張慧卿　郭倩玲　張杰

[摘要]本文應(yīng)用專利分析工具Innography，對世界范圍內(nèi)電池成組領(lǐng)域技術(shù)專利進行分析，主要研究內(nèi)容包括專利申請趨勢分析、專利區(qū)域分析、技術(shù)分布分析、專利權(quán)人分析、主IPC及研究熱點分析和涉案專利分析，并進一步通過對專利強度的分析，挖掘核心專利。在此基礎(chǔ)上了解國內(nèi)外電池成組技術(shù)的發(fā)展趨勢，以期為國內(nèi)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域提供有用的競爭情報。

[關(guān)鍵詞）電池成組；Innography；專利分析；信息挖掘

[中圖分類號]G306 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-0821（2014）11-0131-07

1、概述

1.1 電池成組技術(shù)概述

近幾十年來，由于電力、通信、電動汽車等工業(yè)領(lǐng)域?qū)﹄姵貎δ芟到y(tǒng)的極大需求，推動了電池儲能技術(shù)的迅猛發(fā)展。電池儲能技術(shù)應(yīng)用的兩個分支是電池儲能系統(tǒng)和動力電池系統(tǒng)。而無論作為何種應(yīng)用分支，都需要將單體電池經(jīng)過各種串并聯(lián)方式組合應(yīng)用。目前該領(lǐng)域存在的主要問題是：蓄電池成組后，由于散熱問題沒有解決好，安全性大幅下降、使用壽命大幅縮短，甚至頻繁發(fā)生蓄電池燃燒、爆炸等惡性事故。因此，蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)是制約電動汽車和節(jié)能與新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。解決好電池成組后的散熱問題，突破蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)，是推動包括節(jié)能與新能源汽車在內(nèi)的節(jié)能與新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大課題。本文利用Innography專利分析工具，對電池成組專利進行系統(tǒng)分析，以期為國內(nèi)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域提供有用的競爭情報。

1.2 相關(guān)說明

本研究的專利檢索工具、檢索范圍和檢索方法說明如下：

（1）分析工具：Innography，語種：英語；

（2）檢索范圍：專利數(shù)據(jù)：歐洲專利局（口）、世界知識產(chǎn)權(quán)組織（WO）、美國、德國、英國、法國、日本等78個國家的專利；

（3）檢索策略：（power or energy or vehicle orteleeommu-nieations or BESS）and（“battery pack”or“battery module”）and（cool*oI“beat elimination”or“heat radiation”or“heat dissipation”or“heat loss”or radiating or thermolysis or“abstract heat”）；

（4）統(tǒng)計截止時間為2013年12月20日。

經(jīng)檢索后獲得不含同族專利3 707件，同族擴增后獲得含同族專利6 553件，然后通過對種類號（kind code）限定，統(tǒng)計出該技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量為4 583件。

2、電池成組技術(shù)專利分析

2.1 電池成組技術(shù)專利申請趨勢分析

將4583件電池成組技術(shù)專利檢索結(jié)果按照專利優(yōu)先權(quán)年份（priority year）統(tǒng)計，得到圖1趨勢圖，可以看出，除在1997年出現(xiàn)一個小小的拐點之外，2010年之前電池成組技術(shù)專利數(shù)量一直呈上升趨勢，其中2006-2011年，專利申請量都超過300件，到2010年最多，達到700件，從2011年開始申請量逐年下降。圖2是對檢索結(jié)果做年度折線圖，可以發(fā)現(xiàn)，美國不僅是專利申請數(shù)量最多的國家，而且也是專利申請量增長最快的國家。在2010年之前，中國專利的申請量多于日本，而從2011年開始，日本專利的申請量開始多于中國。對比圖1和圖2，可以發(fā)現(xiàn)美國、中國、日本的專利申請量的年度趨勢與世界專利總申請量的年度趨勢基本吻合，都是除1997年出現(xiàn)一個小小的拐點之外，在2010年之前呈現(xiàn)上升趨勢，而從2011年開始，申請量逐年下降，與該技術(shù)專利總量的發(fā)展趨勢吻合。

2.2 電池成組技術(shù)專利區(qū)域分析——該領(lǐng)域技術(shù)主要的應(yīng)用國（source Juridiction）

將檢索結(jié)果按照國別或地區(qū)分布做圖得到圖3，由圖3發(fā)現(xiàn)電池成組技術(shù)專利申請在中國、美國、日本、韓國、加拿大、德國比較多，其中以中國、美國和日本最為集中，中國達到1427件，美國達到938件，日本也超過了600件，說明該技術(shù)比較注重這3個國家的市場。此外該技術(shù)也非常重視世界專利和歐洲專利的申請，申請量均在400件左右。

2.3 電池成組技術(shù)專利分布分析——該領(lǐng)域發(fā)明主要的技術(shù)來源國家（Inventor location）

如圖4所示，對檢索結(jié)果進行（location）統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，電池成組技術(shù)的發(fā)明專利主要來自美國、中國、日本、韓國、德國，其中，美國、中國和日本都超過了1000件，韓國679件，德國也超過了200件專利。說明美國、中國、日本和韓國對電池成組技術(shù)的重視程度非常高。

2.4 電池成組技術(shù)專利權(quán)人分析（organization）

如圖5所示，韓國LG化學(xué)公司在該領(lǐng)域擁有478件專利，專利數(shù)量遙遙領(lǐng)先。其次是日本的豐田汽車和松下電器公司，專利數(shù)量分別為224件和196件。其他如美國通用汽車公司（99件），強生（98件），日立公司（94件），中國的比亞迪有限公司（92件），日產(chǎn)汽車有限公司（89件），本田汽車有限公司（80件），史丹利百得公司（79件），三星電子公司（79件），斯托靈頓實業(yè)有限公司（74件）等都是該領(lǐng)域的主要競爭者。韓國LG化學(xué)公司不僅在專利數(shù)量上位居第一，其在橫坐標中也居于領(lǐng)先的位置。橫坐標與專利比重、專利分類、引用情況相關(guān)，橫坐標越大說明其專利技術(shù)越強，其在橫坐標中的領(lǐng)先位置說明了該公司在電池成組領(lǐng)域的專利技術(shù)方面具有很強的優(yōu)勢。但該公司在縱坐標的位置比較低，縱坐標與專利權(quán)人的收入高低、專利國家分布、專利涉案情況有關(guān)，縱坐標越大說明專利權(quán)人實力越強，由此可見該公司的經(jīng)濟實力并不是很強。日本的豐田汽車公司在專利數(shù)量方面位居第二，并且其在縱坐標中的位置最高，在橫坐標中的位置僅次于LC化學(xué)公司，因此在電池成組技術(shù)領(lǐng)域，豐田汽車公司無論從專利數(shù)量、公司實力還是專利技術(shù)方面都具有很強的優(yōu)勢，值得國內(nèi)同行關(guān)注。專利數(shù)量位居第三的松下電器公司，在專利技術(shù)水平方面僅次于LG化學(xué)公司，與豐田汽車公司技術(shù)水平相當(dāng)，但其在公司經(jīng)濟實力方面處于中等的位置。專利數(shù)量位居第六的日立公司和專利數(shù)量位居第十的史丹利百得公司在專利技術(shù)方面都處于領(lǐng)先水平，在公司經(jīng)濟實力方面，日立公司位于中等水平，而史丹利百得公司的經(jīng)濟實力較差。專利數(shù)量位居第四的美國通用汽車公司，經(jīng)濟實力位居第二，其專利技術(shù)水平僅處于中等位置。如果通用公司與專利數(shù)量最多且專利水平最高的LG化學(xué)公司合作，會在電池成組領(lǐng)域有更好的發(fā)展，實現(xiàn)強強聯(lián)合。endprint

2.5 電池成組技術(shù)主IPC及研究熱點分析

IPC可以從一定程度上反映技術(shù)的集中點和研究熱點，因此對于檢索結(jié)果按照IPC（國際專利分類）統(tǒng)計分析生成餅圖（圖6）和樹狀分布圖（圖7）。由圖6可知，在電池成組領(lǐng)域，包含專利數(shù)量最多的是H01M 10/000（二次電池的電池組及其制造），專利數(shù)量占專利總量的35.7%。專利數(shù)量位居第二的是H01M 02/000（非活動部分的構(gòu)造細節(jié)），占專利總量的24.1%。由圖7可知，全球?qū)＠麩衢T領(lǐng)域包括H01M 02/000，H01L 3I/000，H01M 08/000，H02J07/000和B60H 0I/000，其中全球熱門領(lǐng)域H01M 02/000也是電池成組領(lǐng)域發(fā)表專利量第二的技術(shù)主題。而發(fā)表專利量最大的H01M 10/000并不屬于全球熱門領(lǐng)域。

2.6 電池成組技術(shù)文本聚類分析

文本聚類作為一種無監(jiān)督的機器學(xué)習(xí)方法，它在給定的某種相似性度量下把對象集合進行分組，使彼此相近的對象分到同一個組內(nèi)。文本聚類根據(jù)文檔的某種聯(lián)系或相關(guān)性對文檔集合進行有效的組織、摘要和導(dǎo)航，方便人們從文檔集中發(fā)現(xiàn)相關(guān)的信息，這也是對人工劃分IPC的一個有益補充。把電池成組技術(shù)領(lǐng)域的檢索結(jié)果按照文本聚類進行分析（如圖8所示），發(fā)現(xiàn)該技術(shù)領(lǐng)域的專利研究主要集中在五大核心領(lǐng)域：Battery cells（電池），UtilityModel（效用模型），Power source（電源），Heat dissipation（散熱）和Battery module（電池模塊）。

2.7 電池成組技術(shù)專利強度分析與核心專利挖掘

核心專利的挖掘是Innography專利分析軟件所具有的獨特的分析功能。核心專利一般指的是制造某個領(lǐng)域的某種產(chǎn)品必須使用的技術(shù)所對應(yīng)的專利，而不能通過一些規(guī)避設(shè)計手段繞開。Innography的核心專利挖掘功能基于對專利強度的界定。研究表明專利價值是可以通過客觀指標進行度量的，這些指標包括專利訴訟、專利引用和被引用數(shù)量、同族專利的數(shù)量、專利權(quán)利要求數(shù)量、專利原創(chuàng)性和普遍性原則等，通過這些指標能夠幫助判斷和評價專利的價值。Innography在此研究的基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型，用專利強度來表征專利價值，從而可以在海量專利數(shù)據(jù)中快速挖掘核心專利，優(yōu)先閱讀和分析核心專利。Innography專利強度的劃分歸納如表1所示：

將電池成組技術(shù)領(lǐng)域的專利按照表1所示的類型進行劃分，所得結(jié)果見表2。由表2結(jié)果可以看出，在4 583件相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中，重要專利僅占到總專利量的11.4%.而核心專利則是鳳毛麟角，僅占到總專利量的1.0%。由此可見，借助有效的專利信息分析工具，在數(shù)量巨大的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中挖掘出最有價值的核心專利，對于科研工作者提高專利閱讀效率，進而快速有效的獲取該技術(shù)領(lǐng)域的高價值信息是非常有幫助的。

對中國專利權(quán)人申請的1112件專利按照表l所示的類型進行劃分，所得結(jié)果見表3。由表3可知，中國專利權(quán)人申請的專利中，核心專利數(shù)量為0，而重要專利僅有14篇，僅占總專利數(shù)量的1.3%。由此說明，雖然我國的專利權(quán)人非常重視該技術(shù)的發(fā)展，也很重視知識產(chǎn)權(quán)的保護，申請了大量該領(lǐng)域的專利，但我國在該技術(shù)領(lǐng)域還需要重視核心技術(shù)的發(fā)展。

進一步對555篇電池成組技術(shù)領(lǐng)域的重要專利和核心專利的技術(shù)來源國做餅圖，所得結(jié)果見圖9。由圖9可以發(fā)現(xiàn)，該領(lǐng)域的重要技術(shù)主要集中在美國和日本的專利權(quán)人手中，分別占據(jù)所有重要專利和核心專利的52.4%和26.8%，其次是韓國（7.6%），德國（4.5%），中國（2.5%），可以看出韓國等這些國家掌握的重要專利和核心專利與美國和日本相比相差懸殊。將圖4和圖9對比可見，美國、中國和日本都是在該領(lǐng)域申請專利量非常大的國家，專利數(shù)量均超過了1000件，但該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)主要掌握在美國和日本的專利權(quán)人的手中，因此中國僅僅重視專利的申請量是遠遠不夠的，在該技術(shù)領(lǐng)域必須大力加強技術(shù)研發(fā)，提高核心技術(shù)的競爭力。

對555篇重要專利和核心專利的專利權(quán)人做餅圖，得到如圖10所示結(jié)果?？梢园l(fā)現(xiàn)，這些專利掌握最多的是韓國的k化學(xué)公司（16.0%），該公司也是擁有電池成組技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量最多的專利權(quán)人。其次是松下電器公司（13.7%）、豐田汽車公司（11.0%）和美國的史丹利百得公司（11.0%），松下電器和豐田汽車公司分別是該領(lǐng)域?qū)＠暾埩康谌偷诙膶＠麢?quán)人。由此可見，韓國的Lg化學(xué)、松下電器和豐田汽車公司，在專利申請量上是處于世界前三位，其重要專利和核心專利也是處于世界前三位，因此這3個公司非常值得國內(nèi)同行關(guān)注。此外，雖然美國是在該領(lǐng)域掌握重要專利和核心專利最多的國家（52.4%），但這些專利比較分散的掌握在各專利權(quán)人的手中，除史丹利百得一家公司外掌握了11%的重要專利和核心專利，位居第三外，其他美國公司在重要專利和核心專利的擁有量方面未處于世界領(lǐng)先的地位。

2.8 電池成組技術(shù)涉案專利分析

對電池成組技術(shù)領(lǐng)域的涉案專利進行檢索，發(fā)現(xiàn)共有18個專利涉及訴訟，檢索結(jié)果見表4。由表4可以看出，Netairus Technologies Lie公司共有3個專利涉及訴訟，Inter-mee Ip Corp.公司共有兩個專利涉及訴訟，其他的公司只涉及一個專利的訴訟。在該領(lǐng)域的專利訴訟最晚的是2010年Waters Industries，Ine.公司的專利。

3、建議與對策

目前，我國對于電池成組技術(shù)的發(fā)展高度重視，國內(nèi)專利權(quán)人也很重視知識產(chǎn)權(quán)的保護，申請了大量該領(lǐng)域的專利，專利申請數(shù)量位居世界第二。但在該領(lǐng)域的核心專利卻為0，說明在該領(lǐng)域我國的自主創(chuàng)新能力較弱，需要大力加強核心技術(shù)的發(fā)展，增強自主創(chuàng)新能力。對于國內(nèi)企業(yè)發(fā)展該技術(shù)提出以下建議：

（1）在電池成組技術(shù)領(lǐng)域申請專利數(shù)量最多的是美國，同時美國也是掌握該領(lǐng)域大部分重要專利和核心專利的國家（52.4%）。日本在該領(lǐng)域的專利申請數(shù)量與中國相當(dāng)，但日本的重要專利和核心專利卻到達了26.8%，中國僅占2.5%。因此，國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)研發(fā)的過程中應(yīng)該首先注重了解相關(guān)技術(shù)背景，跟蹤國內(nèi)外該技術(shù)的發(fā)展方向，特別是要注重在該技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平的國外專利權(quán)人的技術(shù)發(fā)展動向，避免技術(shù)研發(fā)的低水平重復(fù)，加大核心技術(shù)的發(fā)展力度，同時防止侵權(quán)風(fēng)險。

（2）韓國的Lg化學(xué)公司不僅是該領(lǐng)域申請專利最多的，也是擁有重要專利和核心專利最多的專利權(quán)人（16.0%）。松下電器和豐田汽車公司分別是該領(lǐng)域?qū)＠暾埩康谌偷诙膶＠麢?quán)人，其在該領(lǐng)域擁有的重要專利和核心專利分別是第二和第三。此外，專利申請數(shù)量位居第十的美國史丹利百得公司擁有重要專利和核心專利的數(shù)量與豐田汽車公司一起并列第三（11.0%）。這些公司的重要專利和核心專利都非常值得國內(nèi)同行關(guān)注，在充分了解處于領(lǐng)先水平的國外公司的專利布局的基礎(chǔ)上，增強自身專利布局意識。在核心專利被眾多國外公司掌控的形式下，可以考慮“外圍專利”戰(zhàn)略。充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，圍繞核心技術(shù)多申請外圍專利。在提高自主創(chuàng)新能力的情況下，也可以實現(xiàn)以自有專利滲透該技術(shù)領(lǐng)域，打破技術(shù)壟斷，最終構(gòu)筑我國電池成組技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)體系。

（3）在充分了解國外公司技術(shù)背景的前提下，我國企業(yè)也可以通過與國外公司合作，引進先進技術(shù)，在此基礎(chǔ)上消化吸收，進一步實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。

（4）我國企業(yè)要想提高自主創(chuàng)新能力，必須重視該技術(shù)領(lǐng)域科研團隊的建設(shè)，加大對該技術(shù)的投資力度，同時還要成立專門負責(zé)知識產(chǎn)權(quán)的部門，各部門要互相配合，確保技術(shù)創(chuàng)新，知識產(chǎn)權(quán)保護及專利布局等的順利開展。

（5）我國蓄電池成組關(guān)鍵技術(shù)研究，在有些方面也已經(jīng)取得了重大進展，但是這些技術(shù)都分散掌握在大專院校、科研院所和中小型企業(yè)手中。由于新型蓄電池成組仍處于發(fā)展初期的產(chǎn)業(yè)，還有建立標準體系的問題，需要廣泛的行業(yè)合作。因此，突破目前“相互隔離、重復(fù)分散的格局”，是目前迫切需要解決的重大課題。endprint