專利地圖及專題文章：2021中國「混合動力車輛」專利地圖

2021 年 06 月 04 日

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來源: Sofina Chen & Rex Wang

【混合動力車輛】專利地圖

現今全球為了「碳平衡」的理念並降低對石油的依賴，已開發國家都推動並開始嚴格控制二氧化碳排放量，讓百年來的汽車生產史受到很大的改變和衝擊，因目前純電動車輛的發展不夠完善，主要核心鋰電池的技術仍有許多問題點需要克服，在這個過渡期當中，混合動力車輛無疑是適合減少碳排放量的選擇之一。

混合動力車輛分別利用油電混合、柴電混合、燃料電池、氫電池或多重燃料等方式，同樣依照混合程度來進行區分成輕度、中度、重度及插電式，給予不同需求的人選擇適合的類型，且混合動力車輛可以回收能量，電動機的效率也比引擎高，所以比用內燃機的汽車有較低的耗油量。

Toyota的「混合動力車輛」

Toyota的「混合動力車輛」(圖片來源：yahoo!汽車)

鑑於「混合動力車輛」是目前為了減少二氧化碳排放量的較優選擇，同時為因應中國紅色供應鏈崛起，台灣各產業鏈除要掌握核心競爭力持續深化外，且商場如戰場，亦要知己知彼，才能百戰百勝；因此，本所特從中國知識產權局的專利資料庫中所收集到與「混合動力車輛」相關的專利進行統計分析，以一窺中國「混合動力車輛」技術的發展近況。

一、混合動力車輛「年度趨勢」分析

藉由中國專利的「年度趨勢」分析，可以探知中國「混合動力車輛」的專利技術生命週期。依照專利的公開/公告日來進行統計，至2021/05/31日止，近年來中國「混合動力車輛」的專利數量在2008開始緩慢成長，至2011～2019年之間專利數量呈現快速成長，即在此期間是「碳平衡」意識抬頭所致，而2020年有略為往下掉的情況；特別一提，今年(2021)因為有一部分的專利數量尚未公開公告，故趨勢線會略為往下掉的情況。

混合動力車輛專利的年度發展趨勢

2021中國「混合動力車輛」專利的年度發展趨勢圖

混合動力車輛專利的年度專利數量

2021中國「混合動力車輛」專利的年度專利數量一覽表

二、混合動力車輛「競爭申請人」分析

藉由「競爭申請人」分析，可以探知「混合動力車輛」技術領域中領導者；至2021/05/21日為止，在中國「混合動力車輛」的專利申請數量TOP1為「豐田自動車株式會社...」有1186件，TOP2為「福特全球技術公司...」有571件、TOP3為「現代自動車株式會社...」有76件。

混合動力車輛專利的競爭申請人

2021中國「混合動力車輛」專利的競爭申請人排行圖

混合動力車輛專利的競爭申請人

2021中國「混合動力車輛」專利的競爭申請人排行表

三、混合動力車輛「競爭發明人」分析

藉由「競爭發明人」分析，可以探知各家公司的研發人才概況；至2021/05/21日為止，發明人在「混合動力車輛」專利創作數量TOP1為「鄺明朗」有106件，TOP2為「田端淳」有102件、TOP3為「今村達也」有85件。

混合動力車輛專利的競爭發明人

2021中國「混合動力車輛」專利的競爭發明人排行圖

混合動力車輛專利的競爭發明人

2021中國「混合動力車輛」專利的競爭發明人排行圖

四、混合動力車輛「IPC競爭專長」分析

藉由「IPC競爭專長」分析，可以探知各家公司的技術優勢；至2021/05/21日為止，從下圖可以獲知，「豐田自動車株式會社...」技術專長在B60W、B60L等，「福特全球技術公司...」技術專長在B60W、B60K等，「現代自動車株式會社...」技術專長在B60W、F16H等；其中競爭公司請以此類推。

混合動力車輛專利的IPC競爭專長氣泡圖

2021中國「混合動力車輛」專利的IPC競爭專長氣泡圖

五、混合動力車輛重要專利解析

(一)、CN1336879A「動力輸出裝置、混合車輛及其控制方法」專利案:

本發明公佈一種動力輸出裝置,其中一個發動機(150)、一個電動機(130)、一個電動機(140)和一個車軸(116)分別連接於行星齒輪(120)的行星架(123)、太陽輪(121)、和齒圈(122),在行星齒輪(120)與電動機(140)之間設置一個離合器(160)以便它們兩者可以分離和結合,設置一個制動器(162)以便當離合器(160)分離時固定該齒圈(122),借此當離合器(160)結合時實現並聯混合車輛的構成,而當離合器(160)分離而齒圈(122)被制動器(162)固定時實現串聯混合車輛的構成,而且根據車輛的行駛狀態來切換這些方式,致使可以發揮每種方式的優點而進行行駛。

上圖為CN1336879A專利案的「動力輸出裝置、混合車輛及其控制方法」的示意圖

(二)、CN1683190A「用於車輛的電源裝置」專利案:

本發明提供了一種用於車輛的電源裝置。在結合使用都佈置在車輛後部中的高電壓電池(12)和輔助機械電池(16)的混合動力汽車中，在12V輔助機械電池(16)附近設有熔線盒(18)。充當來自DC/DC轉換器(14)的輸出線的電力線(38)不返回到發動機空間，而是連接到熔線盒(18)，該DC/DC轉換器對高電壓電池(12)和電池(16)之間的電壓進行轉換。即使在由於從DC/DC轉換器(14)對電池(16)充電所引起的過大電流流動而燒斷熔線(44)時，也應該保持具有高重要性的EFI單元(24)的操作。這裡電力線(34)和熔線(42)專用於消耗相對較小功率的EFI單元(24)，因此更容易確保用於路由電力線(34)的路徑。

上圖為CN1683190A專利案的「用於車輛的電源裝置」的示意圖

(三)、CN1735522A「氫燃料混合動力系以及車輛」專利案:

本發明涉及一種氫動力混合動力系系統(100，200，300，500，1000)，包括氫燃料內燃機(114，202，302，400，902)，操作在貧空氣/燃料混合物上，以及增壓器(436)，用於助推通過主要在高操作速度範圍之上的引擎所產生的主驅動扭矩。電機/發電機(232、314，905)產生用於車輛的輔助驅動扭矩，這樣輔助驅動扭矩在至少動力系的較低的操作速度範圍上補充被助推的主驅動扭矩。設置在引擎和電機/發電機之間的分離離合器(312，510)將引擎從電機/發電機配合和脫離配合，並用於通過電機/發電機傳送被助推的主驅動器扭矩並至動力傳動系統(116，316，550)。動力傳動裝置上的輸入這樣是被助推的主驅動扭矩和在至少低操作速度範圍之上具有改良的扭矩特徵的輔助驅動扭矩的組合。

上圖為CN1735522A專利案「氫燃料混合動力系以及車輛」的示意圖

(四)、CN1980808A「混合動力車輛和混合動力車輛的驅動阻力測量方法」專利案:

本發明公佈一種回應於用於混合動力車輛驅動阻力的測量的滑行驅動指令，本發明的滑行控制過程禁止變速器(60)中的檔位改變，並停止發動機(22)和電機(MG1)兩者。該滑行控制過程計算抵消轉矩，其抵消由隨著電機(MG1)的轉速改變而產生的慣性矩經由動力分配集成機構(30)施加到齒圈軸(32a)或驅動軸的轉矩。所計算的抵消轉矩被設定為電機(MG2)的轉矩命令(Tm2 * )，並用該轉矩命令(Tm2 * )驅動並控制電機(MG2)。此佈置使得齒圈軸或驅動軸完全自由，並能夠在例如處於完全無驅動狀態下的、混合動力車輛的滑行控制期間精確地測量混合動力車輛的驅動阻力。

上圖為CN1980808A專利案「混合動力車輛和混合動力車輛的驅動阻力測量方法」的示意圖

(五)、CN101227099A「混合動力電動車輛中使用插入式充電器的電池均衡」專利案:

本發明公開了一種在混合動力電動車輛中儲存和供應電力的供電系統，包括：位於車上的電動－發電機，其可驅動地連接至車輪並產生交流電力，用於交替存儲和釋放電力的儲能裝置，連接至電動－發電機和儲能裝置的轉換器，其用於將電動－發電機產生的交流電流轉換成傳輸到儲能裝置的直流電流，以及將存儲在儲能裝置中的直流電流轉換成傳輸到電動－發電機的交流電流，位於車外的交流電源，以及充電器，其連接至所述電源和儲能裝置，用於從所述交流電源向儲能裝置供應直流電力。

上圖為CN101227099A專利案「混合動力電動車輛中使用插入式充電器的電池均衡」的示意圖

六、結論

綜上所述，各國現在逐漸普及「碳平衡」的觀念下，在純電動車的核心技術尚未成熟的狀況下，混合動力車輛必然是這段過度時間內不可或缺的技術，這幾年不光是純電動車的交易量提高，混合動力車輛在這幾年內更是賣出比純電動車兩倍以上的數量，因純電動車的充電樁不夠普及的情況下，民眾還是更傾向以燃油機為主要動力，電動機為輔助的混合動力車輛，避免在行駛的過程產生焦慮或擔憂沒地方提供充電。

因此，我方藉由此次中國「混合動力車輛」專利地圖之建置分析，可以探知中國「混合動力車輛」的核心技術，以及同性質競爭公司的研發技術及其專利佈局，除可以避免重複研發而浪費研發資源外，藉此也可避開他人的專利地雷區，以絕專利侵權被告之可能，並可以既有的「混合動力車輛」技術，進行創新改良或迴避設計，進而促進國內產業升級，亦可為企業自身創造價值及競爭優勢。

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參考資料:

1. 中國國家知識產權局-專利資料庫

2. 高工鋰電

3. 日經中文網:中國優待混動車，日系迎來東風

關鍵字:混合動力車、油電混合、柴電混合、燃料電池、Toyota