電動汽車鋰電池散熱領(lǐng)域?qū)＠治?/h1>
2020-07-26 10:54:51王姝
理論與創(chuàng)新 2020年11期
【摘 ?要】隨著電動汽車的迅速發(fā)展，鋰電池散熱技術(shù)越來越受到重視，該領(lǐng)域的專利申請數(shù)量呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢，通過對于數(shù)據(jù)的分析可以看到，專利的申請更多是受到市場的支配，存在一定的滯后性，這容易使技術(shù)的使用陷入被動，企業(yè)應(yīng)當加強自身知識產(chǎn)權(quán)的保護，提前做好專利的布局和規(guī)劃。
【關(guān)鍵詞】電動汽車;鋰電池;散熱;專利
引言
隨著科學技術(shù)的發(fā)展和對環(huán)境保護要求的不斷提高，清潔能源的使用越來越受到重視，在這樣的背景下，近些年來，電動汽車迅速發(fā)展，越來越受到消費者青睞。電動汽車的動力來源主要是鋰電池，鋰電池能夠為電動汽車提供長達數(shù)百公里的動力，且不產(chǎn)生環(huán)境污染。在汽車鋰電池的使用過程中，電池的散熱可以提高電池的效率，延長使用壽命，是必不可少的環(huán)節(jié)。由此，與電動汽車鋰電池散熱相關(guān)的專利申請大量出現(xiàn)，本文將對電動汽車鋰電池散熱領(lǐng)域的專利進行分析。
1.專利數(shù)據(jù)分析
截止到2020年6月，電動汽車鋰電池散熱領(lǐng)域的授權(quán)專利共292個，其中，中國287個，PCT國際專利3個，日本和韓國各1個。從地域的分布可以看到，鋰電池的散熱專利主要集中在中國，這與中國大力發(fā)展電動汽車有很大的關(guān)系。中國的專利中，實用新型專利142件，發(fā)明專利145件，在發(fā)明專利中，已經(jīng)授權(quán)的專利為30件。這些專利的申請趨勢為，始于2009年，2009年3件，2010年4件，2011年10件，2011年是一個小高峰，之后又出現(xiàn)了下降的趨勢，直到2014年，申請數(shù)量躍升至21件，由2014年到2018年內(nèi)，申請量逐年遞增，且到2018年顯著增長，申請數(shù)量躍升至73件，2019年出現(xiàn)一定程度的下降，為46件，2020年還無法完全統(tǒng)計。
從專利申請的數(shù)量可以看到，電動汽車鋰電池散熱的專利申請最早出現(xiàn)在2009年，這比電動汽車技術(shù)的出現(xiàn)相對滯后，從2009年到2013年這6年間申請數(shù)量主要為個位數(shù)，除了2011年出現(xiàn)一個小高峰，總體申請量是比較小的。而這一階段剛好是電動汽車發(fā)展的初期階段，電動汽車的保有量較低，消費者對于電動汽車的接受程度較低。在此階段，政府需要通過發(fā)高額的補貼來促進電動汽車的消費，消費者的購買意愿并不強烈。而鋰電池的散熱技術(shù)作為汽車鋰電池的輔助技術(shù)，還沒有受到重視。之后隨著電動汽車市場的打開，電動汽車越來越受到消費者的青睞，銷售量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，由此也反向促進汽車鋰電池的發(fā)展，可以看到，2014年之后，鋰電池的散熱技術(shù)的專利申請數(shù)量有了明顯的上漲，從2014年的21件增長到2018年的73件。從消費市場上看，在2018年的時候電動車已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注，消費者對于電動汽車的接受程度已經(jīng)很高，以北京市場為例，電動汽車的購買已經(jīng)需要排隊搖號，當年參加搖號的消費者需要至少等待3年才能獲得電動汽車的購買資格?？梢钥吹?，在2018年的時候，電動汽車已經(jīng)廣泛使用，電動汽車的技術(shù)正在蓬勃發(fā)展。不過，由此也可以看到一個問題，那就是中國在這個領(lǐng)域的專利申請存在一定的滯后性，并未做到專利先行，專利的申請，大多是受到市場的影響，受到市場的反作用力，先出現(xiàn)使用的需要，再進行專利申請。這種現(xiàn)象并非偶然，也并非只出現(xiàn)在電動汽車鋰電池散熱的專利申請領(lǐng)域。這說明企業(yè)對于專利的重視程度仍然不夠，以專利占領(lǐng)市場的理念還未完全建立。專利的申請多出于使用的需要，以使用為先導，而不是以布局為先導，這對于企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)的構(gòu)建是不利的。很容易在技術(shù)使用的過程中陷入被動。
專利申請數(shù)量可以反應(yīng)出企業(yè)在技術(shù)上的掌握程度和對于知識產(chǎn)權(quán)的重視程度，而專利公開的數(shù)量可以反應(yīng)出專利申請的有效性，其相對于專利申請有一定的滯后性。電動汽車鋰電池散熱的專利從2010年開始公開，2010年到2014年間，公開數(shù)量穩(wěn)步增長，有4增長到11;從2015年到2018年，公開的數(shù)量急劇增長，由16增長到69，2019年公開的數(shù)量與2018年基本持平，為68件，可以看到，從2018年開始，該領(lǐng)域?qū)＠_的數(shù)量呈現(xiàn)較高的的數(shù)量，2020年目前還無法完全統(tǒng)計。從專利公開的數(shù)據(jù)來看，其數(shù)量略少與專利申請的數(shù)量，也就是說，大部分的專利申請是有效的，能夠走到公開或者公告，使技術(shù)方案向社會披露，且在2018年和2019年出現(xiàn)公開的高峰。從時間上看，仍然是在電動汽車廣泛到的時候出現(xiàn)專利公開的高峰，專利公開的時間略滯后于電動汽車的使用。
通過專利申請數(shù)量和專利公開數(shù)量的分析可以看到，在電動汽車鋰電池散熱領(lǐng)域的專利申請有效性較高，但存在滯后性，說明此項技術(shù)在鋰電池應(yīng)用于汽車中使用時，是十分必要的，但發(fā)現(xiàn)其必要性再來申請專利，這對于專利的授權(quán)和保護都是不利的。對于專利進行提前的布局這是企業(yè)應(yīng)當注意的一個問題。
2.典型案例分析
能夠?qū)崿F(xiàn)汽車鋰電池散熱的技術(shù)較多，下面對于一些典型的技術(shù)方案進行分析。2020年6月公開的一種離網(wǎng)可移動快充系統(tǒng)及管理方法，包括可移動集裝箱可移動集裝箱內(nèi)設(shè)有電池儲能堆、多路智能高壓箱、車載快充器;離網(wǎng)可移動集裝箱快充單元采用池儲能堆在完全沒有電網(wǎng)供電及沒有其他外部設(shè)施支持情況下依靠可移動集裝箱內(nèi)置的多路智能高壓箱、車載快充器，可獨立的為多輛新能源汽車提供快速充電服務(wù);集中儲能與調(diào)度管理站，集中儲能與調(diào)度管理站為離網(wǎng)可移動集裝箱快充單元提供電網(wǎng)快速充電或可再生能源補電;提供了離網(wǎng)可移動集裝箱快充單元不受配電許可和電網(wǎng)能力限制，在充分發(fā)揮退役電池標準箱為多輛電動汽車進行快速充電的基礎(chǔ)上推動大規(guī)模商業(yè)化布局快充站，并有效降低電動汽車充電成本，提高充電便利性。
2020年6月公開的一種退役磷酸鐵鋰和三元鋰電池混合協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)，所述控制方法包括以下步驟：篩選退役電池，將滿足剩余壽命與剩余容量接近的同種類退役電池篩選配成組，再將不同種類的電池組串聯(lián)組成電池模組，所述電池模組內(nèi)不同種類的電池組間滿足以下條件：不同種類電池組的組數(shù)、電池組的總?cè)萘颗c電池組內(nèi)電芯的平均壽命的乘積相等;對電池模組內(nèi)的電池性能進行監(jiān)控管理對模組的性能進行監(jiān)控分析進而管理控制電池模組，所述退役電池包括磷酸鐵鋰和三元鋰電池。本發(fā)明采用退役電動汽車的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池作為對象，充分發(fā)揮兩種鋰電池的優(yōu)勢，節(jié)約動力電池的原料成本，增加退役電池使用壽命，充分利用動力電池的性能。
2020年4月公開的一種電動汽車鋰電池的散熱系統(tǒng)。包括由單體鋰電池組成的鋰電池組、用于為鋰電池組整體散熱的水冷系統(tǒng);所述單體鋰電池包括用于隔離單體鋰電池正、負極的雙隔膜層，所述雙隔膜層內(nèi)注入有氯化石蠟，且雙隔膜層中間插有熱管，各單體鋰電池的熱管伸出單體鋰電池的一端相互連接至所述水冷系統(tǒng);所述單體鋰電池外周包覆有相變材料，以吸收單體鋰電池放出的熱量，并能以潛熱的形式儲存起來;同時在低溫環(huán)境下能起到保溫效果。本發(fā)明保證了鋰電池最大化的冷卻高熱區(qū)，普通化冷卻其他區(qū)域，使得電動汽車的鋰電池不同區(qū)域獲得不同冷卻能力效果，同時保溫了單體的電池，維持了電池在寒冷地區(qū)工作的溫度，減少了預(yù)熱環(huán)節(jié)。通過典型的案例可以看到，能夠?qū)崿F(xiàn)鋰電池的散熱的技術(shù)各有不同。
3.結(jié)語
電動汽車鋰電池散熱技術(shù)作為鋰電池的輔助技術(shù)，可以有效降低電動汽車充電成本，提高充電便利性，在鋰電池領(lǐng)域是十分必要的，專利申請的和公開的數(shù)量呈現(xiàn)增長的趨勢。不過，專利的申請更多是受到市場的支配，存在一定的滯后性，這是企業(yè)應(yīng)當注意的問題，應(yīng)當加強自身知識產(chǎn)權(quán)的保護，提前做好專利的布局和規(guī)劃。
參考文獻
[1]動力鋰電池組液冷散熱仿真[J]. 任冰禹. ?汽車實用技術(shù). 2017（13）
作者簡介：王姝（1986.11-）女，漢，北京，助理研究員，審查員，工學學士，專利審查及相關(guān)研究
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【關(guān)鍵詞】電動汽車;鋰電池;散熱;專利
引言
隨著科學技術(shù)的發(fā)展和對環(huán)境保護要求的不斷提高，清潔能源的使用越來越受到重視，在這樣的背景下，近些年來，電動汽車迅速發(fā)展，越來越受到消費者青睞。電動汽車的動力來源主要是鋰電池，鋰電池能夠為電動汽車提供長達數(shù)百公里的動力，且不產(chǎn)生環(huán)境污染。在汽車鋰電池的使用過程中，電池的散熱可以提高電池的效率，延長使用壽命，是必不可少的環(huán)節(jié)。由此，與電動汽車鋰電池散熱相關(guān)的專利申請大量出現(xiàn)，本文將對電動汽車鋰電池散熱領(lǐng)域的專利進行分析。
1.專利數(shù)據(jù)分析
截止到2020年6月，電動汽車鋰電池散熱領(lǐng)域的授權(quán)專利共292個，其中，中國287個，PCT國際專利3個，日本和韓國各1個。從地域的分布可以看到，鋰電池的散熱專利主要集中在中國，這與中國大力發(fā)展電動汽車有很大的關(guān)系。中國的專利中，實用新型專利142件，發(fā)明專利145件，在發(fā)明專利中，已經(jīng)授權(quán)的專利為30件。這些專利的申請趨勢為，始于2009年，2009年3件，2010年4件，2011年10件，2011年是一個小高峰，之后又出現(xiàn)了下降的趨勢，直到2014年，申請數(shù)量躍升至21件，由2014年到2018年內(nèi)，申請量逐年遞增，且到2018年顯著增長，申請數(shù)量躍升至73件，2019年出現(xiàn)一定程度的下降，為46件，2020年還無法完全統(tǒng)計。
從專利申請的數(shù)量可以看到，電動汽車鋰電池散熱的專利申請最早出現(xiàn)在2009年，這比電動汽車技術(shù)的出現(xiàn)相對滯后，從2009年到2013年這6年間申請數(shù)量主要為個位數(shù)，除了2011年出現(xiàn)一個小高峰，總體申請量是比較小的。而這一階段剛好是電動汽車發(fā)展的初期階段，電動汽車的保有量較低，消費者對于電動汽車的接受程度較低。在此階段，政府需要通過發(fā)高額的補貼來促進電動汽車的消費，消費者的購買意愿并不強烈。而鋰電池的散熱技術(shù)作為汽車鋰電池的輔助技術(shù)，還沒有受到重視。之后隨著電動汽車市場的打開，電動汽車越來越受到消費者的青睞，銷售量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，由此也反向促進汽車鋰電池的發(fā)展，可以看到，2014年之后，鋰電池的散熱技術(shù)的專利申請數(shù)量有了明顯的上漲，從2014年的21件增長到2018年的73件。從消費市場上看，在2018年的時候電動車已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注，消費者對于電動汽車的接受程度已經(jīng)很高，以北京市場為例，電動汽車的購買已經(jīng)需要排隊搖號，當年參加搖號的消費者需要至少等待3年才能獲得電動汽車的購買資格?？梢钥吹?，在2018年的時候，電動汽車已經(jīng)廣泛使用，電動汽車的技術(shù)正在蓬勃發(fā)展。不過，由此也可以看到一個問題，那就是中國在這個領(lǐng)域的專利申請存在一定的滯后性，并未做到專利先行，專利的申請，大多是受到市場的影響，受到市場的反作用力，先出現(xiàn)使用的需要，再進行專利申請。這種現(xiàn)象并非偶然，也并非只出現(xiàn)在電動汽車鋰電池散熱的專利申請領(lǐng)域。這說明企業(yè)對于專利的重視程度仍然不夠，以專利占領(lǐng)市場的理念還未完全建立。專利的申請多出于使用的需要，以使用為先導，而不是以布局為先導，這對于企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)的構(gòu)建是不利的。很容易在技術(shù)使用的過程中陷入被動。
專利申請數(shù)量可以反應(yīng)出企業(yè)在技術(shù)上的掌握程度和對于知識產(chǎn)權(quán)的重視程度，而專利公開的數(shù)量可以反應(yīng)出專利申請的有效性，其相對于專利申請有一定的滯后性。電動汽車鋰電池散熱的專利從2010年開始公開，2010年到2014年間，公開數(shù)量穩(wěn)步增長，有4增長到11;從2015年到2018年，公開的數(shù)量急劇增長，由16增長到69，2019年公開的數(shù)量與2018年基本持平，為68件，可以看到，從2018年開始，該領(lǐng)域?qū)＠_的數(shù)量呈現(xiàn)較高的的數(shù)量，2020年目前還無法完全統(tǒng)計。從專利公開的數(shù)據(jù)來看，其數(shù)量略少與專利申請的數(shù)量，也就是說，大部分的專利申請是有效的，能夠走到公開或者公告，使技術(shù)方案向社會披露，且在2018年和2019年出現(xiàn)公開的高峰。從時間上看，仍然是在電動汽車廣泛到的時候出現(xiàn)專利公開的高峰，專利公開的時間略滯后于電動汽車的使用。
通過專利申請數(shù)量和專利公開數(shù)量的分析可以看到，在電動汽車鋰電池散熱領(lǐng)域的專利申請有效性較高，但存在滯后性，說明此項技術(shù)在鋰電池應(yīng)用于汽車中使用時，是十分必要的，但發(fā)現(xiàn)其必要性再來申請專利，這對于專利的授權(quán)和保護都是不利的。對于專利進行提前的布局這是企業(yè)應(yīng)當注意的一個問題。
2.典型案例分析
能夠?qū)崿F(xiàn)汽車鋰電池散熱的技術(shù)較多，下面對于一些典型的技術(shù)方案進行分析。2020年6月公開的一種離網(wǎng)可移動快充系統(tǒng)及管理方法，包括可移動集裝箱可移動集裝箱內(nèi)設(shè)有電池儲能堆、多路智能高壓箱、車載快充器;離網(wǎng)可移動集裝箱快充單元采用池儲能堆在完全沒有電網(wǎng)供電及沒有其他外部設(shè)施支持情況下依靠可移動集裝箱內(nèi)置的多路智能高壓箱、車載快充器，可獨立的為多輛新能源汽車提供快速充電服務(wù);集中儲能與調(diào)度管理站，集中儲能與調(diào)度管理站為離網(wǎng)可移動集裝箱快充單元提供電網(wǎng)快速充電或可再生能源補電;提供了離網(wǎng)可移動集裝箱快充單元不受配電許可和電網(wǎng)能力限制，在充分發(fā)揮退役電池標準箱為多輛電動汽車進行快速充電的基礎(chǔ)上推動大規(guī)模商業(yè)化布局快充站，并有效降低電動汽車充電成本，提高充電便利性。
2020年6月公開的一種退役磷酸鐵鋰和三元鋰電池混合協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)，所述控制方法包括以下步驟：篩選退役電池，將滿足剩余壽命與剩余容量接近的同種類退役電池篩選配成組，再將不同種類的電池組串聯(lián)組成電池模組，所述電池模組內(nèi)不同種類的電池組間滿足以下條件：不同種類電池組的組數(shù)、電池組的總?cè)萘颗c電池組內(nèi)電芯的平均壽命的乘積相等;對電池模組內(nèi)的電池性能進行監(jiān)控管理對模組的性能進行監(jiān)控分析進而管理控制電池模組，所述退役電池包括磷酸鐵鋰和三元鋰電池。本發(fā)明采用退役電動汽車的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池作為對象，充分發(fā)揮兩種鋰電池的優(yōu)勢，節(jié)約動力電池的原料成本，增加退役電池使用壽命，充分利用動力電池的性能。
2020年4月公開的一種電動汽車鋰電池的散熱系統(tǒng)。包括由單體鋰電池組成的鋰電池組、用于為鋰電池組整體散熱的水冷系統(tǒng);所述單體鋰電池包括用于隔離單體鋰電池正、負極的雙隔膜層，所述雙隔膜層內(nèi)注入有氯化石蠟，且雙隔膜層中間插有熱管，各單體鋰電池的熱管伸出單體鋰電池的一端相互連接至所述水冷系統(tǒng);所述單體鋰電池外周包覆有相變材料，以吸收單體鋰電池放出的熱量，并能以潛熱的形式儲存起來;同時在低溫環(huán)境下能起到保溫效果。本發(fā)明保證了鋰電池最大化的冷卻高熱區(qū)，普通化冷卻其他區(qū)域，使得電動汽車的鋰電池不同區(qū)域獲得不同冷卻能力效果，同時保溫了單體的電池，維持了電池在寒冷地區(qū)工作的溫度，減少了預(yù)熱環(huán)節(jié)。通過典型的案例可以看到，能夠?qū)崿F(xiàn)鋰電池的散熱的技術(shù)各有不同。
3.結(jié)語
電動汽車鋰電池散熱技術(shù)作為鋰電池的輔助技術(shù)，可以有效降低電動汽車充電成本，提高充電便利性，在鋰電池領(lǐng)域是十分必要的，專利申請的和公開的數(shù)量呈現(xiàn)增長的趨勢。不過，專利的申請更多是受到市場的支配，存在一定的滯后性，這是企業(yè)應(yīng)當注意的問題，應(yīng)當加強自身知識產(chǎn)權(quán)的保護，提前做好專利的布局和規(guī)劃。
參考文獻
[1]動力鋰電池組液冷散熱仿真[J]. 任冰禹. ?汽車實用技術(shù). 2017（13）
作者簡介：王姝（1986.11-）女，漢，北京，助理研究員，審查員，工學學士，專利審查及相關(guān)研究
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