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浅谈车用感应电机的专利技术发展分析

1 概述

电动汽车用驱动电机中,感应电动机目前应用较为广泛,其功率容量覆盖面宽广,转速高,并且能够实现再生反馈制动,结构简单,具有较好的稳态和动态特性,采用感应电机的优点还在于感应电机转子结构简单,成本低、可靠性好、调速范围宽、控制器和制造技术成熟、扭矩波动小、噪声小,缺点在于电机体积大、效率低、功率因数低[1-3]。

2 专利分析

为充分掌握电动汽车用驱动电机技术的整体情况,下文将基于全球专利状况和中国专利状况两个层面对电动汽车用驱动电机技术进行研究和分析,截止至2018年4月,针对电动汽车用驱动感应电机技术,在世界专利文摘库数据库中共检索到805项全球专利,在中文专利摘要数据库中共检索到334项中国专利。本章从申请量变化趋势、申请人国家分布以及主要申请人排名等角度对电动汽车用驱动感应电机的专利申请情况进行分析。

2.1 专利申请时间分布

图1 全球专利申请情况

由图1可知,从1987年至2017年30年间,全球申请量具有4次下降的情况,但总体申请量随着年份的增长呈上升的趋势,国际上对感应电机应用于电动汽车在不同的时期的有不同的研究热度,其中1990年专利申请量最低,2015年达到申请量最高。

图2 国内专利申请情况

由图2可以看出,我国在2003年以前对感应电机应用于电动汽车领域的研究不多,至2004年以后,其申请量才逐渐增大,但总体申请量并不多,整体的研究程度不大,可见我国早期并不热衷于这方面的研究,未来估计其申请量也不会太大。

2.2 专利申请地域分布

图3 全球申请量前十申请国

由图3可以看出,日本的申请量最大,占了总申请量的27%,其次到美国和德国,中国排名第四,可见日本在这方面的研究较多,发达国家的申请量总体都较高,我们国家在这方面的研究还不到日本的一半,还需要更进一步的研究。

图4 国内申请量前十申请城市

由图4可知江苏省,占了总发明的23%,说明在江苏省分布着较多的汽车公司,其次是山西、上海、湖南和北京工业较为发达的地区,工业较发达,则更有条件和需求对电动汽车的研究。由图5可知,国外的主要申请人都是公司,其中日本公司占了大部分,可见日本在感应电机应用于电动汽车的研究较为全面,申请量最大的公司为罗伯特博世和丰田汽车,其次是日本三菱汽车和日本电装公司、通用和西门子,上述公司都是电动汽车行业的领跑者。

2.3 全球专利申请人情况分布

图5 全球前十申请人

2.4 分类号分布

图6 感应电机分类号分布

从图6中可以看出,感应电机应用于电动汽车的专利分类号主要分布在H02K17/+(感应电动机、感应发电机)大类下,该分类号下的申请量最多,其次为H02K3/+(绕组的零部件)大类下,其主要对电机的绕组进行研究,在H02K1/+(磁路零部件)和H02K5/+(机壳;外罩;支承物)中也有分布,可见从感应电机的内部(磁路部件)至感应电机ID外部(机壳等)都有相关的研究[4],但主要还是在影响电机性能内部零部件研究的较多。

3 结束语

本文通过专利检索、统计、分析车用交流电机的全球专利申请,重点分析了车用感应电机领域的全球专利申请情况、专利申请地域分布、全球专利申请人情况分布、主要分类号分析,为人们提供了解车用交流电机的专利申请情况,该领域的龙头企业等信息。

[1]杨朝辉,杜晓平.车用电动机的发展现状及趋势[J].汽车实用技术,2015(9),163-164.

[2]柴海波,鄢治国,况明伟,等.电动车驱动电机发展现状[J].微特电机,2013,41(4):52-57.

[3]陈吉清,余建立,黄维军,等.新能源汽车驱动电机专利信息分析[J].科技管理研究,2016,36(3):136-141.

[4]于小翔.电动汽车用感应电机调速系统[J].科技创新与应用,2016(16):124.