摘要：在低碳減排的大背景下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)成為了全球汽車行業(yè)發(fā)展的重要方向，也是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路。以燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)中的水管理技術(shù)為分析對象，從專利申請趨勢、區(qū)域分布、申請人分析、技術(shù)構(gòu)成以及國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)等角度進行專利分析，以期為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)開展產(chǎn)業(yè)研發(fā)和專利布局提供參考。

關(guān)鍵詞：燃料電池；水管理；專利分析

中圖分類號：U473" " " " 收稿日期：2025-02-17" " " "DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.04.004

Fuel Cell Vehicle Water Management Technology Patent Analysis

Zhu Jiayu" Si Yanlei

Patent Examination Cooperation（Tianjin）Centor of the Patent Office CNIPA，Tianjin 300304，China

Abstract：In the context of low-carbon emission reduction， the new energy vehicle industry has become an important direction for the development of the global automotive industry， and it is also the only way for China to move from a major automotive country to a strong automotive nation. This paper takes water management technology， a key technology in fuel cell vehicles， as the analysis object， and conducts patent analysis from the perspectives of patent application trends， regional distribution， applicant analysis， technology composition， and domestic and foreign technology development trends， in order to provide reference for domestic related enterprises to carry out industrial research and development and patent layout.

Key words：Fuel cell;Water management;Patent analysis

1 前言

燃料電池汽車（fuel cell vehicle，F(xiàn)CV）是用燃料電池作為核心動力源的電動汽車，相比傳統(tǒng)汽車，具有使用零污染、續(xù)航里程長和加氫時間短等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用有助于節(jié)約燃料及減少大氣污染，是未來汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一，也是解決全球能源和環(huán)境問題的理想方案之一［1］。在《中國制造2025》等綱領(lǐng)性文件中，對燃料電池汽車及其相關(guān)技術(shù)提出了明確的發(fā)展規(guī)劃。其中，影響燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)主要涉及熱管理技術(shù)和水管理技術(shù)，燃料電池內(nèi)部熱平衡與水平衡緊密相連，對燃料電池組的功率提升、燃料效率最佳化、燃料電池的壽命和運行安全起著關(guān)鍵作用［2］。

本文根據(jù)國內(nèi)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的實際情況，聚焦燃料電池汽車安全運行關(guān)鍵技術(shù)中的水管理技術(shù)進行專利布局態(tài)勢和關(guān)鍵專利技術(shù)分析研究，以期幫助國內(nèi)相關(guān)企業(yè)了解現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展及專利布局情況，為行業(yè)發(fā)展提供參考。

2 技術(shù)概述

燃料電池系統(tǒng)統(tǒng)稱為燃料電池發(fā)動機，主要包括電堆與氫氣供應(yīng)、空氣供應(yīng)、水管理、熱管理以及電子控制6個子系統(tǒng)。其中，燃料電池的水管理一般從3個方面來進行：燃料電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化、合理的電池排水和反應(yīng)氣加濕。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）是以氫氣和氧氣在電池內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的方式，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能來為汽車提供動力。它避免了傳統(tǒng)燃油車在進行能量轉(zhuǎn)化時損失較大熱機環(huán)節(jié)，因而能量轉(zhuǎn)化效率非?？捎^，可達到60%～80％［3］。

在燃料電池中，質(zhì)子交換膜需要保持一定的濕潤度才能保持質(zhì)子的高傳導(dǎo)性和良好的運行特性，過干會使質(zhì)子交換膜失去傳導(dǎo)質(zhì)子的能力，電池堆中水量過多也會影響電池堆性能，造成電極水淹等問題［4］，因此，要保持電池輸出性能和壽命，既需要保持膜的高水合度，保證電導(dǎo)率，也要及時排除過多的水，避免水淹，同時還要保證電池整個范圍內(nèi)水分布的平衡。可見，對燃料電池水管理技術(shù)的研究尤為重要。

3 專利申請現(xiàn)狀

本文采用IncoPat全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫，對燃料電池汽車水管理技術(shù)領(lǐng)域在2024年底之前公開的全球?qū)＠M行檢索，并對檢索結(jié)果做了統(tǒng)計，從專利申請趨勢、專利布局地域分布及主要申請人等角度對燃料電池汽車水管理技術(shù)的相關(guān)專利進行總體分析。

3.1 全球和中國專利申請態(tài)勢

由圖1可知，燃料電池水管理技術(shù)全球?qū)＠暾堏厔莅ㄈ齻€階段：1996年以前緩慢起步，由于市場的需求較低，且技術(shù)尚處于萌芽期，對于水管理技術(shù)的研究相對較少，年均申請量在低位徘徊。1997—2015年為穩(wěn)步發(fā)展階段，由于水管理技術(shù)對實現(xiàn)車用燃料電池的最大性能和耐久性具有十分重要的意義［5］，因此，1997年起，各國對燃料電池汽車熱管理技術(shù)的研發(fā)快速增長，由每年的不足百件申請逐漸增長至每年900件。由于主要工業(yè)國的產(chǎn)業(yè)調(diào)整、升級以及節(jié)約人力成本的需要，2002—2015年每年的申請量存在一定波動。2015年后為高速發(fā)展階段，隨著高科技的迅猛發(fā)展及前期不斷積累的技術(shù)，水管理技術(shù)申請量呈顯著上升趨勢，開始進入全面高速發(fā)展時期，到2020年申請量超過了1 800件。

燃料電池水管理技術(shù)中國專利申請趨勢也包括三個階段：2002年之前中國專利申請總體數(shù)量很少，主要原因是這一時期國內(nèi)整體市場需求不大，且外國申請人還未重視國內(nèi)市場，沒有在國內(nèi)進行大規(guī)模的專利布局。2002—2015年，中國專利申請量增長速度有了一定提高，對于燃料電池的研究重點開始放在車輛安全運行的關(guān)鍵技術(shù)上。2015年開始，中國專利申請不僅數(shù)量大幅增加，而且增長速度很快，燃料電池汽車水管理技術(shù)開始進入全面高速發(fā)展時期。

3.2 申請區(qū)域分布分析

為了研究水管理技術(shù)全球發(fā)明專利申請的區(qū)域分布情況，對采集的專利數(shù)據(jù)按申請的優(yōu)先權(quán)國家/地區(qū)進行統(tǒng)計，以分析各個國家/地區(qū)在水管理技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)實力。由圖2可以看出，中國、日本作為技術(shù)來源國在技術(shù)總量上處于領(lǐng)先地位。其中，中國申請量達到6 622件，處于絕對領(lǐng)先地位，排名全球第一。美國、德國、韓國因為擁有眾多知名車企，申請總量緊隨其后。

對水管理技術(shù)中國發(fā)明專利各地區(qū)申請量進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，上海、北京、廣東、江蘇等經(jīng)濟較為發(fā)達地區(qū)的專利申請總量處于領(lǐng)先地位，占總申請量的60%以上。湖北、遼寧、浙江等地申請量也在300件以上，占據(jù)一定市場份額，具有較強實力。

3.3 主要申請人

圖3所示為燃料電池汽車水管理技術(shù)申請人全球申請量排名，可以看出，該領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)分散程度較高，主要集中在日本、韓國、德國、中國。前三名為日本的豐田、尼桑和韓國的現(xiàn)代，其中豐田公司以1 453件申請量遙遙領(lǐng)先。排名前10的申請人中，來自日本的申請人共有4家，包括豐田、尼桑、本田和松下；來自韓國的申請人有3家，包括現(xiàn)代、科隆工業(yè)和起亞；來自德國的申請人有兩家，為戴姆勒和奧迪；來自中國的申請人有一家，為北京億華通科技。從申請人排名以及申請總量來看，日本在燃料電池汽車水管理技術(shù)這一領(lǐng)域具有相對優(yōu)勢，韓國緊隨其后，中國和德國也不容小覷。

關(guān)于水管理技術(shù)申請人中國申請量排名，前三名分別是中國的北京億華通科技、日本的豐田和中國的上海力神科技。其中，排名第一的是北京億華通科技公司，其申請量超過300項，這主要得益于該公司對氫燃料電池水管理相關(guān)技術(shù)的深度研發(fā)，具備自主核心知識產(chǎn)權(quán)。值得一提的是，排名前10的申請人中，除國內(nèi)重點企業(yè)外，還有幾家高?？蒲性核?，如中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，其專門設(shè)立燃料電池研究部，水管理技術(shù)作為其重點研究方向，擁有84項專利申請，位于國內(nèi)前列。高校科研院所在燃料電池汽車水管理技術(shù)方面的申請量占據(jù)一席之地，說明當前高校圍繞智能新能源汽車的產(chǎn)業(yè)定位和國家發(fā)展需求，正在不斷完善產(chǎn)學(xué)研體系促進燃料電池領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展。

3.4 技術(shù)構(gòu)成

從全球燃料電池汽車水管理技術(shù)各技術(shù)分支的情況來看，電池組、動力裝置是各申請人重點研發(fā)領(lǐng)域，申請量遠超其他研發(fā)領(lǐng)域的申請量。并且，由于水管理技術(shù)涉及化學(xué)作用和電路設(shè)置等領(lǐng)域，因此，與之相關(guān)的分離方式、空氣增濕、測量電變量、電路裝置等較為具體的技術(shù)手段也是水管理技術(shù)的研究熱點。由圖4可知，水管理技術(shù)相關(guān)專利涉及的技術(shù)功效主要包括提高效率、降低復(fù)雜性、降低成本、提高穩(wěn)定性、增強可控性等，這也是研發(fā)主體更為關(guān)注的技術(shù)效果。

4 燃料電池水管理技術(shù)演進

根據(jù)燃料電池水管理技術(shù)專利檢索及統(tǒng)計結(jié)果，分別對全球及中國燃料電池水管理技術(shù)的技術(shù)演進及重點申請人情況進行分析。

4.1 水管理技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)分析

如圖5所示，由水管理技術(shù)全球發(fā)展脈絡(luò)分析可知：1964年，US04399494公開了一種發(fā)電系統(tǒng)，它采用燃料電池、加濕氧化劑的供給和用于作為反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)生的水的冷凝器。1988年，GB2194855A公開了一種用于所生產(chǎn)的電力通過反向電滲析系統(tǒng)包括一個或多個電池單元的分離通過離子交換膜與水的裝置，用于提供候選小區(qū)包含海水作為電解液和水含有很少或沒有電解液。2004年，US20040180248A1提供了一種燃料電池，用于操作燃料電池的方法和燃料電池系統(tǒng)，它確保在燃料電池組中的板中的氣體通道的入口區(qū)域中的濕反應(yīng)氣體不結(jié)露。2011年，JP4688870A公開了一種用于加濕的方法和裝置的質(zhì)子交換膜燃料電池，該方法和設(shè)備可以響應(yīng)于變化的功率輸出的燃料電池，還具有加濕效率高、能耗低的優(yōu)點。2017年，DE102017206729A1公開了一種用于操作燃料電池系統(tǒng)與供給燃料和氧化劑對多個電池堆中并排排列的多個單電池各自具有兩個電極層和電極層之間的電解質(zhì)層的方法。2022年，JP7122816A公開了一種膜電極組件，電解質(zhì)膜設(shè)置在電解質(zhì)膜的外圍區(qū)域的至少一部分中，該外圍區(qū)域在活性區(qū)域之外，具有排水阻擋區(qū)域，用于防止電解質(zhì)膜中的水擴散并被排放到外部。

如圖6所示，由水管理技術(shù)中國發(fā)展脈絡(luò)分析可知，2005年，CN1918725A公開了一種用于燃料電池中的組件，具有在多個方向上形成多個側(cè)壁的通道，使得在導(dǎo)電流體分配元件與導(dǎo)電構(gòu)件的界面處以及在通道的底部形成水積聚區(qū)。2010年，CN101292385A提供了一種燃料電池系統(tǒng)及其運行方法，該控制系統(tǒng)在切斷燃料電池與負載的電連接之前，控制溫度控制裝置、加濕裝置、燃料電池以及燃料氣體供給裝置，使燃料電池的溫度與燃料氣體的露點以及氧化劑氣體的露點一致后，切斷燃料電池電連接。2015年，CN102412406B公開了一種涉及用于在薄膜加濕器的擴散介質(zhì)上形成通道的方法及一種用于燃料電池系統(tǒng)的薄膜加濕器的薄膜加濕組件和制造該組件的方法。2022年，CN107069063A公開了一種用于燃料電池堆的加濕器，其芯部包括多個第一通道，可防止在不同于第一方向的第二方向上的空氣流動，還包括多個第二通道以防止在第一方向上的空氣流動。

4.2 重點申請人技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)分析

從燃料電池汽車水管理技術(shù)各申請人的全球?qū)＠暾埩颗琶梢钥闯?，以豐田株式會社、本田股份有限公司、尼桑股份有限公司為代表的日本汽車制造廠商對該技術(shù)的研發(fā)深度最高，其中又以豐田株式會社最為突出。本節(jié)以豐田株式會社作為國外重點申請人進行水管理技術(shù)的分析（圖7）。

從專利布局分析上看，豐田公司在本土的專利申請量最大，達到1 087件，在海外市場中，中國申請量最大，達到363件，北美地區(qū)中美國129件、加拿大62件；中國、美國、加拿大是日本最重視的海外市場。同時，對于俄羅斯、印度開始了專利布局。從技術(shù)功效上來看，豐田公司的水管理技術(shù)主要集中在可控性、復(fù)雜性降低。確定性提高、效率和穩(wěn)定性提升等方向。對于電池降低、干燥、速度提高、精準度提高等方面關(guān)注度較低。

2003年，豐田公司的專利CN1666373A公開了一種燃料電池，它在隔板上形成多孔質(zhì)部、在多孔質(zhì)部的反應(yīng)氣體流路背面形成冷卻用氣體流路。冷卻用氣體流路在下游與提供給燃料電池的反應(yīng)氣體的供給流路連接。在反應(yīng)氣體流路的上游部所處的隔板部分形成致冷劑流路。同時，該申請還公開了將多孔質(zhì)部設(shè)為水分交換部。由此得到使生成水的排出性提高、生成水能夠再利用于加溫、能夠均勻地排出生成水的燃料電池。這也是較早的燃料電池涉及水管理的專利申請。

2004年，CN1842428A公開了包含在從燃料電池組排出的廢氣中的水通過 氣液分離器分離并蓄積在回收容器中。程序根據(jù)行駛狀態(tài)設(shè)定排水量并選擇一個或多個排水位置，行駛狀態(tài)包括：車速和加速度，轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，側(cè)滑抑制控制的啟動或非啟動狀態(tài)，通過間隙聲吶檢測的與任何物體的距離，通過特高頻聲吶檢測的與后續(xù)車輛的距離和由雨滴檢測傳感器檢測的雨滴的存在，并從在多個不同位置的排水口中選定的一個或多個位置的排水口排放蓄積在回收容器中的水。該專利首次出現(xiàn)將廢水排除車體的技術(shù)方案。

2006年，CN101331634A公開了一種燃料電池冷卻系統(tǒng)設(shè)有主要冷卻流道和與主要冷卻流道平行布置并且分流相同冷卻劑的旁通冷卻流道，作為冷卻劑流動通過的流道。散熱器和冷卻劑循環(huán)泵等布置在主要冷卻流道中。來自主要冷卻流道的冷卻劑進入旁通冷卻流道并且經(jīng)由ACP的馬達的機殼等達到第二熱交換器。在第二熱交換器處，也與供應(yīng)氣體流道執(zhí)行熱交換，在這之后，冷卻劑返回到主要冷卻流道。可根據(jù)冷卻劑從主要冷卻流道分流的位置和循環(huán)泵的布置改變分配冷卻劑的方式。

2008年，CN101765937A公開了一種燃料電池系統(tǒng)。其中燃料電池和燃料氣體系統(tǒng)，用于向燃料電池供給燃料氣體并且使從燃料電池排出的氣體循環(huán)；凈化閥，用于從燃料氣體系統(tǒng)排出氣體；控制單元，控制凈化閥的開閉動作。控制單元控制凈化閥的開閉動作，以在全負載區(qū)域中使燃料氣體系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)分壓恒定。

2009年，CN102612778A公開了判定燃料電池的單電池水分量的狀態(tài)的方法及其裝置，使燃料電池的單電池水分量恢復(fù)成良好的狀態(tài)。在滿足了規(guī)定的條件時，判別為干燥狀態(tài)與水分過剩狀態(tài)的共存狀態(tài)，在判別為共存狀態(tài)時，進行水分增加控制而使全部的單電池成為水分過剩狀態(tài)，然后進行干燥化控制而對全部的單電池進行干燥，使多個單電池恢復(fù)成規(guī)定的水分量的狀態(tài)。

2015年，CN105633433A公開燃料電池的排水方法及燃料電池系統(tǒng)。具備燃料電池、氣液分離部、循環(huán)泵的移動體中的排水的方法包括：傾斜狀態(tài)檢測工序，檢測移動體相對于水平面的傾斜狀態(tài)；掃氣開始工序，通過循環(huán)泵的驅(qū)動，向燃料電池內(nèi)的氣體流路以規(guī)定的第一供給流量開始掃氣氣體的供給；排水工序，在向燃料電池供給掃氣氣體的期間，將積存于氣液分離部的排出水排出；供給流量增加工序，在檢測到移動體的傾斜狀態(tài)為氣體流路的出口朝向重力方向的上方的規(guī)定的傾斜狀態(tài)的情況下，在從掃氣氣體的供給開始經(jīng)過規(guī)定的時間后，使循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速增大而使掃氣氣體的供給流量增加為第二供給流量。

2015年，CN105609839A公開了一種燃料電池用排水裝置、燃料電池系統(tǒng)及其控制方法，能夠抑制從燃料電池的過度的排水。排水處理控制部在含水量為規(guī)定值以下的情況下，執(zhí)行如下處理中的任一個：使操作部接受到的排水指令無效的處理；或以與含水量大于規(guī)定值時相比，使通過掃氣處理排出的排水量減少的方式變更掃氣處理的處理條件。

2016年，CN105609827A一種使流體排出處理時的排出處理更加充分而避免在系統(tǒng)內(nèi)殘留水的燃料電池系統(tǒng)及該系統(tǒng)內(nèi)的流體排出方法。控制部使燃料電池陽極的出口處的陽極流路內(nèi)的流體流量為第一流量，之后使陽極出口處的陽極流路內(nèi)的流體流量為比第一流量少的第二流量，在以第二流量流動時通過將排氣排水閥打開而將氫排出流路內(nèi)的水排出。在以第一流量流動之后，可以使陽極的出口處的陽極流路內(nèi)的流體以比第一流量少且比第二流量多的第三流量流動。

5 燃料電池水管理技術(shù)重點專利態(tài)勢分析

本節(jié)以專利同族國家數(shù)2個以上、家族被引證次數(shù)30次以上和權(quán)利要求數(shù)10項以上為主要指標，兼顧發(fā)生過訴訟和復(fù)審的專利都納入重點專利的范圍，共挑選出1 566件燃料電池汽車水管理技術(shù)相關(guān)重點專利，其中涉及反應(yīng)氣體加濕領(lǐng)域的重點專利有978件，質(zhì)子交換膜內(nèi)水傳遞領(lǐng)域的重點專利有361件，電池排水領(lǐng)域的重點專利有227件。

5.1 重點專利來源國及創(chuàng)新主體分析

經(jīng)統(tǒng)計分析可知，燃料電池汽車水管理領(lǐng)域的重點專利主要集中在反應(yīng)氣體加濕領(lǐng)域，其次是質(zhì)子交換膜內(nèi)水傳遞。從專利來源國分析來看，重點專利的來源國主要是美國、日本、德國、中國和加拿大，美國在燃料電池汽車水管理領(lǐng)域三個技術(shù)分支的重點專利申請量均排名第一，說明美國的技術(shù)原創(chuàng)質(zhì)量較高。此外，日本在反應(yīng)氣體加濕領(lǐng)域也有較強的技術(shù)原創(chuàng)質(zhì)量。中國雖然在這三個領(lǐng)域的原創(chuàng)申請量均較為可觀，但是重點專利的產(chǎn)出數(shù)量還有待提高。

對全球燃料電池水管理領(lǐng)域重點專利的主要創(chuàng)新主體進行排名可知，本領(lǐng)域重點專利的前10名創(chuàng)新主體分別是通用汽車公司、豐田汽車公司、尼桑公司、松下集團、本田汽車公司、巴拉德公司、UTC公司、現(xiàn)代集團、普拉格公司、三洋集團。其中，有3家企業(yè)來自美國，5家企業(yè)來自日本，1家來自韓國，1家來自加拿大。通用、豐田、尼桑三家公司在3個技術(shù)分支的重點專利持有量都比較多，可見3家企業(yè)的核心競爭力比較強大。同時，中國在水管理技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量相對不是很高，應(yīng)加強對重點專利的布局。國內(nèi)企業(yè)可以把通用、豐田、尼桑、松下、本田列為重要的風(fēng)險防范對手，密切關(guān)注其區(qū)域布局情況和技術(shù)布局主題，做好專利侵權(quán)風(fēng)險防范工作。

5.2 國外來華專利風(fēng)險預(yù)警分析

基于國外創(chuàng)新主體在中國申請的專利數(shù)量增加，且專利質(zhì)量較高，對國外創(chuàng)新主體在華申請的且目前處于有效狀態(tài)的專利進行風(fēng)險評估顯得尤為重要。本節(jié)通過一些與專利技術(shù)創(chuàng)新密切相關(guān)的指標來構(gòu)建專利風(fēng)險評估體系，用于對國外創(chuàng)新主體在華申請的專利進行風(fēng)險評估。經(jīng)綜合考慮，本節(jié)設(shè)置權(quán)利要求數(shù)、同族國家/地區(qū)數(shù)、被引次數(shù)和技術(shù)適用范圍4個評價指標，分配不同的權(quán)重，進行加權(quán)統(tǒng)計［6］。

經(jīng)統(tǒng)計分析，風(fēng)險評分較高的國外創(chuàng)新主體在華的風(fēng)險專利有46件，3個技術(shù)分支均有涉及，其中反應(yīng)氣體加濕領(lǐng)域的風(fēng)險專利較多，共涉及30件，主要涉及基于反應(yīng)氣體加濕技術(shù)對燃料電池系統(tǒng)及操作方法的影響。風(fēng)險專利的創(chuàng)新主體中，通用汽車公司、豐田汽車公司、現(xiàn)代集團為主，通用汽車公司和現(xiàn)代集團在華布局的風(fēng)險專利分別有17件和12件，在反應(yīng)氣體加濕、質(zhì)子交換膜內(nèi)水傳遞和電池排水領(lǐng)域都有布局，豐田汽車公司主要是在反應(yīng)氣體加濕領(lǐng)域布局，專利布局件數(shù)有10件。國內(nèi)企業(yè)可將相關(guān)風(fēng)險專利納入知識產(chǎn)權(quán)備忘錄，為技術(shù)研發(fā)和專利申請的風(fēng)險排查工作做好準備。

5.3 風(fēng)險防范建議

根據(jù)上文分析，燃料電池汽車水管理技術(shù)的風(fēng)險防范建議如下：

a.利用專利信息資源，強化知識產(chǎn)權(quán)管理。國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新過程中應(yīng)該注重對專利信息的收集與分析，從而調(diào)整技術(shù)發(fā)展方向、制定合理的技術(shù)路線，縮短研發(fā)周期。

b.研發(fā)有所側(cè)重，提高技術(shù)創(chuàng)新水平。在燃料電池汽車技術(shù)領(lǐng)域，燃料電池電堆、水管理、熱管理、氫氣供給、驅(qū)動控制系統(tǒng)等是技術(shù)發(fā)展重點［7］。國內(nèi)企業(yè)在研發(fā)過程中應(yīng)注意規(guī)避侵權(quán)風(fēng)險，可以在水管理及相關(guān)控制技術(shù)等方面下足功夫，做好專利布局，保護自身合法權(quán)利。

c.產(chǎn)品出口，專利先行。當前經(jīng)濟環(huán)境下，知識產(chǎn)權(quán)尤其是專利在全球競爭中扮演著越來越重要的角色，國內(nèi)企業(yè)在向國外出口產(chǎn)品時，需要搶先進行專利布局。在燃料電池汽車水管理技術(shù)領(lǐng)域，日本、美國、歐洲的專利風(fēng)險程度較高，申請專利時要避免落入他人的專利保護范圍內(nèi)。

d.跟蹤競爭對手信息，構(gòu)建專利預(yù)警體系。相關(guān)企業(yè)可以建立專利信息專題數(shù)據(jù)庫，定期發(fā)布專利預(yù)警分析報告［8］，跟蹤專利信息，評估專利風(fēng)險程度，避免專利糾紛的發(fā)生，規(guī)避專利侵權(quán)行為，與跨國公司和發(fā)達國家企業(yè)在技術(shù)領(lǐng)域里發(fā)生專利訴訟時，切實制定解決措施，維護我國企業(yè)的利益并保護好自主專利權(quán)。

6 結(jié)語

近年來，圍繞擴大氫能在推動能源消費方式綠色低碳變革方面的重要作用，國家相關(guān)部門密集出臺了支持燃料電池及其上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的政策及規(guī)劃，將氫能產(chǎn)業(yè)納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和重點發(fā)展方向。燃料電池車是氫能應(yīng)用的突破口，多元化拓展是長遠發(fā)展趨勢。

本文聚焦燃料電池安全運行關(guān)鍵技術(shù)中的水管理技術(shù)，分別從申請趨勢、申請區(qū)域分布、申請人分析、技術(shù)構(gòu)成以及國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)等角度進行了專利分析。從全球燃料電池汽車水管理技術(shù)的各分支技術(shù)發(fā)展來看，電池組等直接將化學(xué)能為電能的方法或裝置、水管理技術(shù)動力裝置的設(shè)計是國內(nèi)外申請人的熱點研發(fā)方向。同時，由于水管理技術(shù)涉及化學(xué)作用、非金屬化合物的反應(yīng)等過程，因此，與之相關(guān)的分離方式、空氣增濕、空氣流屏蔽、用電解法或電泳法生產(chǎn)非金屬元素或無機化合物等較為具體的技術(shù)手段也是水管理技術(shù)的研究熱點。

從重點申請人分析結(jié)果來看，龍頭企業(yè)的研究重點集中于可控性、效率提升和控制復(fù)雜性降低等方向，而對于產(chǎn)品集成化、體積結(jié)構(gòu)的優(yōu)化還具有發(fā)展空間，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)可以此為重點研發(fā)方向，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和專利布局，從而推動氫能源燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。

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作者簡介：

朱嘉鈺，女，1989年生，助理研究員，研究方向為機械領(lǐng)域?qū)＠麑彶椤?/p>

司艷雷（通訊作者），男，1982年9月生，副研究員，研究方向為機械領(lǐng)域?qū)＠麑彶椤?/p>