电动汽车重大专项可行性研究报告(编辑修改稿)

电动汽车重大专项可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

地方政府大力支持下，一些民营科技企业，如北京的绿能、富原等公司，运用新的机制，也开展了燃料电池的开发，取得重要进展。 综上所述，我国在汽车车身、汽车电子系统、材料、电动汽车的一些关键技术等方面已取得了很大的进展，这些为“十五”期间混合动力电动汽车和燃料电池汽车的开发创造了很好的条件。 （三）国内外专利申请与授权情况 根据在国 家专利局对纯电动与混合动力电动汽车和燃料电池授权专利情况的检索，查 8 得相关专利共计 1287 项 (纯电动与混合动力电动汽车 863 项，燃料电池 424 项 )，其中 1972～20xx 年在国外申请的专利 985 项 (纯电动与混合动力电动汽车 725 项，燃料电池 260 项 )，1988～ 20xx 年在中国申请的专利 302 项 (纯电动与混合动力电动汽车 138 项，燃料电池 164项 )，具体情况分析如下。 在中国申请的纯电动与混合动力电动汽车专利状况 在国家专利局，对 1988 年 12 月至 20xx 年 12 月期间授权的国内专利进行检索，查得纯电动 及混合动力电动汽车相关专利共计 138 项，情况分析如下： 1． 1 总体情况 国内申请人申请 96 项， 79 项是个人申请，国外申请人在中国申请 42 项。 本田技研工业株式会社申请 8 项、瑞士 SMH管理服务有限公司申请 6 项、日本的丰田自动车株式会社、日野自动车工业株式会社、株式会社日立制作所、日产柴油机车工业株式会社也都在中国申请了专利。 国内北京市西城区新开通用试验厂申请 4 项，北京二汽绿色电动汽车研究所、北京理工大学、清华大学均申请 1 项，国内个人申请居多。 国内申请人申请的专利技术水平普遍比较低，且与纯电动汽车相关的内容居多。 除日本的上述几家公司在中国申请了一些专利外，国外大部分知名的电动汽车和混合动力电动汽车方面的公司基本上还未在中国申请专利。 1． 2 申请内容分析 申请内容主要包括整车、电机及其驱动控制系统、电池及其能量管理系统、动力系统与控制、混合机构与装置、制动能量回馈等几个方面。 分布如下图所示。 整车 32% 电机及其驱动控制系统 14% 电池及其能量管理系统 10% 动力系统与控制 18% 混合机构与装置 4% 制动能量回馈 5% 国内申请专利申请内容分布图 9 整车，共计 44 项 国外公司申请 13 项，国内个人居多，单位申请只有 1 项。 在整车中，以纯电动汽车为主， HEV以串联式为主。 电机及其控制系统，共计 19 项 国外公司申请 4 项，国内单位申请 3 项。 以直流电机为主，稀土电机也占一定比例。 电动轮的专利所占比例也比较大。 代表性的技术有把直流电转换成交流电以便控制电机的驱动电路；保证逆变器输出频率不随感应电动机的转子频率而变化的电动车轮控制装置；具有自动弱磁调速功能的电动汽车牵引直流电机控制器等。 电池及其能量管理系统，共计 14 项 国外公司申请 6 项，国内单位申请只有 2 项。 蓄电池本身的专利只有国外申请的 1 项，国内两家单位的专利重点在电量的精确估 计和电池的监测。 国外的其它专利重点在电池的能量管理技术。 代表性的技术有通过调节冷却或加热介质的流动或调整流路横截面积，有效地冷却或加热电池；依据车速和内燃机转速，对 DC／ AC 逆变器进行控制；通过测定的电压值及电流值与存储在存储器中的充放电特性进行比较，进行蓄电池充电电流及放电电流的控制。 混合机构与装置，共计 5 项 国外公司申请 4 项，国内单位申请 1 项。 代表性的技术有丰田的基于行星齿轮系统的混联式动力分配器；通过离心离合器、变速器、单向离合器实现电机和发动机动力的并联式耦合机构。 动力系统与控制，共计 25 项 国外公司申请 10 项，国内个人居多，单位申请只有 1 项。 多数与控制方法与技术相关，有并联式 HEV的动力系统， HEV动力系统的控制方法。 还有电控气动式和电动式机械式自动变速器及自动离合器方面的专利技术。 典型技术有串联 HEV中通过电池的能量管理，使发动机工作在理想工况点的控制技术；从负载传动状态切换到空载传动状态的过渡周期内防止电动机输出扭矩突变的控制技术；惯性飞轮储能技术。 10 制动能量回馈，共计 7 项 国外公司申请 5 项。 典型技术有制动时通过控制传动装置的速比，使电机的转速等于最佳转速；制动时电机与原制动系统的协 调控制。 在中国申请的燃料电池技术专利状况 在国家专利局，对 1986 年 5 月至 20xx 年 3 月期间授权的国内专利进行检索，共查得燃料电池技术相关专利共计 164 项，情况分析如下： 2． 1 总体情况 国内申请者申请了 41 项，主要为职务发明，由单位申请。 名列前三名的单位为中科院(以大连化学物理研究所为主 )13 项，北京世纪富源燃料电池公司 7 项，清华大学和吉林大学各两项。 其中，申报与车用质子交换膜燃料电池有关的燃料电池专利的主要单位为大连化学物理研究所、北京世纪富源燃料电池公司、清华大学。 国外申请者共申请 123 项。 其中 与车用燃料电池技术相关的专利主要有 34 项。 值得注意的是，在国际车用燃料电池领域比较著名的公司基本没有在中国申请相关专利。 2． 2 申请内容分析 重点对外国公司在中国获得的与车用相关的 34 项专利按申请内容进行分类介绍。 申请内容分布如下所示。 燃料电池关键材料与部件 43% 燃料电池组 18% 制氢、贮氢 21% 燃料电池辅助系统 9% 燃料电池动力系统与控制 9% 燃料电池关键材料与部件，共计 15 项 这些专利涉及燃料电池电极、电解质隔膜、双极板等方面，包括设计、制作与材料制备方法，其中有七项专利涉及双极板结构、材料及 其制作方法。 尤其是使用新型复合材料作 11 为双极板材料的专利值得重视。 分别是： 1） H动力公司：使用集成流体控制薄层技术的燃料电池 2)w． L戈尔及同仁股份有限公司：管状聚合物电解质燃料电池组件及其制造方法 3)磁电机技术有限公司：高分子电解质一燃料电池膜片湿度的调节方法与高分子电解质 4)德诺拉有限公司：聚合物膜燃料电池用气体扩散电极 5)美国 3M 公司：用于膜电极组合件的催化剂及其制备方法 6)能量研究公司：改进的双极板隔离器 7)日本电池株式会社：高分子电解质膜、电化学装置和高分子电解质膜的制造方法 8)日立化成工业株式会社：燃料电池的带沟隔板的制造方法 9)赛特技术有限公司：传导性的热固性模塑组合物及其制造方法 10)松下电器产业株式会社：燃料电池用电极及其制造方法 11)陶氏化学公司：燃料电池的薄膜电极组件用的流场结构 12)瓦斯技术协会：质子交换膜燃料电池双极性隔板 13)西南研究会 G迪恩利 J H阿尔普斯：电极电催化剂的方法和用该方法形成的电极 14)衣阿华大学研究基金会：梯度界面复合材料及其方法 15)尤卡碳科技公司：挠性的石墨复合材料 ●燃料电池组，共计 6 项 该类专利申请单位包括意大利德诺 拉公司、美国氢动力公司、德国西门子公司等知名公司。 申请内容各具特色。 此外有关燃料电池组中损坏电池的处理方法的专利很值得参考。 分别是： 1)H动力公司：采用集流控制方式的塑料小板燃料电池 2)德诺拉有限公司：具有外围冷却系统的离子交换膜燃料电池 3)东芝株式会社：设有气体集流腔的燃料电池 4)三洋电机株式会社：燃料电池叠层中损坏电池的处理方法 5)松下电器产业株式会社：高分子电解质型燃料电池及其制造方法 6)西门子公司：带有固态聚合电解质的燃料电池 ●制氢、贮氢方法，共计 7 项 此类专利涉及面较窄，方法较少， 反映出该领域的难度和不成熟。 其中，应当引起重视的是丰田公司申请的车载制氢中的难点问题 —— CO 降低方法的专利。 分别是： 1)H 2 一技术有限公司：用等离子体转化炉生产氢气的方法和装置 2)巴布考克及威尔考克斯公司：储存和分配氢氧燃气到燃料电池的燃料油箱 3)丰田自动车株式会社：一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的方法 4)尼亚加拉莫霍克能量公司：具有电化学自动热重整器的电化学氢压缩器 5)日本钢管株式会社：制造氢或合成气体用的催化剂及制造氢或合成气体的方法 6)松下电器产业株式会社：氢精制装置 ●燃料电池 辅助系统，共计 3 项 此类专利的申请单位较少，专利数量少，创新性不显著，技术水平不高。 1)三洋电机株式会社：燃料电池发电装置冷却系统 2)三洋电机株式会社：燃料电池集电设备 3)三洋电机株式会社：燃料电池系统的歧管装置 ●燃料电池动力系统与控制，共计 3 项 此部分申请量也很少，基本没有实质性内容，且尚未形成燃料电池发动机的概念，反映出燃料电池系统集成技术水平十分滞后的现状。 分别是： 12 1)尼亚加拉莫霍克能量公司：具有电化学自动热重整器的燃料电池供电设备 2)三洋电机株式会社：燃料电池电源系统的控制器 3）三洋电 机株式会社：启动燃料电池动力系统的方法 在国际上申请的相关专利状况 3． 1 纯电动与混合动力电动汽车方面 1972 年 3 月～ 20xx 年 9 月 (以公告日为准 )在国外申请的有关纯电动及混合动力电动汽车方面的专利共有 725 项。 以日本居多，其次是美国和欧洲，许多知名的公司均申请了大量的专利。 申请数量前十名的公司为 TOYOTA MOTOR C0LTD， 93 项： AQUEOUS RES， 48项； NISSAN MOTOR CO LTD， 47 项； MITSUBISHIMOTORS CORP， 34 项； HONDA MOTOR CO LTD， 33 项； DENSO CORP， 28 项； HONDA GIKEN KOGY0 KABISUIKI KAISHA，22 项： TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA， 19 项： NISSAN DIESEL MOTOR C0 LTD，19 项； DaimlerChysler CorporatiOn， 17 项。 所有的专利基本上以混合动力电动汽车相关技术为主，以整车的型式申请的专利占相当的比例，专利几乎覆盖混合动力电动汽车相关技术的所有方面。 代表性的申请人及其专利主要内容如下表。 申请人 数量 专利主要内容 AQUEOUSRES 48 HEV 整车，动力分配技术。 AUDINSUAUTOUNIONAG 3 HEV 整车， ttEV用变速器。 AVL VERBRENNUNGSKRAFT 2 HEV 中发电机的控制。 MESSTECH BOSCHGMBHROBERT 7 动 力系统及辅助装置的控制。 DaimlerChysle~Corporation 17 涉及 HEV整车、 HEV动力系统及控制技术、 HEV 中发动机的控制、机械式自动变速器、电机的控制方法、纯电动和内燃机驱动的切换装置 DENSOCORP 28 涉及 HEV整车控制器、 HEV整车、 HEV 内燃机控制、动力分配器、蓄电池冷却、蓄电池充电装置、空调和加热装置、空压机 FICHTELamp。 amp； SACHSAG 15 均为 HEV的驱动控制技术 FORD 14 涉及制动能量回馈系统和 ABS的协调控制与牵引力控制、与ISA 结合的发动机曲轴位置的确定技术、基于涡轮发动机的HEV电驱动技术、 HEV的能量管理、并联 HEV驱动系统 FUJI ELECTRIC CO LTD NISSAN 4 HEV 的驱动系统、 EV整车、电源 DIESELMOTOR CO LTD FUJI HEAVY IND LTD 3 HEV的驱动、 HEV 整车、低压电源 GEN MOTORS CORP 3 HEV 传动机构、制动回馈技术 13 GeneralMotorsCorporation 3 双电机复合传动机构 HINO MOTORS LTD 4 HEV 整车、 HEV控制技术、绝缘箱 HITACHI LTD 12 HEV 整车及其驱动控制、混合电池的 EV 驱动 技术 、 HEV用发动机废气再循环技术、同步 发电机、电源 HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKIKAISHA 22 涉及 HEV控制系统、 HEV整车、扭矩冲击减弱装置、动力分配器、车速控制技术 HONDA MOTOR CO LTD 33 涉及 HEV整车、 HEV的控制系统、发电机控制系统、发电机、EV 电池、内燃机发电机组冲击。