针对内燃机后处理技术领域专利情况作了检索和分析,基于分析数据和专利分析理论,从专利视角审视我国内燃机尾气后处理技术发展阶段,在理清国内外专利申请人专利布局的重点、热点和空白点基础上,了解国内外专利申请人的专利布局方向性差异与专利实力差距,进一步对专利工作提出若干发展建议。


作为无锡市高价值项目《“内燃机尾气高效净化及系统集成关键技术与应用”高价值专利培育示范中心》研究内容的一部分,我们通过智慧芽数据库,检索内燃机尾气后处理相关技术,通过标引后共得到内燃机尾气后处理专利分析样本50 934 件,并对这些专利进行分析。国内专利申请39 084 件,占比 77%,其中发明专利占比约35%,实用新型专利占比约 41%;来华申请专利11 850件,占比23%,其中发明专利占比近23%,实用新型专利占比不足1%。由此可见,国内市场是以国内申请人占主导地位,但是外国申请人来华布局的专利大多是发明专利。图1展示了发明专利申请和实用新型专利的申请趋势变化。

图 1 内燃机尾气后处理国内专利申请趋势与国外来华专利申请趋势

由图1可见,中国内燃机尾气后处理专利申请趋势大体可以分为3个阶段:萌芽期(2004 年之前) 、 第一快速发展期(2005 —2009 年) 和第二快速发展期(2010年至今) 。当前,随着国六、欧Ⅵ排放标准的施行,排放法规倒逼国内企业在内燃机尾气后处理技术进行了大量研发,与2010 年后国内专利的年申请量呈明显上升趋势相一致;在 2018 年国内专利申请已达到 5 805 件, 而这一阶段国外专利申请人在华布局的专利数量基本稳定,平均年度专利申请量维持在800 件左右;近五年来,专利申请热度有所下降,而国内专利申请人专利申请虽以实用新型专利居多,但专利申请活跃度明显高于国外来华申请人, 在短时间内迅速积蓄专利实力。

我们对后处理从催化剂、封装集成、测试、装置4个分支进行技术分解。汽油、柴油内燃机后处理在该细分领域分布情况详见图2和图3。

图2 国内及来华柴油后处理系统专利分布


图3 国内及来华汽油后处理系统专利分布


在汽油后处理技术方面,国外申请人主要集中在后处理装置、 测试和后处理催化剂3 个技术分支,封装集成作为外围技术,是国外申请人来华布局的空白点,而国内厂家在后处理催化剂技术自主创新上较薄弱。

在柴油后处理领域,封装集成技术分支专利数量相对较少,国内外申请人的技术侧重点都重点聚焦于后处理装置技术分支,封装集成领域的竞争相对较弱,可以作为后期主要的研究方向。

如图4和图5所示,中、日、 美、 德、 韩五国比较重视内燃机尾气后处理技术的研发与市场布局,日本是内燃机尾气后处理技术的重要输出国,我国在内燃机尾气后处理的技术也在由借鉴别人技术逐渐走向自主研发创新,相对而言我国专利申请地域布局基本集中在本国,海外布局严重不足。


图4 专利申请人及重点专利数


图5 来华专利申请人申请专利数

此外,我们还分析了主要申请人具体技术的布局情况,限于篇幅不做具体展示。通过分析可以认为,后处理技术进入快速发展期,核心专利布局已成规模,该产业处于成熟阶段。技术创新向系统集成方向发展,欧美企业引领创新,中国市场发展迅速。与行业内大型跨国企业相比,中国后处理企业在核心技术、全球布局以及实力方面并不具备优势,若想要在内燃机尾气净化及系统集成关键技术研发和专利实力方面取得突破性的进展,可以考虑从以下几个方面入手以降低风险、提升竞争力。

一是抓住共性、关键技术和主流技术进行研发,促进企业转型升级。后处理装置是主流技术和研究热点,封装集成的竞争形势较弱,可以作为中国后处理企业后期研究主攻方向。分析认为,关键技术问题主要有催化剂涂层起燃活性及耐久性提升、DPF\GPF 排气背压导致发动机燃油经济性的下降、 SCR 尿素精准喷射控制、后处理产品结构设计与可靠性提升等。盯紧技术发展与排放标准变革,开展前瞻性布局,可以重点关注ASC、 GPF 等新方向,抢先布局。

二是创新协同模式,产业链协同研发。参考丰田公司与科特拉的合作模式,整合后处理产业链上下游企业,构建产学研多方合作体系,将前沿研发成果快速产品化。

三是开展境外申请,结合市场发展,适当开展海外专利布局。


作者 王述超

单位 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司

编辑 姜文玲

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