【文章內(nèi)容簡介】 到國2標(biāo)準(zhǔn)的燃?xì)馄囈呀?jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，累計(jì)已有100多個(gè)燃?xì)馄囆萝囆偷卿泧覚C(jī)動車新產(chǎn)品公告；排放達(dá)到國3標(biāo)準(zhǔn)、具有第三代多點(diǎn)電控噴射技術(shù)的單燃料燃?xì)馄嚠a(chǎn)品也已開發(fā)成功。但值得注意的是，目前國產(chǎn)大型公交車用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)仍存在較多問題，如價(jià)格偏高、燃料消耗量高、可靠性差等，市場應(yīng)用情況不盡人意。因此，在已有工作基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)對燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，對我國燃?xì)馄嚠a(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要的意義。針對燃?xì)馄囃茝V過程中基礎(chǔ)裝備技術(shù)的“瓶頸”，國產(chǎn)高性能CNG加氣站成套設(shè)備的研制開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得進(jìn)展，經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，成功地開發(fā)了撬裝式天然氣壓縮機(jī)、脫硫脫水裝置、控制系統(tǒng)及在線檢測系統(tǒng)、售氣機(jī)等站用成套設(shè)備。新一代燃?xì)饧託庹娟P(guān)鍵設(shè)備除提供國內(nèi)用戶市場外，還遠(yuǎn)銷海外。但國產(chǎn)加氣站設(shè)備在可靠性、噪聲、能耗等方面與國外同類產(chǎn)品相比還有較大差距，還有進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)和提升性能的空間。（2） 國內(nèi)外新型液體燃料汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢近年來國際上探求車用氣體燃料的同時(shí)，新型液體燃料的研究也異?；钴S，目前被廣泛關(guān)注的燃料有二甲醚（DME）、煤制合成油、生物柴油和甲醇等。 1）二甲醚二甲醚在90年代初被丹麥Haldor Topsoe A/S公司首次作為燃料應(yīng)用于柴油機(jī)目前世界上許多國家已進(jìn)入應(yīng)用研究階段。當(dāng)前，國際上已成立了IEA/AMF(International Energy Agency，Implementing Agreement：Alternative Motor Fuels)DME聯(lián)合研究組織。有10個(gè)國家的政府部門、研究機(jī)構(gòu)或公司參加了這一研究計(jì)劃。在VOLVO城市公交車上，獲得了良好的動力性能，降低了排放。奧地利AVL公司經(jīng)過多年的研究，成功開發(fā)出了一套車用DME發(fā)動機(jī)共軌電控系統(tǒng)，并獲得了很好的試驗(yàn)性能。日本通產(chǎn)省(MITI)和運(yùn)輸省(MOT)共同組織日本JFE、產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所、COOP低公害車開發(fā)會社、交通公害研究所、五十鈴汽車公司和伊藤忠會社等分別研制了多種二甲醚卡車樣車和城市客車樣車，建立了數(shù)個(gè)二甲醚車用加氣站，計(jì)劃在政府支持下，近年內(nèi)規(guī)?；茝V二甲醚汽車。進(jìn)入二十一世紀(jì)，二甲醚燃料的環(huán)保性和對國家能源安全的重要性已引起我國政府有關(guān)部門的高度重視。我國山東、陜西、四川、內(nèi)蒙古、新疆、上海等地已建成或正在建設(shè)一批規(guī)模不等的二甲醚制造基地。國家科技部、教育部、國家自然科學(xué)基金委、中科院和政府有關(guān)部委先后啟動了一批二甲醚制備技術(shù)、二甲醚發(fā)動機(jī)和汽車研發(fā)項(xiàng)目，西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、吉林大學(xué)等單位開展了二甲醚汽車的研究工作，并在二甲醚發(fā)動機(jī)燃燒系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化、燃燒特性和二甲醚發(fā)動機(jī)超低排放等方面取得了令人矚目的成果。 2）生物柴油從上世紀(jì)60、70年代開始，許多國家都制訂了生物柴油研究開發(fā)計(jì)劃，目前，發(fā)達(dá)國家用于規(guī)模生產(chǎn)生物柴油的原料有大豆（美國）、油菜籽（歐共體國家）和棕櫚油（東南亞國家）。1980年美國制定了國家能源政策，明確提出以生物柴油替代石化柴油戰(zhàn)略。到2010年止，計(jì)劃以非石油的替代燃料替代總進(jìn)口石油燃料的10% 。另外，1996年美國頒布了生物柴油生產(chǎn)草案及測試方法（ASTM法）。同年德國頒布了更為詳細(xì)的生物柴油的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)即DIN51606和測試方法。1998年奧地利頒布了菜籽油為原料生產(chǎn)的生物柴油生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)（Cll90—Cll91）。我國生物柴油的研究與開發(fā)雖起步較晚，但發(fā)展速度很快，“十五”清潔汽車攻關(guān)項(xiàng)目也已將開展生物柴油的實(shí)用化研究列入計(jì)劃。分別開發(fā)出以榨油油腳和野生油果為原料的生物柴油，并開展了初步的生物柴油發(fā)動機(jī)評價(jià)試驗(yàn)，取得了一些重要的研究成果。3）合成油近30年開發(fā)的煤炭直接液化工藝有德國IGOR+工藝，美國氫煤法(HCoal)工藝，日本NEDOL工藝。這些新工藝反應(yīng)條件相對溫和，工藝和技術(shù)路線更趨合理。近年來美國、德國、日本等陸續(xù)成功地完成了日處理150600噸煤的大型工業(yè)性試驗(yàn)，有的已完成了建設(shè)商業(yè)化工廠的研究和初步設(shè)計(jì)。目前，煤制合成油在國內(nèi)尚處于產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備階段，還沒有批量的油品面市。在車輛技術(shù)、燃料儲運(yùn)與加注等基礎(chǔ)設(shè)施方面，未見到國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)有進(jìn)行CTL合成油的車輛適用性方面開展系統(tǒng)的研究工作。在汽車和發(fā)動機(jī)研究和技術(shù)開發(fā)方面，中科院山西煤化所和西安交通大學(xué)聯(lián)合開展了發(fā)動機(jī)燃油煤制油的試驗(yàn)研究，表明發(fā)動機(jī)/汽車的燃油消耗率降低8％～10％，能夠滿足歐三發(fā)動機(jī)的使用要求。4 專利分析檢索和分析了1985年~2005年間在我國申請的與電動汽車（純電動汽車整車、混合動力汽車整車、燃料電池汽車整車、動力電池和燃料電池）、代用燃料汽車（天然氣汽車、液化石油氣汽車、醇醚汽車、氫內(nèi)燃機(jī)汽車）等節(jié)能與新能源汽車相關(guān)的專利。共檢索到密切相關(guān)專利3580項(xiàng)，其中電動汽車相關(guān)專利3429項(xiàng)，代用燃料汽車相關(guān)專利151項(xiàng)。結(jié)果表明目前節(jié)能與新能源汽車研發(fā)的重點(diǎn)集中在電動汽車及其關(guān)鍵零部件。 電動汽車專利分析從1985年至2005年，對在中國申請的純電動汽車整車、混合動力汽車整車、燃料電池汽車整車、動力電池和燃料電池等相關(guān)的專利進(jìn)行了檢索，共檢索到密切相關(guān)專利3429項(xiàng)，其中純電動汽車91項(xiàng)、混合動力汽車157項(xiàng)、燃料電池汽車157項(xiàng)、動力電池1327項(xiàng)、燃料電池1697項(xiàng)。（1）純電動汽車的專利特點(diǎn)1）整車專利較少，國外很少申報(bào)整車專利，相關(guān)專利都是國內(nèi)近年申報(bào)的，主要集中在低地板電動公交車。在整車控制方面國內(nèi)外申請了大量的專利，從數(shù)量上來看，國外申請的專利比我國多。2）部件專利主要集中在控制電池的成組應(yīng)用及電動助力轉(zhuǎn)向方面，在涉及電池組（箱）的專利中，多數(shù)集中在電池的管理及電池箱等方面，沒有專利涉及電池組的整體應(yīng)用，即電池箱作為具有保溫、散熱、防潮、絕緣、安全等功能的能量包使用。涉及電動助力轉(zhuǎn)向的專利中沒有應(yīng)用于電動汽車的電動助力轉(zhuǎn)向?qū)＠?。在涉及電動制動?項(xiàng)專利中有2項(xiàng)為國外單位申請，國外及國內(nèi)在電動制動領(lǐng)域的研究剛開始。圖2－1 在中國申請的純電動汽車專利數(shù)量及分布（2）混合動力汽車專利特點(diǎn)在“十五”期間，專利申請量穩(wěn)步上升；其中國內(nèi)申請111項(xiàng)，占總申請數(shù)的70%，分布在高校和大型企業(yè)單位；國外公司申請數(shù)為46項(xiàng)，主要為日本企業(yè)，特別是豐田公司最多。1990年至2005年混合動力汽車相關(guān)專利共計(jì)157項(xiàng)，涉及CAN網(wǎng)絡(luò)和總線、功率分配、混合動力車及總成結(jié)構(gòu)及控制、能量回收及制動系統(tǒng)控制、瞬態(tài)控制、能量顯示、耦合裝置等7大類。在7大類中，混合動力車總成結(jié)構(gòu)及控制和能量回收及制動系統(tǒng)控制占大多數(shù)，分別為122項(xiàng)和12項(xiàng)，占總申請數(shù)的77%和8%。在混合動力汽車發(fā)動機(jī)和電機(jī)間的功率分配、不同工況之間的瞬態(tài)控制、以及動力總成之間的耦合裝置，如電機(jī)和變速箱集成一體化方面的專利申請很少，在“十一五”期間國內(nèi)可在這方面做大量的工作，進(jìn)行創(chuàng)新。 0102030405060708090CAN功率分配HEV及總成及控制能量回收制動控制耦合裝置國內(nèi)申請國外申請圖2－2混合動力汽車專利申請數(shù)量及分布（3）燃料電池汽車專利特點(diǎn)在“十五”期間，專利申請量呈現(xiàn)穩(wěn)步增長趨勢，國內(nèi)申請量占72%。燃料電池整車方面的技術(shù)主要側(cè)重于燃料電池汽車動力系統(tǒng)的控制技術(shù)，包括總體 策略、電池管理系統(tǒng)、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)等。在“十一五”期間，燃料電池汽車方面在動力系統(tǒng)技術(shù)平臺集成與控制、試驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)以及燃料電池汽車整車和關(guān)鍵零部件的測試技術(shù)上，尤其是可靠性和耐久性方面加強(qiáng)研究，以產(chǎn)生更多的專利。圖2－3 燃料電池汽車專利申請書數(shù)量及分布（4）動力電池專利特點(diǎn)鋰電池、鎳氫電池的年申請趨勢均呈增長趨勢；鋰離子電池方面，國外申請量明顯高于國內(nèi)申請量，鎳氫電池方面國外申請人的申請量略低于國內(nèi)申請人的申請量，國外申請人主要是日本的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)；鋰離子電池在電極和材料以及制造方面的申請基本呈現(xiàn)增長趨勢，而鎳氫電池在電極和材料以及制造方面的申請?jiān)诮鼛啄暧邢陆第厔荩浑姵毓芾硐到y(tǒng)的專利申請呈現(xiàn)增長的趨勢。圖2－4 動力電池專利主要技術(shù)領(lǐng)域分布（5）燃料電池專利特點(diǎn)燃料電池的年申請量在2001年、2003年和2004年都較大，國內(nèi)申請量在2002年偏低，而日本申請量較大，并且比較穩(wěn)定，其他國外申請人的申請量變化不明顯；總體來說，國外申請人的申請量明顯高于國內(nèi)申請人，尤其是日本的企業(yè)占據(jù)了國外申請量的大部分；申請的主要方面集中于MEA、雙極板、電堆、系統(tǒng)部件、系統(tǒng)工藝和電控等方面。在“十一五”期間，燃料電池的研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)進(jìn)一步對影響燃料電池產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵原材料進(jìn)行研究開發(fā)，摸索并定型批量化生產(chǎn)工藝，研制批量生產(chǎn)設(shè)備，力爭獲得突破，使之能夠大幅降低成本和提高產(chǎn)品的適用性和可靠性，讓中國的燃料電池產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品早日應(yīng)用于市場。圖2－5 燃料電池所涉及技術(shù)領(lǐng)域的逐年分析（6）電機(jī)及其控制系統(tǒng)和DC/DC變換器專利特點(diǎn)從專利申請的技術(shù)含量上看，中國專利申請中絕大部分屬于實(shí)用新型專利申請，技術(shù)含量較低，外圍專利占較大比重。在電動汽車專項(xiàng)設(shè)立后的幾年中，本部分專利的申請量均呈上升趨勢。國外技術(shù)專利與國內(nèi)專利相比較，還有以下特點(diǎn)需要關(guān)注：國內(nèi)專利大多針對整個(gè)系統(tǒng)或部件的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行保護(hù)。而國外的專利，不僅對整體結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行保護(hù)，特別注意對構(gòu)成系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵方法進(jìn)行保護(hù)；國外專利對電動汽車電機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化方面提出了眾多的專利。如，豐田公司提出的電動機(jī)驅(qū)動控制裝置對電動車系統(tǒng)中電機(jī)系統(tǒng)的“逆變器輸入電壓最佳化”裝置提出了詳細(xì)的“權(quán)利要求”；美國等國對用于汽車輔助系統(tǒng)的電機(jī)系統(tǒng)也有多項(xiàng)專利。比如，包括永磁電動機(jī)的電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。用于輔助系統(tǒng)的電機(jī)系統(tǒng)是電動車產(chǎn)品必備的。如原先使用發(fā)動機(jī)作為動力源的空調(diào)，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在用于電動車系統(tǒng)時(shí)需要改進(jìn)，使用電機(jī)系統(tǒng)作為動力源；包含電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)，電動車輪組件等高度集成，機(jī)電一體化的驅(qū)動組件是電動車電機(jī)系統(tǒng)專利申請的熱點(diǎn)之一。各類適合電動車的動力總成，包括發(fā)動機(jī)＋I(xiàn)SG，變速箱＋驅(qū)動電機(jī)，逆變器＋DCDC等，這樣的高度集成的部件是優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提供系統(tǒng)性能，降低成本的關(guān)鍵技術(shù)。圖26 電機(jī)及其控制系統(tǒng)和DC/DC變換 代用燃料汽車專利分析檢索和分析了1985年~2005年間在我國申請的與天然氣汽車、液化石油氣（LPG）汽車、醇醚汽車、氫內(nèi)燃機(jī)汽車等代用燃料汽車相關(guān)的專利。共檢索到密切相關(guān)專利151項(xiàng)，其中，與天然氣汽車相關(guān)72項(xiàng)，與LPG汽車相關(guān)36項(xiàng)，與甲醇汽車相關(guān)18項(xiàng)，與氫內(nèi)燃機(jī)汽車相關(guān)14項(xiàng)，與二甲醚汽車相關(guān)11項(xiàng)。分析結(jié)果表明，我國的申請量高于國外公司；整車專利申請量少，零部件申請量多；零部件主要集中在發(fā)動機(jī)。專利數(shù)據(jù)分析表明，在代用燃料汽車整車方面，專利申請量不大，并且申請人主要集中于國內(nèi)的院所和企業(yè)；而發(fā)動機(jī)零部件方面申請量比較大。 圖27清潔燃料汽車的專利分布（1）天然氣汽車的專利特點(diǎn)整車的專利少；部件專利主要集中在發(fā)動機(jī)零部件和燃料供氣系統(tǒng)方面。 圖28天然氣汽車專利主要技術(shù)領(lǐng)域分布（2）LPG汽車專利特點(diǎn)主要集中在發(fā)動機(jī)的零部件方面，%；整車和發(fā)動機(jī)專利很少。圖29 LPG汽車專利主要技術(shù)領(lǐng)域分布（3）甲醇汽車專利特點(diǎn)相關(guān)專利18項(xiàng)全是國內(nèi)申請；主要集中在發(fā)動機(jī)整機(jī)，占總數(shù)的78%；零部件方面非常的少。圖210甲醇汽車專利的主要技術(shù)領(lǐng)域分布（4）氫內(nèi)燃機(jī)汽車專利特點(diǎn)氫內(nèi)燃機(jī)汽車專利主要集中在內(nèi)燃機(jī)及其零部件方面。在發(fā)動機(jī)整機(jī)方面，國外和國內(nèi)申請專利數(shù)相當(dāng)，%%；發(fā)動機(jī)零部件方面的專利主要是國內(nèi)申請，%。 圖211 氫汽車專利主要技術(shù)領(lǐng)域分布（5）二甲醚汽車專利特點(diǎn)二甲醚汽車的申請專利共有11項(xiàng)，其中1項(xiàng)是國外申請。申請的項(xiàng)目涉及發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)零部件、燃料和燃料供給系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)等，各種專利申請數(shù)目分布比較均勻。 圖2－12二甲醚汽車專利主要技術(shù)領(lǐng)域的分布在“十五”期間，天然氣汽車的專利申請量呈逐年上升的趨勢，而LPG汽車和甲醇汽車的專利申請量在1998~2001和2002~2003期間比較多，在2004~2005年度有所下降；二甲醚汽車專利申請數(shù)額比較均勻。 圖2－12清潔燃料汽車專利年分布趨勢 專利分析結(jié)論通過對上述數(shù)據(jù)的分析，可以看到，在節(jié)能與新能源汽車整車方面，專利申請量不大，并且申請人主要集中于國內(nèi)的院所和企業(yè)；而電池方面申請量比較大，且國外申請人的申請量高于國內(nèi)申請，尤其是日本的一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在我國申請了大量的電池專利，其原因可能在于國外在動力電池和燃料電池方面的研究開始比較早，而且電池方面容易產(chǎn)生專利。通過分析，我們也看到，在任何一個(gè)方面，我國的研究院所和企業(yè)還都有可努力的方向。我國面臨的機(jī)遇和采取的對策：1）尋找技術(shù)突破口，增強(qiáng)技術(shù)核心競爭實(shí)力是關(guān)鍵。通過對專利技術(shù)信息的深入分析，國內(nèi)企業(yè)可以根據(jù)自身的研發(fā)實(shí)力，在具體技術(shù)領(lǐng)域突破技術(shù)瓶頸，在全球范圍內(nèi)取得市場先機(jī)，增強(qiáng)自身在國際市場上的核心競爭力。2）采取緊隨策略，有效運(yùn)用專利信息數(shù)據(jù)，探索企業(yè)發(fā)展空間，定位企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)競爭優(yōu)勢，確定企業(yè)在市場中的生產(chǎn)經(jīng)營方向。國外電動汽車技術(shù)起步較早，已經(jīng)積累了較多的專利技術(shù)。面對這樣的競爭格局，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)保持清醒的頭腦，對具體技術(shù)領(lǐng)域的專利分布情況進(jìn)行深入分析，在同一技術(shù)領(lǐng)域，國內(nèi)外專利技術(shù)的分布情況存在差異，可以了解國外專利技術(shù)優(yōu)勢所在，針對企業(yè)自身特點(diǎn)，尋找技術(shù)研發(fā)空間，也可以利用現(xiàn)用條件，對專利技術(shù)進(jìn)行二次開發(fā)。建議國內(nèi)相關(guān)企業(yè)從基礎(chǔ)專利入手，加大對二次專利的研發(fā)力度，努力尋找合適的研發(fā)空間，爭取更多的技術(shù)創(chuàng)新成果，積累更多的專利技術(shù)。3）深入分析競爭對手專利技術(shù)信息，汲取國外先進(jìn)企業(yè)在知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)查競爭對手的研發(fā)動向以及潛在侵權(quán)對象。目前，在電動汽車領(lǐng)域日本企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢尤其明顯。日產(chǎn)、豐田、電裝等企業(yè)都擁有較多的專利技術(shù)。建議相關(guān)國內(nèi)企業(yè)有必要針對具體競爭對手的專利申請狀況進(jìn)行深入分析，制訂應(yīng)對策略。4）靈活運(yùn)用專利申請、保護(hù)、實(shí)施策略，實(shí)現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)的最大價(jià)值。對于處于技術(shù)發(fā)展前端、創(chuàng)新難度較高的領(lǐng)域，根據(jù)企業(yè)自身