張小帆 張春鵬 潘子康

（廣東技術(shù)師范大學(xué)，廣州510665）

主題詞：新能源 氫發(fā)動機 專利信息

1 前言

我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年持續(xù)努力，技術(shù)水平顯著提升，產(chǎn)業(yè)體系日趨完善，企業(yè)競爭力大幅增強，從年銷量不足萬輛到突破百萬輛，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正在高速發(fā)展[1]。發(fā)展新能源汽車是全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級綠色發(fā)展的必由之路，也是新時代中國汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。因此，國家先后出臺了全方位的激勵政策（如：降低汽車企業(yè)的準(zhǔn)入門檻，延長補貼政策期限）[2-3]。氫發(fā)動機汽車作為新能源汽車中的一員，是指以氫發(fā)動機為動力源，符合道路交通安全法規(guī)的汽車，其具有無污染，零排放，氫儲量豐富的優(yōu)勢[4]。

氫發(fā)動機有2個主要的技術(shù)方向：純氫發(fā)動機與摻氫發(fā)動機。當(dāng)前2種類型的氫發(fā)動機所面臨的主要技術(shù)都在于氫氣儲存運輸以及由于氫氣不同于其他燃料的性質(zhì)而造成的在發(fā)動機氣缸內(nèi)不正常的燃燒現(xiàn)象。近幾年，國內(nèi)外多位學(xué)者在圍繞純氫發(fā)動機與摻氫發(fā)動機2種技術(shù)在各個方面進行了深入的研究，均取得了階段性的進展。對于純氫發(fā)動機，雖然可以通過延遲點火正時來效緩解與控制回火等不正常燃燒現(xiàn)象，但是由于純氫發(fā)動機對儲氫技術(shù)有著很高的要求，在氫氣加油站較少的階段，純氫發(fā)動機難以得到推廣。對于摻氫發(fā)動機，由于主要是將氫氣與其它燃料摻混使用，氫氣消耗量減少導(dǎo)致儲氫難度降低，并且可以通過改變氫氣比例來解決與改善各種問題，因此相對于純氫發(fā)動機來說更為實用。目前，主要有天然氣摻氫，汽油摻氫，醇類摻氫，天然氣摻氫[4-5]。純氫發(fā)動機與摻氫發(fā)動機并沒有本質(zhì)上的優(yōu)劣之分，并且氫發(fā)動機技術(shù)在國際上內(nèi)仍然處于起步階段，因此2者是在進行專利檢索與描述發(fā)展趨勢時的主要部分。

專利作為科研創(chuàng)新成果最主要的表現(xiàn)形式之一，包含著豐富的技術(shù)信息、市場信息和法律信息。通過對專利文獻進行全面地分析，可以揭示相關(guān)產(chǎn)業(yè)或企業(yè)的技術(shù)研發(fā)實力、研發(fā)方向、研發(fā)重點、市場發(fā)展策略以及知識產(chǎn)權(quán)保護意識和能力方面的重要信息[6]。以國內(nèi)外氫發(fā)動機技術(shù)專利信息為切入點，從專利總體數(shù)量、專利申請年度趨勢、技術(shù)發(fā)布對比分析等角度，聚焦國內(nèi)外氫發(fā)動機的關(guān)鍵技術(shù)和趨勢，對比分析我國與國際氫發(fā)動機技術(shù)水平上的差異[7]。

2 數(shù)據(jù)來源與檢索方法

本文確定的研究對象為氫發(fā)動機及其相關(guān)技術(shù)，根據(jù)技術(shù)性質(zhì)確定了大分類號為B60（一般車輛）系列。在專利數(shù)據(jù)的收集過程中采用國際專利分類號IPC的方法進行索引[6]。

以Incopat專利檢索系統(tǒng)作為平臺進行專利檢索，Incopat完整收錄了全球102個國家、組織、地區(qū)1億多件基本專利數(shù)據(jù)，對22個主要國家的專利數(shù)據(jù)進行特殊收錄和加工處理，數(shù)據(jù)字段比較完美，數(shù)據(jù)可靠性較高，為分析結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性提供了保障。

檢索專利的類型包括發(fā)明授權(quán)專利、發(fā)明申請專利、實用新型專利、外觀設(shè)計專利。專利檢索的時間區(qū)間為2000～2020年。

氫發(fā)動機技術(shù)的基本構(gòu)成：氫發(fā)動機（純氫發(fā)動機、摻氫發(fā)動機、氫氣噴射、儲氫裝置、氫氣供給系統(tǒng)）；氫發(fā)動機電、熱控制管理；氫發(fā)動機安全管理以及其他配套設(shè)施[4,6,8]，涉及到的專利檢索字段如表1所示。

表1 專利檢索字段

通過多次檢驗最終確定的檢索式為:(ALL=(TIAB=(新能源汽車OR儲氫材料OR氫氣供給系統(tǒng)OR氫氣噴射裝置OR“new energy vehicles”O(jiān)R“hydrogen storage material”O(jiān)R“hydrogen supply system”O(jiān)R“hydrogen nozzle”O(jiān)R PEV OR HEV OR FCEV）or（氫氣發(fā)動機OR“Hydrogen engine”))ORDES=(TIAB=(新能源汽車OR儲氫材料OR氫氣供給系統(tǒng)OR氫氣噴射裝置OR“new energy vehicles”O(jiān)R“hydrogen storage material”O(jiān)R“hydrogen supply system”O(jiān)R“hydrogen nozzle”O(jiān)RPEV OR HEV OR FCEV）or（氫氣發(fā)動機OR“Hydrogen engine”)))。對專利主分類號、專利名稱以及專利申請時間進行查詢與篩選。

3 國際氫發(fā)動機專利分析

3.1 專利總體數(shù)量分析

檢索顯示國內(nèi)外的專利申請數(shù)，共有22 000件相關(guān)專利，相關(guān)數(shù)據(jù)如圖1所示。其中，發(fā)明授權(quán)專利是指通過了國家知識產(chǎn)權(quán)局的審查后，認(rèn)為其技術(shù)符合專利的授權(quán)要求，給予的具有法律效力的授權(quán)證書。發(fā)明授權(quán)類型的專利，中國有2 180件；美國有2 537件；日本有1 072件。

圖1 國際氫發(fā)動機專利總體數(shù)量

3.2 專利申請年度趨勢分析

全球范圍內(nèi)氫氣發(fā)動機技術(shù)專利申請趨勢如圖1所示，通過申請趨勢可以看出全球不同年度的申請熱度。由圖1可看出，從2000年開始，氫發(fā)動機專利申請數(shù)量開始在大體上呈現(xiàn)增加的趨勢，在2018年和2019年里，全球?qū)錃獍l(fā)動機技術(shù)專利的申請數(shù)有所下降。而導(dǎo)致2018年和2019年專利數(shù)量下降的原因主要是專利公開存在滯后性。

3.3 中、美、日氫發(fā)動機技術(shù)專利發(fā)展對比分析

綜合各國在氫發(fā)動機專利的總體數(shù)量，將中國、美國以及日本作為主要分析對象進行氫發(fā)動機專利發(fā)展對比分析，分別進行發(fā)明授權(quán)情況對比分析、技術(shù)熱點領(lǐng)域分析以及國際申請人排名分析。

（1）發(fā)明授權(quán)情況對比分析

專利類型包括發(fā)明申請專利、發(fā)明授權(quán)專利、實用新型專利以及外觀設(shè)計專利。其中，發(fā)明授權(quán)專利是指通過國家知識產(chǎn)權(quán)局的審查后，認(rèn)為其技術(shù)符合專利的授權(quán)要求，給予的具有法律效力的授權(quán)證書。通過對比中、美、日3國的發(fā)明授權(quán)專利的公開趨勢，更能反映中、美、日3國在氫發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展情況，從而進行對比分析。

圖2 國際氫發(fā)動機專利申請趨勢

從中國發(fā)明授權(quán)專利公開趨勢（圖2）可以看出中國在氫發(fā)動機技術(shù)方面的研究起步較晚、較薄弱，但發(fā)展很快。結(jié)合公開趨勢圖與中國近幾年氫發(fā)動機技術(shù)的研究可以發(fā)現(xiàn)，中國在2004年前在氫發(fā)動機技術(shù)專利申請數(shù)極少，但在2005～2007年間，中國在發(fā)動機燃氫技術(shù)方面的研究得到飛速發(fā)展，專利數(shù)量迅速增加，并在之后一直呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢。經(jīng)過這些年不斷的探索，國內(nèi)在氫發(fā)動機技術(shù)方面取得了進步，為我國氫發(fā)動機的研發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。

美國在氫發(fā)動機技術(shù)方面的研究起步較早，從美國氫發(fā)動機技術(shù)專利發(fā)明授權(quán)公開趨勢（圖3）可以看出美國在2000年就有專利數(shù)量基礎(chǔ)，在2003～2007年間，美國的氫發(fā)動機技術(shù)得到快速發(fā)展。2007年福特氫燃料V-10發(fā)動機正式投產(chǎn)，福特汽車公司成為世界首個正式生產(chǎn)氫燃料發(fā)動機的汽車制造商。除了發(fā)動機和汽車廠商之外，很多美國高校也開展了對氫發(fā)動機技術(shù)的探究，它們的研究涉及到進氣道噴射氫發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放以及氫發(fā)動機的早燃回火等異常燃燒問題。專利數(shù)量迅速增加，并在之后一直呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。

日本在氫發(fā)動機技術(shù)方面的研究起步非常的早，早在1970年日本武藏大學(xué)就經(jīng)開始了對缸內(nèi)直噴的氫燃料內(nèi)燃機展開了研究。從日本氫燃料發(fā)動機專利發(fā)明授權(quán)公開趨勢（圖4）可以看出，從2000年開始日本的氫氣發(fā)動機的專利數(shù)量就呈現(xiàn)出良好且穩(wěn)定的發(fā)展趨勢。

中、美、日3國發(fā)明授權(quán)專利公開趨勢圖如圖3、圖4、圖5。

圖3 中國氫發(fā)動機技術(shù)發(fā)明授權(quán)專利公開趨勢

圖4 美國氫發(fā)動機技術(shù)發(fā)明授權(quán)專利公開趨勢

圖5 日本氫發(fā)動機技術(shù)發(fā)明授權(quán)專利公開趨勢

（2）技術(shù)熱點領(lǐng)域分析

在氫發(fā)動機技術(shù)專利申請量前10的國家中，以中、美、日3國為主要研究對象，通過對中、美、日3國氫發(fā)動機技術(shù)熱點領(lǐng)域的分析，可以反映當(dāng)前氫發(fā)動機技術(shù)發(fā)展方向，也可以通過對比看出各國在氫發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展方向以及側(cè)重點。申請專利的IPC分類號（小類）主要集中在：B60W（不同類型或不同功能的車輛子系統(tǒng)的聯(lián)合控制；專門適用于混合動力車輛的控制系統(tǒng)；不與某一特定子系統(tǒng)的控制相關(guān)聯(lián)的道路車輛駕駛控制系統(tǒng)）、B60K（車輛動力裝置或傳動裝置的布置或安裝；2個以上不同的原動機的布置或安裝；輔助驅(qū)動裝置；車輛用儀表或儀表板；與車輛動力裝置的冷卻、進氣、排氣或燃料供給結(jié)合的布置）、B60L（電動車輛動力裝置）。在B60K技術(shù)領(lǐng)域方面，中、美、日3國的專利申請量相對持平并遙遙領(lǐng)先于其他國家；在B60L技術(shù)領(lǐng)域方面，日本的專利申請量稍微領(lǐng)先于中、美2國；在B60W技術(shù)領(lǐng)域方面，美國的專利申請量稍微領(lǐng)先于中、日2國；在F02D（燃燒發(fā)動機的控制）技術(shù)領(lǐng)域方面，日本占據(jù)了較大的優(yōu)勢，而中國在這一技術(shù)領(lǐng)域比較薄弱（如圖6）。

圖6 中、美、日氫發(fā)動機技術(shù)研究熱點

（3）申請人排名分析

考慮到同一公司的不同書寫形式以及相關(guān)子公司的從屬情況，對檢索得到的專利數(shù)據(jù)進行申請人排名，通過對比申請人的專利數(shù)從而進一步分析氫氣發(fā)動機在各國的競爭狀況。

從圖6中可看出排名前3的申請人分別是HYUNDAIMOTORCOMPANY，F(xiàn)ORDGLOBAL TECHNOLOGIESLLC及TOYOTA MOTORCORP。

從申請人的角度來看，中國在氫氣發(fā)動機的發(fā)展較為落后，在全球排名前10的公司中，中國的重慶長安汽車股份有限公司以及奇瑞汽車股份有限公司分別排在了第9和第10。

圖7 國際氫發(fā)動機技術(shù)專利前10申請人

HYUNDAI MOTOR COMPANY在氫發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域申請數(shù)量占有絕對優(yōu)勢地位（圖6）。圖7為HYUNDAI MOTOR COMPANY在氫發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)分布，申請技術(shù)領(lǐng)域前5位依次是B60W、B60K、F16H（轉(zhuǎn)動裝置）、B60L（電動車輛動力裝置）、F02D（燃燒發(fā)動機的控制）。

圖8 HYUNDAI MOTOR COMPANY氫發(fā)動機技術(shù)構(gòu)成

3.4 結(jié)合專利分析總結(jié)氫發(fā)動機目前研究熱點

面對氫發(fā)動機發(fā)展所面臨的問題，結(jié)合專利分析所得技術(shù)熱點，氫發(fā)動機的進一步研究將圍繞以下3個方面進行：

（1）采取缸內(nèi)高壓直噴技術(shù)，探討高壓噴射系統(tǒng)，進氣系統(tǒng)與燃燒室之間的優(yōu)化匹配，實現(xiàn)氫和空氣的高效混合。針對氫燃料的特性，對一些特殊部件采用特殊材料，不斷改進燃料噴射系統(tǒng)。

（2）加大對先進電控系統(tǒng)的研究,實現(xiàn)氫發(fā)動機工作過程的優(yōu)化。電控技術(shù)與分層燃燒、稀薄混合氣燃燒、快速燃燒等技術(shù)相結(jié)合可以優(yōu)化控制氫發(fā)動機的點火正時、噴氫正時和噴氫量,以消除異常燃燒，有效降低NOx排放，提高氫發(fā)動機的功率并改善其燃燒效率。

（3）發(fā)展氫發(fā)動機先進的優(yōu)化控制技術(shù)，不斷提高氫發(fā)動機的功率和熱效率，降低NOx的排放。在實際應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮多項指標(biāo)中的主次，采用優(yōu)化控制技術(shù)對發(fā)動機的運轉(zhuǎn)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，如噴氫正時、噴氫量、點火正時、壓縮比等實施優(yōu)化控制，在不發(fā)生異常燃燒的情況下使一種或幾種性能達到優(yōu)化，使發(fā)動機在各工況下工作在最佳狀態(tài)，達到高效、低NOx排放和各方面均優(yōu)越的性能。這個領(lǐng)域的研究將是未來的熱點研究內(nèi)容之一。

4 我國氫發(fā)動機技術(shù)專利與國家政策分析

4.1 專利總體數(shù)量分析

（1）國內(nèi)專利區(qū)域分布

為了分析我國不同地區(qū)在氫發(fā)動機技術(shù)相關(guān)專利申請方面的差異，對國內(nèi)不同省份的專利數(shù)據(jù)進行了細分。其中，僅有安徽的申請量超過100，處于第1梯隊；江蘇、廣東、北京、浙江申請量大于60，處于第2梯隊；上海、河南、湖北、福建、四川申請量大于等于20，處于第3梯隊；其余地區(qū)申請量在20以下，處于第4梯隊。圖9展示了國內(nèi)專利申請量前十的省份。

圖9 國內(nèi)專利申請量前十省份

（2）專利類型分布分析

根據(jù)專利的類型特征進行分類，得到發(fā)明申請專利4 563項，占比51%；發(fā)明授權(quán)專利2 181項，占比24%；實用新型專利1 959項，占比22%；外觀設(shè)計專利283項，占比3%。由此可見發(fā)明申請專利比重很大，中國在國際氫發(fā)動機技術(shù)發(fā)展中具備一定的核心競爭力。但是，也可以看出發(fā)明授權(quán)專利占比很低，這不僅受限于當(dāng)前氫發(fā)動機技術(shù)在國際范圍內(nèi)都仍然處于起步階段，而且受限于我國在氫發(fā)動機技術(shù)方面的相關(guān)政策。雖然，國家大力發(fā)展新能源汽車，但是由于氫發(fā)動機技術(shù)的不成熟以及我國當(dāng)前的社會情況，即使有汽車企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出氫發(fā)動機汽車，由于國家政策的原因也不被允許上路。

（3）申請人類別分析

在對中國氫發(fā)動機技術(shù)專利檢索中得到，企業(yè)專利占比66.8%，大專院校和科研機構(gòu)類專利占比12.7%，個人申請者的專利占比20.5%。這表明在氫發(fā)動機技術(shù)方面，個人申請者的數(shù)量比例相對來說比較偏低，主要原因在于氫發(fā)動機在技術(shù)以及資金方面的門檻較高。因此，在整個氫發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的過程中，企業(yè)是刺激技術(shù)創(chuàng)新的中堅力量。圖10為檢索所得到的中國申請人類型構(gòu)成。

圖10 中國申請人類型構(gòu)成

4.2 氫發(fā)動機技術(shù)發(fā)展與國家政策分析

我國氫燃料汽車行業(yè)的發(fā)展大致經(jīng)歷了3個關(guān)鍵階段：

（1）2006年2月9日，國務(wù)院發(fā)布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2010年)》[9]，正式將“低能耗與新能源汽車”和“氫能及燃料電池技術(shù)”分別列入優(yōu)先主題和前沿技術(shù)，為氫燃料汽車的進一步研發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。

（2）2015年5月，國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》通知[10]。隨即，工信部在當(dāng)月披露了《中國制造2025》中節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的10年戰(zhàn)略目標(biāo)。提出“節(jié)能與新能源汽車”作為重點發(fā)展領(lǐng)域之一，并為其發(fā)展指明了方向，分別為關(guān)鍵材料、零部件逐漸國產(chǎn)化；整車性能逐步提升；運行規(guī)模進一步擴大，到2025年，制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善。

（3）2016年5月19日，國務(wù)院印發(fā)《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》[11]，重點提到要“開發(fā)氫能等新一代能源技術(shù)”。2016年11月29日，國務(wù)院發(fā)布《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[12]，對氫燃料汽車的發(fā)展寄予更高期望，與“十二五”規(guī)劃相比，新規(guī)劃重點提到：推動車載儲氫系統(tǒng)以及氫制備、儲運和加注技術(shù)發(fā)展，推進加氫站建設(shè)。

2020年10月20 日，國務(wù)院正式印發(fā)了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》[13]。自2012年國務(wù)院發(fā)布實施《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》[14]以來，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了舉世矚目的成就，成為引領(lǐng)世界汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要力量。當(dāng)前，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展，汽車與能源、交通、信息通信等領(lǐng)域加速融合，推動汽車產(chǎn)品形態(tài)、交通出行模式、能源消費結(jié)構(gòu)和社會運行方式發(fā)生深刻變革，新能源汽車產(chǎn)業(yè)面臨前所未有的發(fā)展機遇。但和其他戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)一樣，新能源汽車的發(fā)展歷程從來都不是一帆風(fēng)順的，仍然存在著關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新能力不強、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后、服務(wù)模式有待創(chuàng)新完善、產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚不健全等突出問題。在這種環(huán)境下，《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》的發(fā)布不僅對我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)制定了發(fā)展路線，也為我國各個省份以及汽車企業(yè)等提供了更多指導(dǎo)。對于氫能而言，在國家政策的支持下，各個省份都加快了對于氫能建設(shè)的腳步。2020年1月20日，浙江嘉興發(fā)布了《加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工作建議》[15]，將在2022年建成液氫等氫氣源生產(chǎn)企業(yè)2家以上和固定式加氫站8座以上；2020年9月30日，廣東發(fā)布了《培育新能源戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群行動計劃》[16]，計劃到2025年，建成加氫站約300座，基本建成適應(yīng)珠三角需求，輻射周邊的充電、加氫設(shè)施體系。四川、山東、上海、天津等省份也都在國家政策的指導(dǎo)下，先后發(fā)布了未來幾年關(guān)于對氫能建設(shè)的發(fā)展規(guī)劃。

根據(jù)檢索到的氫發(fā)動機專利申請、公開時間信息，可以發(fā)現(xiàn)氫發(fā)動機專利是從2000年開始逐步申請，至2007年專利穩(wěn)步上升，之后一段時間經(jīng)歷了快速的申請高峰期，每年申請量不斷增加?；镜陌l(fā)展趨勢和國家的新能源汽車政策出臺時間相協(xié)調(diào)(圖3、圖12)，因此政策在推動新能源汽車技術(shù)的發(fā)展方面具有重要作用。

圖11 中國發(fā)明授權(quán)專利申請趨勢

5 結(jié)論與建議

目前，國內(nèi)外進行氫發(fā)動機的相關(guān)研究項目都僅限于氫-汽油，氫-柴油混合燃料發(fā)動機的初步研究，純氫發(fā)動機的相關(guān)研究比較少。這一階段的研究主要集中在燃燒機理的研究和對燃燒規(guī)律的認(rèn)識，一般燃燒過程采用化油器或進氣管噴射的預(yù)混式外部混合氣形成方式，發(fā)動機異常燃燒和提高功率以及降低氮氧化物的矛盾始終困擾著研究的進展。上個世紀(jì)90年代末期，特別是進入21世紀(jì)以來，隨著計算機技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)燃料發(fā)動機的電控技術(shù)逐步實用化，具有優(yōu)化控制特征的燃料直接噴入燃燒室內(nèi)的內(nèi)部混合氣形成方式的研究逐步受到重視，為解決發(fā)動機異常燃燒和提高功率以及降低氮氧化物矛盾提供了新的思路和方法。但是系統(tǒng)地研究純氫發(fā)動機的燃燒控制模型、優(yōu)化控制規(guī)律和電控技術(shù)仍然有待深入進行。

除了上述方法和技術(shù)可以解決氫發(fā)動機發(fā)展所面臨的問題以外，還可以采用增壓、中冷、EGR等技術(shù)來解決異常燃燒與提高氫發(fā)動機功率的矛盾。對氫發(fā)動機異常燃燒機理的研究和對燃燒規(guī)律的認(rèn)識,將從根本上解決氫發(fā)動機提高功率和異常燃燒、NOx排放的矛盾。而氫發(fā)動機的優(yōu)化控制技術(shù)是解決提高功率、改善燃燒效率與降低NOx,并能保證發(fā)動機正常燃燒之間矛盾的最有效手段,是今后研究的熱點之一。

目前，氫發(fā)動機汽車離產(chǎn)業(yè)化還有一段很長的距離。制約氫發(fā)動機汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素除了本身的技術(shù)難度的限制以外，就是氫氣不同于汽油、柴油等其他燃料的性質(zhì)，主要表現(xiàn)在：氫發(fā)動機對儲氫技術(shù)有著極大的要求，儲氫量的不足造成續(xù)駛里程不夠長；氫氣在氣缸內(nèi)的不正常燃燒現(xiàn)象;使用壽命短，成本高。加氫站的建設(shè)難度極大，后期運營維護也不容易，對于中、美來說在全國范圍內(nèi)建設(shè)加氫站是不太現(xiàn)實的，反而是面積小，城市高度發(fā)達的國家比較利于建設(shè)加氫站，這也是為何只有日本和韓國的車企熱衷于氫發(fā)動機汽車的研發(fā)。

通過對國內(nèi)外氫發(fā)動機汽車技術(shù)專利分析以及對比分析可以看出來，我國在氫發(fā)動機汽車相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域有一定的技術(shù)優(yōu)勢，而且與國際相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢大致相同。我國在氫發(fā)動機研發(fā)僅處于初級階段，在大規(guī)模制氫、氫氣供應(yīng)、增壓技術(shù)、減排技術(shù)、管控方略、綜合電子管理系統(tǒng)、安全系統(tǒng)的重要技術(shù)項目上還有所欠缺。

我國在氫發(fā)動機核心技術(shù)的掌握與產(chǎn)業(yè)的運營上，與國際水平存在一定的差距，比如我國氫發(fā)動機汽車技術(shù)領(lǐng)域仍然沒有出現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，各個汽車企業(yè)的實力差距并不大，其中民營汽車企業(yè)（如：奇瑞）在氫發(fā)動機汽車技術(shù)領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢，而傳統(tǒng)的國有大型汽車企業(yè)在氫發(fā)動機汽車技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展與其資本實力并不協(xié)調(diào)。其中一部分原因是由于國家政策的不支持，而在美國以及韓國等國家，在國家政策的支持下，氫發(fā)動機汽車已經(jīng)可以上路。因此，可以看到一些在氫發(fā)動機汽車技術(shù)領(lǐng)域有較大優(yōu)勢的國家如韓國，韓國雖然在專利的總體數(shù)量上并不占優(yōu)，但是可以看到韓國的專利絕大部分都集中在現(xiàn)代汽車的手中。就單個企業(yè)的技術(shù)實力而言，現(xiàn)代汽車在氫發(fā)動機汽車領(lǐng)域有著強勢崛起的趨勢。就中國而言，目前并沒有這種有著強勢崛起的趨勢的汽車企業(yè)。

目前，國內(nèi)的氫發(fā)動機汽車技術(shù)仍然處于基礎(chǔ)創(chuàng)新初期?；趪鴥?nèi)專利總體的分析表明，伴隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，專利申請主體由個人向企業(yè)轉(zhuǎn)變，企業(yè)日漸成為中國氫發(fā)動機汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主體，更有利于氫發(fā)動機汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新向產(chǎn)品以及市場的轉(zhuǎn)化，促進中國氫發(fā)動機汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這意味著企業(yè)能否在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新上得到實質(zhì)上的突破，這將不僅僅影響企業(yè)是否可以在技術(shù)創(chuàng)新的前沿獲得競爭優(yōu)勢，而且能提高國家在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域在國際上獲得競爭優(yōu)勢。因此，包括創(chuàng)新技術(shù)等多個綜合競爭力將會逐漸成為汽車企業(yè)的競爭焦點。

通過對比我國新能源汽車政策的出臺以及專利申請數(shù)量時間序列，發(fā)現(xiàn)激勵政策的出臺對技術(shù)創(chuàng)新的推動有很大的影響。因此，在氫氣發(fā)動機汽車技術(shù)的發(fā)展過程中，政府具有重要作用，重要的政策的出臺能夠有效促進技術(shù)的進步。但是截至目前為止，在國家出臺的新能源汽車政策中，混合動力汽車、純電動汽車以及燃料電池汽車仍然占據(jù)了主要部分。因此，從氫發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展到氫發(fā)動機汽車真正奔馳在中國的街道上，都離不開國家政策的大力支持。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著制作工藝以及新材料的不斷被發(fā)現(xiàn)，氫發(fā)動機汽車的產(chǎn)業(yè)化路線終能實現(xiàn)。因此，中國氫發(fā)動機產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活動還需加強對前沿技術(shù)的關(guān)注，為中國氫發(fā)動機產(chǎn)業(yè)在未來國際領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位奠定基礎(chǔ)。