2019年4月3日,丰田向全球公开宣布将无偿提供混动技术研发中积累的核心电动化技术的专利使用权,此举在中国汽车行业引起巨大轰动,到底丰田汽车开放了什么专利?开放的原因是什么?开放后对汽车产业的影响又如何?小编慢慢帮你解读,所涉及到专利数据均来自于“全球汽车专利数据库服务平台”,时间截至到2019年4月3日。
1.开放范围和和期限
1.1 开放范围
丰田汽车是世界上知识产权保护和运用水平最高的汽车企业,目前全球申请专利20余万件,其中在华申请专利1.93万件。此次开放的23740项专利是指全球范围内的专利,涉及到油电混合动力(HEV)外插充电式混合动力(PHEV)纯电动(EV)燃料电池(FCEV)及电机、电控(PCU)、系统控制(ECU);由于专利具有地域性,在其他国家单独申请的专利在中国不受法律保护,根据全球汽车专利数据库统计,丰田在华新能源相关专利约5886件。
丰田汽车在华专利申请布局情况
丰田汽车新能源汽车在华专利申请布局情况
丰田汽车新能源领域(含HEV)在华专利主要布局在动力电池系统、燃料电池汽车、混合动力汽车、整车共性技术(含充电设施)和驱动电机系统等领域。动力电池主要涉及锂离子电池(494件)、电池系统与结构(320件)、电池管理系统(283件)、电源系统及控制(225件)等。燃料电池和混合动力后面进行详细介绍。
1.2 开放期限
开放期限至2030年,根据现行专利法,其在2010年前申请的专利都将过期,这就意味着目前丰田汽车持有的大部分新能源领域核心专利将在2030年以后过期失效。
丰田年度新能源相关专利申请情况
1.3 开放模式
(1)无偿提供专利使用权,但需要向丰田提出申请,共同商讨具体实施条件后签署合约。用人家东西总得跟人家说一声吧。
(2)技术支援,不仅专利向你开放,还要帮你把这些专利进行产品化,但得交一定的费用。
(3)不排除单独销售相关核心部件的可能性,包括混合动力驱动系统和燃料电池关键部件。
2.开放原因
正如丰田说的,此次开放将对促进全世界的电动车技术进步起到重大推动作用。究其原因有以下四点。
2.1 行业倒逼:技术共享成为技术路线对决的焦点区域
通过技术共享挤占现有市场份额。在科技革命和技术高速迭代的当下,产业的技术路线发展已经不仅仅依托技术的先进性和可靠性,多技术路线并行已经成为常态,而市场对技术路线的选择更多考虑市场就绪度及供应链成熟度,因此近年以来,企业针对未来汽车产业的技术趋势之争进入了白热化阶段。2015年丰田开放燃料电池相关专利,进一步夯实燃料电池技术作为终极解决方案的基础,但是由于燃料电池尚处于市场化初期,行业影响有限。2018年底特斯拉开放所有电动汽车专利,2019年3月大众也宣布开放历时数年研发、投资超60亿欧元的MEB平台,纯电动技术路线得到了较大加持,大幅降低了纯电动汽车的进入门槛。2019年4月丰田开放混动专利也是在为被自己把持多年的混动技术抢占更多的技术路线份额,以期能够在未来汽车技术路线变革中继续保持领导地位。
通过技术共享抢占新兴市场份额。随着特斯拉的高速成长,汽车产业也开始面临互联网、跨界造车的直接竞争,并且随着智能网联、移动出行等新兴业态的持续发展,汽车制造业与互联网行业的融合将越来越深,汽车制造在汽车行业中的重要性将越来越低。而苹果、谷歌、百度、阿里等互联网巨头进入并变革汽车行业存在较大可能性,所以汽车整车集团适度的技术开放可以为新进入者铺平技术障碍,从而在新兴企业技术路线选择中占据主导。
2.2 企业战略:志在千里,重点布局前瞻技术领域
汽车行业的颠覆性挑战来自新兴领域。混合动力和燃料电池技术对于丰田来讲已经成为较为成熟的产品,后续开发更多是技术改进和迭代问题。由于丰田汽车专利技术储备雄厚,国内车企进行技术消化吸收也需要一定时间。目前,丰田主要专利布局重点在智能化、网联化、通讯、基础元器件等,不排除丰田未来开发汽车行业专有芯片的可能。对于传统汽车技术来讲,各个车企都有大量的专利布局,只是好坏之分,存在相互制衡和共享合作的基础。但随着智能网联技术的发展,跨界融合的加剧,产业模式也会发生变化,对于丰田和众多传统车企来讲,更大的竞争对手是通讯企业、芯片企业,因为在这方面专利布局很少,也没有太多的技术储备,在一定程度上不得不接受通讯企业不合理标准必要专利收费许可模式。
丰田汽车智能网联在华申请情况
2.3 抢占份额:混合动力技术教训深刻,技术优势面临挑战
丰田的保护策略导致混动技术在中国受挫。丰田自创始之初就注重创新保护和专利运用,丰田汽车是靠转让纺织专利技术作为起步资金发展起来了,丰田汽车拥有世界车企中最强大的知识产权团队,人数高达400余人。专利的本质是用来保护的创新的,但同样是一把双刃剑,依托单排行星齿轮结构的混合动力核心专利:“动力输出设备及控制设备的方法(已过期)”,开始布局大量外围专利,在相当一段时间内丰田混合动力一家独大。 由于丰田的专利层层保护,使得众多中国汽车企业都非常忌惮丰田的技术路线,这就直接影响到了国内节能与新能源汽车技术路线的选择。纯电动成为主流技术路线,混合动力成了丰田一家独角戏。
丰田在华混合动力技术分布情况
丰田“动力输出设备及控制设备的方法”专利
混动技术多点开花,丰田先进性受到挑战。由于纯电动汽车受技术瓶颈限制,在双积分政策的倒逼下,很多车企也认识到混合动力技术在节能领域的重要性,从而加快了相关研发进程。并且车企在规避丰田混动技术路线的过程中,演变出多种混合动力技术路线。比如:本田的IMMD系统,不采用行星齿轮,而采用“发动机带发电机发电+发动机直驱”;以通用、奔驰和宝马联合推出的双模混动系统不采用双行星排齿轮,而采用多行星排齿轮规避了丰田的技术;以及日产e-Power、比亚迪、上汽等也都开发了绕开丰田布局的混动系统,这些车企的混合动力技术虽然在节能方面不如丰田技术路线,但在动力性和性价比上向丰田看齐,这就使丰田在混合动力技术方面技术优势面临诸多的挑战。
在华混合动力专利分企业申请量(含合作申请)
日前e-Power 核心专利(处于在审状态)
2.4 技术推广:燃料电池避免走混动老路,构建产业生态
燃料电池技术全球领先,应者寥寥。丰田汽车在2015年初首次开放了其燃料电池领域约5680项专利,但是其产生的反响并未达到预期效果,目前全球范围内,除去丰田的Mirai、本田的Clarity、现代的NEXO开始量产外,自主车企和德系车企在该领域进展一直较为缓慢,同混动技术一样,燃料电池汽车技术仍然是丰田一家独大,正所谓“曲高和寡”,丰田公司也担心其投入重金研发的燃料电池技术路线重蹈混动技术路线被边缘化的覆辙。
从丰田在华燃料电池相关专利申请量趋势来看,从1999年到2007年一直处于增长阶段,2007和2008年达到顶峰,随后开始下降;在2015又出现了申请量快速增长的趋势,2016年以来,申请量又呈现缓慢增长的态势,显示出丰田在燃料电池领域布局较早,同时在近几年其研发热度又有所回升的专利布局特点。
丰田在华燃料电池专利申请量趋势图
围绕燃料电池全产业链布局专利。从丰田燃料电池在华布局专利的技术角度进行分析,丰田国内燃料电池的专利技术领域主要分布在燃料电池系统、燃料电池电堆、膜电极、催化剂、电解质等核心技术领域,同时涉及供给流路和储气设备等,其中燃料电池系统布局最多,核心的燃料电池催化剂领域也有超过100件的专利布局,布局广度和深度均位居该领域首位;技术手段主要采用电控、结构和工艺改进以及材料制备等手段;技术效果主要提升产品性能、可靠性和耐久性,以及提高效率和降低成本等。
丰田在华燃料电池申请布局情况
同时对国内燃料电池领域的专利申请人进行分析,仍然呈现出丰田一家独大的整体态势,日产、本田和现代汽车等日韩车企为主,同时通用汽车在该领域专利布局较多,仅次于丰田,德国车企在此领域技术专利布局显著落后,位列日韩车企、通用汽车之后;丰田最大,日韩车企占主的专利布局同当前的燃料电池汽车产品态势相一致。国内神力科技布局最多,国内整车企业中,比亚迪和宇通在燃料电池领域的专利布局位居前两位。
燃料电池领域在华主要专利申请人排行
燃料电池专利是本次公开的主要内容之一。在本次专利公开中,燃料电池领域专利约8060件,约占公开专利总量的1/3,丰田公司如此积极推动燃料电池技术,一方面是由于其自身的技术优势明显,其他车企短时间内无法与其形成明显竞争,同时丰田自然也希望通过专利公开,推动更多企业参与到燃料电池汽车的研发和生产,从而推动燃料电池技术路线的发展,积极构建利于燃料电池汽车发展的产业生态,从而形成规模效益,由于丰田具备很强的技术实力和成本优势,如果在2030年后燃料电池汽车能够成为主流技术路线之一,丰田仍然将会是最大的受益方。
3.对行业影响
3.1 推动混合技术市场化发展
2018年以来,中国混合动力技术的搭载率已经有了较大改观,在“乘用车燃料消耗限值”法规的限制下,国内自主、美系、德系企业也纷纷上马混动车型以降低平均燃油消耗。丰田开放混动相关专利,必将进一步提升混合动力在整体节能减排技术中的占比,推动混合动力大范围市场应用。
3.2 加速燃料电池产业化
从全球范围来看,燃料电池产业正在经历技术研发向市场化转型的关键阶段,而且燃料电池汽车是以氢能为基础能源革命的最好载体。丰田开放燃料电池相关专利将大幅加速世界燃料电池产业的发展进程,加速由示范运行向产业化的转型速度,从而推进从技术研发、产业化准备、基础设施完善到大规模产品应用全产业链发展。
3.3 对纯电技术路线会形成一定冲击
2019年,特斯拉进入面向大众消费群体的全面量产和大批量交付阶段,中国自2009年以纯电动技术路线为主的新能源补贴政策走向尾声。纯电动技术路线正处在从政府主导和个性化需求向完全市场化竞争转变的关键节点,纯电动相比混动在市场接受度及市场成熟度方面依旧存在差距,因此丰田在这个时间点进行混动专利开放,对于纯电动汽车技术路线来说将造成较大负面影响。
3.4 企业应系统规划技术路线
从丰田的研发到丰田的专利布局,小编不禁想感叹一句,不积跬步无以至千里,没有一点一滴的积累,是无法形成如此系统、全面的专利布局。丰田无论是研发上的积累,以及对应自身的研发领域都能够在专利上进行全面的布局,这些都值得国内企业学习。
4.小结
从早前2015年丰田开始无偿公开燃料电池相关的专利,业界就开始各种猜疑的声音出来,无论是特斯拉公开其专利亦或是丰田无偿公开专利,业界都猜想其一定会有其商业上的目的。但是从商人的角度来说共赢才是目标。而且无论是特斯拉还是丰田其本质上还是都是为了推动该技术的发展,不希望自己付诸了大量的研发及资金投入的技术慢慢走向没落。如果该技术不能成为主流,那么丰田可能早先进行的20年的研发成果有可能无法体现其真正的价值,那损失会更多更大,不如贡献出来,还可以提升自己的影响力。
小编认为,丰田无偿公开其专利至2030年,一定会对混合动力汽车的普及以及燃料电池汽车的推广有所促进,进而影响节能与新能源汽车的技术格局。虽然确实需要用辩证的角度去看待这个问题,但是如果想要推动一门技术的发展,就必须要有人站出来,丰田这个时候站出来,一方面是有他自己的自信,无论谁使用其专利,都不可能在该技术方面超越丰田20几年积累。毕竟一门技术从出现到逐步完善发展成熟,并不是几篇核心专利就可以完全解读出其所有的内容,其在发展过程中不断的出现的问题,进行的改进优化,不是几篇专利或者拆解几台车就能搞清原理,并逆向研发的。另一方面,丰田也希望自己产品的用户可以受益,可以有更多的企业在十字路口的选择中,选择更成熟的THS技术。其实丰田表述说采用丰田技术就可以享受丰田的技术支持,也是想说,如果你已经采用了我的技术,我的产品,我就会给你相应的服务,虽然这个服务是有偿的,但我也会尽量给出更合理的有偿服务。
当然,如果真的推动THS技术以及燃料电池技术的发展,也需要行业和政府的推动,加强政策引导,坚定企业和从业人员的研发信心。比如业界都有所担心的,我沿用了你一代二代的技术,那我之后只能依靠你的技术,之后只能顺由你牵着鼻子走的这种担心。相信在技术转移政策的指导下,行业力量的敦促下,解决了类似的顾虑后,才能更好的推动该技术的发展。
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