知識(shí)產(chǎn)權(quán)導(dǎo)航
系列報(bào)告 | 電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利導(dǎo)航系列第5期:電池管理系統(tǒng)專(zhuān)利導(dǎo)航—中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)分析
報(bào)告簡(jiǎn)介
電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利導(dǎo)航分析報(bào)告是深圳市電池行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合深圳市恒程創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司共同開(kāi)展的電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利導(dǎo)航項(xiàng)目的研究成果,報(bào)告圍繞鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、鉛炭電池等領(lǐng)域,電池管理技術(shù)、能量管理技術(shù)、熱管理技術(shù)等技術(shù),結(jié)合專(zhuān)利、論文、政策、市場(chǎng),全面解析全球、中國(guó)及深圳的電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢(shì)、專(zhuān)利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等,為深圳建設(shè)世界一流新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)中心提供導(dǎo)航建議。
電池管理系統(tǒng)專(zhuān)利導(dǎo)航——中國(guó)專(zhuān)利態(tài)勢(shì)分析
電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能變流器構(gòu)成。在電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中,電池組將狀態(tài)信息反饋給電池管理系統(tǒng),電池管理系統(tǒng)將其共享給能量管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能變流器;能量管理系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)化及調(diào)度決策將控制信息下發(fā)至儲(chǔ)能變流器與電池管理系統(tǒng),控制單體電池/電池組完成充放電等。本章將重點(diǎn)對(duì)電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器這三個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部件以及電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成進(jìn)行專(zhuān)利導(dǎo)航分析研究。
圖1 電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
01、電池管理系統(tǒng)專(zhuān)利導(dǎo)航
BMS電池管理系統(tǒng)(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)俗稱(chēng)電池管家,主要就是為了智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元,防止電池出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流等情況,延長(zhǎng)電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。電池管理系統(tǒng)技術(shù)是目前的技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)。電池管理系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新是推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)和可再生能源發(fā)展的重要方向,目前中國(guó)的電池管理系統(tǒng)技術(shù)在全球處于領(lǐng)先地位。
02、中國(guó)專(zhuān)利態(tài)勢(shì)分析
截至到2023年11月30日,在智慧芽數(shù)據(jù)庫(kù)中,經(jīng)檢索式檢索與人工篩選,最終確定涉及電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)共40541件。其中,國(guó)內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)總計(jì)35337件,國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利申請(qǐng)總計(jì)5204件。在此檢索基礎(chǔ)上,對(duì)中國(guó)、廣東省和深圳市在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)狀況從專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)、專(zhuān)利區(qū)域布局、主要申請(qǐng)人狀況等多個(gè)方面進(jìn)行分析。
03、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)分析
圖2 電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的中國(guó)專(zhuān)利技術(shù)生命周期圖
通過(guò)對(duì)電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量和專(zhuān)利申請(qǐng)人隨年代變化趨勢(shì)的分析,可以初步掌握中國(guó)電池管理系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程和趨勢(shì),一定程度上反映了電池管理系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展歷程、技術(shù)生命周期的具體階段,以及預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間的發(fā)展趨勢(shì)。
如圖3.2所示,根據(jù)電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量和專(zhuān)利申請(qǐng)人隨時(shí)間的推移而變化的曲線(xiàn),可將技術(shù)生命周期劃分為:
(1)第一階段(2008年之前)為技術(shù)萌芽期,中國(guó)在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量和專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)都很少,專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展較為緩慢,屬于電池管理系統(tǒng)技術(shù)的技術(shù)導(dǎo)入期。
(2)第二階段(2008年-2014年)為平穩(wěn)發(fā)展期,中國(guó)在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)量和專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)整體呈現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),隨著中國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展,越來(lái)越多車(chē)企和電池研發(fā)的企業(yè)加入電池管理系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā),但由于前期技術(shù)發(fā)展較為緩慢,年專(zhuān)利申請(qǐng)量保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。
(3)第三階段(2015年-至今)為快速增長(zhǎng)期,專(zhuān)利申請(qǐng)量和專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)整體呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。2022年電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量達(dá)5591件,專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量超2200個(gè),反映了電池管理系統(tǒng)技術(shù)是目前的技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn),在儲(chǔ)能系統(tǒng)中有著至關(guān)重要的作用。同時(shí)國(guó)內(nèi)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)不斷加強(qiáng),越來(lái)越多的企業(yè)通過(guò)專(zhuān)利申請(qǐng)保護(hù)其核心技術(shù)和創(chuàng)新成果,從而提升其產(chǎn)品在中國(guó)及國(guó)際市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
04、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型和法律狀態(tài)分析
圖3 電池管理系統(tǒng)的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型分布
圖3.3示出了電池管理系統(tǒng)的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型分布,從圖中可以看出,在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域,發(fā)明專(zhuān)利占中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)總量的72.79%,實(shí)用新型專(zhuān)利占中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)總量的27.20%。發(fā)明專(zhuān)利占比遠(yuǎn)高于實(shí)用新型專(zhuān)利,說(shuō)明電池管理系統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新水平高。
圖4 電池管理系統(tǒng)的中國(guó)專(zhuān)利簡(jiǎn)單法律狀態(tài)分布
圖3.4示出了電池管理系統(tǒng)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)法律狀態(tài)分布,從圖中可以看出,專(zhuān)利權(quán)有效專(zhuān)利占比約43.54%,審中專(zhuān)利占比約30.99%,失效專(zhuān)利占比約25.47%。審中專(zhuān)利占比超三成,說(shuō)明電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)@暾?qǐng)活動(dòng)活躍度很高,目前正處于行業(yè)的快速發(fā)展期,技術(shù)創(chuàng)新還存在較大的上升空間。
05、專(zhuān)利區(qū)域布局分析
圖5 電池管理系統(tǒng)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)來(lái)源地區(qū)
圖3.5示出了電池管理系統(tǒng)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)來(lái)源地區(qū),從圖中可以看出,在電池管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)量共3.5萬(wàn)件,占中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)總量的87.08%。國(guó)外在華布局專(zhuān)利量共5215件,占中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)總量的12.92%。其中,韓國(guó)在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量占中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)總量的比重最高為3.59%,其主要的專(zhuān)利申請(qǐng)創(chuàng)新主體包括株式會(huì)社LG新能源(725件)、現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社(321件)、三星SDI株式會(huì)社(204件)、起亞自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社(171)等。美國(guó)在中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)占中國(guó)專(zhuān)利總量的3.55%,其主要的專(zhuān)利申請(qǐng)創(chuàng)新主體包括福特全球技術(shù)公司(203件)、通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司(142件)、CPS科技控股有限公司(74件)等。日本在華布局專(zhuān)利占比2.81%,其主要專(zhuān)利申請(qǐng)創(chuàng)新主體包括豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社(146件)、本田技研工業(yè)株式會(huì)社(106件)等。國(guó)內(nèi)的電池管理系統(tǒng)相關(guān)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手主要來(lái)自于韓國(guó)、美國(guó)、日本。
圖6 電池管理系統(tǒng)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的國(guó)內(nèi)區(qū)域分布
圖3.6示出了電池管理系統(tǒng)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的國(guó)內(nèi)區(qū)域分布,我國(guó)電池管理系統(tǒng)專(zhuān)利申請(qǐng)主要集中在廣東省、江蘇省、北京市、上海市、浙江省和安徽省等地區(qū),廣東省的電池管理系統(tǒng)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)7923件,在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位,反映了廣東省在電池管理系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)水平在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位,產(chǎn)業(yè)聚集度最高。其次是江蘇省,其電池管理系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)量共4460件,排名第二。
06、主要專(zhuān)利申請(qǐng)人分析
專(zhuān)利申請(qǐng)人是專(zhuān)利申請(qǐng)的創(chuàng)新主體,也是專(zhuān)利布局的謀劃者,通過(guò)專(zhuān)利申請(qǐng)人的排名情況,可以預(yù)測(cè)電池管理系統(tǒng)未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局,幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)潛在的對(duì)手或合作伙伴。
圖3.7示出了電池管理系統(tǒng)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量前二十的專(zhuān)利申請(qǐng)人排名,統(tǒng)計(jì)過(guò)程中將各子公司的申請(qǐng)量與母公司的申請(qǐng)量進(jìn)行了合并統(tǒng)計(jì)。從圖中可以看到,電池管理系統(tǒng)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)總量排名前二十位的申請(qǐng)人中,有14家是中國(guó)企業(yè)(寧德時(shí)代、比亞迪、北京新能源、億緯鋰能、蜂巢能源、吉利控股集團(tuán)、中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司等)、、1家中國(guó)政府單位(國(guó)家電網(wǎng))、3家韓國(guó)公司(LG新能源、現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社、三星SDI)、1家德國(guó)企業(yè)(羅伯特博世有限公司)、1家美國(guó)企業(yè)(福特全球技術(shù)公司)。其中,國(guó)家電網(wǎng)在電池管理系統(tǒng)專(zhuān)利申請(qǐng)量共725件,排名第一,LG新能源在電池管理系統(tǒng)專(zhuān)利申請(qǐng)量共717件,排名第二。寧德時(shí)代在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)量698件,排名第三。LG新能源、羅伯特博世、現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)等外國(guó)企業(yè)是國(guó)內(nèi)電池管理系統(tǒng)相關(guān)企業(yè)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
圖8 電池管理系統(tǒng)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量前二十的國(guó)內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)人排名
圖3.8示出了電池管理系統(tǒng)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量前二十的國(guó)內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)人排名,可看出,BMS的專(zhuān)利申請(qǐng)人類(lèi)型主要是整車(chē)廠(chǎng)商、動(dòng)力鋰電池廠(chǎng)商、獨(dú)立的BMS生產(chǎn)商。其中,國(guó)家電網(wǎng)在電池管理系統(tǒng)的專(zhuān)利布局最多,共757件,其次是寧德時(shí)代和比亞迪,分別為698件、653件。
07、高價(jià)值專(zhuān)利分析
國(guó)內(nèi)高價(jià)值專(zhuān)利篩選標(biāo)準(zhǔn)為截止2023年11月30日,專(zhuān)利權(quán)維持時(shí)間為十年或十年以上的專(zhuān)利,也就是專(zhuān)利申請(qǐng)日期在2013年及2013年以前的有效專(zhuān)利。由于專(zhuān)利權(quán)維持年限越長(zhǎng),后續(xù)的專(zhuān)利權(quán)維持費(fèi)用越高,也反映出該專(zhuān)利的市場(chǎng)價(jià)值越高。
經(jīng)統(tǒng)計(jì),在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域,申請(qǐng)日期在2013年及2013年以前的國(guó)內(nèi)有效專(zhuān)利共884件,其中包括實(shí)用新型24件(2013年的實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)),860件發(fā)明專(zhuān)利。
如圖3.9所示,從主要的專(zhuān)利權(quán)人來(lái)看,惠州市億能電子有限公司在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的高價(jià)值專(zhuān)利最多為56件,惠州市億能電子有限公司集研發(fā)、銷(xiāo)售、制造、服務(wù)于一體的技術(shù)領(lǐng)先、市場(chǎng)占有率高(>30%)的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)供應(yīng)商。其次,國(guó)家電網(wǎng)有限公司在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域共有專(zhuān)利權(quán)10年以上的高價(jià)值專(zhuān)利共52件,排名第二。比亞迪股份有限公司共有專(zhuān)利權(quán)10年以上的高價(jià)值專(zhuān)利45件,排名第三。
如圖3.10所示,從高價(jià)值專(zhuān)利的區(qū)域分布來(lái)看,廣東省的高價(jià)值專(zhuān)利數(shù)量共242件,國(guó)內(nèi)遙遙領(lǐng)先,主要專(zhuān)利權(quán)人有惠州市億能電子有限公司、 比亞迪股份有限公司、東莞鉅威動(dòng)力技術(shù)有限公司、惠州市樂(lè)億通科技有限公司等。其次是北京市,共有專(zhuān)利權(quán)10年以上的高價(jià)值專(zhuān)利165件,主要專(zhuān)利權(quán)人為國(guó)家電網(wǎng)有限公司、北汽福田汽車(chē)股份有限公司、清華大學(xué)等。
電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利導(dǎo)航項(xiàng)目簡(jiǎn)介
隨著我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)逐步推進(jìn)落實(shí),光伏、風(fēng)電等新能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比不斷提高,電力系統(tǒng)對(duì)靈活性資源的需求愈發(fā)迫切,儲(chǔ)能作為提升系統(tǒng)靈活性的重要選擇,迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇期。根據(jù)不同的儲(chǔ)能技術(shù),儲(chǔ)能主要分為機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能等,其中,電化學(xué)儲(chǔ)能憑借其受自然環(huán)境影響小、建設(shè)周期較短、安裝便捷、使用靈活等優(yōu)勢(shì),受到市場(chǎng)普遍關(guān)注,成為未來(lái)主流的儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方向。
在此背景下,深圳市電池行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合深圳市恒程創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司打造電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利導(dǎo)航,建立專(zhuān)利信息分析與產(chǎn)業(yè)運(yùn)行決策深度融合、專(zhuān)利創(chuàng)造與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力高度匹配、專(zhuān)利布局對(duì)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)地位保障有力、專(zhuān)利價(jià)值實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行效益支撐有效的工作機(jī)制,助力深圳建設(shè)世界一流新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)中心。
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第六期 電池管理系統(tǒng)專(zhuān)利導(dǎo)航——廣東省專(zhuān)利態(tài)勢(shì)分析
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