車內消毒技術的專利申請進展

中圖分類號：U471 DOI：10.20042/j.cnki.1009-4903.2025.02.017

Abstract：Chinaleadsinpatentsbutfacesqualitygaps.Techevolvedfromchemical/physicaltoUVC-LEDandmulti-modalsystems. Curentrends：compactsmartdevices（boostedbyVsector）.Futurefocus：plasmasterliztionanddurableantimicrobalmaterals to bypass patent barriers.

Keywords：Disinfectioninsidevehicles;Patentanalysis

0 前言

隨著城市化進程加快和汽車保有量激增，車內密閉空間的健康風險已成為公眾關注的焦點。車內污染源主要包括內飾材料釋放的甲醛、苯系物等揮發性有機物，以及空調系統滋生的霉菌、外部侵入的病原微生物（如流感病毒）等。長期暴露于此類污染環境中，可能引發呼吸道疾病、過敏反應甚至致癌風險。隨著消費者對生活品質追求的持續走高，其對車內消毒技術的需求顯著提升，政策法規亦同步強化：2016年1月，推出GB/T27630-2011《乘用車內空氣質量評價指南》（首發，推薦性）的修訂版“征求意見稿”（許多指標加嚴，并升級為強制性標準，尚未正式發布）；2022年9月13日，中國消費品質量安全促進會批準發布了第一版《健康汽車技術規則》（適用于M1類車型，之后修訂版尚未發布），進一步將抗菌抑菌功能納入車輛健康評價體系，推動技術研發向高效化、智能化方向迭代；2024年1月1日，全國首個《新能源汽車車內空氣質量健康評價指南》（T/SZS4073-2023，團體標準）正式實施，該標準在現行GB27630-2011的8種污染物基礎上增加了VOCs指標，并對苯、甲苯、二甲苯和乙苯4種污染物的限值進行了收嚴。

車輛內部消毒的主要方式包括化學消毒、蒸汽消毒、臭氧消毒、光觸媒消毒、霧化消毒及紫外線消毒、等離子體消毒等[2Il]。（1）化學消毒：通過噴灑過氧乙酸或84消毒液等化學制劑實現快速殺菌，操作簡便但存在腐蝕內飾和殘留異味的問題；（2）蒸汽消毒：通過高溫蒸汽配合殺菌劑清潔車內縫隙，能有效抑制細菌但操作復雜，且高溫可能損傷電子元件；這2種方式一般用于臨時對車內進行滅菌，并不需要將該結構整合至車內結構。（3）臭氧消毒：利用臭氧發生器產生高濃度臭氧，可廣譜殺菌且無二次污染，但長期使用可能加速橡膠老化，并需人員撤離；（4）光觸媒消毒：依賴二氧化鈦在光照下催化分解甲醛等污染物，效果持久但受限于紫外線穿透力，在未配置相應的紫外燈的情況下效果并不佳；（5）霧化消毒：通過擴散消毒劑覆蓋全車死角，安全性高但殺菌效果有限且凈化過程緩慢；（6）紫外線消毒燈：通過破壞微生物DNA實現無接觸殺菌，但對人體有害且覆蓋范圍有限。（7）隨著消毒技術的發展，部分企業還從抗菌材料上入手，來降低車內污染的可能性。

下文中將結合車內消毒技術的專利進展情況進一步展開分析。

1全球專利分布情況

1.1從全球年申請量變化看車企競爭態勢

筆者通過關鍵詞結合分類號在INCOPAT數據庫進行檢索，在申請時間截至2023年底的情況下，共得到8031個專利族申請。在對申請時間排序后，可以看出1986年前，相關申請的年申請量不超過20件，屬于車內消毒技術發展的萌芽期；自1987年起，年申請量開始超過20件，并呈逐年上升趨勢，2019年達到近400件的申請量，屬于車內消毒技術平穩上升階段；2020年申請量迎來了重大突破，達到了1200余件，屬于申請量的巔峰階段，即使從此起申請量依次逐年下降，在2023年也保持在年申請量400余件的水平。可見隨著人們生活水平的提高，在車輛的基本運輸功能和安全功能已經差異很小的情況下，車企之間的競爭已經向高端化和精細化推進；而車內消毒技術作為提高消費者舒適度和健康水平的附加手段，一直取得了長足和穩定的發展。

1.2從全球申請人分布情況看我國創新能動性

之后，筆者統計了申請量最高的前8個國家及申請量最多的10個專利申請人。申請量最高的8個國家分別為中國、韓國、日本、美國、德國、土耳其、法國和西班牙，申請量最多的10個專利申請人分別為日本豐田、美國福特、韓國現代、法國法雷奧、日本電裝、德國寶馬、德國戴姆勒、中國吉利、美國波音以及中國長城。

由數據可以得出，中國的專利申請量位列全球第一，約等于全球其他國家的申請量總和，可見我國對車內消毒技術較為重視，這與我國近年來崛起的新能源汽車市場密不可分。之后的韓國、日本、美國、德國等國家也是傳統的汽車強國，其均在汽車市場耕耘多年，在車內消毒技術上也多有布局。

雖然中國整體的申請量位居第一，但在申請量前十的申請人中，中國僅有吉利汽車和長城汽車進入排名，且排名并不靠前，這也說明即使是我國的汽車龍頭企業，在車內消毒技術上的專利布局也并不多；我國的專利多分布在各個分散的申請人手中，這也說明了車內消毒技術的門檻并不高，我國車企的創新高度也有待提高。

1.3從專利申請制度類型看我國創新水平

專利申請制度包含發明專利申請和實用新型專利申請。實用新型專利申請并不進行實質審查過程，相對而言其申請的質量低于發明專利申請。在申請數量較多的前5個國家中，中國與韓國、日本和德國同樣具備實用新型申請制度。通過對專利申請的類型進行分析，中國的4000余件申請中有近2/3的專利申請為實用新型，而日本、韓國、德國的實用新型占比均在三成左右。中國相對較高比例的實用新型申請也表明了中國的平均創新水平相對較低。

另外，在發明專利申請中，中國的發明授權的授權比例僅為1/4左右，而美國和韓國的授權比例將近七成，日本和德國的授權比例也超過了三成，可見我國的車內消毒技術的整體發展水平還有待提高，也同樣表明了我國的相關專利申請大而不強的形勢。

2 專利技術演進

2.1 車內消毒結構的雛形（化學消毒）

數據顯示，早在1912年，英國的旺達女士即提出了一種冷藏車適用的空氣凈化裝置，其在冷藏車原有的循環冷卻進風管道內設置了沾有除臭劑的多孔材料以對通過的空氣進行消毒。1918年，同樣是來自英國的詹姆斯制造了一種車載消毒屋結構，將蒸汽汽車的蒸汽通入消毒屋內以利用消毒物進行滅菌。這基本構成了車內消毒結構的雛形。

2.2從空氣濾芯（物理方法）到氣味掩蔽

近代的汽車均配置了車內空氣濾芯，其在一定程度上提高了進入車內空氣的潔凈度。1968年，德國的康斯坦丁在機動車的空氣管道上設置了高直流電壓源及相應的放電、接地裝置以提供離子化消毒功能，但該結構的實際使用極難實現。19世紀70一80年代，隨著美國汽車工業的崛起，車內空氣凈化技術也成為了汽車生產廠商競相爭取的熱點，此時的消毒方式主要集中于通過各種香料釋放裝置將各種氣味（香味）發散于車內，由于車內環境較為封閉，氣味（香味）可以持續取得較好的效果，但其主要是起到氣味掩蔽作用，并不能改善車內空氣質量。

2.3從活性炭吸附過濾（物理方法）、紫外線（燈）消殺到光觸媒消毒

1985年，德國的戴姆勒公司發明了一種車內使用的活性炭吸附過濾結構，其通過旋轉的活性炭圓筒結構對車內流通的空氣進行過濾，再通過一個額外設置的加熱結構使活性炭內吸附的異味氣體解吸，從而能夠實現設備的持續性使用，這也代表著消費者開始注重車內消毒技術的實用性。

此間，日本的汽車工業也在迅速崛起，1988年日本的清水建設公司申請了一種香味供給裝置，其能夠根據汽車運轉的各種信息推送不同香味進入車內，如提神、緩解堵車焦慮等；1990年，日本的日油公司同時將紫外線照射裝置和臭氧發生裝置設置在救護車內以對車內設備進行消毒，這也是首次在真正意義上實現了車內菌落數的降低；同年，日本的豐田公司即對救護車內的殺菌燈進行了改進，將殺菌燈與救護車的通風系統進行整合，從而降低了空氣污染的可能性。在我國現代專利制度起步較晚的情況下，1991年北京的段沫石等人也申請了一種用于車內的紫外線殺菌空氣凈化器，其此時已經在紫外燈管外設置了遮光板以防止紫外線傷害周圍環境中的人體和生物。同年，日本的日立公司申請了一種具有除臭功能的汽車用空調裝置，其在汽車原有的空調內部添加了具備光催化劑的吸附體及相應的紫外光源，通過光催化反應對空氣中的微生物進行消殺，這也是首次在汽車中使用光觸媒結構。

2.4從霧化劑消毒（蒸汽消毒）、紫外發光二極管（紫外燈小型化）到抗菌材料

1995年，日本的田熊公司將液態過氧化氫設置在超聲波加濕器中，在對其進行霧化后供入列車等交通工具，這種通過霧化消毒劑對車內進行消毒的方式，為之后的消毒技術打開了思路。韓國現代公司也于此時開始進行車內消毒技術的研究，并于1996年首次提出了一種能夠識別乘客乘車才進行工作的揮發性車內芳香裝置。在之后10年內，車內消毒裝置主要從小型化、便于更換方面進行演進。2005年，隨著日本研制成功紫外發光二極管技術，打破了原有的汞紫外燈體積大、耗能高的問題，日本的渡邊智等人率先做出了在車輛內部使用紫外發光二極管的專利申請，并結合計算機程序對紫外光的啟閉進行智能化控制，至此，通過紫外光對車輛內部進行消毒成為了最主流的消毒方式。2015年，韓國的首爾偉傲世集團申請了一系列緊湊型紫外發光二極管搭配光催化過濾器的專利申請，其通過調整光觸媒的種類以及紫外光的峰值波長，發揮光催化過濾器最佳的殺菌性能。同年，美國的福特公司開始在車內消毒技術上發力，其申請了一批車內使用的抗菌材料以及消毒指示表面，致力于從源頭上減少微生物的成長，并合理控制消毒終點。

2.5對紫外發光二極管的各種改進及其他消毒方式

隨著紫外發光二極管的應用，后續的各種改進也主要針對如何增加照射面積、提高照射均勻性、防止對人體造成損傷等方面展開。2020年起，中國的東風延鋒汽車配件公司與首爾偉傲世集團進行合作，申請了一批便于安裝在汽車上各個位置的紫外發光二極管配件，用于使紫外光的發光分布更加均勻。同年，吉利汽車公開了一種車內消毒的控制方法，其可以執行定時消毒、識別車輛使用頻率的自動消毒、確保人員離車后才進行消毒等多種工作模式，使得車輛的使用更加智能化和健康化。2023年，北京汽車集團設置了一種車內的毫米波雷達和二氧化碳濃度信號檢測器用于核對車內是否存在活體，從而避免紫外線消殺對人體或動物體造成損傷。

鑒于車內消毒技術已經日漸成熟，想要獲得新的授權變得更加困難，2020年后，很多創新型車企也開始在紫外消毒之外的消毒方式上進行深入研究。比如，比亞迪公司于2022年提交了一項車內使用的除菌劑及相應的制備方法，其通過在除菌劑內添加相變材料以減緩揮發速度，從而實現除菌劑長效、低濃度的消毒效果。

通過上面對車內消毒技術的總體分析，可見近代越來越多的專利申請同時涉及2種以上的消毒方式；不同的消毒方式能夠達到不同的效果，尤其是在消費者對車內環境要求越來越高的情況下，可以預見性地通過多種消毒方式的疊加來進一步提高消毒效果。但是，通過不同消毒裝置或多種消毒劑的簡單組合，并不能使相關專利技術獲得授權；因此，應當深入對各種消毒技術的原理作進一步的研究，以探尋多種消毒技術、多種消毒劑之間的協同增效效果。

3展望

車內環境相對較為封閉，對其內部的設施和空氣進行消毒和凈化一直是客觀需要的技術。車內消毒技術從簡單的使用消毒液直接噴灑，逐漸演變為如今更為小型化、智能化的車內配套設施，致力于讓消費者在感覺不到消毒裝置存在的情況有效凈化車內設施和空氣。前文的專利數據也說明，這是一個持續且競爭激烈的技術領域。

隨著新能源汽車技術的崛起，我國從眾多的汽車強國中突圍而出，在保障基本的汽車操縱性能和安全性能的基礎上，追求更多的舒適性和功能性成為了新時代的廣泛需求；車內消毒技術不再局限于冷藏車、救護車等特種車輛，消費者對清新健康的車內環境的要求在不斷提高，加上共享汽車等新機遇的出現，也為車內消毒技術提出了更高要求。

在汽車相關政策的支持下，我國已經形成了完備的汽車產業鏈。我國企業需要提升車內消毒專利技術的高度，在眾多國外大型車企的專利包圍中開辟道路。未來我國的車內消毒技術可以從等離子體消毒上發力，利用等離子體優于紫外覆蓋范圍且不存在任何殘留問題的優勢提高車內消毒的速度和效果；也可以從抗菌材料上入手，研究能夠通過材料表面物理結構防止微生物附著或緩慢釋放消毒劑的相關技術。筆者相信在我國車輛制造技術不斷進步的情況下，車內消毒技術也會一并取得可觀的進步。

參考文獻

[李慧敏，等.淺析汽車車內除味及消毒[J].現代工業經濟與信息化2013（10）.58—59.

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[3]王賀.測溫、消毒、過濾汽車為抗“疫”智能升級[J].智能網聯汽車，2020（02）.24—27.