王敏希

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215000）

電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)分析

王敏希

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215000）

驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力元件，直接影響電動(dòng)汽車的最高時(shí)速、加速和爬坡性能等，因此電動(dòng)汽車中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型是至關(guān)重要的，本文主要以中文專利摘要數(shù)據(jù)庫(kù)、德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)和世界專利文摘庫(kù)的檢索結(jié)果為分析樣本，對(duì)電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析。

電動(dòng)汽車；驅(qū)動(dòng)電機(jī)；專利

一、引言

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展給我國(guó)帶來(lái)了巨大的環(huán)境壓力和能源危機(jī)。而電動(dòng)汽車可以車載電源為動(dòng)力，相對(duì)于傳統(tǒng)汽車而言，電動(dòng)汽車的出現(xiàn)緩解了中國(guó)石油短缺、降低環(huán)境污染，是未來(lái)汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力元件，是影響電動(dòng)汽車性能的重要部件，目前，電動(dòng)汽車中常用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型有：感應(yīng)電機(jī)（例如專利GB8026890A）、永磁同步電機(jī)（例如專利JP13942886A）、永磁無(wú)刷直流電機(jī)（例如專利GB4529466A）和磁阻電機(jī)（例如專利JP14291982A）。

二、電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)

克萊斯勒公司生產(chǎn)的Epic Van、福特公司生產(chǎn)的Ranger EV、通用汽車公司生產(chǎn)的IMPACT和EVI電動(dòng)汽車以及中國(guó)生產(chǎn)的SL6700DD電動(dòng)客車和ZK6820HG-1電動(dòng)輕型客車等均采用感應(yīng)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，采用感應(yīng)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低、可靠性好、調(diào)速范圍寬、控制器和制造技術(shù)成熟、扭矩波動(dòng)小、噪聲小，缺點(diǎn)在于電機(jī)體積大、效率低、功率因數(shù)低。

豐田的Prius以及比亞迪E6先行者等均采用永磁同步電機(jī)或永磁無(wú)刷直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，采用永磁同步電機(jī)或永磁無(wú)刷直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于永磁體積小、重量輕、功率密度大、輸出轉(zhuǎn)矩大，精度高、效率高、噪聲小、維護(hù)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)在于永磁電機(jī)控制復(fù)雜，永磁體存在退磁問題，造價(jià)也較高。

開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)控制簡(jiǎn)單、出力大，可靠性高，成本低，起動(dòng)制動(dòng)性能好，運(yùn)行效率高，但存在噪聲高，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)嚴(yán)重，非線性嚴(yán)重，控制技術(shù)需進(jìn)一步完善的缺點(diǎn)，因此其實(shí)際應(yīng)用受到了限制。

三、專利申請(qǐng)狀況分析

為充分掌握電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)的整體情況，下文將基于全球?qū)＠麪顩r和中國(guó)專利狀況兩個(gè)層面對(duì)電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)進(jìn)行研究和分析，截止至2014年11月，針對(duì)電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)，在德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)和世界專利文摘庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)中共檢索到6831項(xiàng)全球?qū)＠?，在中文專利摘要?shù)據(jù)庫(kù)中共檢索到3048項(xiàng)中國(guó)專利。

1全球?qū)＠麪顩r分析

從電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)量來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)的專利申請(qǐng)始于1971年，但早期專利申請(qǐng)量極少，1990年后申請(qǐng)量開始增加但增加量不大，2003年之后申請(qǐng)量相比前階段出現(xiàn)了量的飛躍，進(jìn)入了電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)的快速增長(zhǎng)期。

從電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)全球?qū)＠麉^(qū)域分布和申請(qǐng)人來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)的專利申請(qǐng)主要集中在中國(guó)、日本、美國(guó)、德國(guó)和韓國(guó)等國(guó)家，日本的本田、日立、日產(chǎn)、豐田、三菱電機(jī)、松下，歐美的福特、通用、博世，韓國(guó)的現(xiàn)代等公司是電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)的主要申請(qǐng)人，中國(guó)在電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)方面的專利申請(qǐng)量較大，但是申請(qǐng)人比較分散，這充分說(shuō)明我國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)的研究還不夠深入，需要進(jìn)一步深入。

根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型，將電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)劃分為三個(gè)技術(shù)分支：感應(yīng)電機(jī)、永磁無(wú)刷直流和永磁同步電機(jī)以及磁阻電機(jī)，從電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)全球?qū)＠夹g(shù)分支看，永磁無(wú)刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)是申請(qǐng)的主體，占總申請(qǐng)量的54%，感應(yīng)電機(jī)的研究起步較早，申請(qǐng)量占28%，而磁阻電機(jī)的申請(qǐng)量最少，僅占18%，可見，永磁無(wú)刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)是目前研究的熱點(diǎn)，且對(duì)該類電機(jī)的研究主要集中在日立、日產(chǎn)、本田、豐田等日本公司。

2中國(guó)專利狀況分析

從電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)中專利申請(qǐng)量來(lái)看，1993年開始出現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)的專利申請(qǐng)，此后，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量迅速增長(zhǎng)，并于2011年左右達(dá)到峰值，國(guó)內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)的申請(qǐng)量自1998年前后超過(guò)了國(guó)外來(lái)華的申請(qǐng)量，但是國(guó)內(nèi)申請(qǐng)的類型主要是實(shí)用新型，總量占62%，而國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)則恰恰相反，其中98%都是發(fā)明專利申請(qǐng)，由此可以看出，國(guó)內(nèi)在電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)專利的實(shí)際保護(hù)意義和保護(hù)年限上與國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)有較大差距。

從電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)中國(guó)專利區(qū)域分布和申請(qǐng)人來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)的專利申請(qǐng)主要集中在浙江、江蘇和廣東等沿海地區(qū)，主要申請(qǐng)人包括高校和企業(yè)，比如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)、裕成富通、永濟(jì)新時(shí)速和中科深江等，另外，國(guó)外申請(qǐng)人也十分注重中國(guó)市場(chǎng)，比如日本的NTN、本田、三洋等公司。

從電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)中國(guó)專利技術(shù)分支看，永磁無(wú)刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)的申請(qǐng)量占到了總申請(qǐng)量的67.02%，感應(yīng)電機(jī)和磁阻電機(jī)分別占了21.34%和11.64%，永磁無(wú)刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)的申請(qǐng)量大于感應(yīng)電機(jī)和磁阻電機(jī)申請(qǐng)量的總和，是電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)研究的熱點(diǎn)，我國(guó)對(duì)該類電機(jī)的研究主要集中在東南大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校以及裕成富通、永濟(jì)新時(shí)速和中科深江等公司。

結(jié)語(yǔ)

本文主要以中文專利摘要數(shù)據(jù)庫(kù)、德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)和世界專利文摘庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的專利為樣本，通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)的專利申請(qǐng)量、申請(qǐng)人、區(qū)域分布以及技術(shù)分支等分析可知，磁阻電機(jī)的噪聲、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、非線性以及控制技術(shù)是未來(lái)電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)研究一個(gè)重要方向，永磁無(wú)刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)是目前電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

［1］陳清泉，等.現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，2004.

［2］張千帆，等.電動(dòng)車用新型驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)展綜述［J］.微特電機(jī)，2004（06）：33-37.

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