采用德温特专利数据库和Incopat数据库，结合关键词、IPC分类、德温特手工代码的方法进行专利数据采集，截至2017年3月，共得到德温特专利118,362件（专利族）、中国发明和实用新型专利23,544件。对氢能及氢燃料电池专利进行分析，有助于整体了解氢能及氢燃料电池领域专利技术的发展现状趋势、技术重点热点、区域竞争格局、竞争机构情况。本期周报奉上氢燃料电池的技术竞争格局。

一、区域竞争格局

1.  技术领先国家--日本引领技术发展，中国国际排名第三

专利申请人一般在其所在国首先申请专利，然后在一年内利用优先权申请国外专利。因此，从专利申请人优先权所属国的数量分布上很大意义上反映了各国在该领域的技术实力。

图为优先权专利申请的国家分布，图中可以看到燃料电池专利技术主要集中在日本、美国、中国、韩国和德国。其中，日本优先权专利数量达到66,971个专利族，占56%，处于绝对领先地位。中国以9%的份额排名第三。

图1 优先权国专利分布

2.  各国技术优势--日本技术全面领先，专利强国各关键技术发展均衡

总体上看，日本、美国、中国、韩国和德国是燃料电池技术主要专利申请国，对各关键技术的研发方面发展比较均衡。日本作为全球专利排名第一的国家，在多个关键技术上均处于绝对领先地位，技术最为全面且没有明显的短板，对控制技术尤为重视。美国虽专利数量排名第二，虽然数量上与日本存在较大差距，但各关键技术发展比较均衡。中国专利数量排名第三，技术上比较重视电极和催化剂的研发。排名第五的德国，比较关注制氢、储氢以及燃料电池加热、冷却技术。

图2 主要国家技术优势分布 

图3 主要国家技术领域分布比例图

3. 国际专利布局--日本重视国际市场，并进对重点国家展开布局

从专利技术国家专利布局上看，日本作为氢燃料电池专利族规模最大的国家，其对国际市场的布局也非常充分，因此除了对本国进行专利保护外，为了在国外生产、销售产品，其必须在国外地区申请相关专利以求获得知识产权保护，同时该国同族专利的申请也可以反映出其市场战略。

由图中我们可以了解到，日本除在本国申请外，同时重点布局美国、中国、韩国、欧洲、德国等，其专利布局涉及39个国家和专利组织。美国专利数量相当于日本的1/4，但在专利布局策略上，非常重视专利技术的国际布局，专利布局涉及49个国家和专利组织。而中国主要针对本国市场，在国外市场布局的专利数量很少。

图4 主要国家专利布局

4.  中国专利区域布局--国内机构布局中国专利占半，上海领跑国内

中国专利申请区域分布上，所有23，544件燃料电池技术相关中国专利中，53.6%来自我国本土机构的申请，46.4%的中国专利申请来自国外机构，显示国内专利布局方面，国内机构占据半壁江山。国外机构中，来自日本对华市场显示了极大的兴趣，20%的中国专利申请来自日本。之后依次为美国、韩国和德国。从申请的中国专利类型上看，来自于日本、美国、德国、韩国的中国专利类型以发明专利为主，实用新型专利比例均低于1%，显示来自国外的专利申请质量较高。

图5 主要国家在华专利布局

进一步对来自国内本土机构的区域分析，发现国内各省市技术研发排名中，上海以中国专利总量的8.1%排名居首，北京次之占据6.6%，江苏、辽宁、广东紧随后。从排名居前的国内机构申请的专利类型来看，辽宁省发明专利比例最高，占比83.2%，江苏和上海发明专利比例较低。

相比国外机构申请的中国专利，国内机构申请的中国专利质量要略逊一筹。虽然国内外机构在申请中国专利数量超过国外机构申请的中国专利，但排除实用新型专利后，国外机构申请的发明专利数量已经大幅超越了国内机构，国内机构申请发明专利为9591项，国外机构申请发明专利10831项。

图6 国内省市专利申请分布

资料来源：Incopat

5.  国内技术优势--上海、辽宁关键技术优势明显

图7 国内省市专利申请分布

对比燃料电池中国专利各省市申请的情况，专利数量排名第一的上海市，多个关键技术上处于全国领先地位，体现在制氢、储氢、控制、外壳、密封技术等方面；专利数量排名第四的辽宁省，在电极、电解质、催化剂、双极板等燃料电池核心技术方面处于国内领先。

二、竞争机构

1. 国际专利申请人--车企掌握产业技术话语权，丰田、日产、本田、松下、东芝居前

图8 国际专利申请人

燃料电池专利申请人全球排名中，日本丰田汽车以10,737个专利族据首位，占专利总量的9%；日本日产汽车以4,871个专利族次之；日本本田汽车第三。前二十排行榜中，汽车产业相关公司占据较大比重，反映燃料电池将在汽车产业中将成为主流应用；燃料上游厂商较少，下游厂商较多，显示该产业进入产业化在即。各企业专利数量上的差距较大，且前五申请人占据行业专利占比较高，技术集中在大厂手中，产业技术趋于垄断。

2. 中国专利申请人--本土机构具备相当实力，丰田、通用、中科院大连化学物理研究所居前

燃料电池技术中国专利申请人前二十排名中，丰田汽车以1,307项专利据首位，占专利总量的5.6%；通用汽车以713项专利次之；中科院大连化学物理研究所第三。榜单中，国内本土机构占据12席，显示国内机构已经具有相当技术实力。排行榜中，各机构专利数量占比不大，显示中国专利申请人布局较为分散，没有技术垄断机构出现。

图9中国专利申请人

考察本土机构申请人类型发现，企业申请人专利申请占比67%，大专院校和科研单位占据28%，显示企业占据燃料电池技术研发的主导地位。与国际相比，我国申请人排名中出现较多大学与研究单位，显示我国燃料电池距离产业化仍有一定距离，需要加强产学研合作。

图10 中国专利申请人类型

3.  机构合作--形成七大技术合作群

从专利合作申请角度分析，国际上燃料电池技术领域有多个技术合作集群。包括：丰田汽车、电装、京瓷、爱信精机合作群；东京燃气、大阪燃气、NGK Spark Plug、三菱重工、京瓷、富士电机合作群；戴姆勒、福特汽车合作群；本田汽车、JSR合作群；现代汽车、起亚汽车、韩国先进科技学院合作群；西门子、Varta合作群；关系电力、三菱电机、三菱材料、富士电机、住友电气工业株式会社、藤仓合作群。

图11 申请人合作

资料来源：Orbit

4. 企业综合实力—日本厂商成为行业创新和竞争主体

图12 企业技术能力

企业综合竞争力评估方面，根据Innograph专利分析平台提供的分析模型，综合考虑企业的专利数量、专利涉及分类数量、专利涉及地区数量、被引次数、营业收入、专利侵权情况等方面，如图所示，纵坐标反映企业拥有的资源，横坐标代表了企业技术实力，气泡大小表示专利数量。

结果显示：燃料电池行业中，丰田汽车、本田汽车、松下、日产汽车、通用汽车、东芝、上线、现代汽车、日立、戴姆勒、西门子等企业综合实力居前。其中排名前十公司中，以日本公司占据六席为主，反映日本企业综合竞争力较强。

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