广外，主要是由于锂电池 技术在 ICT 行业的大规模应用、共享模式在欧洲兴起等原因带来纯电动汽车成本 的下降和续航里程的提高。在这期间，纯电动汽车市场的开拓者如 Tesla、Nissan、 Renault、BMW 开始了对纯电动汽车的研发和小规模试验。中国也于 2009 年起发 起“十城千辆”项目，计划用 3 年时间每年发展 10 个城市，每个城市推出 1000 清华大学全球产业研究院