专利检索及分析报告075305.pdf

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1、海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中二 汽车电涡流缓速器 专利分析报告 云路鹏程九万里，雪窗萤火二十年。王实甫我尽一杯，与君发三愿：一愿世清平，二愿身强健，三愿临老头，数与君相见。白居易 技术分解表 技术术语定义表 术语 定义 结构 半截传动轴 转子 转自连接轴定子总成 速度 传感器 钉子连接环 后桥 电涡流 涡流，也就是电涡流，是指电磁感应下，在导体内部形成的电流。一级 二级 三级 制动装置 缓速器 永久磁铁式缓速器 电涡流缓速器 液力缓速器 自励式缓速器 制动器 盘式 鼓式 人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。刘鹗古之立大事

2、者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。苏轼 检索要素表 主题 关键词 IPC 分类号 主要申请人 主要发明人 主题词 1 电涡流缓速器or 电磁制动 H02P15/00 H02P3/04 H02K49/04 H02K7/10 H02K9/193 Hitachi itd Mit subishi electric corp 江苏大学 何仁 Murase shinko 伊藤正倍 Ito masanobu 主题词 2 汽车、车辆、机动车 B60T B60L7/27 F16H57/03 General motorscorporation Hyundai motor company 浙江吉利控股集团股份

3、有限公司 Ford motor company 赵福全 李书儒 吴战明 云路鹏程九万里，雪窗萤火二十年。王实甫以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。旧唐书魏征列传 一、引言 国内外对于汽车电磁制动技术已经研究多年，取得的成果主要以应用在商用车上的电涡流缓速器为主。近年来部分机构和科技人员开始研究应用在乘用车上的电磁制动技术。分析电磁制动技术的发展历程，发展现状和技术分布，对于预测其发展前景，进一步地研究汽车电磁制动技术非常有帮助。二、数据来源和分析方法 电磁制动系统的工作原理是：通电的线圈产生磁场，处于该磁场中的制动盘做切割磁感线运动，因而制动盘表面会产生电涡流，电

4、涡流感生出的磁场反作用线圈磁场，进而产生制动力。汽车上的电磁制动系统主要电磁制动器、踏板、传感器和控制器等部分组成。电磁制动技术的专利主要分布在 IPC 大类 B60 中，为了保证检索数据的全面性和准确性，将专利检索式确定为：（汽车 OR 车辆 OR 机动车）AND 电磁 AND(制动 OR 减速器OR 促动器)，即英文检索式确定为：TID=(electr*adj4(brak*3 or actuator or retarder)near(car or vehicle or automo*)OR ABD=(electr*near(brak*3 or actuator or retarder)ne

5、ar(car or vehicle or automo*)OR CL1=(electr*near(brak*3 or actuator or retarder)near(car or vehicle or automo*)AND AD=(19950101)AND AD=(20150115)。检索结果为1006 件。利用数据库自身的分析功能，对检索出的 1006 项专利进行了统计图表分析、文本聚类分析和引证树分析。得出了关于电磁制动技术的发展趋势，各个国家和企业的技术发展水平和侧重点，核心技术的掌握者等重要结论。这对国内相关技术人员来说具有重要的参考价值。三、电磁制动技术专利申请趋势分析 3.1

6、 全球电磁制动技术专利申请趋势分析 通过专利申请趋势分析可以观察全球专利申请总量的变化，追踪电磁制动技术的研发活动情况，了解其发展趋势及全局动态。从图 2 可以看出，汽车电磁制动技术从 20 世纪 90年代中期开始进行研究；从 1995 年到 2014 年这 20 年期间专利申请数量整体上呈现逐步上升的趋势。1995-1997 年，专利申请从无到有；1997 年之后的 5 年电磁制动技术处于缓慢的发展状态，这期间每年专利申请数量基本维持在 1997 年水平，略有提升；2003 年和 2004年专利申请数量基本比往年翻了一倍，但是紧接着 2005 年和 2006 年又回到了原来的水平；从 200

7、7 年开始到 2014 年，伴随着 By-wire 技术（线控技术）在汽车上应用的推广，电磁制动技术也迎来了快速发展时期，这期间专利申请数量逐年递增，2013 和 1014 年专利申请数量已经是 2006 年的三倍多。安全、舒适和减少污染是现代汽车发展的趋势。电磁制动是线控制动技术和传统的液压传动制动过程相比，响应时间短，制动效能高，即电磁制动更安全；和传统制动技术相比，电磁制动技术能更好地控制制动力矩，使车辆实现平滑的制动，即电磁制动更舒适；电磁制先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。汤显祖动是非接触制动，不会像传统的摩擦制动一样产

8、生制动噪声和有害粉尘，即电磁制动更环保。这些可以解释近年来电磁制动技术的快速发展。从图 1 中我们可以大胆预测，未来电磁制动技术将取得更大的发展。图 2 近 20 年全球电磁制动技术专利申请趋势 3.2 各个国家电磁制动技术专利申请趋势分析 图 3 近 20 年排名前 5 的国家专利申请趋势 先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹万两黄金容易得，知心一个也难求。曹雪芹 图 4 近 20 年专利申请排名前 10 的国家 从图 3 我们可以看出，德国在电磁制动技术方面研究的比较早，在 1995 年至 2005 年期间专利申请数量始终处于世界前列，这和德国发达的汽车工业有着紧密的联系。另外，汽车电磁

9、制动技术的研发任务一般由汽车零部件企业来完成，德国有 Bosch 和 Continental 等汽车零部件企业巨头，德国在电磁制动技术方面领先也就不足为奇了。2005 年之后，德国在汽车电磁制动技术方面的专利申请数量除了落后中国外，仍比其他国家多。从图 3 我们还可以看出，2005 年以前我国在汽车电磁制动技术方面的专利申请量相当的低，基本可以忽略；但是从 2006 年开始，申请数量猛增为世界第一；其后一直保持第一的位置，且与其他国家的差距越来越大，每年申请的专利数量超过其他国家的总和。这反映了近年来电磁制动技术引起了国内研究人员的重视。从图 4 中可以看出，自 1995 年到 2014 年，

10、在电磁制动方面，累计专利申请数量排名前五的国家（地区或组织）分别为中国、德国、日本、世界知识产权组织和韩国。其中，中国几乎占尽了世界申请量的一半。这说明我国在电磁制动技术方面已经取得了较大的发展。四、专利权人分析 4.1 排名前 2 的两家公司竞争态势分析 通过对专利权人的分析，可了解电磁制动技术的主要研究机构和潜在的竞争对手，从而进行有的放矢的战略部署。从图5中可以看出，目前专利申请数量排名前2位的是Continental（德国大陆集团）和 Bosch（德国博世公司）。这两家企业申请的专利数量远高于其他机构，可以说大陆集团和博世公司垄断了电磁制动技术的市场；其中大陆集团申请的专利数量略高于博

11、世公司，两者竞争实力相当。下面具体分析一下两家公司的专利申请数量、技术重点和主要发明人。图 8 为大陆集团和博世公司的主要发明人排名。从图中可以看出，大陆集团的核心技术比较分散地掌握在一些人手里，博世公司的技术则比较集中地掌握在一些人手里。如果需要在两家公司都涉及的技术领域引进人才的话，最好引进博世公司的技术人员。万两黄金容易得，知心一个也难求。曹雪芹宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明 图 5 专利申请排名前 10 的专利权人 大陆集团的 IPC 排名 博世公司的 IPC 排名 图 7 大陆集团和博世公司的 IPC 排名 大陆集团的发明人排名 博世公司的发明人排名 图

12、8 大陆集团和博世公司的发明人排名 4.2 大陆集团和博世公司专利的前向引用情况分析 表为大陆集团被引次数排名前 10 的核心专利。从表格中可以看出大陆集团最为核心的专利是：DE10200915A1，被引用了 31 次。,表为大陆集团被引次数排名前 10 的核心专利。从表格中可以看出大陆集团最为核心的专利是：DE19548248A1，被引用了 42 次。一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。增广贤文先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹表 1 大陆集团和博世公司专利的前向引用排名 企业 专利号 前向引用次数 大陆集团 DE10200915A1 31 WO2001098124A1 18 DE10200

13、8017480A1 17 WO2002064409A2 13 WO2004110835A1 12 博世公司 DE19548248A1 42 DE19828553C1 15 DE10235373A1 12 DE10215392A1 11 DE10319194B3 10 图 9 专利 DE19548248a1 的前向引用分析 分析专利 DE19548248a1 的前向引用情况。此专利为博世公司所有。图 9 中不同的颜色代表不同的专利权人。从图中可以看出，此专利被引用的频次非常高，因此可以判断这是一项很有价值的专利，拥有着核心技术。另外此专利被博世公司引用的频次很高，这说明该公司对该专利说描述的技术

14、比较重视，并且连续的跟进研发。此专利描述的技术基本被博世公司垄断，其他专利权人很难和博世竞争。良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。汤显祖丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。杜甫4.3 各个国家的专利权人分析 图 10 各个国家的专利权人排名 从图 5 和图 10 中可以看出，世界上排名前 10 的专利权人中有 8 家科研机构是企业，分别是：Continental（德国大陆集团）、Bosch（德国博世公司）、Nissan Motor（日本尼桑）、Toyota Motor Corp（日本丰田）、Honda Motor Coltd（日本本田）、Siemens AG（德国西门子公司

15、）、Lucas Automotive GM（德国卢卡斯汽车）、Hyundai Motor Coltd（韩国现代）；两家科研机构为高校，分别是：Univ Jiangsu（江苏大学）、Univ Tsinghua（清华大学）。从图中可以看出企业占专利权人的比例相当大，大致为 80%，高校所占的比例较小。而且这些企业均为汽车零部件公司或者整车厂。入围专利申请数量排名前 10 的科研机构中，有两家是中国的，并且都是高校；从这可以看出中国汽车企业（包括主机厂和零部件厂）研发能力的不足以及中国电磁制动技术仍然停留在研究阶段，还没有达到量产水平。五、发明人分析 图 11 排名前 10 的发明人 非淡泊无以明志

16、，非宁静无以致远。诸葛亮其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。论语表 2 排名前 10 的发明人核心专利分析(被引用频次)排名前 10 的发明人 专利数量 前向引用频次最高的专利 前向引用频次 专利平均引用频次 WANG,YONG 11 CN202023421U_ 3 0.18 TANG,Zhi-shan 11 CN201027857Y_ 1 0.18 CHEN,Liao 8 CN201970877U_ 2 0.13 HE,Ren 8 CN201041210Y_ 5 0.50 ZHANG,Jun-zhi 8 CN101941430A_ 8 1.25 SUN,Zhe-yong 8 CN20099

17、5758Y_ 2 0.13 JIANG,Hao-bin 7 CN103592135A_ 1 0.1 CHEN,Long 7 CN103241126A_ 1 0.1 PAN,Chao-feng 7 CN104006972A_ 1 0.1 WEI,Yue-yuan 7 CN202038185U_ 3 0.43 图 2 为全球电磁制动技术专利申请数量排名前 10 的发明人。从图中可以看出排名前 10的发明人全部为中国人，进一步分析可知大多数为高校的教授。这应该和中国高校的教育现状有关系。中国几乎所有的高校都有这样的规定，学生在申请专利或者发表文章时原则上要以导师为第一作者。一位教授所带的学生申请的专

18、利同样计算在这位教授申请专利的数量内，那中国高校的教授申请的专利数量自然增多。从表 2 中可以看出，虽然排名前 10 的发明人申请的专利数量较多，但是他们的专利被引用的频次不高。这说明他们所申请的专利并不具备核心技术。六、IPC 分析（研究领域分析）图 12 全球电磁制动技术专利公开数量的 IPC 排名 对电磁制动技术的专利按 IPC 分类号进行统计分析，可得知该领域研发的重点技术，以及各类技术研发成熟度。从图中可以看出，电磁制动技术以 B60T 大组最多，其次为 B60L、F16D 和 B60K。先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。刘鹗表 3 I

19、PC 分类号含义及主要研究的国家 IPC 分类号 含义 主要的国家分布 B60T 车辆制动控制系统或其部件；一般制动元件在车辆上的布置；便于冷却制动器的车辆的改进 CN 155 DE 143 JP 51 WO 39 EP 36 B60L 电动车辆的电力装备或动力装置；一般车用电力制动系统 CN 91 JP 63 DE 15 KR 12 WO 10 F16D 工程元件或部件；为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施；一般绝热 CN 50 DE 30 EP 12 JP 12 WO 11 B60K 车辆动力装置或传动装置的布置或安装；辅助制动装置；制动装置的联合控制；车辆动力装置与冷却，进气，排气

20、或燃料供给结合的布置 JP 23 CN 21 KR 7 US 5 EP 5 从图12和表3可知电磁制动技术的研究重点主要为系统元器件以及其在车辆上的布置，在电动车上的应用以及系统的散热问题。系统元器件以及其在车辆上的布置主要由中国和德国研究；在电动车上的应用主要由中国和日本研究；系统的散热问题主要由中国、德国和日本研究。图 13 近 20 年排名前 5 的 IPC 良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。汤显祖好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸 从图中可以看出 B60T 一直是研究的重点领域，除了 2007 年和 2008 年研究的较少之外，其他年份都是处于领先的地位

21、。从 2006 年开始，B62L 领域的研究开始被重视；最近 3 年B60L 领域的研究突飞猛进，紧随 B60T 之后。F16D 领域的研究长时间处于相对稳定的态势，2008 年和 2014 年有一个脉冲式的发展过程。B60K 领域的研究状况相较于 F16D 则更为温和。表 4 以 5 年为时间切片的专利统计分析 时间段 申请专利数量 1995-1999 83 2000-2004 167 2005-2009 189 2010-2014 616 对这1006项专利以5年为一个周期进行统计和分析，得到图16和表4从表中可以看出，从 1995 年开始，第一个 5 年申请的专利数量较少，技术领域比较分

22、散，再生制动和电控部分的专利数量所占的比重稍微大些；第二个和第三个 5 年专利申请数量相较于第一个 5 年翻了一倍，研究的领域也变得相对集中，第二个 5 年申请的专利主要在系统元器件领域，第三个 5 年申请的专利主要在控制和中心轴领域；最近 5 年申请的专利数量激增，相当于前 5年的 3 倍多，研究的领域也相当广泛，几乎涉及电磁制动技术的各个方面。七、中国专利的分析 7.1 中国专利权人分析 图 17 中国专利权人排名 图 17 为中国专利申请数量排名前 10 的专利权人。最主要的专利权人分别为：江苏大学、清华大学、奇瑞汽车公司、唐志善和吉林大学。中国大多数的专利权人为高校，排名前 5的只有一

23、家是企业，这说明中国的电磁制动技术在工业量产方面并不成熟，仍然停留在实验研究阶段。丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹 表 5 为中国排名前两位的专利权人研究领域的主要 IPC 分类。江苏大学主要研究电磁制动系统的性能检测和散热问题。清华大学主要研究系统的元器件问题。表 5 江苏大学和清华大学申请专利的 IPC 排名 专利权人 IPC 分类号 专利数量 江苏大学 G01M 7 F16D 3 G01L 3 B60L 3 B61H 2 清华大学 B60T 11 B60L 5 G01L 1 G05B 1 G01M 1 7.2 中国前 2 位专利

24、权人的主要发明人分析 表 6 江苏大学和清华大学主要发明人分析 专利权人 主要发明人 申请专利数量 江苏大学 Chen，liao 8 Jaing，hao-bin 7 Chen，long 7 Pan，chao-feng 7 He，ren 6 清华大学 Zhang，jun-zhi 8 Lv，chen 4 Song，jian 4 Wang，zhi-zhong 4 Yu，liang-yao 4 从表 6 中可以看出江苏大学的各个主要发明人所申请的专利数量差距不大，水平相当；而清华大学申请的专利主要集中在 zhang，jun-zhi 手里。如果需要引进人才的话，优先考虑清华大学的 zhang，jun-z

25、hi。人之为学，不日进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中7.3 中国的 IPC 分析 图 18 中国申请专利的 IPC 排名 图 19 近 20 年申请专利的 IPC 发展趋势 从图 18 和图 19 中可以看出，中国在电磁制动技术领域的研究主要集中在B60T,B60L,B62L,F16D 这些分类里。2010 年之前中国在各个 IPC 的分类研究相当，没有突出的地方，从 2010 年开始，中国研究的最主要分类就是 B60T，且一直保持到现在。从 2011年开始，B60L 分类的研究也被重视起来，申请的专利数量也迅速

26、增加起来。B62L 和 F16D分类的研究在 2007 年、2009 年和 2013 年有一个脉冲高峰，其他时间申请的专利数量并不多。7.4 中国专利的前向引用分析 天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。易经良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。汤显祖表 7 排名前 5 的专利权人专利的前向引用 专利权人 申请的专利数量 前向引用次数 平均引用次数 江苏大学 16 5 0.31 清华大学 15 22 1.47 奇瑞汽车公司 11 6 0.55 唐志善 10 2 0.20 吉林大学 9 3 0.33 从表 7 中可以看出，江苏大学和清华大学申请的专利数量相当；但是

27、清华大学专利的平均被引次数远高于江苏大学。这说明在专利质量上，在技术的核心程度上，江苏大学还是不如清华大学的。另外，奇瑞汽车公司是唯一一个进入排名前 5 的企业，并且专利被引用次数比大多数高校要高，这说明奇瑞在电磁制动技术方面是投入了资源进行研发的，并且是取得了一些进展的。如果要选择合作伙伴，将电磁制动系统进行产业化的话，奇瑞汽车应当是首选。图 20 CN101357630a_专利的前向引用图 下面分析 CN101357630a_专利的前向引用情况。这个专利是比亚迪公司所有的。图 20中同一种颜色代表同一个专利权人。此专利被 7 个专利权人引用 10 次，其中比亚迪公司的其他专利并没有引用此专

28、利，这说明该公司对于此技术并没有连续地跟进。此专利被天津庆原电动汽车有限公司引用了 2 次，天津庆原电动汽车有限公司的专利又被其他专利权人引用，这说明此技术是沿着庆原这个方向发展的。另外，这些引用的专利分散在不同的专利权人手里，没有一个专利权人拥有很多项附近的专利，这说明此技术尚没有被哪家企业或者科研机构垄断。八、总结 经过以上分析，可以得到以下结论：1.汽车电磁制动技术从 20 世纪 90 年代开始起步，经过 15 年的缓慢发展和近 5 年的快速发展，已经日渐成熟。不远的将来此技术将转化为成熟的工业产品应用在汽车上。现在抢占技术和市场先机很关键。2.汽车电磁制动系统的核心技术主要掌握在德国和日本人手里；在学习先进技术和引进人才的时候应当重点考虑德国和日本的专利权人和发明人；尤其要重点考虑大陆集团和博世公司。非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮人之为学，不日进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武 3.中国最近 4 年开始重视汽车电磁制动技术，但仍然停留在研究试验阶段；且主要的参与者是高校，政府有必要引导企业参与到此技术的研究和产业化中来。4.汽车电磁制动技术的研究热点是系统的核心元器件研发和系统的电控技术与散热方法，国内相关研究人员可以重点关注这些技术领域。