基于文獻和專利數據預測的新能源汽車產業技術發展動向

姜龍睿

摘要：在本論文中，以新能源動汽車為主題，利用SCIE和SSCI雜志上發表的論文數據進行的時間數列分析和利用國際專利分類（International patent classification，以下IPC）的專利數據進行的時間數列分析和利用節點Excel的網絡分析，通過2010年到2020年這十年間新能源汽車的發展了解新能源動汽車的技術動向，通過專利和論文數據的相關關系分析分析技術動向。另外，通過預測技法之一的加權移動平均法預測了新能源汽車的希望要素技術。本研究結果顯示，新能源汽車要素技術中電池技術是有希望的技術。

關鍵詞：新能源汽車產業;專利方向;動向分析;動向預測

中圖分類號：G306文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2020）21-00026-03

1 引言

回望20年來，從2001年國家出來一系列關于新能源汽車產業戰略規劃和政策指導開始，到2009年“十城千輛”的快速發展新起點，再到2020年超過130萬輛銷量的輝煌成績，這為推動中國新能源汽車產業高質量可持續發展、加快建設汽車強國奠定了堅實基礎。眾所周知，溫室氣體排放增加導致大氣層遭到破壞且加劇全球變暖，世界許多國家和地區都紛紛出臺相關政策以促進新能源汽車產業的發展。首先，美國在1990年加州出臺零排放汽車（Zero Emission Vehicle，ZEV或稱BEV和FCEV）;2007年布什政府發布《2007年能源獨立和安全法案》要求所有車型的CAF?到2020年時提高至35英里/加侖;2013年奧巴馬政府制定了“EV everwhere”計劃，消費者在購買電動汽車后最高可或一萬美元退稅，政府授權能源部24億美元用于在建設電動汽車和電池制造設施等一攬子政策。其次，在歐洲，德國政府于2009年通過500億歐元經濟刺激計劃，購買電動汽車可享受4 000歐元/車的補貼優惠，到2019年增加至6 000歐元/車的補貼，補貼力度空前;英國政府資助支持開發用于純電動和混合動力汽車的先進高效電氣系統，同時協助各大城市部署具有成本效益和兼容性的充電網絡系統，而補貼則按續航里程2 500～8 000歐元不等;法國對購買電動車的消費者提供每輛1.5萬法郎的優厚補貼并投入15億歐元用于充電站建設以實施“發展電動汽車全國計劃”;挪威不僅購買電動汽車可以享受國家的能源補貼，還可免征銷售稅和25%增值稅。購買后還可以利用共用充電樁免費充電、公共場所免費停車，免收高速公路、輪渡渡口、橋隧地段的通行費。而我們的近鄰日本和韓國也有相關積極的政策去引導新能源汽車的發展。以日本為例，首先提出官產學研的研發應用機制。由汽車生產企業、電機電池生產企業和名校共同建立新能源產業聯盟、實施新能源電池項目研究，并從2009年起實施綠色稅制，并提供2 300億日元資金用于支持節能環保車型補貼。韓國政府則是從延長汽車特別消費稅稅率下調政策的實施期限、引進動力電池租賃服務等方面大幅減輕購買新能源汽車的負擔，從而起到系能源汽車的普及和推廣作用。Cho Jae-shin把握韓美貿易協定中把握環境相關的協議后，通過IPC類別分析電動汽車專利動向，從而統計的預測出未來申請動向，即日本的電動汽車相關專利申請件數是韓國專利申請件數的4.5倍，并且預測出將來韓國將集中地投資國際電動車專利分類（IPC）。

2. 先行研究

本文利用文獻分析出相關技術發展階段，各申請人專利占有率、國際專利分類（IPC）的專利申請動向和主要國家的分析新能源汽車領域的技術水平，通過梳理發現：于曉勇等使用關鍵詞檢索法檢索專利，對中美兩國電動汽車技術進行比較研究，得出美國和日本在電動汽車領域仍占首要地位的結論，Kwon Young-ii分析了混合動力汽車相關領域專利的年度申請動向，利用專利投資組合分析的汽車技術發展階段、申請人的專利占有率、國際專利分類（IPC）的專利申請動向和主要國家的混合汽車領域技術水平，同時考察了主要國家在混合動力汽車領域的研究開發階段，利用這些國家技術競爭力相關的科學技術領域的論文和專利分析引用的傾向;PilkingtonAlan、Romano Dyerson、Omid Tissier分析了1977年到2000年代美國電動汽車的專利數據，分析出力量系統、控制系統、電池部分占全部專利的55%、輔助系統部分的20%，在發動機、電池部分和控制部分領域擁有很多專利。本論文以新能源汽車（混合動力電動汽車HEV、純電動汽車BEV、燃料電池電動汽車FCEV、插電式混合動力汽車PHEV）為對象，利用專利和文獻數據，通過關鍵詞分析和網絡分析，分析電動汽車技術動向，提出了對策建議。

3 研究方法

3.1 分析方法

本文將專利及論文數據分為數列、關鍵詞，數據網絡分析過程如圖1，具體包括：數據采集及精制階段、時間序列分析階段、網絡構成及分析階段、動向預測階段。

3.2 分析對象

以我國電動汽車專利為對象設定，檢索2012年1月至2019年12月的數據。在PatViewer使用的搜索式是快速檢索=（混合動力電動汽車）or（HEV）or（純電動汽車）or（BEV）or（燃料電池電動汽車）or（FCEV）or（插電式混合動力汽車）or（PHEV）。

4 數據分析

對于檢索到的新能源汽車技術領域的申請量進行時間序列的分析，如圖2。

可以看到，在2012—2019年，我國新能源汽車整體申請數量穩步上升。主要原因在于，隨著國家和民眾對于環保的要求和能源消耗的要求省級，各大汽車廠商都希望能夠盡快投入使用新能源汽車以替代傳統能源汽車，進而加大了在新能源上的研發和資金投入，這大大促使了我國新能源方面的專利申請數量和發展。2019年，申請量一直維持沒有上升的趨勢，并且相比2018年有大約50%的降幅，一是說明我國新能源技術已經到達創新瓶頸期，專利申請乏力。二是我國尚未突破相關核心技術階段，但是在樣車實測上申請量依舊較為活躍。相比2014年，2019年的申請量依舊保持在相對穩定的水平，這說明我國新能源汽車領域，技術創新活躍，依舊處于較好的發展階段。

5 新能源汽車技術的專利人分析

由分析可知，我國新能源汽車技術專利申請量排名前10的申請人分別是北京新能源（16%）、比亞迪（15%）、豐田（14%）、福特（12%）、現代（11%）、奇瑞（8%）、浙江吉利（7%）、北汽福田汽車（6%）、起亞自動車株式會社（6%）、中國第一汽車股份有限公司（5%）。總體來看，隨著全球對新能源的重視和傳統能源的消耗殆盡，我國出臺了相關新能源的政策，逐步向新能源開放優惠，也加大對新能源技術研發的資金投入和技術支持，使得各大國企對新能源汽車技術領域的技術得到長足的進步。從比亞迪、背景新能源汽車等公司的占比中可看出，我國已經逐漸形成了龍頭企業帶動效應，新能源技術團隊也在逐步壯大。但是，從數據上看，國外企業如豐田、福特、起亞為首的一些知名企業也在我國新能源技術領域占據了前十名的好幾席。相比于國外大型企業，我國新能源汽車行業起步較晚，而國外汽車品牌技術起步較早，申請意識較強，數量較多，例如排名比較靠前的豐田自動車株式會社、福特公司、現代自動車株式會社。

6 新能源技術的IPC分析

文章通過對新能源汽車技術的IPC分析，即專利申請技術分類的構成分析，重點對新能源汽車行業相關技術領域和主要研發活動進行系統分析，從而確定明確該項技術的發展趨勢。從2012—2019年在中國的新能源汽車技術高產IPC分布情況如圖3所示。

不難看出，我國專利主要集中部分是B60L方向，該方向占據了36%的比例，這部分包括了電動車輛動力裝置、車輛輔助裝備的供電、一般車輛的電力制動系統、車輛的磁懸置或懸浮、電動車輛的監控操作變量、電動車輛的電氣安全裝置等有關車輛電動操控制動方向的項目，另外一個較為熱門的技術方向是B60K方向，主要包括與車輛主要包括對車輛動力裝置的冷卻、車輛有關輔助驅動的系統，兩個或兩隔以上不同原動機的裝置和安裝;其次是H01M和H02J方向，其中H01M方向主要涉及將轉變化學能為電能的技術方法或裝置，包括電池組，H02J主要為汽車電路裝置或系統，包括供電或配電措施和電能儲存系統有關方向。通過申請量我們可以發現，目前新能源技術的主要任務是H01M方向，即電池組方向，另外對B60K的研究也在慢慢增多，正在逐步成為研究熱點。

7 結論與建議

通過對2012—2019年我國新能源汽車驅動電機專利的分析之后，可以得出以下結論：首先，近十年來，我國在新能源汽車技術發展領域持續發展，專利申請量和授權量都穩步上升，并在地域上形成了五個區域技術集群：長三角、珠三角和東北三省的聯動，同時出現了比亞迪、北京現代等重點汽車企業作為領頭羊引領行業的發展。再次，近十年來，我國新能源汽車技術發展有賴于我國對新能源的密切支持和資金扶持，我國的專利申請量一直保持穩步上升的狀態，與全球該技術領域疲軟態勢形成較為明顯的對比。但是，我國在新能源汽車產業上呈現出大而不強的狀態，在專利布局上側重于國內的布局和忽視了國外戰略布局。究其原因，這與我國關鍵技術領域缺乏創新相關，在新的國家頂層涉及中，應當兩手抓國內國外市場，鼓勵技術發明和技術創新，激勵國內車企參加國外有關創新活動等。

參考文獻：

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