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在中国公开燃料电池核心专利的企业及其关键技术 |
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| http://cn.newmaker.com
6/16/2009 4:25:00 PM
佳工机电网
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由于燃料电池汽车，尤其氢燃料电池汽车可以实现零污染排放，驱动系统几乎无噪音，且氢能取之不尽、用之不竭，燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点。为了获得竞争优势，各国纷纷出台政策，加速推进燃料电池关键技术的研发。
例如，2008年5月20日，欧洲议会通过《氢能源和燃料电池联合技术发展计划》，提供10亿欧元科研经费，用于加速推进燃料电池技术的研究。英国、德国、法国等也在近期加大了对氢燃料电池的研发资助力度。在美国，能源部制定了“氢计划”，要求在未来5年内投入30多亿美元开发氢燃料技术，逐步让燃料电池汽车约占25%的市场份额。
在中国，燃料电池汽车是“十五”期间全国12个重大研究专项之一。其中，质子膜关键技术被列为山东省第一号科技攻关项目，取得了重大突破。辽宁新源动力股份有限公司承接国家“863”重大科研项目，研制了200KW、110KW、60KW、30KW、10KW、5KW燃料电池系统、燃料电池电站、便携式电源等。在“十一五”期间，中国将继续加大对燃料电池汽车的研发投入，推动核心技术产业化。
全球燃料电池产品竞争
目前，部分以氢能为主的燃料电池汽车已经开始销售。2008年6月17日，全球第一款大规模生产的氢燃料电池汽车开始从日本本田公司出厂销售。2008年10月21日，美国通用汽车公司在北京“水立方”附近举行了氢燃料电池汽车的中国首发仪式。从综合性能、乘驾体验看，这两款汽车优于大部分汽油车。从环保效果看，其排放物仅仅是水，而且噪音极低。这些新能源汽车有着广阔的市场前景。
印度也加入了燃料电池汽车产业的竞争。例如，印度塔塔汽车公司依靠购买全球最新技术，正在建立燃料电池汽车产业基地。它还收购了韩国大宇商用车项目以及美国福特的捷豹、路虎2个知名品牌，显示了强悍的竞争力。其母公司塔塔集团是从印度本土崛起的跨国高科技企业，2007年全球销售收入超过625亿美元，并且61%以上来自国外，对新能源汽车项目的拉动能力很强。
从目前的发展态势看，私营企业将对日本、美国、印度燃料电池汽车产业的崛起发挥重要作用。相比之下，中国最大的私营企业年产值不过100多亿美元，而且没有进入产品线极为复杂的重工业部门。即将到来的全球新能源产业革命、全球燃料电池汽车产业革命将引发数万亿美元庞大市场的竞争。为了赢得竞争优势，中国相关部门也应着力培育像印度塔塔集团那样的大型私营高科技工业企业，促进其在全球能源、汽车市场快速崛起。
全球燃料电池专利竞争
燃料电池可以用于汽车、机车、笔记本电脑、微型飞机、移动通讯基站等，使机电设备不再使用通过燃烧石油、煤炭获得的热能或者电能。这个新能源产业链的核心主要是燃料电池技术。在专利竞争方面，日本、美国、韩国处于第一梯队，申请的燃料电池专利数量总体约占全球的10%以上；中国、加拿大、德国等处于第二梯队，申请的专利数量总体低于第一梯队。麦特西集团发布的数据显示：2008年第二季度，日本、美国、韩国申请的燃料电池专利分别占全球43%、14%、11%；中国、德国分别占7%、5%，加拿大不到1%。2008年第三季度，数据有所变化，日本、美国、加拿大、丹麦申请的燃料电池专利分别占全球47%、13%、9%、5%，韩国约占3%，中国约占0.3%。
从企业层面看，每季度公开燃料电池专利最多的十大企业基本上全部来自日、韩、北美地区，而且日本企业占了一大半。例如，2008年第二季度，这十大企业中，6家来自日本，2家来自韩国，其余来自美国；其中，丰田排名第一，三星紧随其后。2008年第三季度，这十大企业中，9家来自日本，1家来自美国；其中，丰田排名第一，东芝排名第二。在北美地区，2008年第二季度公开的专利超过10件的本地企业有6家，按照数量多少依次为GM、UTC、Ballard、Ford、通用电气、3M；第三季度公开专利超过10件的本地企业有3家，按照数量多少依次为GM、Corona、BloomEnergy。在欧洲，2008年第二季度公开专利超过10件的本地企业有4家，按照数量多少依次为戴姆勒、Eberspaecher、Enerday、Staxera；第三季度公开专利超过10件的本地企业有2家，按照数量多少依次为戴姆勒、Enerday。在亚洲，除了日本企业，韩国三星在燃料电池领域具有领先地位。例如，除了日本企业，2008年第三季度公开专利超过10件的企业有2家，分别是三星和SunrisePower，三星公开的专利数量占到日本之外全部企业总公开量的60%多。
从技术分布看，汤姆森路透科技集团的专利地图显示，2008年第二季度，全球燃料电池专利有3个密集高地，12个中度聚集区；第三季度变为1个“聚合物膜”密集高地，16个中度聚集区。
从专利的覆盖广度、应用深度看，形成完整产业链、具有系统化燃料电池技术开发、应用能力的国家主要有6个：日本、美国、韩国、德国、中国、法国。其中，日本的技术实力最强。
燃料电池专利部署
中国燃料电池行业的发展具有三大优势：第一，庞大的市场。中国即将成为全球最大的汽车制造、消费国，汽车行业应用燃料电池技术的空间很大；中国大量手机基站、笔记本电脑、机电设备等今后也可应用燃料电池能源。第二，科研资源丰富。中国公开燃料电池专利的大学、科研院所数量远远超过日、韩、欧、美地区。中国本土燃料电池发明专利一半以上来自这些科研单位。这表明，中国燃料电池科研人才众多。第三，原材料丰富。例如，在氢燃料电池的应用方面，仅宝钢等上海公司的工业副产氢每年可满足10万辆燃料电池汽车使用，全国炼焦行业副产氢每年可供4000万辆燃料电池汽车使用。
不过，尽管有上述优势，中国燃料电池行业的发展仍较为落后，专利数量也较少，公开相关专利超过100件的企业仅1家；超过10件的也不超过20家。例如，国内著名燃料电池企业武汉理工新能源公司、江苏华源氢能公司、北京金能燃料电池公司、北京飞驰绿能电源公司、上海攀业氢能源科技公司分别仅公开相关专利1件、3件、5件、9件、10件。上市公司如佛山塑料集团股份有限公司、上海同济科技实业股份有限公司分别公开相关专利仅14件、20件。香港上市的山东东岳集团虽然突破了国外技术壁垒，在核心技术上取得了重大突破，但是公开的相关专利也很少。
在燃料电池领域，中国仅有少数企业公开的专利接近或者超过100件。例如，辽宁新源动力公司、上海燃料电池汽车动力系统公司、上海神力科技公司公开的相关专利分别为91件、97件、310件。
相比之下，日、韩、欧、美地区在华公开燃料电池专利超过100件的企业超过10家，超过400件的企业超过4家。大企业主导的国外来华专利申请已经在数量上远远超过中国科研单位主导的本土专利申请。
具体而言，在中国公开燃料电池核心专利的企业及其关键技术主要有：
日本奥林巴斯映像株式会社。该公司公开的专利申请不多，但是全部属于核心技术。例如，200710182360.8号文献涉及一种燃料电池系统和使用该燃料电池系统的终端用设备。200710182364.6号文献涉及一种燃料电池的余量检测方法及燃料电池的余量检测装置。200710136483.8号文献涉及一种使用燃料电池的移动终端设备和该设备的燃料电池系统。
大日本印刷株式会社。该日本企业从印刷行业进入燃料电池技术领域，虽然行业跨度大，但也公开了一些核心专利技术。例如，02805667.1号文献涉及一种高分子电解质型燃料电池及高分子电解质型燃料电池用隔板。03800678.2号文献涉及一种平面型高分子电解质型燃料电池用隔板以及燃料电池。200480017949.7号文献涉及一种固体氧化物型燃料电池。
本田技研工业株式会社。该公司在全球率先推出了氢燃料电池车，其专利部署已经延伸到大量具体的工艺设计。不过，在核心技术上，本田和其他日本企业一样倾向于部署专利墙，或者把围绕关键技术的其他改进或者替代技术路线部署专利。这使其专利数量大大增加。
丰田自动车株式会社。在日本、美国、欧洲、中国等主要市场上，该公司公开的燃料电池专利数量居世界首位。它在专利部署特点与本田类似。例如，200680045045.4、200680046289.4、200680045146.1、200680045208.9号文献涉及一种燃料电池系统。200680047288.1号文献涉及一种燃料电池系统、配备有燃料电池系统的移动体和用于燃料电池系统的异常判断方法。
三星SDI株式会社。在方法、系统、产品各方面，该公司公开了大量上下游专利技术。例如，在方法方面，200710005232.6号文献涉及一种包括带有硫传感器的脱硫器的燃料处理器、包括它的燃料电池系统及其运行方法。在系统方面，200810007204.2号文献涉及一种用于燃料电池的重整器和包含该重整器的燃料电池系统。200710110728.X号文献涉及一种燃料电池用膜电极组件和包括该组件的燃料电池系统。在产品方面，200610153702.9号文献涉及一种用于燃料电池的热交换器。200610139994.0号文献涉及一种具有内置于堆叠体中的热交换器的燃料电池。
美国UTC燃料电池有限公司。该公司公开的专利技术分布较为广泛，但是在关键技术点上没有像日韩企业那样部署多个专利，形成专利墙。例如，电池技术方面，00817069.X号文献涉及一种具有交指型液流通路和水输送板的燃料电池。00817127.0号文献涉及一种具有亲水基体层的燃料电池。200480036393.6号文献涉及一种燃料电池电压控制技术。200380102187.6号文献涉及一种减少燃料电池在启动和关闭期间的阴极电位的技术。
此外，01812734.7号文献涉及一种用于燃料电池设备的低于周围压力的冷却剂回路。200480008713.7号文献涉及一种固体氧化物燃料电池堆用柔顺、容许应变的互连器。03823989.2号文献涉及一种用于燃料电池的级联式燃料进口歧管。03802157.9号文献涉及一种防止燃料电池动力设备中的水在贮存过程中结冰的方法和设备。
台湾思柏科技股份有限公司。该公司在产业上、下游公开了不少核心技术专利申请。例如，方法发明方面，200510098676.X号文献涉及一种燃料电池电力感测方法及其应用。200510103454.2号文献涉及一种燃料电池功率产出控制方法及其应用。
系统发明方面，200610103307.X号文献涉及一种微型化燃料电池系统。200710097905.5号文献涉及一种整合充电电池的燃料电池供电系统。200610152499.3号文献涉及一种具有启动辅助装置和方法的燃料电池系统。
产品发明方面，200710000376.2号文献涉及一种燃料电池装置。200710007531.3号文献涉及一种具串并联电路的燃料电池装置。200620115337.8号文献涉及一种用于燃料电池的燃料侦测装置。
北京飞驰绿能电源技术。该公司在质子膜领域公开了一些核心技术发明。例如，01118343.8号文献涉及一种质子交换膜燃料电池双极板制作方法。01118344.6号文献涉及一种燃料电池中质子交换膜增湿方法。01118347.0号文献涉及一种燃料电池电极催化剂涂布方法。01118345.4号文献涉及一种燃料电池中电极－电解质膜－电极的制作方法。01118346.2号文献涉及一种燃料电池堆印刷密封方法。
比亚迪股份有限公司。与富士康公司类似，该公司具有强大的制造能力，同时为客户做大量的工业设计，研发实力很强。涉足燃料电池的企业中，它的专利数量属于较多的，而且分布的应用领域比较广泛。例如，在方法、工艺创新方面，200610062624.1号文献涉及一种燃料电池控制系统及控制方法。200610127612.2号文献涉及一种燃料电池膜电极的活化方法。200610157250.1号文献涉及一种燃料电池电压监测系统及其方法。
此外，在系统发明上，200610127862.6号文献涉及一种燃料电池系统。200610140213.X号文献涉及一种燃料电池储氢装置以及储氢和充氢系统。
在产品、设备和装置设计上，200610090755.0号文献涉及一种有机燃料电池。200610137930.7号文献涉及一种燃料电池增湿装置。
北京汉能科技有限公司。该公司对氢燃料电池的工艺方法申请了不少专利。例如，200710119049.9号文献涉及一种用于燃料电池的储氢材料的制备方法。200710119051.6号文献涉及一种用于燃料电池的氢气的制备方法。200710119056.9号文献涉及一种用于燃料电池的储氢材料的制备方法。200710203502.4号文献涉及一种质子交换膜燃料电池金属双极板的处理方法。
对系统、设备，该公司也公开了一些发明。例如，200720149696.X号文献涉及一种便携式燃料电池系统。200710119055.4号文献涉及一种燃料电池供氢系统及其应用。200720201137.9号文献涉及一种燃料电池膜电极检漏仪。
上海神力科技有限公司。作为研发、制造企业，该公司在大量关键配件和细节设计方面公开了数百篇专利文献。例如，200620045160.9号文献涉及一种集成式燃料电池的封装结构。200620045543.6号文献涉及一种新型燃料电池发动机空气输送装置。
从专利文献看，上海神力科技有限公司实施了整体性、系统性的研发项目，在各个主要方面都作出了一些创新性设计。例如，200620049569.8号文献涉及一种燃料电池车用的散热器。200620046894.9号文献涉及一种低噪音的燃料电池空气输送装置。
山东东岳神舟新材料公司。该公司在离子膜、质子膜制备上取得了重大技术突破，部署了一些核心技术专利。例如，200710013128.1号文献涉及一种带有磺酰氟及醚端基侧基的氟树脂及其合成方法与应用。200710013623.2号文献涉及一种聚合物离子交换膜及其制备方法。200710013624.7号文献涉及一种具有交联结构的全氟质子交换膜及其制备方法和应用。
此外，东芝公司、索尼公司、松下公司、尼桑公司、大宇公司、辽宁新源动力股份有限公司公开的相关文献数量较多。但有些欧洲汽车企业，如大众汽车有限公司在专利申请上已经较为落后。例如，该公司在华仅公开了99806402.5号、99806403.3号等文献。总体上看，在燃料电池、芯片、软件等关键技术领域，东亚、北美企业引领全球专利部署方向的趋势可望继续强化。
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