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        基于文獻(xiàn)和專(zhuān)利數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展動(dòng)向

        2020-06-07 03:34:20姜龍睿
        河南科技 2020年21期

        姜龍睿

        摘要:在本論文中,以新能源動(dòng)汽車(chē)為主題,利用SCIE和SSCI雜志上發(fā)表的論文數(shù)據(jù)進(jìn)行的時(shí)間數(shù)列分析和利用國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)(International patent classification,以下IPC)的專(zhuān)利數(shù)據(jù)進(jìn)行的時(shí)間數(shù)列分析和利用節(jié)點(diǎn)Excel的網(wǎng)絡(luò)分析,通過(guò)2010年到2020年這十年間新能源汽車(chē)的發(fā)展了解新能源動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)動(dòng)向,通過(guò)專(zhuān)利和論文數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系分析分析技術(shù)動(dòng)向。另外,通過(guò)預(yù)測(cè)技法之一的加權(quán)移動(dòng)平均法預(yù)測(cè)了新能源汽車(chē)的希望要素技術(shù)。本研究結(jié)果顯示,新能源汽車(chē)要素技術(shù)中電池技術(shù)是有希望的技術(shù)。

        關(guān)鍵詞:新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè);專(zhuān)利方向;動(dòng)向分析;動(dòng)向預(yù)測(cè)

        中圖分類(lèi)號(hào):G306文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-5168(2020)21-00026-03

        1 引言

        回望20年來(lái),從2001年國(guó)家出來(lái)一系列關(guān)于新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃和政策指導(dǎo)開(kāi)始,到2009年“十城千輛”的快速發(fā)展新起點(diǎn),再到2020年超過(guò)130萬(wàn)輛銷(xiāo)量的輝煌成績(jī),這為推動(dòng)中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展、加快建設(shè)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。眾所周知,溫室氣體排放增加導(dǎo)致大氣層遭到破壞且加劇全球變暖,世界許多國(guó)家和地區(qū)都紛紛出臺(tái)相關(guān)政策以促進(jìn)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。首先,美國(guó)在1990年加州出臺(tái)零排放汽車(chē)(Zero Emission Vehicle,ZEV或稱(chēng)BEV和FCEV);2007年布什政府發(fā)布《2007年能源獨(dú)立和安全法案》要求所有車(chē)型的CAF?到2020年時(shí)提高至35英里/加侖;2013年奧巴馬政府制定了“EV everwhere”計(jì)劃,消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)后最高可或一萬(wàn)美元退稅,政府授權(quán)能源部24億美元用于在建設(shè)電動(dòng)汽車(chē)和電池制造設(shè)施等一攬子政策。其次,在歐洲,德國(guó)政府于2009年通過(guò)500億歐元經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃,購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)可享受4 000歐元/車(chē)的補(bǔ)貼優(yōu)惠,到2019年增加至6 000歐元/車(chē)的補(bǔ)貼,補(bǔ)貼力度空前;英國(guó)政府資助支持開(kāi)發(fā)用于純電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)的先進(jìn)高效電氣系統(tǒng),同時(shí)協(xié)助各大城市部署具有成本效益和兼容性的充電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),而補(bǔ)貼則按續(xù)航里程2 500~8 000歐元不等;法國(guó)對(duì)購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)車(chē)的消費(fèi)者提供每輛1.5萬(wàn)法郎的優(yōu)厚補(bǔ)貼并投入15億歐元用于充電站建設(shè)以實(shí)施“發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)全國(guó)計(jì)劃”;挪威不僅購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)可以享受?chē)?guó)家的能源補(bǔ)貼,還可免征銷(xiāo)售稅和25%增值稅。購(gòu)買(mǎi)后還可以利用共用充電樁免費(fèi)充電、公共場(chǎng)所免費(fèi)停車(chē),免收高速公路、輪渡渡口、橋隧地段的通行費(fèi)。而我們的近鄰日本和韓國(guó)也有相關(guān)積極的政策去引導(dǎo)新能源汽車(chē)的發(fā)展。以日本為例,首先提出官產(chǎn)學(xué)研的研發(fā)應(yīng)用機(jī)制。由汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)、電機(jī)電池生產(chǎn)企業(yè)和名校共同建立新能源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、實(shí)施新能源電池項(xiàng)目研究,并從2009年起實(shí)施綠色稅制,并提供2 300億日元資金用于支持節(jié)能環(huán)保車(chē)型補(bǔ)貼。韓國(guó)政府則是從延長(zhǎng)汽車(chē)特別消費(fèi)稅稅率下調(diào)政策的實(shí)施期限、引進(jìn)動(dòng)力電池租賃服務(wù)等方面大幅減輕購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的負(fù)擔(dān),從而起到系能源汽車(chē)的普及和推廣作用。Cho Jae-shin把握韓美貿(mào)易協(xié)定中把握環(huán)境相關(guān)的協(xié)議后,通過(guò)IPC類(lèi)別分析電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)利動(dòng)向,從而統(tǒng)計(jì)的預(yù)測(cè)出未來(lái)申請(qǐng)動(dòng)向,即日本的電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)件數(shù)是韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)件數(shù)的4.5倍,并且預(yù)測(cè)出將來(lái)韓國(guó)將集中地投資國(guó)際電動(dòng)車(chē)專(zhuān)利分類(lèi)(IPC)。

        2. 先行研究

        本文利用文獻(xiàn)分析出相關(guān)技術(shù)發(fā)展階段,各申請(qǐng)人專(zhuān)利占有率、國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)(IPC)的專(zhuān)利申請(qǐng)動(dòng)向和主要國(guó)家的分析新能源汽車(chē)領(lǐng)域的技術(shù)水平,通過(guò)梳理發(fā)現(xiàn):于曉勇等使用關(guān)鍵詞檢索法檢索專(zhuān)利,對(duì)中美兩國(guó)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)進(jìn)行比較研究,得出美國(guó)和日本在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域仍占首要地位的結(jié)論,Kwon Young-ii分析了混合動(dòng)力汽車(chē)相關(guān)領(lǐng)域?qū)@哪甓壬暾?qǐng)動(dòng)向,利用專(zhuān)利投資組合分析的汽車(chē)技術(shù)發(fā)展階段、申請(qǐng)人的專(zhuān)利占有率、國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)(IPC)的專(zhuān)利申請(qǐng)動(dòng)向和主要國(guó)家的混合汽車(chē)領(lǐng)域技術(shù)水平,同時(shí)考察了主要國(guó)家在混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)階段,利用這些國(guó)家技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力相關(guān)的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的論文和專(zhuān)利分析引用的傾向;PilkingtonAlan、Romano Dyerson、Omid Tissier分析了1977年到2000年代美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的專(zhuān)利數(shù)據(jù),分析出力量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電池部分占全部專(zhuān)利的55%、輔助系統(tǒng)部分的20%,在發(fā)動(dòng)機(jī)、電池部分和控制部分領(lǐng)域擁有很多專(zhuān)利。本論文以新能源汽車(chē)(混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)HEV、純電動(dòng)汽車(chē)BEV、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)FCEV、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)PHEV)為對(duì)象,利用專(zhuān)利和文獻(xiàn)數(shù)據(jù),通過(guò)關(guān)鍵詞分析和網(wǎng)絡(luò)分析,分析電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)動(dòng)向,提出了對(duì)策建議。

        3 研究方法

        3.1 分析方法

        本文將專(zhuān)利及論文數(shù)據(jù)分為數(shù)列、關(guān)鍵詞,數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析過(guò)程如圖1,具體包括:數(shù)據(jù)采集及精制階段、時(shí)間序列分析階段、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成及分析階段、動(dòng)向預(yù)測(cè)階段。

        3.2 分析對(duì)象

        以我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)利為對(duì)象設(shè)定,檢索2012年1月至2019年12月的數(shù)據(jù)。在PatViewer使用的搜索式是快速檢索=(混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē))or(HEV)or(純電動(dòng)汽車(chē))or(BEV)or(燃料電池電動(dòng)汽車(chē))or(FCEV)or(插電式混合動(dòng)力汽車(chē))or(PHEV)。

        4 數(shù)據(jù)分析

        對(duì)于檢索到的新能源汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域的申請(qǐng)量進(jìn)行時(shí)間序列的分析,如圖2。

        可以看到,在2012—2019年,我國(guó)新能源汽車(chē)整體申請(qǐng)數(shù)量穩(wěn)步上升。主要原因在于,隨著國(guó)家和民眾對(duì)于環(huán)保的要求和能源消耗的要求省級(jí),各大汽車(chē)廠商都希望能夠盡快投入使用新能源汽車(chē)以替代傳統(tǒng)能源汽車(chē),進(jìn)而加大了在新能源上的研發(fā)和資金投入,這大大促使了我國(guó)新能源方面的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量和發(fā)展。2019年,申請(qǐng)量一直維持沒(méi)有上升的趨勢(shì),并且相比2018年有大約50%的降幅,一是說(shuō)明我國(guó)新能源技術(shù)已經(jīng)到達(dá)創(chuàng)新瓶頸期,專(zhuān)利申請(qǐng)乏力。二是我國(guó)尚未突破相關(guān)核心技術(shù)階段,但是在樣車(chē)實(shí)測(cè)上申請(qǐng)量依舊較為活躍。相比2014年,2019年的申請(qǐng)量依舊保持在相對(duì)穩(wěn)定的水平,這說(shuō)明我國(guó)新能源汽車(chē)領(lǐng)域,技術(shù)創(chuàng)新活躍,依舊處于較好的發(fā)展階段。

        5 新能源汽車(chē)技術(shù)的專(zhuān)利人分析

        由分析可知,我國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量排名前10的申請(qǐng)人分別是北京新能源(16%)、比亞迪(15%)、豐田(14%)、福特(12%)、現(xiàn)代(11%)、奇瑞(8%)、浙江吉利(7%)、北汽福田汽車(chē)(6%)、起亞自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社(6%)、中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司(5%)。總體來(lái)看,隨著全球?qū)π履茉吹闹匾暫蛡鹘y(tǒng)能源的消耗殆盡,我國(guó)出臺(tái)了相關(guān)新能源的政策,逐步向新能源開(kāi)放優(yōu)惠,也加大對(duì)新能源技術(shù)研發(fā)的資金投入和技術(shù)支持,使得各大國(guó)企對(duì)新能源汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。從比亞迪、背景新能源汽車(chē)等公司的占比中可看出,我國(guó)已經(jīng)逐漸形成了龍頭企業(yè)帶動(dòng)效應(yīng),新能源技術(shù)團(tuán)隊(duì)也在逐步壯大。但是,從數(shù)據(jù)上看,國(guó)外企業(yè)如豐田、福特、起亞為首的一些知名企業(yè)也在我國(guó)新能源技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)了前十名的好幾席。相比于國(guó)外大型企業(yè),我國(guó)新能源汽車(chē)行業(yè)起步較晚,而國(guó)外汽車(chē)品牌技術(shù)起步較早,申請(qǐng)意識(shí)較強(qiáng),數(shù)量較多,例如排名比較靠前的豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社、福特公司、現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社。

        6 新能源技術(shù)的IPC分析

        文章通過(guò)對(duì)新能源汽車(chē)技術(shù)的IPC分析,即專(zhuān)利申請(qǐng)技術(shù)分類(lèi)的構(gòu)成分析,重點(diǎn)對(duì)新能源汽車(chē)行業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域和主要研發(fā)活動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)分析,從而確定明確該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。從2012—2019年在中國(guó)的新能源汽車(chē)技術(shù)高產(chǎn)IPC分布情況如圖3所示。

        不難看出,我國(guó)專(zhuān)利主要集中部分是B60L方向,該方向占據(jù)了36%的比例,這部分包括了電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力裝置、車(chē)輛輔助裝備的供電、一般車(chē)輛的電力制動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)輛的磁懸置或懸浮、電動(dòng)車(chē)輛的監(jiān)控操作變量、電動(dòng)車(chē)輛的電氣安全裝置等有關(guān)車(chē)輛電動(dòng)操控制動(dòng)方向的項(xiàng)目,另外一個(gè)較為熱門(mén)的技術(shù)方向是B60K方向,主要包括與車(chē)輛主要包括對(duì)車(chē)輛動(dòng)力裝置的冷卻、車(chē)輛有關(guān)輔助驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng),兩個(gè)或兩隔以上不同原動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)變化學(xué)能為電能的技術(shù)方法或裝置,包括電池組,H02J主要為汽車(chē)電路裝置或系統(tǒng),包括供電或配電措施和電能儲(chǔ)存系統(tǒng)有關(guān)方向。通過(guò)申請(qǐng)量我們可以發(fā)現(xiàn),目前新能源技術(shù)的主要任務(wù)是H01M方向,即電池組方向,另外對(duì)B60K的研究也在慢慢增多,正在逐步成為研究熱點(diǎn)。

        7 結(jié)論與建議

        通過(guò)對(duì)2012—2019年我國(guó)新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)專(zhuān)利的分析之后,可以得出以下結(jié)論:首先,近十年來(lái),我國(guó)在新能源汽車(chē)技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展,專(zhuān)利申請(qǐng)量和授權(quán)量都穩(wěn)步上升,并在地域上形成了五個(gè)區(qū)域技術(shù)集群:長(zhǎng)三角、珠三角和東北三省的聯(lián)動(dòng),同時(shí)出現(xiàn)了比亞迪、北京現(xiàn)代等重點(diǎn)汽車(chē)企業(yè)作為領(lǐng)頭羊引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。再次,近十年來(lái),我國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)發(fā)展有賴(lài)于我國(guó)對(duì)新能源的密切支持和資金扶持,我國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)量一直保持穩(wěn)步上升的狀態(tài),與全球該技術(shù)領(lǐng)域疲軟態(tài)勢(shì)形成較為明顯的對(duì)比。但是,我國(guó)在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)上呈現(xiàn)出大而不強(qiáng)的狀態(tài),在專(zhuān)利布局上側(cè)重于國(guó)內(nèi)的布局和忽視了國(guó)外戰(zhàn)略布局。究其原因,這與我國(guó)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域缺乏創(chuàng)新相關(guān),在新的國(guó)家頂層涉及中,應(yīng)當(dāng)兩手抓國(guó)內(nèi)國(guó)外市場(chǎng),鼓勵(lì)技術(shù)發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新,激勵(lì)國(guó)內(nèi)車(chē)企參加國(guó)外有關(guān)創(chuàng)新活動(dòng)等。

        參考文獻(xiàn):

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