今天,知识产权信息珠珠给大家分享带来的《动力电池检测专利呈现新格局》,如果您对动力电池检测专利呈现新格局感兴趣,请往下看。
动力电池检测技术构成和功效分析表
动力电池技术是新能源汽车发展的关键技术,动力电池性能的提高离不开检测技术的发展。动力电池检测技术随着动力电池性能的提高而不断进步,相应的技术标准规范也在不断更新以适应和促进技术的发展。基于行业发展需求,本文对动力电池寿命、状态评估技术,以及热失控预警和检测技术的发展进行了深入分析,并对技术发展与标准制定之间的互动关系进行研究,以期为行业提供参考。
专利申请持续增长
笔者通过对上述技术分支的专利申请趋势分析发现,在动力电池检测技术领域,美国和日本起步较早,而我国虽起步约晚十年,但呈快速发展趋势,很快便成为了该领域全球专利申请的主导力量。近年来全球范围内专利申请量呈增长趋势,表明动力电池检测技术仍处于快速发展期。
在动力电池寿命和状态评估方面,日本和韩国申请人显示出较强的实力,掌握很多基础性专利,保护范围较大,技术控制力较强。美国申请人主要包括通用和福特,德国则是博世。
在一致性和热失控检测方面,我国具有领先优势。究其原因,一是我国新能源汽车行业发展迅速,需求激增,需对这两方面进行关注;二是国外汽车和电池企业更关注电池本身材料、结构和工艺的改进。
我国申请人中,国家电网在各领域均有广泛研究和良好专利布局,且排名靠前。高校申请人占比很高,显示出我国有着较高的理论研究热情。
中国、美国、日本、韩国、德国是全球最主要的原创国和目标国。在海外布局力度上,日本、韩国表现出超强的全局布局意识,非常重视美国市场,并通过《专利合作条约》(pCT)途径提交国际专利申请方式进入多国保护,而其他国家在日本、韩国的专利布局较弱,这与日本、韩国强有力的地缘保护以扶植本土品牌的政策密切相关。
技术构成多点开花
状态估算方法是关注热点,专利申请量远高于其他技术分支。我国申请多来自实验室科研阶段,国外申请则多来源于企业发展的新产业需要。
在技术手段上,直接计算法和基于电池模型算法的申请量相对较高,而由于对硬件要求高,基于数据驱动和基于融合评估算法的申请量不高,但却是未来发展方向。
对于不一致性评估技术,从检测阶段上看,成组前检测申请量最大,技术成熟,而退役后检测则是未来发展方向;从表现形式上,涉及电压的申请量占比最大;对于检测参数,静态参数使用最多,但越来越多的申请采用动态参数以反映电池动态特性,最常用的参数为充放电曲线;对于评价方法,改进统计指标和聚类分析方法成为研发热点。
对于热失控检测技术,国内外申请中,热失控预警的相关申请均高于热失控/热扩散测试的申请,且差距较大,说明电池管理系统(BMS)的安全预警功能更受关注。热失控预警专利技术从早期的仅基于温度、内阻,到考虑压力、气体、电压、电流或其他参数,再到多参数耦合判定,逐渐提高预警速度和准确性。另外,通过对热失控/热扩散测试技术深入研究分析热失控发展过程,为热失控预警不断提供技术支撑。
各项测试技术整体上向考虑因素或参数更全面的方向发展。追求的技术效果首先是提高准确性或精度,其次是提高检测速度,还包括降低成本和提高可靠性等。
创新主体各有侧重
笔者从整车企业、动力电池企业和专业第三方与科研机构等维度考虑,选择了丰田、比亚迪、LG化学、宁德时代、博世和北京理工大学六个申请人进行比较分析,从整车企业来看,丰田的全球化专利布局明显,比亚迪则主要在国内进行专利布局;从动力电池企业来看,LG化学的全球化布局更均衡,宁德时代作为发展迅猛的电池制造商,其专利布局也是全球同步;从专业第三方电池管理系统企业来看,博世的申请量在2018年至2019年明显降低,这也反映目前专业第三方电池管理系统的企业份额被挤占,从科研机构来看,北京理工大学的专利申请主要在国内。
比较六个重要申请人2016年至2019年全球专利申请量的布局可以看出,2016年至2019年我国申请人在全球范围内申请量明显上升。从六个申请人平均被引用次数和同族个数来看,丰田、LG化学、博世专利价值度相对较高。从授权权利要求书来看,我国申请人需进一步提高专利申请撰写质量和价值度。从荷电状态(SOC)、电池健康度(SOH)各个技术分支的分布可以看出,丰田、LG化学布局早,LG化学在神经网络算法和卡尔曼滤波估算SOC方面拥有基础专利,北京理工大学在基于数据驱动和电池模型方面算法布局多。
技术标准亟待完善
国家标准对国际标准从过去的跟随到如今的局部超越,逐渐完善和系统化,但在某些项目上国际和国家标准均处于空白。
其中,对于寿命测试规范,IEC62660-1:2018、ISO12405-4:2018等对贮存寿命、循环寿命、工况寿命、日历寿命进行了规定;GB/T31484-2015对标准循环寿命和工况循环测试方法进行了规定,但未规定日历寿命的测试。
对于荷电状态估算,国际标准无规定。国内标准中QC/T897-2011做了初步规定,GB/T38661-2020对估算精度提出了更高要求。
对于电池健康度估算,国内外均无规定。
对于电池功率状态(SOp)评估,国际标准无规定;国家标准中,GB/T38661-2020给出了推荐性要求,并第一次对SOp估算误差试验作出详细规定。
对于不一致性评估,QC/T743-2006仅以附录非必要测试项提及采用标准差系数来评价单体蓄电池和蓄电池模块的不一致性,GB/T38661-2020中将单体(电芯组)一致性偏差大于设定条件列为电池系统故障诊断基本项目,但是没有规范电池一致性的概念。
对于热失控/热扩散,国际标准中未有规定。国内标准中,2019年颁布地方标准DB34/T3377-2019《电动汽车用动力锂离子电池单体热失控测试方法》,2020年颁布行业标准T/GDCKCJH019-2020《电动汽车用动力电池系统热失控测试方法》,2020年颁布GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》。
目前我国的动力电池检测技术飞速发展,专利申请量已经占据全球主力地位,但相当比例集中在高校和科研院所,海外布局力度较弱,专利申请质量和价值度还有待提高。在相关技术标准方面,有些项目还有待改进和完善,并且在国际标准制定的参与上缺少话语权。
本文认为,我国动力电池检测技术的发展还需要国家政策进一步引领,产学研深度融合,海外专利布局力度尽快加强,创新主体提升主动创新意识,建立技术发展体系,同时需要深入开展标准专利的分析工作,加强知识产权保护工作和技术标准工作的沟通,参考专利技术发展,推动国家相关标准的制定和完善。(国家知识产权局专利分析普及推广项目动力电池检测技术课题组)
(编辑:晏如)
好了,关于“专利申请”动力电池检测专利呈现新格局的内容就介绍到这。