电动汽车产业专利分析研究报告

电动汽车产业专利分析研究报告

根据美国能源信息署EIA发布的国际能源展望，世界能源市场消耗量2005 年到2030年预计增加50%。随着能源消耗的逐年增加，二氧化碳的排放量也将增加，至2030年，二氧化碳排放量将增至423亿吨。而二氧化碳排放中，25%来自于汽车。

我国现已成为世界最大的汽车生产国和汽车消费国，同时，二氧化碳排放量已居全球第二。据国务院发展研究中心估计，2020年我国汽车保有量将达到1.4亿辆，机动车的燃油需求分别为1.38亿吨和2.56亿吨，为当年全国石油总需求的43%和57%，我国的减排二氧化碳的压力将越来越大，因此大力发展新能源汽车，用电代油，是保证我国能源安全的战略措施。

一、电动汽车产业与技术发展现状

（一）电动汽车概述

电动汽车是指以车载电源为动力，全部或部分由电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车的优点是:本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其他污染物也显著减少。电动汽车主要指纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三大类型。

电动汽车与普通汽车的主要区别在于动力源不同，主要有三种类型:纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车。

纯电动汽车（Blade Electric Vehicles ，简称BEV），它是完全由可充电电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源的汽车。所需的电能可由水能、风能、太阳能或核能转化而来，是最理想的零污染车辆。具有无噪声和振动、操作性能好、效率高等突出优点。目前电池技术依然是制约纯电动汽车发展的瓶颈。

混合动力电动汽车（Hybrid Electrical Vehicle， 简称HEV），是指拥有两种不同动力源的汽车。这两种动力源在汽车不同的行驶状态（如起步、低中速、匀速，加速，高速，减速或者刹车等）下分别工作，或者一起工作，通过这种组合达到最少的燃油消耗和尾气排放，从而实现省油和环保的目的。混合动力汽车保留了发电机（主要是内燃机）和发电机的电子控制系统，但所采用的发动功率一般比同级别的内燃机汽车小，对燃料消耗量和废气排放的污染要求也更高。混合动力电动汽车有三种类型:串联式、并联式和混联式混合动力汽车。

燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle，简称FCEV），采用电池发电机—电动机系统，采用燃料电池作电源。燃料电池是把燃料中的化学能直接转化为电能的能源装置，具有效率高、功率大、供电时间长、使用寿命长、可靠性高、噪声低、无污染等优点。受价格、铂资源、氢源、服务配套系统等的制约，燃料电池电动车目前主要处于研究阶段。

（二）关键技术及研发方向

从电动汽车的结构来讲，其组成主要包括:供电装置、动力装置、电动机调速控制装置、传动装置、行驶装置、转向装置、制动装置、工作装置等。其中，行驶装置、转向装置与传统汽车的结构并无太大的差别，传动装置、制动装置为适应电力驱动与传统汽车有所不同需要改进，而供电装置、动力装置、电动机调速控制装置是专为电动汽车而设的传统汽车所不具有的装置。

1.能量存储技术

动力电池是电动汽车最常用的储能装置，是电动汽车发展的首要关键，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量（E）、能量密度（Ed）、比功率（P）、循环寿命（L）和成本（C）。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就是开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。

表1　各种车用电池性能比较

电动汽车动力电池经过三代的发展，已取得突破性进展。铅酸蓄电池为电动车的第一代电源，具有性能可靠、寿命长维护方便、铅原料充足等优点，但其比能量低，输出波动大，低温性能差，充电时间长，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。第二代为碱性蓄电池，包括镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等。镍氢电池的主要优点是:比能量高（一次充电可行使的距离长）；比功率高，在大电流工作时也能平稳放电（加速爬坡能力好）；低温放电性能好；循环寿命长；安全可靠，免维护；对环境不存在任何污染问题，可再生利用，符合持续发展的理念。但是Ni-MH蓄电池成本太高，价格昂贵。锂离子电池为日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池，为绿色蓄电池，不会因废弃造成二次污染，且储能特性好，为目前最具发展潜力的动力电池。第三代为燃料电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转换效率高，比能量和比功率高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因此是理想的电池。但目前尚处于研制阶段，很多关键技术上还不成熟，有待进一步研究。

2.电力驱动及控制技术

电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件，要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动扭矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。电动汽车用电动机主要有直流电动机（DCM）、感应电动机（IM）、永磁无刷电动机（PMBLM）和开关磁阻电动机（SRM）4类。

表2　电动汽车常用电机及相关控制装置比较

近几年，由感应电动机驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控制。由于直接转矩的控制手段直接、结构简单、控制性能优良和动态响应迅速，因此非常适合电动汽车的控制。美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电动机。

永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统（BLDCM）和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统（PMSM），它们都具有较高的功率密度，其控制方式与感应电动机基本相同，因此在电动汽车上得到了广泛的应用。PMSM类电机具有较高的能量密度和效率，其体积小、惯性低、响应快，非常适应于电动汽车的驱动系统，有极好的应用前景。目前，由日本研制的电动汽车主要采用这种电动机。

开关磁阻电动机（SRM）具有简单可靠、可在较宽转速和转矩范围内高效运行、控制灵活、可四象限运行、响应速度快和成本较低等优点。实际应用发现SRM存在转矩波动大、噪声大、需要位置检测器等缺点，应用受到了限制。

随着电动机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动汽车的电动机控制系统。

3.电动汽车整车技术

电动汽车是高科技综合性产品，除电池、电动机外，车体本身也包含很多高新技术。采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料，优化结构，可使汽车自身质量减轻30%～50%；实现制动、下坡和怠速时的能量回收；采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎，可使汽车的滚动阻力减少50%；汽车车身特别是汽车底部流线型化，可使汽车的空气阻力减少50%。

4.能量管理技术

蓄电池是电动汽车的储能动力源。电动汽车要获得非常好的动力特性，必须具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源，因此必须对蓄电池进行系统管理。

能量管理系统是电动汽车的智能核心。一辆设计优良的电动汽车，除了有良好的机械性能、电驱动性能、适当的能量源（即电池）外，还应该有一套维持电动车所有蓄电池组件的工作，并使其处于最佳状态；采集车辆的各个子系统的运行数据，进行监控和诊断；控制充电方式和提供剩余能量显示等职责的能量管理系统。能量管理系统研究与开发，不仅要建立包括蓄电池在内的电动车的数学模型，而且要开发以微处理器为核心的电子控制单元。

（三）世界主要国家和地区电动汽车发展概况

20 世纪70年代，由于汽车保有量呈几何级数增长，造成了严重的环境污染。西方发达国家政府开始注重环境保护，这使得一些著名的汽车公司转向研究和开发电动汽车。20世纪70年代起，世界发达国家均投入巨资进行电动汽车商业化开发和应用。到20世纪90年代，欧美发达国家纷纷制定了汽车尾气排放标准并严格执行，更促进了各国电动汽车的发展。美、日及欧洲发达国家，纯电动汽车已开始进入实用化阶段。

1.日本

从世界范围的电动汽车产业化发展现状看，日本是最早开始发展电动汽车的国家之一，主要电动汽车厂商有丰田、本田、日产及三菱等。

1965年，日本通产省启动电动汽车研制；1967年，日本电动汽车协会成立；1971年通产省制订《电动汽车开发计划》，开始投入巨资用于新能源汽车研发；1991年制订《第三届电动汽车普及计划》；1993年，启动ECO-Station项目，计划建立1000个纯电动汽车快速充电站。1989年至1992年间，13本投入使用的纯电动汽车维持在l000～l300辆。1997年丰田推出世界首款量产型混合动力汽车“普锐斯（Prius）”，目前全球累计产量已突破200万辆；2010年世界首款量产型纯电动汽车日产“聆风（Leaf）”正式投产，巡航里程可达160千米以上，2011年初已陆续在日本、美国及欧洲部分市场上市。日本的锂电池和燃料电池汽车（FCV）技术也领先世界。

目前，日本的混合动力汽车已实现规模化生产，插电式混合动力汽车受到高度重视，纯电动汽车已进入市场，燃料电池电动汽车的研发也在进展之中。日本已投入使用的电动汽车达7400辆约占全球的18.5%，主要应用于公共交通、大型会展的场内运输、景点观光、公共事业单位应用及残障人士辅助车等。

2.美国

美国纯电动汽车研究开发时间较长，投资力度较大。早在1991年，美国3大汽车公司签订协议，成立先进电池联合体，合作研究电动汽车用电池。20世纪90年代初期，通用汽车公司投入10亿美元开发EV-1型纯电动轿车，并发展到第二代通用EV-I。该车采用高容量铅酸电池和镍氢电池，137马力、3相AC感应发动机驱动，电调节最高时速可达80千米/小时，一次充电里程75～130千米，完全充电时间5.5～6小时。1996年通用公司在底特律新建电动汽车生产线，每天生产10辆，至1999年生产950辆纯电动汽车。福特公司2002年推出全新的TH!NK都市车。该车为前轮驱动，采用交流电电控动力系统和单速齿轮减速传动装置，另有一系列充电设备选件，其中110或220伏的插入式充电器为标准配置，220伏的充电器可在6～8小时之内完全充电。1992年克莱斯勒公司、美国电力研究院与南加州爱迪生公司共同开发50辆电动货车。

美国电动汽车的研究和开发，得到了来自法律、政府的资金和科研力量的支持。1976年7月，美国国会通过《电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令》，以立法、政府资助和财政补贴等手段加速发展电动汽车。1990年，加利福尼亚州在为防止大气污染而制定的限制法规中规定:到1998年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的2%；到2000年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的5%；到2003年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的10%。随后，美国东部的10个州也都通过了相应的法规。此后，美国还出台了一系列鼓励开发生产电动汽车的政策。

3.韩国

2009年10月，韩国知识经济部发布《电动汽车产业发展方案》，决定2011年正式启动电动汽车的批量生产，使之成为带动韩国经济增长的新动力，提出了电动汽车产业目标，即2011年创建电动汽车量产体系，2015年占领10%的世界电动汽车市场，2020年韩国国内小型电动车普及率达10%。2010年6月，韩国政府推出了“绿色车辆综合推进路线图”计划，提出了“三步走”战略，即到2015年韩国成为世界绿色车辆前四强；到2020年韩国绿色车辆自立；到2030年韩国进入世界绿色车辆前三强。

2010年12月，韩国发布《绿色汽车产业发展战略及任务》，形成了发展绿色汽车的具体策略，提出了核心零部件的研发目标，即到2015年燃油电池电动汽车的电池组达到100%的国产化；到2012年实现清洁柴油汽车核心零配件的100%国产化，并在2013年实现量产。政府把开发电动汽车列入1995～2015年高新技术发展计划。并投资l1亿美元支持森松重工业集团建设电动汽车生产基地。

4.德国

德国政府十分重视环节保护，投入了大量的资金用于电动汽车的研发。1971年成立了城市电动车交通公司（GES），积极组织电动车的研究与开发。1991年在拜尔州投入了300辆电动汽车进行运行。拜尔州还拨400万马克，用于资助用户车价的30%购买电动汽车。另外，汉堡市也采取资助用户车价的25%来鼓励用户购买电动汽车。大众、奔驰等公司都投入了电动汽车研发。目前，配备电动汽车的锂离子电池，在德国已经能够做到批量生产，产能甚至已经过剩；汽车充电的电桩和接口，德国已经实现了标准化。

但据德国联邦机动车署提供的统计数字，截至2012年元月，德国上牌的电动汽车总共只有4541辆，而且绝大部分还是试验用车，车主是环保组织或电力生产部门。真正属于私人的电动汽车仅有101辆。

为了推动电动汽车的发展，抢占全球电动汽车市场，德国动员了政界、学术界、与此相关的产业界、工会和社会团体的力量，并形成了一个联邦级的协调平台。平台下面有7个技术和政策方面的攻关小组或团队:电池技术；动力系统；轻质材料；信息和通讯技术；基础设施；回收与循环利用；集成与总装。

5.法国

法国是全世界最积极研制和推广电动汽车的国家之一。法国电力供应充沛且多用核能发电和水力发电，发电源干净且电价便宜，汽车工业发达。法国有多个核发电站核丰富的电力资源，法国政府鼓励开发电动汽车和充分利用电力资源，在政策上给予支持，为开发电动汽车提供资助。法国政府、法国电力公司、标致—雪铁龙汽车公司和雷诺汽车公司共同承担开发和推广电动汽车的协议，共同合资组建了电动汽车的电池公司，和萨夫特（SAFT）公司承担电动汽车的高能电池的研究和开发，以及电池的租赁和维修等工作。

法国的标致—雪铁龙与雷诺两大汽车公司一直在积极研制电动汽车，1990年J-5和C-25电动货车投入生产，1995年建成世界第一条电动轿车专用生产线，1995年标致106和雪铁龙AX电动汽车投入生产。标致106以镍镉电池为动力，经过十余年的发展，已经在欧洲各国，尤其是在政府部门当中，拥有大量的用户。

法国在电池、电子控制和电机技术等电动汽车技术方面各列世界前茅，因此发展电动汽车有了技术上的保障。法国政府同时出台了各种优惠政策保障电动汽车的推广，20世纪90年代以来，法国电动汽车得到了迅速的发展。法国已有十几个城市运行电动汽车且有比较完善的充电站等服务设施，政府机关带头使用电动汽车。目前，法国电动汽车的普及程度和保有量都位居世界前列。

（四）中国电动汽车发展概况

我国纯电动汽车的研究开始于20世纪60年代，部分高校、汽车研究所以及生产企业联合开发充电电池和纯电动汽车，并取得了一定成果。2001年，我国确立“十五”国家高新技术研究发展计划（863计划）电动汽车重大专项项目，明确了我国的电动汽车战略发展基本原则，提出“三横三纵”研发布局，并招标确定纯电动轿车由上汽奇瑞、天津汽车来牵头研制。政府同时出台了多部节能、环保和能源安全相关的法规和政策，并且还特别针对新能源汽车产业推出了多项优先发展的政策，旨在加快汽车产业的结构化调整。其中，汽车产业振兴规划细则给予新能源汽车以明确的支持。

目前，我国在电动汽车电池、电机、电控三大关键技术上相继取得突破，并开始产业化。清华大学和天津清源电动车辆有限公司研制纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的认证试验。东风汽车公司与武汉理工大学等筹资创建东风电动车辆股份有限公司，开展混合动力汽车研发。

建立了电动汽车研发的国家技术标准平台、测试检验平台、政策法规平台和示范应用平台。到目前为止，电动汽车整车产品13项新标准已起草完成、5项标准修订完成、6项关键零部件产品测试规范也已确定。测试电动汽车动力蓄电池、驱动电机、燃料电池发动机等部件的6个公共检测中心和试验平台已分别在北京、天津、上海、大连建立起来。经过多年的技术研发、功能性样车试验、示范性应用，我国的电动汽车已经具备了初步产业化条件。

二、国外电动汽车专利分析

项目组通过对电动汽车的相关文献进行分析，归纳出electric car、electric auto、electric automobile、electric motor、electric vehicle、battery、batteries、storage battery、traction motor、vehicle controller、control system等关键词，以及B60L、B60K、B60W、H01M等与电动汽车相关的IPC分类号，通过检索专利数据库，并对无关数据进行清洗，建立了电动汽车专利数据库。

（一）专利数据来源及分析工具介绍

本项目的数据来源采用法国QUESTEL公司的专利集FamPat和专利统计分析工具Intellixir，检索截止日为2013年6月20日。

Questel公司是全球最专业的知识产权服务提供商之一。其公司研发的ORBIT系统是世界最早的专利数据库之一，其用户包括世界各地的专利审查员，专利代理人及知识产权工作者。系统提供者法国QUESTEL（科思特尔）公司自20世纪70年代开始为世界各地用户提供知识产权相关服务。中国专利局、美国专利局、欧盟专利局（EPO）及欧洲各国专利局、加拿大专利局、巴西专利局、古巴专利局、越南专利局等世界各地专利管理部门都在使用其先进的专利检索技术及产品。目前大多数世界500强企业也是ORBIT系统的使用者。ORBIT系统包含了世界上最全面、最新的专利及外观设计专利情报。

FamPat专利集共包含全球100多个专利管理机关公开的综合族系专利文件，FamPat族系文件可将该族系处于公布阶段的专利材料全部综合到一起，并在所有族系文件的范围内，进行专利权人、发明者或类目的检索。并且，可通过全部的族系摘要使用布尔逻辑检索。Questel拓展了族系的定义，它将EPO严格的族系制度与附加制度相结合，以涵盖以下内容:12个月归档期限以外的申请者；EP与PCT已公布内容之间的链接；与美国已公布申请具有相同优先级别的美国临时申请，也被合并到一起。

简单来讲，本节中的专利都是指一个专利族，将同一件专利在不同国家和组织的申请视为一件专利。

Intellixir工具具备分析趋势、分布、申请人、发明人、IPC以及交叉分析等多种分析模块，有助于研究人员掌握来自专利的科技知识，发现技术新趋势，识别产业内主体、可能的合作者，开发评价指数辅助投资决策等。

（二）电动汽车专利申请的整体状况

项目组共检索到电动汽车专利27854件。从图1、图2可以看出，电动汽车的专利申请可以分为以下七个阶段:

1899年以前，19世纪90年代美国生产出世界上第一台纯电台汽车，电动汽车的专利申请也从无到有，但是在1899年以前，年申请专利数都在10件以下；

1900～1912年，电动汽车技术发展与市场占有率同时达到高峰，年专利申请数量都在15件以上，其中三年都达到了28件。据统计，在此期间，电动汽车的市场占有率一度达到全世界汽车市场的40%。

1913～1975年，由于电子启动器的发明以及纯电动汽车动力差等原因，纯电动汽车在20世纪30年代结束了早期的生产，燃油汽车进入黄金期。电动汽车的研发和专利申请转入一段较长时间的低迷时期。

1976～1981年，随着1974～1975年石油危机的爆发，众多汽车制造企业和研发机构开始重新将注意力转向电动汽车，电动汽车的专利申请数量也开始了明显的增长，1981年专利申请达到121件。

1982～1988年，电动汽车进入相对低迷的时间，持续时间不长，专利数量比上一时期略有下滑，但也保持在80件以上。

1989～2006年，随着技术进步和市场需求的不断深入，电动汽车专利申请也进入一个持续较长时间的快速增长阶段，年专利申请量从119件增长到732件。

2007～2012年，专利申请大爆发时间来临，年专利申请量超过5000件。

目前，电动汽车的专利申请数量和增长速度，即使是在战略新兴产业中也居于前列。

图1　电动汽车专利申请数量趋势图续

图2　电动汽车专利申请数量趋势图续

经过相同公司、子公司合并计算，表3列出了电动汽车领域专利申请居于前50位的申请人。丰田汽车公司居于首位，前十名中只有现代、福特不是日本公司，充分表明了日本在电动汽车研发和应用中的统治地位。我国有吉利、比亚迪、重庆长安、北汽、东风、北大、清华等机构入榜，综合实力与韩国、美国、欧洲差距不大。

从表3还可以看出，进入前50的不只是丰田、现代、三菱等汽车制造企业，还包括三洋、通用电气、DENSO、富士电气、索尼、西门子等电池、电气设备生产企业。这表明，关键零部件及控制系统供应商在电动汽车产业中也占据着重要地位。

表3　电动汽车专利前50名申请人

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从图3可以看出，我国仍然是跨国企业专利布局的重点，日本、美国、韩国、德国也因为拥有众多汽车制造企业而居于前列。世界知识产权组织（WIPO）和欧洲专利局也是电动汽车专利申请的重要组织。

图3　电动汽车专利申请国家或组织排名

（三）电池及管理系统

电池是电动汽车主要的能量来源，其任务就是提供驱动电源。目前，电池是限制电动汽车普及的主要障碍之一，现在各国都对电池的性能展开了广泛研究。

图4　电动汽车电池与管理系统专利申请趋势

项目组共检索到电池及管理系统相关专利10674条，主要分布在B60L-011/18、H02J-007/00、B60K-001/04、H01M-010/42、B60L-003/00等IPC分类中。从图4可以看出，该领域的专利申请可以分为四个阶段:

1991年以前，专利申请数量较少，年申请专利数量不超过50件，表明电池与管理系统的研究还处于初始研发阶段；

1992～1999年，专利申请数量逐年上升，到1999年达到第一个申请高峰，年专利数量达到300件；

2001～2006年，高峰过后，专利申请进入相对平稳期，比1999年的阶段高值略有下滑，到2006年达到相对低谷；

2007～2012年，专利申请数量进入大幅增长期，仅仅五年，在2012年专利申请数量达到了2143件的历史最高值。

目前，电池及管理系统仍然是电动汽车研发的热点，新的技术发明不断涌现，专利申请数量呈现连年增长的趋势。可以预见，在近几年，电池及管理系统的专利申请数量仍将保持当前增长的趋势。

表4　电动汽车电池与管理系统专利主要IPC分类号

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图5　电动汽车电池与管理系统专利领先申请人

图5表明，电池与管理系统专利申请数量最多的是韩国的现代汽车公司，达到487件，排在前列还有丰田、日产、本田、日立、福特、戴姆勒、起亚、通用等公司，中国的吉利汽车排在第13位，进入世界领先行列。从图可以看出，专利数量靠前的不仅仅是汽车制造企业，还包括日立、三洋、索尼等电子公司，以及韩国的先进科技研究所。

（四）牵引电动机及控制系统

电动汽车上使用的电动机种类和数目众多，根据用途，可以分为牵引电动机和辅助电动机。牵引电动机直接用于驱动汽车的行驶，将储存的电能转化车轮的动能，是电动汽车的动力源。牵引电动机的性能决定了电动汽车的运行性能，因此，牵引电动机及控制系统是电动汽车最关键的系统之一。

图6　电动汽车电动机及控制系统专利申请趋势

项目组共检索到发电机及控制系统专利2417件，分布在B60L-011/18、B60K-006/00、B60L-015/20、B60W-020/00、B60W-010/08、B60K-001/00等IPC分类中。通过对比发现，发电机及控制系统的专利数量远小于电池及管理系统和整车控制器及控制系统的申请专利，也反映了电动机是电动汽车中研发难度最大的部件。发电机及控制系统专利申请可以分为三个阶段:

1992年以前，技术研发处在萌芽时期，年专利申请数量较少，虽然整体趋势是增长的，但时有起伏，年专利申请数量不超过25件；

1993～2006年，年专利申请量处于50与100之间，技术研究进入稳定期；

2007～2012年，年专利申请量迅速增长，迈过100件大关，到2012年专利申请量达到257件，为历史最高点。

由图2，可以看出，当前发电机及控制系统专利申请数量仍处在一个稳步增长的时期。

表5　电动汽车电动机及控制系统专利主要IPC分类号

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图7　电动汽车电动机及控制系统专利领先申请人

电动机及控制系统专利申请数量最多是日本的三菱公司，专利数量达到135件，随后的是福特、本田、丰田、日产等汽车制造公司，以及三洋、西门子等电子公司。

（五）整车控制器与控制系统

电动汽车动力系统各部分的工作由整车控制系统统一协调。整车控制系统由整车控制器、通信系统、部件控制器及驾驶员操纵系统构成。其中，整车控制器是整车控制系统的核心，具有整车唤醒、电源管理、停机、驱动、抽动能量回馈、故障诊断、失效控制、能量管理等控制功能，可保证整车及各子系统硬件安全和车辆行驶安全。

图8　电动汽车整车控制器与控制系统专利申请趋势

项目组共检索到电动汽车整车控制器与控制系统专利6254件，分布在B60L-011/18、H02J-007/00、B60L-015/20、B60L-003/00、B60L-009/00、B60W-020/00等IPC分类中。从图8可以看出，可将整车控制器与控制系统的专利申请分为三个阶段:

1989年以前，年专利申请量增长缓慢，长期位于50件以下；

1990～1995年，专利申请数量呈现连年上升的态势，到1995年，年专利申请量达到137件；

1996～2002年，专利申请量进入震荡调整阶段，但一直没有达到1995年的高度；

2003～2012年，专利申请量进入快速增长期，经过2007、2010、2012年的三次翻番，年专利申请达到1110件的历史最高点。

目前，与电池、电动机等领域技术一样，整车控制器与控制系统的专利申请数量也处在一个持续上升的阶段。

表6　电动汽车整车控制器与控制系统专利主要IPC分类号

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图9　电动汽车整车控制器与控制系统专利领先申请人

整车控制器与控制系统专利申请数量最多的是日本的三菱公司，达到354件，专利数量在200件以上的还有日立、丰田、现代、日产、东芝等企业。我国吉利、重庆长安、北京大学、比亚迪等公司的专利数量也排在前20位，表明我国在电动汽车整车控制技术上达到了先国家的水平，是我国电动汽车行业中技术最领先的领域。

（六）主要汽车生产企业电动汽车专利申请情况

1.丰田

丰田汽车公司（TOYOTA），创立于1933年，创始人为丰田喜一郎，是一家总部设在日本爱知县丰田市和东京都文京区的汽车工业制造公司。丰田是世界十大汽车工业公司之一，也是日本最大的汽车公司。

在新能源汽车的发展战略上，丰田公司选择以混合动力为主，在纯电动汽车上主要采取技术研发和储备等相对保守的发展方式。从1997年推出世界首款混合动力车普锐斯以来，普锐斯已经做到第三代，具备强劲动能和较少油耗，节能效率已经达到40%，丰田也因此被业内公认为混合动力车技术最领先的企业。

图10　丰田汽车公司混合动力汽车普锐斯

2012年9月24日，丰田汽车在日本发布了以“iQ”为基础的小型电动车“eQ”。不过，随后丰田以“现有电动车技术和能力尚不具备完全满足市场消费者需求的能力”为由，宣布取消“eQ”的量产计划。

图11 　丰田汽车公司纯电动汽车iQ与eQ

图12　丰田汽车公司电动汽车相关专利分布情况

表7　丰田汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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丰田汽车公司共申请电动汽车专利1054件，主要分布在日本、美国、WIPO、中国、欧洲、德国、韩国等国家和专利组织，申请数量较多的IPC分类号有H02J-007/00、B60K-006/00、B60L-003/00、B60L-011/18、B60W-020/00等。

图13　丰田汽车公司电动汽车专利申请趋势图

1971年，丰田已经开始申请电动汽车的相关专利，在1993年以前专利申请数都在10件以下。从1995年开始，出现了三次申请高峰。第一次高峰是1995～2000年，连续6年专利申请数量达到40个，其中三年超过60件；第二个高峰是2004～2007年，平均专利申请量在30件左右；第三个高峰是2010年到2012年，专利申请量在35件以上。可以看出，目前电动汽车仍然是丰田研发的重点。

2.三菱

三菱汽车公司（MITSUBISHI），日本汽车制造商，生产私家车及轻型商用车辆，总部位于日本东京，属于三菱集团。

在新能源汽车的发展战略上，为避开丰田普锐斯在混合动力上竞争优势，三菱选择将重点放在电动汽车上。三菱汽车对电动汽车的研究开发始于1971年推出的M inicab EV电动汽车。其后，对电动汽车的研究开发也从未停止过，重点放在马达和蓄电池的开发上。

2009年，三菱发布纯电动汽车i-MiEV。i-MiEV采用高性能锂电池，一次充电可以行驶160千米，充电需7小时，如使用快速充电器，约30分钟就可充电80%。

图14　三菱汽车公司纯电动车i-MiEV

图15　三菱汽车公司电动汽车专利布局

表8 　三菱汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

续表

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三菱汽车公司共申请电动汽车专利938件，分布在日本、美国、WIPO、中国、欧专局、韩国、德国等国家和专利组织，申请数量较多的IPC分类号有B60L-015/20、B60L-007/00、B60K-006/00、B60L-003/00等。

图16　三菱汽车公司电动汽车专利申请趋势图

三菱电动汽车专利申请呈现出明显的三次高峰，分别出现在1981年、1993年和2012年，目前还处在第三次高峰中。

3.现代

现代汽车集团（HYUNDAI）是韩国最大的汽车企业，成立于1967年，创始人郑周永，公司总部位于韩国首尔，集团包括现代汽车和起亚汽车两大品牌。

现代汽车在1995年就已经开发出混合动力概念车，到2000年开发了电动车，2009年韩国市场已经开始销售混合动力版的伊兰特。

2009年，在法兰克福车展上，现代发布i10电动概念车。2010年，现代汽车发布i10的量产版、也是其第一款电动汽车BlueOn。BlueOn的0-100kph的加速成绩为13.1秒，极速则有130kph。BlueOn电动车的航程达到140千米，基本接近主流的160千米标杆。其用220V的家用插座为电池组充电需要6小时，而如果用380V的充电基站充电，其可在25分钟补充80%的电池组电量。

2010年，起亚发布首款电动车型起亚Venga。在动力系统方面，全新起亚Venga电动车所搭载的电动机最高输出功率可达80马力，由一组锂离子电池提供能量。充满电量后，单次最大续航里程可达140千米。在普通家庭的条件下，只需要6个小时就可以完成充电工作。

图17　现代汽车电动汽车BlueOn和起亚Venga

图18　现代汽车公司电动汽车专利分布

表9　现代汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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现代汽车共申请电动汽车专利1024件，主要分布在韩国、美国、日本、中国、德国、欧洲专利局等国家和专利组织，申请数量较多的IPC分类号有B60L-011/18、B60W-020/00、B60K-006/00、H02J-007/00等。

图19　现代汽车公司电动汽车专利申请趋势

图19表明，1989年，现代汽车开始申请电动汽车专利，但数量比较少；1998年后，现代汽车申请专利的数量大幅上升，年专利申请量都在30件以上；2008年达到高峰，年申请专利达到112件，体现了现代汽车在电动汽车方面强劲的研发能力。

4.本田

本田汽车集团（HONDA）是日本第二大汽车企业，1948年创立，公司总部在日本东京，创始人是本田宗一郎。2012年，除日本之外，Honda在全世界29个国家拥有120个以上的生产基地，产品涵盖摩托车、汽车和通用产品。

本田汽车在新能源领域一直坚持混合动力路线，但从2010年开始，本田转变其研发策略，将在不断普及混合动力技术基础上，加速电动汽车研发。

2010年，本田发布飞度电动版飞度EV，作为一款纯电动模式下行驶的小车，其配备一台120千瓦的电动机，电力则是来自一个发电量可达6千瓦/小时的锂电池。由电动机驱动时，最高时速可达100千米/小时。首次充电，采用120伏特电源耗时不到12小时，240伏特电源耗不到6小时。再次充电耗时2～2.5小时即可（120伏特、240伏特电源都可），与之相配的是一款CVT无极变速箱。

图20　本田汽车公司电动汽车飞度EV

2012年，本田发布了其Micro Commuter纯电动车的量产版车型。该车将搭载一台后置的电动机和一个15千瓦时的锂离子电池，续航里程大约为37英里（59千米），最高时速可达50英里/小时（80千米/小时）。此外，该车利用了一台平板电脑来提供仪表和调节装置的操控。

图21　本田汽车公司纯电动汽车Micro Commuter

图22　本田汽车公司电动汽车专利分布

表10　本田汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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本田汽车公司共申请电动汽车专利546件，分布在日本、美国、中国、WIPO、德国、欧洲专利局等国家地区和专利组织，申请数量较多的IPC分类号有B60L-011/18、B60L-003/00、H02J-007/00、B60K-001/04等。

图23　本田汽车公司电动汽车专利申请趋势

从图23表明，本田申请电动汽车专利分为三个阶段:1992～2000年，年申请量起伏较大，但有三年达到30件，属于研发投入较大期；2001～2008年，年专利申请量处在相对低谷期，只有一年的申请量高于20件；2009～2012，专利申请量逐年上升，到2012年专利申请量达到63件。目前，本田汽车在电动汽车上的专利申请还处在上升期。

5.日产

日产汽车公司（NISSAN）是日本的一家汽车制造商，于1933年在神奈川县横滨市成立，目前在二十个国家和地区（包括日本）设有汽车制造基地，并在全球160多个国家和地区提供产品和服务。1999年，雷诺与日产汽车结成独立的合作伙伴关系。2010年4月7日，法国雷诺、日本日产和德国戴姆勒这三家汽车业巨头在布鲁塞尔签署协议结成同盟。

与其他大汽车制造企业不同，日产并没有在新能源汽车的各个技术方向齐头并进，而是将未来押在纯电动汽车上。日产要实现的目标是:不仅仅要掌握锂离子电池最先进技术，而且要掌握未来新能源的资源。2011年9月，美国通用电气公司和日本日产汽车公司宣布将在未来两年合作，推进电动汽车使用。

图24　日产汽车公司纯电动车聆风（LEAF）

2009年日产公布了纯电动车聆风（LEAF），2010年12月聆风上市。作为一款注重环境环境保护的电动汽车，日产LEAF真正做到了严格意义上的零排放，没有任何尾气的排放，更不会释放出二氧化碳气体。全新日产LEAF的全部动力来源于前置的电动机，最高输出功率为107马力，最大扭矩280牛米。这样的动力性能与大部分小型和中型家用轿车十分接近，并且扭矩输出数值和特性都比汽油机更具优势。在电动机的驱动下，日产LEAF最高时速可达140千米/小时，续航最大里程为160千米。

图25　日产汽车公司电动汽车专利分布

表11　日产汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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日产汽车公司共申请电动汽车专利764件，主要分布在日本、美国、中国、欧洲专利局、WIPO、德国、韩国、英语等国家和专利组织，申请数量较多的IPC分类号有B60L-011/18、B60K-006/00、B60K-001/04、B60W-020/00、B60L-003/00等。

图2-26　日产汽车公司电动汽车专利申请趋势

从图26可以看出，日产汽车公司在电动汽车方面的专利申请起伏比较明显。日产申请电动汽车专利起始于1971年，但到1993年专利年申请量才升到10件以上；1995年～2000年，日产专利申请量达到最高峰，年专利申请量都在40件以上，最多的1995年达到75件；经过短暂的低谷，2005年～2007年，专利年申请量重新回到30件以上；2008年～2009年，再次进入低谷；2010年至今，专利申请量恢复到较高的时期。

6.通用

通用汽车公司（GM）成立于1908年9月16日，自从威廉·杜兰特创建了美国通用汽车公司以来，先后联合或兼并了别克、凯迪拉克、雪佛兰、奥兹莫比尔、庞蒂克、克尔维特等公司，从1927年以来一直是全世界最大的汽车公司之一。通用汽车公司的全球总部位于美国密歇根州的汽车之城底特律，在全球35个国家和地区建立了汽车制造业务。

无论是混合动力车、插电式混合动力车、增程型电动车、纯电动车，还是燃料电池车，他们都依赖于电池、电机和电动控制来工作。通用汽车一直在以上核心技术领域投入巨大资源。为了更好地支持这些核心技术的发展，通用汽车发布BEV（Battery Electric Vehicle）电池电动车测试计划，即在不同国家、通过各种车型对不同的电池技术进行测试。

图27　通用汽车公司电动汽车EV1

早在1996年12月通用就推出了无尾气环保电动汽车EV1，车身结构采用玻璃纤维制成，32块铅酸电池作为主能源。最高时速可达到128千米/小时，从静止加速到96千米/小时的时间小于9秒，一次充电可以行驶144千米。

图28　通用汽车公司电动汽车雪佛兰沃蓝达（volt）

2010年9月，通用发布电动汽车雪佛兰沃蓝达（volt）。通过车载发动发电机的持续供电，雪佛兰沃蓝达最大行驶里程超过500千米。期间，当行驶里程小于60千米/小时，沃蓝达电动车能够完全依靠一个车载的16千瓦时锂离子电池所储备的电力来驱动，并可以实现“零油耗、零排放”。当沃蓝达车载电池电量消耗至最低临界限值时，车载发动发电机将自动启动，为沃蓝达继续提供电能，从而实现高达480千米以上的续驶能力。

图29　雪佛兰电动汽车Spark电动版

2012年，通用发布雪佛兰Spark电动版。这款Spark将是第一款配备了SAE复合式直流快速充电系统的电动汽车，充电时间得以大大缩短，仅需20分钟即可使电池充满80%的电量。此外，通过其搭载的130马力/595牛·米的电动马达，Spark电动车的性能必将令人刮目相看，其0～100千米/小时加速成绩有望在8秒之内。

图30　通用汽车公司电动汽车专利分布

表12　通用汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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通用汽车公司共申请电动汽车专利364件，主要分布在美国、德国、中国、日本、欧洲专利局、印度等国家和专利组织，申请数量较多的IPC分类号有B60L-011/00、B60W-020/00、H02J-007/00、B60L-011/18等。

图31　通用汽车公司电动汽车专利申请趋势

从图31可以看出，通用汽车公司是最早从事电动汽车研发的企业之一。1897年，汽车刚刚开始进入大规模应用，通用汽车就开始申请电动汽车专利，但在较长的时期内，年专利申请数量很低。不过，至2005年以来，福特汽车的专利申请数量大幅上升，到2012年达到71件。

7.福特

福特汽车公司（FORD）是美国三大汽车企业之一，1903年由亨利·福特先生创立，总部设在美国密歇根州迪尔伯恩市，旗下拥有的汽车品牌有福特（Ford）、林肯（Lincoln）、马自达（Mazda）、水星（Mercury）等。

根据2011年福特公布的新能源车发展计划，其未来电气化战略主要包括三种类型的电动车，即纯电池电动车、插电式混合动力车和混合动力车，这三种类型电动车的代表分别是福克斯电动车、C-MAX Energi插电式混合动力车以及Fusion混合动力车。

图32　福特汽车公司电动汽车福克斯电动版

2011年，福特汽车发布其首款纯电力乘用车——福克斯电动版。福克斯电动车及混合动力、插电式混合动力车型均将采用先进的锂离子电池系统，使用家中的240伏电源，福克斯电动车完成一次完全充电的时间只需3～4小时。福克斯电动车的车主还将拥有一整套驾车者信息系统，包括车载和移动装置。该套系统将帮助车主管理充电过程、在驾车时为驾驶者寻找最快捷环保的路线、监控电池充电状态、最大化能耗效率，从而优化车辆行驶里程。

图33　福特汽车公司插电式混合动力车C-MAX Energi

在2012洛杉矶车展上，福特正式发布首款插电式混合动力车C-MAX Energi。该款车将高电压锂离子电池、电动牵引电机和高能效的阿特金森循环汽油发动机组合使用，这套系统先使用电动模式行驶，只有在电量低或负载过高的情况下才会启动汽油发动机。C-MAX Energi组合使用电池和发动机的总行驶里程可达800千米以上，而使用230伏电源对车辆充电的话，只需一个晚上就能轻松充满电量。

图34　福特汽车公司混合动力车Fusion

2012年1月，福特Fusion在北美车展上正式发布。Fusion混合动力车搭载的动力系统包括一个汽油发动机和一组电池驱动的电动机，其中2.5升DOHC汽油发动机最大功率116千瓦/6000转、最大扭矩184牛·米/2250转，而永磁同步电机的最大功率为78千瓦/6000转、最大电压275伏；变速箱采用电子控制持续可变变速器。官方宣称在纯电动驱动模式下，Fusion的最高时速可达75千米/小时，而在城市道路与高速公路行驶时的百千米油耗分别为5.74升/百千米和6.53升/百千米。

图35　福特汽车公司电动汽车专利分布

表13　福特汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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福特汽车公司共申请电动汽车专利351件，分布在美国、德国、中国、英国、日本、欧洲专利局、加拿大等国家和专利组织，申请数量较多的IPC分类号有B60W-020/00、B60K-006/00、B60W-010/08、B60W-010/06等。

图36　福特汽车公司电动汽车专利申请趋势

从图36看出，1970年，福特开始申请电动汽车专利；到2001年，年专利申请数量超过20件，进入第一个高峰期；随后在2004～2007年，处在相对低谷；2008年至今，福特电动汽车专利申请重新进入繁盛期。

8.标致

标致汽车公司（PEUGEOT），是欧洲第二大、法国最大的汽车制造企业，旗下拥有标致和雪铁龙两大汽车品牌。

标致将从三个方向推广新能源汽车:第一是通过推广纯电动汽车来实现二氧化碳零排放；第二是推广柴油混合汽车；第三是通过研发插电式混合动力汽车，力争实现碳排放小于每千米50克。

事实上，标致可以称得上电动车的“鼻祖”。早在1941年至1945年期间，标致汽车就在法国的索韶工厂生产了370多辆“V LV”微型两座敞篷电动车。而在1998年至2005年期间，PSA又投产了包括标致106在内的4款轻型电动车。但很不幸的是，当PSA在法国各地推广这些电动车时，全法国仅有一个城市可以接受它们的电动车。不过，在此期间，尽管PSA的电动车销量仅有1万余辆，但却占到同期全球电动车销售总量的1/3以上。

图37　标致汽车公司电动汽车概念车BB1

2010年，标致汽车发布了一款名为BB1的概念电动汽车。该车的两个电动马达分别安装在两个后车轮上，其最大输出功率为15千瓦，从静止加速到31千米/小时所需要的时间为2.8秒，其两个锂离子电池组安装在后排座椅下面。该车的行驶里程可达121千米。

图38　标致汽车公司电动汽车iOn

2011年9月，标致汽车发布了新款电动汽车iOn。这款车和三菱i-MiEV电动车有很多相似之处。该车使用的电动机拥有47千瓦的最大功率和180牛·米的最大扭矩，可以帮助iOn在15.9秒内达到时速100km/h，最高极速也达到了130km/h。这台电汽车动车的续航能力为150千米，使用标准的220伏电源只需6小时就可以完全充满，如果换用380V电源，那么在15分钟内就可以充满50%，在30分钟内则可以达到80%。

图39　标致汽车公司电动汽车专利分布

表14　标致汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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标致汽车公司共申请电动汽车专利134件，分布在法国、WIPO、欧洲专利局、德国、美国、日本、西班牙等国家和专利组织，申请数量较多的IPC分类号有B60L-011/18、H02J-007/00、G01R-031/36、H01M-010/42等。

图40　标致汽车公司电动汽车专利申请趋势

从图40可以看出，1975年标致已经开始申请电动汽车专利，但长时期专利申请数量较少，直到2010年才达到10件。到2012年发生重大突破，专利年申请量上升到54件。

9.大众

大众汽车集团（VOLKSWAGEN）由世界著名的汽车设计大师波尔舍创立于1937年，是德国最大的汽车生产集团，汽车产量居世界前列。集团包括奥迪和大众两大品牌群，奥迪品牌群包括奥迪（Audi）、西亚特（Seat）、兰博基尼（Lamborghini）和杜卡迪（Ducati）等4个品牌。大众品牌群包括大众客车、斯柯达（SKODA）、宾利（Bentley）和布加迪（Bugatti）、保时捷、斯堪尼亚等6个品牌。

早期大众汽车在新能源汽车战略上重点发展插电式混合动力、增程式混合动力等混合动力车型，为旗下所有车型都配置混合动力成为首要任务。不过，近年来大众汽车也发布了多款纯电动汽车。其中，奥迪公司从2009年初开始实施专注于纯电动车研发的e-performance计划，在不久的将来“e-tron”将成为奥迪品牌纯电动技术的标志性符号。

图41　大众汽车集团纯电动汽车E-Up！

2009年，大众汽车正式发布概念车E-Up！纯电动汽车。动力方面，E-up！搭载最大功率82马力的电动机，其最大有效扭矩为210牛·米。为电动机供电的是容量为18.7kWh的锂离子电池组，满电状态下这款车可以续航150km。E-up！采用快速充电模式时仅需30分钟便可将电池电量充至80%。

图42　大众汽车集团电动汽车奥迪A1 e-tron

2009年，奥迪推出了e-tron电动汽车，经过几年的发展，现在奥迪e-tron电动汽车的产品系列已经越来越丰富。奥迪A1 e-tron、A2 e-tron、奥迪A3 e-tron、奥迪A5 e-tron等车型早已形成了初具规模的新能源产品线。

同时，大众汽车集团还推出部分畅销车型的电动版，比如高尔夫电动版和朗逸电动版。

图43　大众汽车公司电动汽车专利分布

表15　大众汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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大众汽车共申请电动汽车专利57件，分布在德国、中国、WIPO、欧洲专利局、英国、美国、韩国等国家和专利组织，申请数量较多的IPC分类号主要有B60L-011/18、B60L-011/00、H02J-007/00等。

图44　大众汽车公司电动汽车专利申请趋势

从图44可以看出，大众汽车在电动汽车方面的专利较少，最多的2012年专利申请量也只有25件，但是从2009年到现在表现出一种上升的态势，增长速度很快。

10.特斯拉

特斯拉电动汽车公司（TESLA）成立于2003年，总部位于美国加州硅谷，主要从事纯电动汽车的设计、制造和销售，也向第三方提供电动汽车动力系统的研究开发和代工生产服务，是目前世界上唯一一家专门从事电动汽车研发、制造的企业。

图45　特斯拉电动汽车公司Roadster和Model S

2008年2月正式推出第一代产品Roadster电动跑车；现正在积极研发第二代产品Model S电动轿车，并准备在该平台上衍生出电动跨界车（Crossover）Model X等其他车型。特斯拉在美国、欧洲和日本设有自营的产品销售网络，并提供电动汽车在线订制及购买服务。戴姆勒奔驰和丰田汽车是特斯拉的股东及战略合作伙伴，特斯拉也向它们提供电动汽车动力系统的研发及代工服务。

图46　特斯拉电动汽车公司申请电动汽车专利趋势

图47　特斯拉电动汽车公司申请电动汽车专利分布

项目组共检索到特斯拉电动汽车相关专利49条，数量相对较少，但大多涉及电动汽车发展中的核心技术，分布在美国、欧洲专利局、WIPO、日本、中国等国家、地区和专业组织，申请数量较多的IPC分类号有B60L-011/18、H02J-007/00、B60L-011/00、H01M-010/50等。

表17　特斯拉电动汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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11.比亚迪

比亚迪股份有限公司（BYD）创立于1995年，2002年7月31日在香港主板发行上市，是一家拥有IT，汽车和新能源三大产业群的高新技术民营企业。凭借在二次充电电池方面的技术优势，比亚迪正全力发展电动汽车。

图48　比亚迪公司电动汽车专利分布

表18　比亚迪公司电动汽车专利主要IPC分类号

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比亚迪共申请电动汽车专利146件，分布在中国、WIPO、美国、欧洲专利局等国家、地区和专利组织，申请数量较多的IPC分类号有H02J-007/00、B60L-011/18、H01M-010/42、B60R-016/02等。

图49　比亚迪公司电动汽车申请趋势

从图49可以看出，比亚迪2001年开始申请电动汽车专利，是国内较早从事电动汽车研发的企业；进入2006年，年专利申请量已经超过15件，2008年最高为30件；2009年以后，比亚迪的专利申请进入一个较为平稳的发展期，虽然达不到2007、2008年的高峰期，但每年都在10件以上。

12.奇瑞

奇瑞汽车股份有限公司（CHERY）成立于1997年1月8日，总部位于安徽芜湖。经过十五年的发展，现已成为集汽车整车、动力总成和关键零部件的研发、试制、生产和销售为一体的自主品牌汽车制造企业，以及中国最大的乘用车出口企业。

图50　奇瑞汽车公司电动汽车专利分布

表19　奇瑞汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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奇瑞汽车公司共申请电动汽车专利233件，是我国申请电动汽车相关专利最多的企业，主要分在中国、WIPO、欧洲专利局、美国、韩国和日本，申请数量较多的IPC分类号有B60W-020/00、B60L-011/18、B60W-010/08、H02J-007/00等。

图51　奇瑞汽车公司电动汽车专利申请趋势

奇瑞从2007年才开始申请电动汽车的专利，进入时间是相对较晚的。从图51可以看出，奇瑞申请电动汽车专利一年上一个台阶，年专利申请量稳步上升，到2012年专利年申请量已经达到61件，表现出良好的增长趋势。

13.重庆长安

重庆长安汽车股份有限公司（CHONGQING CHANG AN），简称长安汽车或重庆长安，为中国长安汽车集团股份有限公司旗下的核心整车企业，总部位于重庆市，在重庆、河北、江苏、江西、北京等地拥有14个整车和3个发动机工厂。重庆长安长期坚持发展节能与新能源汽车，是“央企电动车产业联盟”成员之一。

图52　重庆长安汽车公司电动汽车专利申请趋势

重庆长安共申请电动汽车专利70件，基本上是在国内申请，只有一件WIPO的申请，申请数量较多的IPC分类号有60W-010/08、B60W-020/00、B60K-001/04等。从图52看出，2006年重庆长安才开始申请电动汽车专利，但是增长速度很快，到2012年专利申请量已经达到39件，当前还处在快速上升的时期。

表20　重庆长安汽车公司电动汽车专利主要IPC分类号

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三、电动汽车中国专利分析

电动汽车中国专利数据来源于中国知识产权局专利数据库，采用分析工具为专利信息分析系统PIAS。通过对电动汽车的相关文献进行分析，归纳关键词，并确定与电动汽车相关的B、H、G等IPC分类号，通过检索专利数据库，并对无关数据进行清洗，建立电动汽车中国专利数据库。下面所进行的电动汽车中国专利分析，均以此为基础。

（一）电动汽车中国专利申请整体状况

1.总体趋势

电动汽车中国专利共检索到8002件，其中发明专利3555件，占专利总数的44.4%，实用新型专利4447件，占专利总数的55.6%。

图53　电动汽车中国专利总体趋势图

从电动汽车专利总体趋势可以看出，中国电动汽车专利申请大致可以分为三个阶段:第一阶段，2000年以前，电动汽车专利申请数量极少，从单件到47件，增速极为缓慢，电动汽车技术处于起步阶段；第二阶段，2001年～2005年，电动汽车专利申请量开始略有上升，但上升幅度较小，2005年达到187件，电动汽车技术进入成长阶段；第三阶段，从2006年至今，电动汽车专利申请量呈现快速迅猛增长态势，电动汽车技术快速发展，这与我国电动汽车研究发展状况与市场开发前景也是一致的。

自2001年我国科技部开始设立“三纵三横”电动汽车专项以来，我国已经按照汽车产品开发规律，在电动汽车关键单元技术、系统集成技术及整车技术上开展了研究，建立了国家研发技术标准平台、测试检验平台、政策法规平台以及示范应用平台，目前已取得了一定的进展。根据图中表达出的近年来发展趋势可以预见，电动汽车汽车领域的专利申请在一段时间内仍将持续增长。

2.区域申请人构成

图54　电动汽车国外来华专利申请地区分布

电动汽车中国专利的申请人中，包括国外来华专利申请人。国外申请人提出的申请主要集中在日本、美国、欧洲、韩国这些汽车工业发达的国家，其他国家的专利申请量几乎为零。其中，以来自日本的专利申请最多，共有406件。无论是从世界专利申请的拥有量角度，还是从中国专利国外申请人所占的份额角度，日本的电动汽车都呈现出很高的技术水平，反映了日本汽车企业在电动汽车领域的领先地位。

图55　电动汽车专利申请国家分布

图56　电动汽车发明专利申请国家分布

虽然国内申请人提出的申请数量较多，但是国内申请人提出的申请很多为技术含量较低的实用新型专利申请。在技术含量较高的发明专利申请中，国内申请所占比例下降为80%。

此外，很大一部分国内申请是由个人提出的非职务发明，占所有国内发明专利申请的37%，由我国汽车企业所提出的发明专利申请仅占全部发明专利申请的14%。与此形成鲜明对比的是，国外申请几乎全部是由汽车企业提出的发明专利申请，这说明与国外汽车企业相比，我国汽车企业在电动汽车领域的技术实力相对薄弱，我国汽车企业应该大力加强企业技术研发和专利申请工作，打破国外汽车企业设置的电动汽车专利壁垒，发展自己的核心技术。

图57　电动汽车中国专利区域申请人前10排名

在电动汽车中国专利区域申请人前10位中，国内申请人8家，国外来华申请人2家。奇瑞汽车股份有限公司专利数量远远高于其他专利申请人，表明其在电动汽车研发领域已经具备较强的技术实力；比亚迪、重庆长安、本田技研等的专利申请量大致为同一水平；国家电网、丰田、吉利、长安新能源、中科深江、中国电力科学研究院等的专利申请量差距不大。

3.IPC趋势分析

图58　电动汽车中国专利IPC趋势图

由于近年来电动汽车技术发展迅速，所以本项目仅对2006年以后的专利申请量进行IPC趋势分析。由电动汽车中国专利IPC趋势图可以看到，B60L、B60K、H02J三类专利申请量远远高于其他类别，其后依次为B60R、H01M、B60S、G01R、B62D、B60W。可以看出，电动汽车近年来的技术研发重点为整车、电动汽车动力装置、供电装置及其他控制技术。

表21　电动汽车中国专利主要IPC分类

（二）蓄电池及其管理系统

电动汽车供电装置包括蓄电池及其管理系统。蓄电池是电动汽车的能源，除了供给汽车驱动行驶需要的电能外，也是汽车上各种辅助装置的工作电源。电池管理系统的功能主要包括数据采集、数据显示、状态估计、热管理、数据通信、安全管理、能量管理和故障管理，蓄电池及其管理系统的性能制约着电动汽车的性能。

1.蓄电池及其管理系统专利IPC构成分析

电动汽车蓄电池及其管理系统共检索到专利2703件，主要分布在H02J7/00、B60K1/04、B60L11/18、B60S5/06、B60L8/00、H01M2/10等IPC分类中。

图59　电动汽车中国专利蓄电池及其管理系统专利IPC构成图

表22　电动汽车中国专利蓄电池及其管理系统专利主要IPC分类号

由主要IPC分类号可以看出，电动汽车蓄电池及其管理系统研究中，充电装置方向为研发热点，与此相关的充电方法、充电平衡控制方向、安装器件等的专利申请也比较多，其他如对电池的分布式控制等方向数量相对最少。

2.蓄电池及其管理系统申请人分析

图60　电动汽车中国专利蓄电池及其管理系统领先申请人（前20位）

在蓄电池及其管理系统前20位专利申请人中，前三位为奇瑞、比亚迪、重庆长安，为国内电动汽车技术领先企业。其中，奇瑞公司的专利申请量高达200件，远远超出其他专利申请人。

（三）牵引电动机及控制系统

对电动汽车牵引电动机及控制系统进行检索，共检出专利828件。相比电动汽车蓄电池及其管理系统，专利数量较少，说明我国在电动汽车这一关键技术领域，研发能力较弱。

图61　牵引电动机及其控制系统专利IPC构成图

表23　电动汽车中国专利牵引电动机及其控制系统专利主要IPC分类号

由主要IPC分类号可以看出，电动汽车牵引电动机及其控制系统研究中，主要研发方向为电动汽车动力与传动装置，纯电动汽车方向的专利数量高于混合动力电动汽车；与电动机相关的安装与控制方法、电路或机构等的专利申请也比较多，燃料电池方向的电动机专利比较少。

（四）整车控制器与控制系统

对电动汽车整车控制器及控制系统进行检索，共检出专利1100件，主要分布在B60L3/00、B60K1/00、B60L11/00、B60L11/02、B60W10/08、B60W20/00、B60L9/00、B60L11/14、B60W10/06、B60L7/00、B60W10/10、H02P27/00等IPC分类中。

图62　整车控制器及其控制系统专利IPC构成图

表24　电动汽车中国专利整车控制器及其控制系统专利主要IPC分类号

续表

由主要IPC分类号可以看出，电动汽车整车控制器及其控制系统研究中，技术研发方向集中于电动汽车安全用电装置与变量监测、电动力单元控制与布置安装、混合动力电动汽车车辆控制系统。

（五）国内主要专利申请人专利分布和技术路线分析

如前所述，进入20世纪90年代，全球主要汽车公司已经向电动汽车研究给予了倾斜，而国内主要汽车公司是自从2001年我国科技部设立“三纵三横”（即以燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车3种车型为“三纵”，多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统3种共性技术为“三横”）电动汽车专项以来，才投入到电动汽车的研究中。整体上看，我国对于电动汽车的技术研究晚于发达国家的进程。

目前，参与到与混合动力汽车研究的相关高校、科研院所和企业已经有几十家。这些单位已经按照汽车产品的开发规律，在电动汽车的关键单元技术、系统集成技术及整车技术等方面，建立了国家研发技术标准平台、测试检验平台、政策法规平台以及示范应用平台，并且在这些知识产权平台基础上提交了不少专利申请。本文选取国内申请人中提交电动汽车专利申请数量靠前的奇瑞公司和重庆长安为例，对其电动汽车领域专利分布和技术路线进行分析。

1.奇瑞

作为自主品牌汽车的领军者，奇瑞早在2001年就开始了电动汽车研究。2004年，“国家节能环保汽车工程技术研究中心”落户奇瑞，以中心为依托，奇瑞公司承担了多项国家“863”节能与新能源汽车重大专项，并取得了一系列重大成果。

图63　奇瑞汽车公司瑞麒M1-EV电动汽车

2010年11月，奇瑞推出瑞麒M1-EV电动车。动力上，瑞麒M1-EV纯电动汽车搭载了336V的大功率电驱动系统，并配备了60Ah的高性能锂电池，最高时速为120千米/小时，巡航最大续驶里程可以达到150km。此外瑞麒M1-EV充电也很方便，利用220V民用充电即可，充电时间一般在6～8小时；也还可以进行快速充电，半个小时即可充到电池电量的80%。

（1）专利申请时间分布:

图64　奇瑞公司专利申请按年分布情况

奇瑞公司是我国汽车公司中较早开始对混合动力汽车开展研发的公司之一。虽然与国外汽车工业巨头相比差距仍然较大，但奇瑞公司在混合动力汽车研发上的发展势头良好。从图中可以看出，奇瑞公司从2006年开始提交电动汽车专利申请。从2009年开始，奇瑞公司在电动汽车领域的专利申请量有了快速增长。

（2）专利申请重点分布领域

对奇瑞公司所提交的电动汽车专利申请按照IPC进行统计，可以看到，奇瑞公司在电动汽车方面的专利申请集中在B60H1、B60K1、B60K11、B60L11、B60L15、B60L3、B60R16、B60W10、G01R31、G05B、H01M、H02J7等技术领域中。其中，

B60L11:用车辆内部电源的电力牵引；

H02J:供电或配电的电路装置或系统，电能存储系统；

B60H1:车辆客室或货室专用加热、冷却、通风或其他空气处理设备的布置或装置；

B60K1:车辆动力装置或传动装置的布置或安装；两个以上不同的原动机的布置或安装；辅助驱动装置；车辆用仪表或仪表板；车辆动力装置与冷却、进气、排气或燃料供给结合的布置；

H01M:用于直接转变化学能为电能的方法或装置，例如，电池组；

B60K11:与动力装置的冷却结合的布置；

B60R16:专门适用于车辆并且其他类目不包含的电路或流体管路；专门适用于车辆并且其他类目中不包含的电路或流体管路的元件的布置；

G05B:一般的控制或调节系统；这种系统的功能单元；用于这种系统或单元的监视或测试装置；

B60L3:电动车辆上安全用电装置；运转变量，例如速度、减速、功率消耗的监测；

B60W10:不同类型或不同功能的车辆子系统的联合控制；

G01R31:电性能的测试装置；电故障的探测装置；以所进行的测试在其他位置未提供为特征的电测试装置；

B60L15:控制电动车辆驱动。

图65　奇瑞公司专利申请主要分类号分布情况

从图中数据可以看出，奇瑞公司在电动汽车方面的专利申请包括纯电动汽车和混合动力汽车方向。特点是比较注重牵引电动机及其控制系统方面的研究，也比较注意电池、电机及其控制。

（3）技术路线分析

通过分析奇瑞公司的专利文献，梳理奇瑞公司在电动汽车领域的主要技术路线。奇瑞公司同时发展纯电动汽车和混合动力电动汽车，在电动汽车关键零部件和核心技术方面，目前已经形成一整套关键零部件研发能力，在电机、电机驱动系统、DC/DC、先进动力电池、电池管理系统、整车控制器等方面都初步形成了批量生产能力，掌握了部分电动汽车开发的核心技术、标定技术和试验验证技术。

2.重庆长安

重庆长安也是较早开始电动汽车研发的企业之一，已取得“国家地方联合工程实验室”资格认证，建立了9大类55项纯电动汽车专有试验评价体系，具备了较为完善先进的纯电动整车和核心动力系统测试评价能力。

图66　重庆长安汽车公司电动汽车奔奔Mini和E30

2009年，长安纯电动汽车奔奔Mini下线。在纯电动驱动系统下，长安奔奔MINI纯电动车的最高车速可达120千米/小时，最大行驶里程可达150千米，百千米能耗仅为10千瓦/时左右。

2012年2月，长安100辆纯电动汽车（E30）在京示范运行。E30是长安汽车从2007年即可开始着手研发的一款纯电动汽车，最高时速125千米，在匀速60千米/小时情况下，续航里程可达160千米，配备29千瓦时磷酸铁锂电池，使用普通家用电源即可进行充电。

（1）专利申请时间分布:

重庆长安公司的专利申请总数量在电动汽车领域排名第三。重庆长安汽车股份有限公司电动汽车专利申请开始于2010年，几年间专利申请数量起伏较大，2011年快速增加后，2012年又大幅下降。仅从数据角度而言，未来专利申请走向并不明朗。

图67　长安汽车专利申请按年分布情况

（2）专利申请重点分布领域:

对重庆长安汽车股份有限公司所提交的电动汽车专利申请按照IPC进行统计，可以看到，长安汽车在电动汽车方面的专利申请集中在B60K1、B60W、H02K、B60R16、H02J7、H01M、B60K17、B60H1等技术领域中。其中，

B60K1:车辆动力装置或传动装置的布置或安装；两个以上不同的原动机的布置或安装；辅助驱动装置；车辆用仪表或仪表板；车辆动力装置与冷却、进气、排气或燃料供给结合的布置；

B60W:不同类型或不同功能的车辆子系统的联合控制；专门适用于混合动力车辆的控制系统；不与某一特定子系统的控制相关联的道路车辆驾驶控制系统；

H02K:电机；

B60R16:专门适用于车辆并且其他类目不包含的电路或流体管路；专门适用于车辆并且其他类目中不包含的电路或流体管路的元件的布置；

H02J7: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；

H01M:用于直接转变化学能为电能的方法或装置，例如电池组；

B60K17:车辆传动装置的布置或安装；

B60H1:车辆加热、冷却或通风设备。

图68　长安汽车专利申请主要分类号分布情况

从图中数据可以看出，长安汽车在电动汽车方面的专利申请集中在牵引电动机研发、混合动力电动汽车车辆控制、蓄电池及其管理系统等方向。

（3）技术路线分析

通过分析重庆长安公司的专利文献，可以看出重庆长安公司在电动汽车领域的主要进行电动机及其控制系统设计、整车集成设计、电池及其管理系统设计。目前已经掌握多项电池、电机、整车控制三大纯电动核心系统控制技术。

3.比亚迪

比亚迪于2003年3月成立电动汽车研究部，并于2006年1月正式成立了电动汽车研究所。经过10年的发展，比亚迪已经成为世界上发展电动汽车的重要的新兴势力，其业务范围涵盖小型纯电动车（e6传统型、e6厢货型以及e6政府专用型）、大型纯电动公交车（K9）、电动工程车（叉车、特种车）、混合动力车，这些产品大部分已经量产或即将上市。

图69　比亚迪电动汽车E6与电动大巴K9

比亚迪E6于2011年10月上市。E6先行者搭载比亚迪自主研发的铁电池，是全球首款采用铁电池为动力的纯电动汽车。动力能源转化率高达90%，远高于传统燃油车；动力强劲，最大功率为90千瓦，最大扭矩为450牛·米。不开空调情况下，综合工况续驶里程最长达300千米；百千米能耗仅19.5千瓦时，费用仅为燃油车1/4；铁电池使用寿命长，循环充电4000次后，仍有80%容量。

2011年，比亚迪纯电动大巴K9上市。K9采用比亚迪自主研发的铁电池，充满电工况下续航里程达到250千米，K9整车单体电池容量为200Ah，总电量达到324kWh，充电循环次数达到4000次以上。可利用比亚迪C60/C100充电柜充电，也可在各专业的充电站充电。K9白天运营，夜间利用谷电充电，快充3小时可充满。

（1）专利申请时间分布:

图70　比亚迪汽车专利申请按年分布情况

比亚迪在电动汽车领域的专利申请在2006年达最高，之后呈下降态势，2010年后专利申请则又有所增长。按照其在电动汽车领域的发展战略，专利申请量未来将继续增长。

（2）专利申请重点分布领域:

对比亚迪所提交的电动汽车专利申请按照IPC进行统计，可以看到，比亚迪在电动汽车方面的专利申请集中在B60K17、B60T13、H02J7、B60R8、H01M、B60L15、B60K1、B60L11、B60H1等技术领域中。其中，

B60K17:车辆传动装置的布置或安装；

B60T13:从启动装置至最终制动执行机构用助力装置或动力传动装置传动制动作用的；装有上述传动装置的制动系统，例如气压制动系统；

H02J7: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；

B60R8:其他类不包括的车辆、车辆配件或车辆部件；

H01M:用于直接转变化学能为电能的方法或装置，例如电池组；

B60L15:控制电动车辆驱动；

B60K1:电动力装置的布置或安装；

B60L11:用车辆内部电源的电力牵引；

B60H1:加热、冷却或通风设备。

图71　比亚迪汽车专利申请主要分类号分布情况

由IPC分类号分布可以看出，比亚迪公司电动汽车专利申请集中于车辆动力传动装置及其布置安装研发、电池组及其管理系统研发。比亚迪已经掌握了电动汽车研发的关键技术，特别是在动力电池方面，比亚迪的“铁”动力电池的研发能力居于国内首位、世界一流水平，电池的研发与生产可以同时在企业内部进行，降低成本，并实现快速应用。

（3）技术路线分析:

比亚迪以做电池起家，在电池领域的技术积累非常深厚的其电动汽车发展的技术路线也是以此为基础。比亚迪采用磷酸铁锂电池作为前进路线，并最终自主研发成功铁电池，在全球范围建立了领先优势。车辆动力配置也是比亚迪研发的一个重要方向，比亚迪电动汽车研发平台已经初具规模，基本具备电动汽车研发的能力。

4.吉利

吉利公司在电动汽车研发上进展较缓。2010年在北京国际车展上发布了2款电动车、2款GPEC吉利插入式混合动力车型，及一款用电池和太阳能为动力的IG。2012年，吉利纯电动汽车项目列入国家工信部新能源汽车产业技术创新工程支持项目，获得国家支持。2013年3月22日，上海华普国润（吉利汽车控股有限公司的子公司）与康迪车业（康迪科技集团公司的子公司）正式签署合资协议，成立浙江康迪电动汽车有限公司，从事投资、研发、生产、市场推广及销售电动汽车业务。

图72　吉利汽车EC7电动车

2013年，吉利发布EC7电动车。这是一款集成了电动汽车领域国际领先科技、并经过广泛验证和测试的电动车。该车具备先进的电驱动技术，设计有中里程（约165千米）和长里程（约258千米）两套电池组合，创新的双速大扭矩变速器实现卓越的效率和性能。它能依靠150千瓦电机实现迅捷的加速性（0～100千米/小时小于7秒）和超过200千米/小时的最高车速；该车可实现30分钟内充电达到80%，实现100%充电也只需要不到4个小时。

（1）专利申请时间分布:

图73　吉利汽车专利申请按年分布情况

吉利公司的专利申请自2008年起，电动汽车专利申请量逐年增长，但总量并不高。与其他电动汽车研发企业相比，吉利的研发步伐是比较慢的。

（2）专利申请重点分布领域:

由图3-21可以看出，吉利汽车的专利主要分布在H02、B60K1、H01、B60L3、B60T、B60L11、B60S5、F16H、B60H1等IPC分类号。其中，

H02:发电、变电或配电；

B60K1:电动力装置的布置或安装；

H01:基本电气元件；

B60L3:电动车辆上安全用电装置；运转变量，例如速度、减速、功率消耗的监测；

B60T:车辆制动控制系统或其部件；一般制动控制系统或其部件；

B60L11:用车辆内部电源的电力牵引；

B60S5:车辆的保养、维修、修理或重装；

F16H:传动装置；

B60H1:加热、冷却或通风设备。

图74　吉利汽车专利申请主要IPC分类号分布情况

分析IPC分类含义，可知，吉利在电动汽车领域的研发集中于电气元件、用电装置和动力装置安装、车辆传动装置等，在电池、电动机、整车控制三个关键技术领域专利申请量很少，显见其研发能力相对也较低。

（3）技术路线分析:

吉利进入电动汽车领域之初，重点研发新型电容混合动力轿车、新型整车技术开发，之后在2011、2012两年，电动汽车研发持续进行，但是产品方面则出现空白期，2013年推出吉利EC7纯电动汽车，采用了插入式混合动力技术，即在混合动力降低能耗的基础上，再通过外接充电和纯电动行驶，实现"燃油+外接充电"两种能量来源，极大的降低能耗。吉利与康迪合资成立浙江康迪电动汽车有限公司后，未来将加大纯电动汽车技术研发。

5.中科深江

上海中科深江电动车辆有限公司是由上海联和投资有限公司、中国科学院深圳先进技术研究院、深圳祥辇科技有限公司，共同投资成立的一家从事电动车辆及其零部件（电机、控制器、变速箱、电池管理系统、整车控制系统）研发以及技术开发、技术转让、技术服务、技术咨询，汽车零部件生产、销售的有限责任公司，目前已形成以轿车、中巴车、基于轻型卡车平台的专用车为主体的电动车辆产品序列。

中科深江电动车辆研发中心技术研发重点关注四个方向:①整车设计分析与集成技术:整车系统设计技术，计算机辅助分析与模拟试验技术，动力系统集成技术，以及功率集成与控制技术等；②关键零部件技术:高性能二次电池技术，电池管理技术，车用永磁同步驱动电机及其控制技术，整车控制技术，以及电动车辆专用变速箱技术等；③新材料和新工艺技术:镁合金、车用聚丙烯以及碳纤维等材料技术，以及电动车辆生产工艺研究；④整车及关键零部件测试与标定技术:整车测试与标定技术，动力系统测试与标定技术、电池系统测试与标定技术，车用电机系统测试与标定技术，以及变速箱测试与标定技术等。

图75　纯电动LF620

上海中科深江与重庆力帆集团联合开发了纯电动LF620轿车，应用中国科学院电动汽车研发中心自主研发的整车系统集成与控制、电驱及传动系统、电池管理等核心技术。该车具有独特的内饰造型，高品质的材料，卓越的驾乘舒适性，强劲的加速度和良好的操控性。

（1）专利申请时间分布:

图76　中科深江专利申请按年分布情况

中科深江于2009年7月成立，成立当年即有进行了专利申请，2010年专利申请量更是达到了30件之多。2010年，其开发的电动LF620作为纯电动警务巡逻车、电动高压清洗车作为纯电动环卫车已实际运行。作为新能源汽车领域的新生力量，中科深江发展势头强劲。

（2）专利申请重点分布领域:

对中科深江在我国所提交的电动汽车的专利申请按照IPC进行统计，可以看到，中科深江在电动汽车方面的专利申请集中于B60W10、B60K17、B60L15、B60L7、H01M10、H02J7、H02K9、H05K7等领域。其中，

B60W10:不同类型或不同功能的车辆子系统的联合控制；

B60K17:车辆传动装置的布置或安装；

B60L15:控制电动车辆驱动；

B60L7:一般用于车辆的电力制动系统；

H01M10:二次电池及其制造；

H02J7: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；

H02K9:电机冷却或通风系统；

H05K7:对各种不同类型电设备通用的结构零部件。

图77　中科深江专利申请主要分类号分布情况

可以看出，中科深江的专利申请重点分布在电动汽车整车集成、动力控制、电池组设计与制造，及关键零部件的研发。

（3）技术路线分析:

在核心关键技术方面，完成了20千瓦和50千瓦高效可靠电机驱动系统，高安全长寿命动力电池系统，电动汽车用单速比减速器及两档AMT，整车控制系统及智能仪表等系统和多项零部件的研制。

6.本田技研

（1）专利申请时间分布:

在新能源汽车领域，本田公司相继研发出燃料电池车、纯电动汽车、混合动力电动汽车以及光伏发电充电站、家用燃气发动机热电并供机组等多种产品。

图78　本田公司专利申请按年分布情况

本田公司是从1992年开始在我国提交电动汽车领域的专利申请。本田公司于2005年提交的电动汽车汽车专利申请量达到了相对峰值。与之相对应的是，本田公司于2005年发布了本田雅阁混合动力电动汽车，为世界上第一款混合动力中型轿车。由此可见，本田公司在混合动力汽车领域的专利申请与其产品投放市场的时间密切相关。2009年以后，本田公司在华的电动汽车专利申请量呈持续增长态势，显见其在电动汽车领域的研究水平不断提高。

（2）专利申请重点分布领域:

对本田公司在我国所提交的电动汽车的专利申请按照IPC进行统计，可以看到，本田公司在电动汽车方面的专利申请集中于B60K1/04、B60L11/18、H02J7/00、A61G5/04、B60R16/02、B60K1/00、B60L15/00、B60L3/00等领域。其中，

B60K1/04:车辆动力装置或传动装置的布置或安装；两个以上不同的原动机的布置或安装；辅助驱动装置；车辆用仪表或仪表板；车辆动力装置与冷却、进气、排气或燃料供给结合的布置；

B60L11/18:使用初级电池、二次电池或燃料电池供电的电动车辆动力装置；

H02J7/00: 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；

A61G5/04:马达驱动的专门适用于病人或残疾人的椅子或专用运输工具的，如轮椅；

B60R16/02:电气的不包含在其他类目中的车辆、车辆配件或车辆部件；

B60K1/00:电动力装置的布置或安装；

B60L15/00:控制电动车辆驱动的动力装置；

B60L3/00:电动车辆上安全用电装置；运转变量，例如速度、减速、功率消耗的监测。

图79　本田公司专利申请主要IPC分类号分布情况

可以看出，本田公司在电动汽车方面的专利申请特点是以车辆动力装置或传动装置的布置和安装为重点，围绕发动机、变速器、电动机的控制开展，在技术上通过离合器操作、传动操作、电力再生、动力输出、动力分配等多方面实现。

（3）技术路线分析:

通过阅读本田公司的专利文献，可以梳理出本田公司在电动汽车领域采用的主要技术路线是采用轻度混合的内燃机带电动机助力（Integrated Motor Assist，IMA）系统。本田公司作为较早涉足混合动力汽车领域的汽车制造企业，尤其是经过近十几年的发展，已经在该领域的相关技术上取得了一定的突破，并占据一定量的市场份额；作为为数不多的几个能与丰田公司在该领域相抗衡的公司之一，本田公司已经拥有以IMA混合动力技术为代表的一大批具有自主知识产权的核心专利技术。

7.丰田

（1）专利申请时间分布:

图80　丰田公司专利申请按年分布情况

丰田公司从2004年起在中国提交电动汽车领域专利申请，2008年，专利申请量达到峰值，之后专利申请量则持续下滑。

（2）专利申请重点分布领域:

对丰田公司在我国所提交的电动汽车的专利申请按照IPC进行统计，可以看到，丰田公司在电动汽车方面的专利申请集中于B60L11/18、B60L3/00、B60L15/20、B60L5/00、H02J7/00、B60W10/10等领域。其中，

B60L11/18:使用初级电池、二次电池或燃料电池供电的电动车辆动力装置；

B60L3/00: 电动车辆上安全用电装置；运转变量，例如速度、减速、功率消耗的监测；

B60L15/20:用于控制车辆或其驱动电动机，以达到期望的特性，例如速度、转矩或程序化速度变量；

B60L5/00:电动车辆电源线路的集电器；

H02J7/00: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；

B60W10/10:不同类型或不同功能的车辆子系统的联合控制；专门适用于混合动力车辆的控制系统；不与某一特定子系统的控制相关联的道路车辆驾驶控制系统，包括变速传动装置的控制的。

图81　丰田公司专利申请主要分类号分布情况

丰田公司的专利申请特点是重点关注电动汽车动力装置及其控制、电池组及其管理系统、混合动力汽车的整车控制。

（3）技术路线分析:

通过仔细阅读丰田公司的专利文献，可以梳理出丰田公司在电动汽车领域采用的主要技术路线是以Prius为代表的单轴驱动并联式混合动力系统（THS传动系统）。Prius采用了THS传动系统，以行星齿轮机构作为动力传动装置。发动机通过单向离合器将动力输出到行星架，行星架按固定比例将扭矩分配到与中心轮连接的发电机，电动机通过齿轮减速机构进行动力输出。电动机采用小型永磁同步交流电动机，发电机采用永磁同步交流发电机，可以工作于电动机状态。此外，车辆功率分配装置借助于控制发电机的发电量来调节发电机转速，用来调节动力分配比例。THS传动系统起到类似无级变速器的作用，采用电动机助力驱动的运行状态，利用永磁同步电动机低速恒转矩的特性，在车辆启动或加速运行时使电动机的优异转矩特性发挥得淋漓尽致。

为提高Prius的可靠性，降低成本，丰田公司一方面对THS系统进行完善，使之控制更为精细；另一方面对影响整车整体可靠性和成本的蓄电池进行改进。丰田与松下公司及Matsushita公司合作，从材料、工艺等多方面对镍氢电池进行攻关，使新的镍氢电池的输出功率密度较之前提高了30%；据此，又采用具有升压功能的电源转换器。该转换器可以将镍氢电池组的20 1.6V 电压升至274～500伏，进一步降低了整车重量。在上述改进的基础上，丰田公司将THS系统改进成为性能更佳的THS-II系统。

四、青岛市电动汽车专利分析

新能源汽车产业是未来汽车产业发展的重点，根据《青岛市“十二五”科技发展规划》、《青岛市“十二五”战略性新兴产业发展规划》，青岛市将重点研发电动客车（电动警用车、观光车、专用车等），新能源汽车电池、电机、电控系统等核心零部件，构建新能源汽车产业链。加快充电设施建设，探索建立具有商业可行性的市场推广模式。到2015年，新能源汽车产能达到1万辆。

青岛为新能源汽车的推广城市，拥有海霸能源集团、澳柯玛集团新能源产业等新能源企业。青岛拥有目前世界上功能最全、规模最大、服务能力最强的电动汽车智能充换电站（薛家岛），青岛动力集成及储能系统工程技术研究中心暨电动车辆核心零部件产业化基地项目正在建设中。

（一）青岛市电动汽车专利分析

1.青岛市电动汽车专利现状

通过对电动汽车中国专利进行二次检索，检出青岛市电动汽车专利申请数量为33件，其中个人申请量16件。可以看出，与国内电动汽车先进研发企业相比，青岛市电动汽车企业的专利申请数量很少，很多企业都是单件专利，研发实力远远不能与奇瑞、重庆长安、比亚迪、吉利等企业相抗衡。

表25　青岛市电动汽车主要专利申请人研发方向

青岛市电动汽车领域的主要专利申请人包括青岛澳柯玛电动科技有限公司、青岛易特优电子有限公司、赛锐（青岛）自动化技术有限公司、青岛海汇德电气有限公司、青岛威能电动车辆电控有限公司。与国内电动汽车大型企业不同，青岛市的电动汽车企业，如青岛澳柯玛电动科技有限公司，其技术研发方向集中于低速电动汽车，如场地自行车、小型电动商用车等。非场地领域的电动汽车，青岛市还处于萌发阶段。

电动汽车个人专利中，其中有2件专利申请人为现深圳中星汽车制造公司董事长牛锡贤。牛锡贤被称为“中国电动汽车第一人”，为中国第一台电动汽车发明人，世界上第一台CNT电池发明人。1984年，牛锡贤应深圳市邀请，在深圳政府30万元投资下组建了深圳中星汽车制造公司。1986年，牛锡贤研制出了一台具有循环充电系统的电动汽车。现在，中星已经发展成为集国家战略产业节能环保与新能源汽车技术研发、设备制造、产业园区整体开发建设于一体的高新企业集团，拥有自主知识产权、国际领先的新型环保动力与储能电池技术，担负着新型电池的研发和纯电动汽车产业化、集群化任务。

2.存在问题

（1）专利申请总量低:

青岛市在电动汽车领域的发展处于起步阶段，汽车企业已经注意到对电动汽车研究成果进行专利保护的重要性，然而无论是专利申请的数量还是质量与国外汽车企业相比，仍然存在较大差距。由检索结果可以看出，青岛市的电动汽车专利申请总量很低，仅为33件。不仅无法与丰田、现代、本田等国际大公司相比，也无法与奇瑞、比亚迪、长安等国内大型企业相比。

（2）核心技术专利缺失:

对比国内、外汽车企业在电动汽车领域的专利申请现状，可以看出青岛市相关企业在电动汽车领域向国家知识产权局所提交的专利申请，从起始时间上看，也远落后于国内外各大汽车公司。由于专利技术的排他性，已经在相当程度上丧失了先机，从而在研究方向上受到了限制，各企业的技术研发尚处于电动汽车核心技术的外围。

（3）企业创新能力严重不足:

青岛市的电动汽车专利申请中，有48%的专利为个人申请，属非职务发明，职务发明仅占52%，说明企业申请专利数量比重太低，专利的质量整体水平不高。作为技术创新的主体，青岛市电动汽车相关企业自主研发动力不足，企业研发活动较少，创新能力亟待提升。

（二）青岛市电动汽车主要企业

1.青岛澳柯玛电动车有限公司

青岛澳柯玛电动车有限公司着力发展能够替代现有燃油汽车的电动轿车、电动大巴，并在电动汽车整车生产、发动机、蓄电池等方面拥有一定技术基础，先后推出了电动旅游观光车、电动高尔夫球车、电动巡逻警车、电动货运车等系列产品。

澳柯玛与青岛大学联合推出了电动工具车通用平台，实现了产品的通用性和互换性，通过不同种类产品模块的相互组合，可以组装出电动清扫车、高压清洗车、垃圾转运车等电动工具车。

与青岛大学合作成立了清扫车研发项目组，初步建立了电动工具车研发平台。通过与清华大学、二十一所、青岛理工大学、山东科技大学等专业电动车研发机构技术合作，成立了研发中心，建设具有自主研发能力的核心技术平台，对新能源电动车先进技术投资研发，达到世界一流的新能源电动车技术。目前已经建成了2条低速电动汽车组装线，达到年生产5000台的能力，已经进入批量生产阶段。

2.青岛海霸能源集团

青岛海霸能源集团是国内最早研发磷酸铁锂电池的企业之一，现已实现了批量化生产，早于业界同行3年出口288V 200AH磷酸铁锂电池组，至全球主要发达国家的高端客户。生产的磷酸铁锂电池涵盖了从12V、24V、48V、72V、144V到388V及单体容量为10ah、20ah、30ah、40ah、100ah和200ah、600ah的磷酸铁锂电池，这些电池已广泛应用于电动车辆领域。

未来，海霸能源集团将致力于整合新能源汽车及核心部件产业链，不断开发磷酸铁锂动力电池的相关产品（十个产品线），并向与动力电池相配套的电机、电控系统延伸发展，提高产品的附加值，形成新能源汽车、动力电池、电机、电控产业链，提升企业核心竞争力，保持企业快速、持续、长远、突破性的发展势头，并带动新能源汽车相关企业实现产值。

3.青岛给力电动车辆制造有限公司

青岛给力电动车辆制造有限公司成立于2010年7月27日，注册资金2500万。主要产品包括微型多功能电动消防车、电动巡逻观光车、微型电动搬运车、微型电动厢式货车、微型电动举高车等特种车辆。

青岛给力电动车辆制造有限公司技术研发重点为电动车整车集成及控制、电机及控制、动力电池集成及充电管理等核心技术，目前已形成整套关键零部件自主研发及制造能力。

4.青岛威能电动车辆电控有限公司

青岛威能电动车辆电控有限公司是一家科技型企业，拥有国内最先进的锂离子动力电池组系统检测设备、实验设备、充放电设备、组装线。青岛威能电动车辆电控有限公司主要研发制造电动汽车锂离子动力电池组及其管理系统、锂离子动力电池模块、充电机、电机控制器、整车控制器、汽车多媒体及导航系统等电动汽车关键零部件。

公司拥有自己的核心技术与自主知识产权，其中用于电动汽车锂电池组管系统的国家发明专利“一种直流降压电路”，已经在电动汽车的低压动力系统（微型电动汽车、场地车、环卫车）中得到了实际的应用，并取得了理想的效果。

5.青岛格仑特新能源车辆制造有限公司

青岛格仑特新能源车辆制造有限公司是一家集电动车辆的研发、生产、销售于一身的企业。

格仑特掌握了动力核心系统制造、整车装配、零部件配套生产等全线制造能力，同时建设了完备的开发实验室和经验丰富的科研队伍。产品领域包括电动高尔夫球车、电动旅游观光车、电动货运车和电动自行车，几十种产品全部实现无污染、零排放的环保标准。

（三）青岛市电动汽车产业发展对策建议

本研究利用专利数据对电动汽车技术相关专利进行了分析和探索。在研究过程中，我们对电动汽车技术领域相关专利进行了整体分析，又选取了公司层面进行了微观分析，具体包括技术方向、发展趋势、专利质量等方面的分析，进而分析了青岛市的电动汽车产业状况。通过这些分析，对青岛市电动汽车的发展提出以下建议:

1.加大自主创新研发力度，提高产业核心竞争力

通过以上专利分析表明，日本、美国、韩国、德国等发达国家在电动汽车领域仍占据首要地位；虽然我国的中国专利申请数量占优势，但是发明专利数量低，核心专利基本由国外掌握，专利质量有待改善。青岛市要发展电动汽车产业，应当加大电动汽车的研发力度，提高专利申请的战略意识，认真分析国外各大汽车公司在电动汽车方面的研究成果，集中力量突破薄弱环节，加强自主创新意识，提高核心技术水平，逐步缩小与国外汽车企业在技术上的差距。

2.培育企业为主体的技术创新体系

从公司层面看，奇瑞、长安、比亚迪车在中国专利的申请中以大比例领先，在电动汽车领域占绝对优势，但在国外专利中，专利申请量又远低于丰田、本田、现代、三菱等公司。相比而言，青岛市电动汽车企业研发力量更加薄弱。政府应重点支持澳柯玛、格仑特等我市电动汽车企业加大研发投入，集中力量进入车用蓄电池、驱动电机系统、车辆电控系统等高端技术的研究和生产领域；加快电动轿车、电动客车、电动大巴等整车的研究开发工作，建立研发生产基地，加快产业化步伐。

3.重点发展低速电动车

青岛市的电动汽车专利集中在低速场地电动汽车领域，场地电动汽车已有一定的产业基础；研发基础则有青岛动力集成及储能系统工程技术研究中心暨电动车辆核心零部件产业化基地项目，中国电池工业协会、中科院化学所、青岛大学、北京有色金属研究总院、山东科技大学等科研机构。

从现状来看，在全国、全世界范围内，高速电动车领域的快速发展存在困难。青岛市可以在现有基础上，重点发展特种电动车、低速电动车，之后逐步推进高速电动汽车的研发与生产。

4.加强国内外技术合作

目前国内已经形成了几个大型汽车集团，如一汽、二汽；电动汽车领域也形成了领军企业，如奇瑞、长安、比亚迪；中国电力科学院、清华大学、北京理工大学、上海交通大学等高校与科研院所在电动汽车领域也具备很高的研发水平。青岛市相关研发机构和生产企业应当加强与国内优势企业和科研机构联合进行技术研发，并寻求与国外电动汽车研究开发中心或生产制造企业建立合作关系，对电动汽车产业链上下游的研发力量进行组合，快速占领技术的制高点。

5.吸引电动汽车产业高端人才

制约电动汽车发展的一个重要因素就是缺乏高端人才。为此，政府应该采取积极的措施，利用我市引才引智的优惠政策，多层次、多渠道吸引和培养电动汽车高端技术人员和管理人员，为电动汽车企业提供人才保障。鼓励企业与青岛大学、中国海洋大学、青岛科技大学、山东科技大学等高校联合培养技术人才，以适应电动汽车产业发展的需要。

6.拓宽电动汽车企业融资渠道

制约电动汽车产业发展最大障碍之一是资金不足。政府应采取必要的措施，畅通拓宽融资渠道，完善融资手段，解决企业资金困难，为电动汽车企业的发展和技术创新活动提供资金保障。积极扶持、指导电动汽车企业上市融资，鼓励国内外投资者参与电动汽车生产和经营；吸引保险基金、民间资本等多种形式的资金进入电动汽车产业领域。

参考文献

1.罗立国，余翔，周力虹，周韵.我国电动汽车技术领域专利网络研究[J].情报杂志，2012，31，12.

2.蒋海龙，魏瑞斌.国内电动汽车专利计量分析[J].现代情报， 2013，3.

3.陈腾，曾国屏，杨君游.丰田、本田、日产电动汽车专利计量分析[J].科学与管理，2013，33（2）.

4.兰凤崇，黄维军，陈吉清，陈晓伟，杨柳，曾繁波，唐甜甜.新能源汽车产业专利分析综述[J].科技管理研究，2013，33（21）: 104-119.

5.谢明洁.电动汽车发展现状及前景[J].中国科技信息，2013，22.

编写:李汇简　檀　壮　蓝　洁　王淑玲　吴　宁

编审:谭思明　李汉清