汽车|丰田燃料电池专利布局研究与分析
来源 | 《汽车文摘》中国汽车技术研究中心 ， 王军雷 王亮亮
1、前言
2019年4月初 ， 丰田宣布开放汽车电动化领域的23740项专利 ， 上述电动化技术可用于油电混合动力(HEV)、外插充电式混合动力(PHEV)、纯电动(EV)以及燃料电池（FCV）等多种形式的电动化汽车开发 ， 包括电机、电控、系统控制以及燃料电池等核心技术；其中共涉及燃料电池领域专利约8060项 ， 占开放专利总量的约1/3 ， 相比2015年初丰田首次公开的5680件燃料电池领域专利 ， 在2015～2019年间丰田全球范围内燃料电池专利数量增长了2380件 ， 反映出丰田在2015年以后对于燃料电池技术研发和专利申请非常活跃 。
本文针对丰田在全球范围内以及中国的燃料电池专利进行分析与研究 ， 全方位揭示其研发活动和专利保护策略 。
注：专利数据来源为全球汽车专利数据库服务平台（http://www.autopat.cn） ， 检索截止日期2019年7月5日 。
2、全球范围专利分析
2.1 年度申请趋势
丰田公司最早在1992年便开始研发燃料电池汽车 ， 结合丰田燃料电池汽车车型的发展变化 ， 2002年在日本、美国等地限量发售FCHV车型 ， 在2008年推出
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FCHV-adv(参数|图片)车型 ， 并且在2014年推出量产车型
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Mirai(参数|图片) 。
其全球范围专利申请量的变化也燃料电池研发以及车型的更新密切相关 ， 丰田从1992年开始FCV研发工作 ， 1993年便开始申请燃料电池领域的专利保护 ， 可见其专利保护与研发是紧密配合的 ， 二者只相差一年；2000年以后专利申请量增幅开始变大 ， 在2007年达到最高峰 ， 随后开始逐步下降 ， 而在次年的2008年 ， 丰田发布了FCHV-adv ， 从专利申请来看（图1） ， 丰田燃料电池领域的核心和基础专利在2010年左右基本已经布局完成；到2014年底 ， 随着Mirai的临近发布 ， 其专利申请量再次出现上升趋势 ， 并且在2015年出现了第二个高峰 ， 随后处于基本稳定的状态 ， 年均申请量在400～500件之间；由此可见丰田会在新车型发布之前集中对核心技术进行专利保护 ， 避免出现专利风险 。
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图1 丰田燃料电池专利全球申请量年度变化
值得注意的是 ， 丰田正式推出首款量产燃料电池车型Mirai是在2014年底 ， 但是其技术研发和专利申请在该车型推出20年以前的1993年就已经开始 ， 可见其持续的研发投入和长期技术规划能力（图2） 。
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图2 丰田燃料电池汽车发展历史
【汽车|丰田燃料电池专利布局研究与分析】2.2 专利地域分布
丰田燃料电池专利主要布局在本国、以及中美欧等产销大国和地区 ， 具体分布比例如图3 ， 其中日本国内占比最高 ， 约为41% ， 欧洲、美国和中国的专利布局数量基本一致 ， 反映出日本对于海外三大市场区域的重视程度基本一致 ， 除中美欧外的其他区域专利占比约为13% ， 主要包括韩国、加拿大等国家 。
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图3 丰田燃料电池专利地域分布
2.3 专利技术领域分布
从丰田燃料电池在全球范围内布局的技术领域来看 ， 涉及燃料电池系统集成和系统控制的专利占比最高 ， 达到52% ， 系统控制一直是丰田的强项 ， 在混动领域如此 ， 在燃料电池领域也是一样；其次就是燃料电池产业链的核心部件-燃料电池堆 ， 电堆可以占到整个燃料电池汽车成本的6成左右 ， 而丰田在电堆领域也布局了占比为39%的专利数量 ， 结合近期丰田与国内亿华通、上海重塑等燃料电池系统供应商的合作 ， 可以预见在未来 ， 丰田将会利用其在电堆上的技术和成本优势向国内企业提供燃料电池电堆 ， 进而实现由整车制造商向整车制造加系统供应商的角色转变；除去核心的系统控制和电堆 ， 在高压氢气罐以及加氢站等基础设施领域 ， 丰田也有相应的专利布局 ， 体现了对于丰田燃料电池全产业链的把控和专利保护 。
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