【文章內(nèi)容簡介】 地方政府大力支持下，一些民營科技企業(yè)，如北京的綠能、富原等公司，運用新的機制，也開展了燃料電池的開發(fā)，取得重要進展。 綜上所述，我國在汽車車身、汽車電子系統(tǒng)、材料、電動汽車的一些關(guān)鍵技術(shù)等方面已取得了很大的進展，這些為“十五”期間混合動力電動汽車和燃料電池汽車的開發(fā)創(chuàng)造了很好的條件。 （三）國內(nèi)外專利申請與授權(quán)情況 根據(jù)在國 家專利局對純電動與混合動力電動汽車和燃料電池授權(quán)專利情況的檢索，查 8 得相關(guān)專利共計 1287 項 (純電動與混合動力電動汽車 863 項，燃料電池 424 項 )，其中 1972～20xx 年在國外申請的專利 985 項 (純電動與混合動力電動汽車 725 項，燃料電池 260 項 )，1988～ 20xx 年在中國申請的專利 302 項 (純電動與混合動力電動汽車 138 項，燃料電池 164項 )，具體情況分析如下。 在中國申請的純電動與混合動力電動汽車專利狀況 在國家專利局，對 1988 年 12 月至 20xx 年 12 月期間授權(quán)的國內(nèi)專利進行檢索，查得純電動 及混合動力電動汽車相關(guān)專利共計 138 項，情況分析如下： 1． 1 總體情況 國內(nèi)申請人申請 96 項， 79 項是個人申請，國外申請人在中國申請 42 項。本田技研工業(yè)株式會社申請 8 項、瑞士 SMH管理服務(wù)有限公司申請 6 項、日本的豐田自動車株式會社、日野自動車工業(yè)株式會社、株式會社日立制作所、日產(chǎn)柴油機車工業(yè)株式會社也都在中國申請了專利。國內(nèi)北京市西城區(qū)新開通用試驗廠申請 4 項，北京二汽綠色電動汽車研究所、北京理工大學、清華大學均申請 1 項，國內(nèi)個人申請居多。國內(nèi)申請人申請的專利技術(shù)水平普遍比較低，且與純電動汽車相關(guān)的內(nèi)容居多。 除日本的上述幾家公司在中國申請了一些專利外，國外大部分知名的電動汽車和混合動力電動汽車方面的公司基本上還未在中國申請專利。 1． 2 申請內(nèi)容分析 申請內(nèi)容主要包括整車、電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)、電池及其能量管理系統(tǒng)、動力系統(tǒng)與控制、混合機構(gòu)與裝置、制動能量回饋等幾個方面。分布如下圖所示。 整車 32% 電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng) 14% 電池及其能量管理系統(tǒng) 10% 動力系統(tǒng)與控制 18% 混合機構(gòu)與裝置 4% 制動能量回饋 5% 國內(nèi)申請專利申請內(nèi)容分布圖 9 整車，共計 44 項 國外公司申請 13 項，國內(nèi)個人居多，單位申請只有 1 項 。在整車中，以純電動汽車為主， HEV以串聯(lián)式為主。 電機及其控制系統(tǒng)，共計 19 項 國外公司申請 4 項，國內(nèi)單位申請 3 項。以直流電機為主，稀土電機也占一定比例。電動輪的專利所占比例也比較大。代表性的技術(shù)有把直流電轉(zhuǎn)換成交流電以便控制電機的驅(qū)動電路；保證逆變器輸出頻率不隨感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子頻率而變化的電動車輪控制裝置；具有自動弱磁調(diào)速功能的電動汽車牽引直流電機控制器等。 電池及其能量管理系統(tǒng)，共計 14 項 國外公司申請 6 項，國內(nèi)單位申請只有 2 項。蓄電池本身的專利只有國外申請的 1 項，國內(nèi)兩家單位的專利重點在電量的精確估 計和電池的監(jiān)測。國外的其它專利重點在電池的能量管理技術(shù)。代表性的技術(shù)有通過調(diào)節(jié)冷卻或加熱介質(zhì)的流動或調(diào)整流路橫截面積，有效地冷卻或加熱電池；依據(jù)車速和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，對 DC／ AC 逆變器進行控制；通過測定的電壓值及電流值與存儲在存儲器中的充放電特性進行比較，進行蓄電池充電電流及放電電流的控制。 混合機構(gòu)與裝置，共計 5 項 國外公司申請 4 項，國內(nèi)單位申請 1 項。代表性的技術(shù)有豐田的基于行星齒輪系統(tǒng)的混聯(lián)式動力分配器；通過離心離合器、變速器、單向離合器實現(xiàn)電機和發(fā)動機動力的并聯(lián)式耦合機構(gòu)。 動力系統(tǒng)與控制，共計 25 項 國外公司申請 10 項，國內(nèi)個人居多，單位申請只有 1 項。多數(shù)與控制方法與技術(shù)相關(guān)，有并聯(lián)式 HEV的動力系統(tǒng)， HEV動力系統(tǒng)的控制方法。還有電控氣動式和電動式機械式自動變速器及自動離合器方面的專利技術(shù)。典型技術(shù)有串聯(lián) HEV中通過電池的能量管理，使發(fā)動機工作在理想工況點的控制技術(shù)；從負載傳動狀態(tài)切換到空載傳動狀態(tài)的過渡周期內(nèi)防止電動機輸出扭矩突變的控制技術(shù)；慣性飛輪儲能技術(shù)。 10 制動能量回饋，共計 7 項 國外公司申請 5 項。典型技術(shù)有制動時通過控制傳動裝置的速比，使電機的轉(zhuǎn)速等于最佳轉(zhuǎn)速；制動時電機與原制動系統(tǒng)的協(xié) 調(diào)控制。 在中國申請的燃料電池技術(shù)專利狀況 在國家專利局，對 1986 年 5 月至 20xx 年 3 月期間授權(quán)的國內(nèi)專利進行檢索，共查得燃料電池技術(shù)相關(guān)專利共計 164 項，情況分析如下： 2． 1 總體情況 國內(nèi)申請者申請了 41 項，主要為職務(wù)發(fā)明，由單位申請。名列前三名的單位為中科院(以大連化學物理研究所為主 )13 項，北京世紀富源燃料電池公司 7 項，清華大學和吉林大學各兩項。其中，申報與車用質(zhì)子交換膜燃料電池有關(guān)的燃料電池專利的主要單位為大連化學物理研究所、北京世紀富源燃料電池公司、清華大學。國外申請者共申請 123 項。其中 與車用燃料電池技術(shù)相關(guān)的專利主要有 34 項。值得注意的是，在國際車用燃料電池領(lǐng)域比較著名的公司基本沒有在中國申請相關(guān)專利。 2． 2 申請內(nèi)容分析 重點對外國公司在中國獲得的與車用相關(guān)的 34 項專利按申請內(nèi)容進行分類介紹。申請內(nèi)容分布如下所示。 燃料電池關(guān)鍵材料與部件 43% 燃料電池組 18% 制氫、貯氫 21% 燃料電池輔助系統(tǒng) 9% 燃料電池動力系統(tǒng)與控制 9% 燃料電池關(guān)鍵材料與部件，共計 15 項 這些專利涉及燃料電池電極、電解質(zhì)隔膜、雙極板等方面，包括設(shè)計、制作與材料制備方法，其中有七項專利涉及雙極板結(jié)構(gòu)、材料及 其制作方法。尤其是使用新型復合材料作 11 為雙極板材料的專利值得重視。分別是： 1） H動力公司：使用集成流體控制薄層技術(shù)的燃料電池 2)w． L戈爾及同仁股份有限公司：管狀聚合物電解質(zhì)燃料電池組件及其制造方法 3)磁電機技術(shù)有限公司：高分子電解質(zhì)一燃料電池膜片濕度的調(diào)節(jié)方法與高分子電解質(zhì) 4)德諾拉有限公司：聚合物膜燃料電池用氣體擴散電極 5)美國 3M 公司：用于膜電極組合件的催化劑及其制備方法 6)能量研究公司：改進的雙極板隔離器 7)日本電池株式會社：高分子電解質(zhì)膜、電化學裝置和高分子電解質(zhì)膜的制造方法 8)日立化成工業(yè)株式會社：燃料電池的帶溝隔板的制造方法 9)賽特技術(shù)有限公司：傳導性的熱固性模塑組合物及其制造方法 10)松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社：燃料電池用電極及其制造方法 11)陶氏化學公司：燃料電池的薄膜電極組件用的流場結(jié)構(gòu) 12)瓦斯技術(shù)協(xié)會：質(zhì)子交換膜燃料電池雙極性隔板 13)西南研究會 G迪恩利 J H阿爾普斯：電極電催化劑的方法和用該方法形成的電極 14)衣阿華大學研究基金會：梯度界面復合材料及其方法 15)尤卡碳科技公司：撓性的石墨復合材料 ●燃料電池組，共計 6 項 該類專利申請單位包括意大利德諾 拉公司、美國氫動力公司、德國西門子公司等知名公司。申請內(nèi)容各具特色。此外有關(guān)燃料電池組中損壞電池的處理方法的專利很值得參考。分別是： 1)H動力公司：采用集流控制方式的塑料小板燃料電池 2)德諾拉有限公司：具有外圍冷卻系統(tǒng)的離子交換膜燃料電池 3)東芝株式會社：設(shè)有氣體集流腔的燃料電池 4)三洋電機株式會社：燃料電池疊層中損壞電池的處理方法 5)松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社：高分子電解質(zhì)型燃料電池及其制造方法 6)西門子公司：帶有固態(tài)聚合電解質(zhì)的燃料電池 ●制氫、貯氫方法，共計 7 項 此類專利涉及面較窄，方法較少， 反映出該領(lǐng)域的難度和不成熟。其中，應(yīng)當引起重視的是豐田公司申請的車載制氫中的難點問題 —— CO 降低方法的專利。分別是： 1)H 2 一技術(shù)有限公司：用等離子體轉(zhuǎn)化爐生產(chǎn)氫氣的方法和裝置 2)巴布考克及威爾考克斯公司：儲存和分配氫氧燃氣到燃料電池的燃料油箱 3)豐田自動車株式會社：一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的方法 4)尼亞加拉莫霍克能量公司：具有電化學自動熱重整器的電化學氫壓縮器 5)日本鋼管株式會社：制造氫或合成氣體用的催化劑及制造氫或合成氣體的方法 6)松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社：氫精制裝置 ●燃料電池 輔助系統(tǒng)，共計 3 項 此類專利的申請單位較少，專利數(shù)量少，創(chuàng)新性不顯著，技術(shù)水平不高。 1)三洋電機株式會社：燃料電池發(fā)電裝置冷卻系統(tǒng) 2)三洋電機株式會社：燃料電池集電設(shè)備 3)三洋電機株式會社：燃料電池系統(tǒng)的歧管裝置 ●燃料電池動力系統(tǒng)與控制，共計 3 項 此部分申請量也很少，基本沒有實質(zhì)性內(nèi)容，且尚未形成燃料電池發(fā)動機的概念，反映出燃料電池系統(tǒng)集成技術(shù)水平十分滯后的現(xiàn)狀。分別是： 12 1)尼亞加拉莫霍克能量公司：具有電化學自動熱重整器的燃料電池供電設(shè)備 2)三洋電機株式會社：燃料電池電源系統(tǒng)的控制器 3）三洋電 機株式會社：啟動燃料電池動力系統(tǒng)的方法 在國際上申請的相關(guān)專利狀況 3． 1 純電動與混合動力電動汽車方面 1972 年 3 月～ 20xx 年 9 月 (以公告日為準 )在國外申請的有關(guān)純電動及混合動力電動汽車方面的專利共有 725 項。以日本居多，其次是美國和歐洲，許多知名的公司均申請了大量的專利。申請數(shù)量前十名的公司為 TOYOTA MOTOR C0LTD， 93 項： AQUEOUS RES， 48項； NISSAN MOTOR CO LTD， 47 項； MITSUBISHIMOTORS CORP， 34 項； HONDA MOTOR CO LTD， 33 項； DENSO CORP， 28 項； HONDA GIKEN KOGY0 KABISUIKI KAISHA，22 項： TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA， 19 項： NISSAN DIESEL MOTOR C0 LTD，19 項； DaimlerChysler CorporatiOn， 17 項。所有的專利基本上以混合動力電動汽車相關(guān)技術(shù)為主，以整車的型式申請的專利占相當?shù)谋壤?，專利幾乎覆蓋混合動力電動汽車相關(guān)技術(shù)的所有方面。代表性的申請人及其專利主要內(nèi)容如下表。 申請人 數(shù)量 專利主要內(nèi)容 AQUEOUSRES 48 HEV 整車，動力分配技術(shù)。 AUDINSUAUTOUNIONAG 3 HEV 整車， ttEV用變速器。 AVL VERBRENNUNGSKRAFT 2 HEV 中發(fā)電機的控制。 MESSTECH BOSCHGMBHROBERT 7 動 力系統(tǒng)及輔助裝置的控制。 DaimlerChysle~Corporation 17 涉及 HEV整車、 HEV動力系統(tǒng)及控制技術(shù)、 HEV 中發(fā)動機的控制、機械式自動變速器、電機的控制方法、純電動和內(nèi)燃機驅(qū)動的切換裝置 DENSOCORP 28 涉及 HEV整車控制器、 HEV整車、 HEV 內(nèi)燃機控制、動力分配器、蓄電池冷卻、蓄電池充電裝置、空調(diào)和加熱裝置、空壓機 FICHTELamp。amp； SACHSAG 15 均為 HEV的驅(qū)動控制技術(shù) FORD 14 涉及制動能量回饋系統(tǒng)和 ABS的協(xié)調(diào)控制與牽引力控制、與ISA 結(jié)合的發(fā)動機曲軸位置的確定技術(shù)、基于渦輪發(fā)動機的HEV電驅(qū)動技術(shù)、 HEV的能量管理、并聯(lián) HEV驅(qū)動系統(tǒng) FUJI ELECTRIC CO LTD NISSAN 4 HEV 的驅(qū)動系統(tǒng)、 EV整車、電源 DIESELMOTOR CO LTD FUJI HEAVY IND LTD 3 HEV的驅(qū)動、 HEV 整車、低壓電源 GEN MOTORS CORP 3 HEV 傳動機構(gòu)、制動回饋技術(shù) 13 GeneralMotorsCorporation 3 雙電機復合傳動機構(gòu) HINO MOTORS LTD 4 HEV 整車、 HEV控制技術(shù)、絕緣箱 HITACHI LTD 12 HEV 整車及其驅(qū)動控制、混合電池的 EV 驅(qū)動 技術(shù) 、 HEV用發(fā)動機廢氣再循環(huán)技術(shù)、同步 發(fā)電機、電源 HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKIKAISHA 22 涉及 HEV控制系統(tǒng)、 HEV整車、扭矩沖擊減弱裝置、動力分配器、車速控制技術(shù) HONDA MOTOR CO LTD 33 涉及 HEV整車、 HEV的控制系統(tǒng)、發(fā)電機控制系統(tǒng)、發(fā)電機、EV 電池、內(nèi)燃機發(fā)電機組沖擊