新能源汽车产业专利分类修订与产业发展关联初探

摘 要：专利分类体系是高效检索技术的工具，分类体系的修订和全球技术发展密切相关，修订内容能够反映出产业技术发展的热点和方向，文章探讨了新能源汽车产业关键技术与对应专利分类体系修订的关联，对产业发展方向从专利技术的角度提出建议。

关键词：专利；分类修订；新能源汽车；产业发展

1 专利分类体系简述

建立在《关于国际专利分类斯特拉斯堡协定（1971）》基础上的国际专利分类体系（下文简称IPC）为专利文献提供了一种共同的分类工具，其建立的首要目的是为各知识产权局和其他使用者建立一套用于专利文献的高效检索工具，用以确定新颖性，评价专利申请中技术公开的发明高度或非显而易见性；此外，IPC还可用于对某一技术领域中的现有技术进行调研，对工业产权进行统计，从而对该领域的现有技术做出评价[1]。IPC是当前世界上应用最为广泛的检索专利文献的高效工具，其按照树状结构划分某一技术整体，并从功能和应用的角度设置了分类条目。

除IPC分类体系外，欧洲专利局（EPO）还拥有建立在IPC基础上的、更为细化的内部分类体系（下文简称ECLA），自2013年起，在ECLA基础上结合了美国专利商标局（USPTO）的分类实践，建立了联合专利分类体系（下文简称CPC），为欧洲专利局和美国专利商标局共同拥有。同时，日本特许厅（JPO）也拥有建立在IPC基础上的、更为细化的内部分类体系FI，以及专门为计算机检索而开发的专利分类体系F-Term。这些更为细化的分类体系为精细化检索专利文献提供了可能。

2 专利分类与产业发展之间的关联

专利分类体系是出于管理和检索专利文献的目的而建立的，它建立的原则是：将专利文献中同一技术主题归于同一分类条目下，从而便于在需要时通过该条目获取到相应的技术主题。随着技术和产业的发展，某一技术领域中的专利申请数量不断增长，到达一定数量之后，相关的一个或若干个专利分类条目中会积累大量的文献，影响检索效率；另一方面，在技术发展到一定阶段后，原有的分类条目在结构设置上与产业发展的方向不相符，需要对分类体系加以调整。因而，专利分类体系会定期或不定期进行修订，分类条目的修订可分为三种情形：新增条目、修改已有条目和删除某些条目。新增和修改的分类条目可以体现出技术改进，揭示成熟产业的技术更新；而删除的分类条目能够反映产业的技术创新与更替，在一定程度上体现了被淘汰的技术分类。

因而，从分类体系修订的条目关联中，可以一定程度上反映产业的发展状况。下文将以新能源汽车产业为对象，探索该产业关键技术对应专利分类条目修订反映出的产业技术发展热点和方向。

3 新能源汽车产业发展与产业专利体系修订

3.1 主要关键技术分解

由于现有IPC按照传统汽车结构进行构建，无法体现出新能源汽车的动力类型，因此，为了更好地研究新能源汽车领域专利分类与产业技术的衔接关系，并由此研究专利体系的动态变化与产业技术发展的互相影响，本文对新能源汽车产业的关键技术进行分解，具体如下：

其中一级技术分支囊括了三种动力车型，即，纯电动汽车、插电式混合动力汽车、以及燃料电池汽车的全部关键技术。

电驱动系统指将车载电源的电能转换为机械能，并通过驱动机构驱动车轮转动的动力装置。

储能装置指新能源汽车上安装的能够储存电能的装置，包括动力蓄电池、燃料电池、超级电容和飞轮电池等或其组合，囊括了电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的各类电池、储能设备。

整车电子控制系统指用来联合控制新能源汽车各子系统运行，进而控制整车运行状态的系统。包含了纯电动汽车、混合动力电动汽车以及燃料电池电动汽车用整车电子控制系统的全部特点。

另外各二级技术分支按照其产品类型还进一步包括一定数据量的三级技术分支。

按照上述关键技术分解表，将其与专利分类表进行对照，发现储能装置以及整车电控两项关键技术涉及到了IPC或CPC修订历程中的多个修订项目，这两项技术也是新能源汽车领域技术研发的重点方向，一定程度上体现了分类体系变化与产业技术发展存在的关联关系。因此，下文重点从储能装置以及整车电控两项技术的角度分析该产业与专利分类的关联和启示。

3.2 分类修订项目在新能源汽车产业总体分布情况

在储能装置这一关键技术上，分类体系的修订主要集中在太阳能电池、动力蓄电池、燃料电池这些技术分支上；整车电控方面也涉及到了两项分类修订项目。近几年这几个技术领域分类条目修订频繁，反映出这些领域是新能源汽车产业中技术发展迅速，创新活跃的技术领域。

3.3 IPC体系中涉及新能源汽车产业关键技术修订情况

3.3.1 储能装置对应IPC修订情况

储能装置对应的IPC修订比较活跃，近五年内生效的修订项目有5个，分别是F005、F007、C460、A008、F017，集中在光伏转换器件、非水电解质蓄电池、二次电池温控等技术。

F005项目（H01L31/06-H01L31/078）：涉及太陽能电池的势垒，其是太阳能电池的核心原理。随着太阳能电池技术的快速发展，专利文献量大量增加，原有的条目数难以满足分类和文献检索的需求，因此该技术的分类表进行了修订，修订后的IPC分类表由原来的8个分类条目扩展到20个分类条目，扩展后的新条目，可以更加明确太阳能电池的势垒类型，提升了技术主题精细化检索效率。

F007项目（H01L31/04- H01L 31/058）：涉及太阳能电池的光伏转换器件的基本结构，具体涉及太阳能电池的封装、电互连、冷却和光学装置等。修订前的IPC分类表逻辑结构不够清晰，导致涉及光伏模块（由大量太阳能电池组成的整体模块）的技术，例如光伏模块的支撑结构、框架结构和接线盒等也分类在此，这些技术内容与H01L31/04的范围不是十分契合，新修订后的IPC分类表，新增了H02S这个小类，并且理顺了H01L31/04和H02S之间的关系，将涉及光伏模块的部分技术内容分类在H02S，使得IPC分类表的结构更加严谨清晰，分类位置更加明确，提升了文献检索效率。C460项目在修订过程中整合到F007项目中。

可以看出，涉及太阳能电池技术的分类修订近几年比较活跃，表面看，该技术与新能源汽车领域之间的关系并不十分紧密。但是，随着电动汽车的发展，与电动汽车配套使用的充电站可以大量采用太阳能电池作为清洁能源，该技术具有广阔的应用前景。

A008项目（H01M4/13、H01M4/48、H01M10/05）：涉及非水电解质蓄电池及电极。该项目涉及修改和细分的小组主要有H01M4/13、H01M4/48、H01M4/58、H01M10/05。H01M4/13修订前仅1个细分条目，修订后14个细分条目，将非水电解質蓄电池的电极按所采用的活性材料进行分类，同时相应新增了5种类型电极的制造方法。H01M4/48修订前仅1个细分条目，修订后6个细分条目，将无机氧化物或氢氧化物活性材料进行细分，近几年来该方面的专利主要聚焦钛酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂等新一代锂离子电池活性材料。

3.3.2 整车电控技术对应IPC修订情况

整车电控技术领域近五年内IPC涉及到的修订项目有2个，分别是A038和C477项目。

A038项目（B60W小类）：车辆子系统联合控制，即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。该提案涉及修改和细分的小组主要有B60W10/10、B60W10/12、B60W10/18、B60W30/04、B60W30/08、B60W30/16、B60W30/18、B60W

40/06、B60W40/08、B60W40/10、B60W40/12、B60W50/02、B60W50/08，本次修改主要体现了对于各个分类位置的进一步细分。随着新能源汽车技术的发展，有关新能源汽车整车电子控制系统的发展也随之活跃起来，A038提案的修订内容主要涵盖了车辆驾驶安全控制、自适应巡航控制、车辆牵引控制等方面，这些方面都体现了新能源汽车为提高行驶效率、节约能源消耗而带动的相关技术的发展。

C477项目（B60W20大组）：专门适用于混合动力车辆的控制。该项目涉及B60W20/00组的进一步细分，内容涉及原动机功率分配控制、混合配置的控制、传动装置控制、原动机转换控制、系统故障控制等技术。B60W20/10组是有关原动机功率分配控制的技术，混合动力车辆的内燃机和电动机功率分配直接影响车辆行驶效率和运行成本，也是近些年混合动力车辆控制研究的重要方向之一。

3.3.3 其他专利分类体系中涉及储能关键技术修订情况

欧美联合分类体系（CPC），以及欧洲专利局曾经的内部分类体系（ECLA）中都涉及到新能源汽车产业储能关键技术中燃料电池（H01M8）方面的修订。

在燃料电池电动汽车中，燃料电池是关键技术。分类表H01M8/00对应燃料电池领域。尽管近些年IPC并未对H01M8/00进行过修订，但近几年CPC对H01M8/00进行过多次修订，其中修订比较多的分类号涉及H01M8/04和H01M8/10。H01M8/04涉及燃料电池的控制装置或方法，H01M8/10涉及固体电解质的燃料电池，这些是当前燃料电池技术发展的热点。燃料电池的优点是发电效率高、节能环保，因此适合应用在新能源汽车上，虽然目前由于市场原因，燃料电池电动汽车相比纯电动汽车要少很多，但燃料电池电动汽车依然是一个重要的发展方向。

CPC分类体系近五年没有涉及到新能源汽车产业整车电控关键技术相关的修订，反映出这项技术在欧美已经趋于成熟，关于这个技术领域的分类体系在几年前就已经很完善。

3.4 项目修订时间分布与产业发展关联关系

修订项目出现的时机往往是技术发展到一定程度，分类文献量激增，分类修订要求迫切的时间点。不同的技术发展和技术更新有一定的进程。储能装置方面，早在2006年即出现关于非水电解质蓄电池的修订项目，2010年开始储能装置方向出现修订高峰期，2010年至2013年期间密集出现了5个修订项目，分别集中在燃料电池、太阳能电池、动力蓄电池几个技术分支上。整车电控方向的两个项目分别出现在2010年及2014年，其中2014年提出的修订项目C477涉及混动车控制技术，历时1年多的修订讨论，目前已经完成，并已在2016年分类表中生效。有些技术对应的分类条目在近年内多次修改，说明其技术在持续发展，专利布局紧锣密鼓，应引起业内特别关注。

修订条目大多来源于ECLA条目或者CPC条目，部分细分来源于日本分类体系FI条目，说明欧、美、日等发达国家或地区在这些技术上发展更新非常迅速，已经从技术初创期发展到了成长期。

4 新能源汽车产业关键技术发展建议

《<中国制造2025>重点领域技术路线图（2015）》中新能源汽车产业的目标是“2020年自主新能源汽车年销量突破100万辆，市场份额达到70%以上”，“至2025年，与国际先进水平同步的新能源汽车年销量300万辆，自主新能源汽车市场份额达到80%以上”。结合前文分类修订项目的深入分析，在目前我国技术发展现状的基础上，本文对新能源汽车产业近年来分类修订活跃的关键性技术方向发展提出如下建议：

4.1 动力蓄电池技术

动力蓄电池系统是我国新能源汽车的发展重点之一，我国动力蓄电池技术的发展目标宏大，到2020年具有自主知识产权的动力蓄电池的发展目标要达到国际先进水平，在国内市场占有率要达到80%[2]。但结合在华发明专利申请情况来看，中国申请人占比仅37%，我国在华知识产权优势并不明显。全球发明专利申请量比较发现，日本和欧洲的发明专利申请数量巨大，美国次之，中国和韩国申请量占比较小，可见我国在该技术上与日、欧、美技术先进国家还有一定差距。从2007年开始，我国动力蓄电池的发明专利申请量逐步增加，并呈现加快发展势头，说明我国已经高度重视该技术并且已经逐步开展技术研发创新工作。

4.2 太阳能电池技术

从数据分析可以看出，日本、欧洲、美国技术发展起步早且发展平稳，已经处于技术成熟期，中国、韩国在2007年左右研发创新逐步加强。从修订项目看，太阳能电池技术的分类修订近几年比较活跃，2010-2013年间有三个修订项目，内容涉及半導体材料、模块、工艺等，并新增一个光伏发电的小类。虽与新能源汽车领域之间的关系不是十分紧密，在《<中国制造2025>重点领域技术路线图（2015）》中太阳能电池属于新能源材料领域，但是，随着电动汽车的发展，与电动汽车配套使用的充电站可以大量采用太阳能电池发电作为清洁能源。因此，建议将太阳能电池技术作为新能源、电力装备等产业的重点发展方向，重点关注半导体材料、模块、工艺等技术分支，具体内容可参考修订项目，因其过于专业细致，此处不再赘述。

4.3 燃料电池技术

日本、美国、欧洲研发起步较早，日本优势明显，中国、韩国也有一定的研发创新规模。燃料电池汽车是一种理想的新能源汽车，其相比纯电动汽车的主要优势是方便，因为燃料电池汽车不需要冗长的充电过程，只需要几分钟就可以完成添加燃料。尽管如此，燃料电池汽车的劣势也很突出，燃料电池成本高昂，并且需要配建相应的制氢、加氢等配套基础设施，使用成本也很高，因此各国在该方向研发创新均没有明显上升趋势。目前，日本在燃料电池汽车领域处于世界领先地位，其也高度重视中国市场，积极在华进行专利布局，在华的燃料电池技术发明专利申请占到了46%的比例，专利优势明显，而我国只占到18%左右。因此面对这一巨大差距，我国企业应增强紧迫感，积极吸收借鉴日本、美国的先进技术成果。

2010年以来，欧洲分类体系对H01M8进行过多次修订，其中修订集中在固体电解质的燃料电池技术上，关键内容涉及固体电解质燃料电池的电解质膜。电解质膜是燃料电池的关键技术之一，是当前的技术发展热点和未来的技术发展方向。

4.4 整车控制技术

整车控制器作为新能源汽车的关键零部件之一，直接影响新能源汽车的研发与应用。我国的发展目标是2020年整车控制系统自主化率达到50%，关键国产化芯片应用率达到10%，自主实时操作系统应用率达到10%。到2025年，国产整车控制系统国内市场占有率达到80%，关键国产化芯片应用率达到30%，自主实时操作系统应用率达到50%。

5 结束语

综上所述，可以得出这样的结论，分类表的修订和全球技术发展密切相关，其修订的具体内容可能是产业技术发展的热点和方向，对于我国产业界来说，提前把握住分类体系的变化情况，能够对技术发展动向有所启示。

参考文献

[1]世界知识产权组织.国际专利分类表使用指南[Z].2017：1.

[2]工业和信息化部.中国制造<2025>重点领域技术路线图[Z].2015.

作者简介：王文晶（1975-），女，中国专利技术开发公司，硕士研究生，副研究员职称，从事专利分类审查工作。

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