前言

隨著經(jīng)濟的增長、可持續(xù)發(fā)展的推進以及人類環(huán)保意識的增強，新能源汽車產(chǎn)業(yè)已成為世界各國競相追逐的熱點產(chǎn)業(yè)，有望成為新一輪經(jīng)濟的增長點。

汽車模型圖示

隨著我國經(jīng)濟從高速增長階段向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵核心技術(shù)的缺失將遏制我國經(jīng)濟發(fā)展，準確識別新能源汽車領(lǐng)域的核心技術(shù)可以幫助國家和企業(yè)更加科學地實施戰(zhàn)略技術(shù)布局。

從而抓住市場機會，掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，全面增強新能源汽車在市場中的競爭力，進而推動我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

本文通過完善新能源汽車產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的識別方法，在分析關(guān)鍵技術(shù)的同時優(yōu)化布局現(xiàn)狀，明確產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展研究方向及關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)勢。

新能源汽車核心技術(shù)識別研究理論基礎(chǔ)

隨著國際化競爭的日益激烈，核心技術(shù)逐漸成為支撐企業(yè)發(fā)展的基石，為了能以核心技術(shù)為基礎(chǔ)來進行戰(zhàn)略布局，必須具備識別核心技術(shù)的能力。

據(jù)統(tǒng)計，每年約90%新的發(fā)展創(chuàng)造是通過相關(guān)專利挖掘的核心技術(shù)。技術(shù)專利作為核心技術(shù)的主要載體，可以直接影響核心技術(shù)識別的準確性。

因此在開展核心技術(shù)識別時，應(yīng)該加強對專利信息的處理與評判。就目前而言，最常用的專利挖掘方法可以分為以下三類：

一是通過專利引用關(guān)系進行專利深入挖掘；二是通過挖掘?qū)＠谋拘畔ⅲ⒉捎米匀徽Z言處理的方式來獲取專利相關(guān)數(shù)據(jù)；三是通過專利分類號來進行專利共類分析。

在核心技術(shù)識別中，結(jié)合實際需求選擇適合的專利挖掘方法，可以最大限度地提高核心技術(shù)識別效果。

從國家科技重點領(lǐng)域識別的角度出發(fā)，雖然重點領(lǐng)域的技術(shù)識別并沒有統(tǒng)一的方法，但是可以通過德爾菲法、文獻計量法等方法進行綜合分析。

利用專利相對指標體系進行技術(shù)分析，并借助創(chuàng)新投入強度來實現(xiàn)對區(qū)域競爭力的判斷。在新能源汽車的核心技術(shù)識別過程中，只要能夠結(jié)合實際情況來判斷切實可行的分析方法，就可以借助不同方式來識別核心技術(shù)。

汽車充電圖示

新能源汽車核心技術(shù)識別研究實證分析

核心技術(shù)是創(chuàng)新發(fā)展的先決條件，精準識別核心技術(shù)是開展各項活動的關(guān)鍵。由于核心技術(shù)通常并不會以特定形式出現(xiàn)，所以必須采用切實可行的方法來實現(xiàn)技術(shù)深度挖掘。

整體框架設(shè)計

數(shù)據(jù)庫相關(guān)資料

如圖所示，本文提出的核心技術(shù)識別方法主要包括：首先數(shù)據(jù)收集及預處理，其次運用apriori算法獲取新能源汽車領(lǐng)域研究熱點，再次對識別出的熱點領(lǐng)域構(gòu)建技術(shù)相似性矩陣并結(jié)合技術(shù)發(fā)展趨勢對核心技術(shù)及潛力技術(shù)進行識別，最后運用RPA法對各國新能源汽車的技術(shù)戰(zhàn)略布局進行研究。

識別方法

目前，行業(yè)中對于新能源汽車核心技術(shù)識別的研究方法主要包括：關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、技術(shù)距離分析、專利組合分析以及核心技術(shù)趨勢分析。

關(guān)聯(lián)規(guī)則分析通過挖掘不同技術(shù)之間的潛在關(guān)系來實現(xiàn)技術(shù)識別，技術(shù)距離分析是從技術(shù)共類分析角度出發(fā)，在進行核心技術(shù)識別時，應(yīng)優(yōu)先考慮衡量技術(shù)距離及測量相似性。

專利組合分析是利用專利信息進行技術(shù)投資組合分析。本文借鑒這種分析方法，依據(jù)專利技術(shù)的“技術(shù)相似度”和“技術(shù)豐富度”對核心技術(shù)進行識別。

技術(shù)豐富度圖片

如圖所示，橫軸表示新能源汽車技術(shù)相似度，縱軸為新能源汽車技術(shù)豐富度。

第一象限的技術(shù)特征為高技術(shù)相似度和高技術(shù)豐富度，是當前研究熱點及主流技術(shù)。第二象限的技術(shù)特征為低技術(shù)相似度和高技術(shù)豐富度，落在該區(qū)域的技術(shù)一般為推動該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的動力源泉，通常需要重點關(guān)注，因此本文稱為潛力技術(shù)。

第三象限的技術(shù)特征為低技術(shù)相似度和低技術(shù)豐富度，落在該區(qū)域的技術(shù)有可能是可以忽略的非核心技術(shù)，也有可能是剛剛出現(xiàn)未來有可能發(fā)展成為潛力技術(shù)與核心技術(shù)，此區(qū)域的技術(shù)需要結(jié)合技術(shù)的發(fā)展趨勢進行判別。

第四象限的技術(shù)特征為高技術(shù)相似性和低技術(shù)豐富性，表明該技術(shù)具有一定的重要程度，但并未顯現(xiàn)出其支撐其它研究領(lǐng)域發(fā)展的特質(zhì)。存在于該象限的技術(shù)需要結(jié)合其發(fā)展趨勢仔細甄別，因為其中有些技術(shù)未來很有可能逐漸發(fā)展成為核心技術(shù)。

排名前十新能源汽車專利申請趨勢變化

核心技術(shù)趨勢分析是指在識別核心技術(shù)期間，每年相關(guān)專利技術(shù)的情況都會發(fā)生改變，這種變化在一定程度上反映出當前技術(shù)的受關(guān)注程度。

如果相關(guān)專利技術(shù)發(fā)展呈正向趨勢，就意味著該技術(shù)屬于當前研究領(lǐng)域的熱點技術(shù)。

通過分析專利技術(shù)，引入經(jīng)驗模態(tài)分解法（EMD），可使獲得的技術(shù)增長趨勢數(shù)據(jù)更加準確。結(jié)合專利技術(shù)的發(fā)展趨勢實現(xiàn)對專利數(shù)據(jù)的深入分析，可顯著提高核心技術(shù)識別準確程度。

為了獲得新能源汽車研究領(lǐng)域的熱門技術(shù)，我們使用apriori算法來提取新能源汽車研究領(lǐng)域的所有技術(shù)的關(guān)聯(lián)規(guī)則。

如上表所示，通過設(shè)置最小支持度為0.01，最小置信度為0.3的標準共識別出了101項熱門技術(shù)，隨后根據(jù)技術(shù)相似度公式構(gòu)建出101×101的新能源汽車技術(shù)相似性矩陣。

識別分析結(jié)果

如下圖所示，通過技術(shù)相似矩陣可以計算出各熱門技術(shù)的技術(shù)相似度和技術(shù)豐富度。本文以技術(shù)相似度與技術(shù)豐富度均為標準對所有熱門技術(shù)進行專利組合分析，初步識別出新能源汽車研究領(lǐng)域的核心技術(shù)和發(fā)展?jié)摿夹g(shù)。

二維象限關(guān)鍵技術(shù)識別

為了更加準確的識別新能源汽車研究領(lǐng)域的核心技術(shù)，本文在考慮技術(shù)相似度與技術(shù)豐富度的基礎(chǔ)上增加技術(shù)增長趨勢，最終識別出新能源汽車領(lǐng)域的核心技術(shù)。

具體方法為首先提取各熱點技術(shù)的逐年申請數(shù)量，隨后使用經(jīng)驗模態(tài)分解（EMD）提取出各熱點技術(shù)的發(fā)展趨勢。

然后根據(jù)獲得的各技術(shù)總體變化趨勢數(shù)據(jù)，采用最小二乘法擬合出各技術(shù)的回歸趨勢線，并提取出各直線的回歸系數(shù)來表示各技術(shù)領(lǐng)域的變化趨勢情況。

最后結(jié)合技術(shù)相似度與技術(shù)豐富度數(shù)據(jù)實現(xiàn)對新能源汽車核心技術(shù)的識別。

EMD信息分解

如上圖所示，以B60L-011/18技術(shù)為例，通過經(jīng)驗模態(tài)分解可以將B60L-011/18技術(shù)的逐年申請數(shù)量的高頻分量和低頻分量分開。

其中分量IMF1、IMF2，依次代表了該技術(shù)申請數(shù)量的高頻分量到低頻分量，IMF1為最高頻分量。

Res(最低頻分量)則代表了該技術(shù)申請數(shù)量變化的總體趨勢，可以看出B60L-011/18的專利申請數(shù)量總體上呈現(xiàn)上升趨勢。

核心技術(shù)識別

新能源汽車核心技術(shù)識別結(jié)果如表所示，可以發(fā)現(xiàn)新能源汽車核心技術(shù)主要分布在電池（H01M-010）和電池電極技術(shù)領(lǐng)域（H01M-004）。

其中鋰蓄電池技術(shù)（H01M-010/052）的增長系數(shù)最高，表明鋰蓄電池技術(shù)近期發(fā)展迅猛，是新能源汽車技術(shù)研究的焦點。同時該技術(shù)也具有較高的技術(shù)豐富度，說明該技術(shù)是許多研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)，正不斷推動其它領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展。

二次電池制造（H01M-010/058）、非水電解質(zhì)蓄電池的電極制造（H01M-004/13）、無機化合物電極（H01M-004/58）等技術(shù)具有較高的增長系數(shù)。

表明電極研究相較于電池研究近年來發(fā)展更為迅猛，該研究領(lǐng)域未來仍是新能源汽車領(lǐng)域的研究熱點。

表中右側(cè)是通過高技術(shù)增長系數(shù)，低技術(shù)相似性和高技術(shù)豐富度識別出的新能源汽車領(lǐng)域具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。

可以發(fā)現(xiàn)相較于核心技術(shù)領(lǐng)域，發(fā)展?jié)摿夹g(shù)的研究領(lǐng)域增加了電力牽引（B60L-011,B60L-015）、控制技術(shù)（B60W-010，B60W-020）、測試裝置（G01R-031）和充電裝置（H02J-007）。

其中電池供電技術(shù)（B60L-011/18）技術(shù)增長系數(shù)最高，并且具有較高的技術(shù)豐富度，表明該技術(shù)近期發(fā)展勢頭迅猛，多種技術(shù)與該技術(shù)結(jié)合取得了大量的研究突破，獲得了豐碩的研究成果。并且電池供電技術(shù)為近期突然出現(xiàn)的研究熱點，未來很有可能發(fā)展成為核心技術(shù)。

與該技術(shù)發(fā)展特征相似的還有電池保持裝置（H01M-002/10）、電池組充電（H02J-007/00）、電池結(jié)構(gòu)與制造（H01M-010/04），這些技術(shù)均保持較高的技術(shù)增長和技術(shù)豐富度，未來很有可能發(fā)展成為新能源汽業(yè)領(lǐng)域的核心技術(shù)。

三四象限高增長率技術(shù)

為了對新能源汽車領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展進行全面了解，本文對具有高技術(shù)增長系數(shù)并存在于2維專利組合分析三、四象限的技術(shù)進行了篩選。

通過上表可以看出第四象限中具有高技術(shù)增長系數(shù)的技術(shù)有三個，分別是溶質(zhì)電池技術(shù)（H01M-010/0568）、使用金屬、硅或合金制造電極（H01M-004/134）和電池溫度控制（H01M-010/60）。

這三項技術(shù)具有較高的技術(shù)相似度和增長系數(shù)，體現(xiàn)了其重要程度，同時這些技術(shù)的豐富度接近于平均值，表明具有發(fā)展?jié)摿?，未來很有可能發(fā)展成為核心技術(shù)。

篩選出第三象限的主要研究領(lǐng)域涉及電動車輛輔助裝備供電（B60L-001/00）、動力裝置蓄電器（B60K-001/04）、電池端蓋制造（H01M-002/04）、電管充氣選擇（H02J-007/02）、車輛牽引系統(tǒng)（B60W-030/18）、非水電解質(zhì)蓄電池（H01M-010/40）。

這些技術(shù)處于第三象限，可能是新能源汽車領(lǐng)域中的非核心技術(shù)，但這些技術(shù)的增長系數(shù)高于平均值，表明近期發(fā)展勢頭迅猛表明這些技術(shù)更有可能是新興技術(shù)，未來有可能發(fā)展成為新能源汽車領(lǐng)域中的潛力技術(shù)與核心技術(shù)。

新能源汽車排名前十國家

新能源汽車核心技術(shù)戰(zhàn)略布局研究

為了更加清晰的觀察中國在新能源汽車核心技術(shù)研究投入現(xiàn)狀，本文運用專利相對優(yōu)勢指標法（RPA）識別出我國新能源汽車領(lǐng)域的重點研究領(lǐng)域。

本文根據(jù)公式選擇新能源汽車專利數(shù)量排名前 10 位的國家作為特定國家，將識別出的核心技術(shù)和發(fā)展?jié)摿夹g(shù)的國家專利分類號（IPC）作為“特定技術(shù)”，計算出各國的核心技術(shù)和未來潛力技術(shù)的 RPA 值。

中國高 RPA 核心技術(shù)

通過上表，可以看出新能源汽車領(lǐng)域 20 項核心技術(shù)中，我國在電池冷卻或保持低溫（H01M-010/613）、車輛電池應(yīng)用（H01M-010/625）、活性物質(zhì)、活性體、活性液體的材料的電極（H01M-004/36）、碳材料電極（H01M-004/133）、混合氧化物電極（H01M-004/131）和無機氧化物或氫氧化物電極（H01M-004/48）具有較高的 RPA 值。

表明這些研究領(lǐng)域是我國在新能源汽車核心技術(shù)的投入重點，現(xiàn)已取得一定技術(shù)優(yōu)勢。

此外可以發(fā)現(xiàn)鋰離子電池（H01M-010/0525）具有很高的增長系數(shù)，但相較于其他技術(shù)我國在該技術(shù)的 RPA 值比較低，這表明鋰離子電池技術(shù)是近期各國競相追逐的研究熱點。

我國在該領(lǐng)域已進行一定的投入，并取得了可喜的研究成果，但仍需繼續(xù)加大研發(fā)投入從而占領(lǐng)技術(shù)制高點，獲得競爭優(yōu)勢。

結(jié)合變化趨勢可以發(fā)現(xiàn)，在全球 9 項快速增長的核心技術(shù)（增長系數(shù)大于 20）中我國有兩項技術(shù)具有較高的 RPA 值。

分別是：混合氧化物電極（H01M-004/131）和活性物質(zhì)、活性體、活性液體的材料電極（H01M-004/36），這表明我國在混合氧化物電極技術(shù)和活性物質(zhì)材料電極方面具有較高的技術(shù)優(yōu)勢，是我國在電池電極研究領(lǐng)域的重點研究領(lǐng)域，同時也是該技術(shù)快速發(fā)展的核心貢獻國家。

中國高 RPA 潛力技術(shù)

通過上表可以看出新能源汽車領(lǐng)域 21 項發(fā)展?jié)摿夹g(shù)，中國車輛使用初級電池、二次電池或燃料電池供電（B60L-011/18）、車輛電動機控制（B60L-015/20）等 7 項技術(shù)的 RPA 值大于零，這表明中國具有相對技術(shù)優(yōu)勢。

結(jié)合技術(shù)變化趨勢，我國在車輛使用初級電池、電動力單元控制等 6 項技術(shù)上具有較高的技術(shù)增長系數(shù)，表明新能源汽車的車輛控制系統(tǒng)和電池安裝供電是我國的重點研究領(lǐng)域，并且這些研究領(lǐng)域發(fā)展迅猛，未來有望成為核心技術(shù)。

同時在全球 10 項快速增長的潛力技術(shù)（增長系數(shù)大于 20）中我國有 5項技術(shù)具有較高的 RPA 值，這表明了我國已經(jīng)在新能源汽車領(lǐng)域布局了未來研究的核心技術(shù)，集中優(yōu)勢力量進行攻克，已經(jīng)取得了可喜的研究成果。

核心技術(shù)對比熱力圖

如圖，對比分析韓、美、日、中四國專利分布狀可以看出，中美兩國的 RPA 值正負變化基本一致，即戰(zhàn)略布局比較相似，且在電池冷卻或保持低溫（H01M-010/613）和車輛電池應(yīng)用（H01M-010/625）兩項技術(shù)處于絕對領(lǐng)先地位。

而在電極制造方法（H01M-004/04）等技術(shù)領(lǐng)域，只有日本的 RPA 值為正，這表明日本在新能源汽車核心技術(shù)領(lǐng)域不僅投入面廣還擁有獨特的技術(shù)優(yōu)勢領(lǐng)域。

結(jié)合日本新能源汽車技術(shù)專利的申請數(shù)量，更加顯示出日本在電極制造方法等核心技術(shù)領(lǐng)域擁有絕對技術(shù)優(yōu)勢。

韓國基本布局了新能源汽車所有的核心技術(shù)領(lǐng)域，但韓國并未具有 RPA 值較高的核心技術(shù)，這表明韓國在核心技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)分布廣，各個領(lǐng)域均有涉及，沒有明顯的技術(shù)短板，發(fā)展較為均衡。

潛力技術(shù)對比熱力圖

通過潛力技術(shù)對比發(fā)現(xiàn)：與核心技術(shù)相比各國在發(fā)展?jié)摿夹g(shù)的技術(shù)布局就顯得各有千秋，各國都擁有自己的技術(shù)優(yōu)勢領(lǐng)域。

韓國的技術(shù)布局與中美日三國有較大的差異，在電池箱、套或罩制造（H01M-002/02）、安裝架制造（H01M-002/10）等技術(shù)領(lǐng)域。

中美日三國的 RPA 均為負值，僅有韓國為正值，體現(xiàn)了韓國在這些技術(shù)領(lǐng)域具有較高的技術(shù)優(yōu)勢。

考慮到韓國在新能源汽車領(lǐng)域?qū)＠纳暾埧偭壳闆r，表明韓國在新能源汽車非活性部件的結(jié)構(gòu)零件或制造方法領(lǐng)域具有絕對的領(lǐng)先地位。且可以看出中韓兩國在新能源汽車潛力技術(shù)的技術(shù)布局基本互補。

為了我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國企業(yè)應(yīng)多與韓國企業(yè)建立合作，加強學術(shù)交流，交流技術(shù)經(jīng)驗，通力合作從而實現(xiàn)中韓兩國雙贏，為我國未來技術(shù)競爭占據(jù)有利態(tài)勢。

結(jié)語

本文從“技術(shù)相似度”“技術(shù)豐富度”和“技術(shù)增長趨勢”三個視角來對核心技術(shù)進行識別，從而更加全面的對核心技術(shù)進行快速識別。

幫助國家和企業(yè)更加科學地實施戰(zhàn)略技術(shù)布局，從而抓住市場機會，掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，進而推動我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

文中運用專利相對優(yōu)勢指標法計算各國核心技術(shù)與發(fā)展?jié)摿夹g(shù)的 RPA 值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我國在核心技術(shù)領(lǐng)域 RPA 值為正的技術(shù)有電池冷卻或保持低溫、車輛電池應(yīng)用、鋰離子電池和碳材料電極等。這些技術(shù)是我國在核心技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)重點，具有一定的競爭優(yōu)勢。

此外，對比韓國、日本、美國各國家的核心技術(shù)布局情況，可以發(fā)現(xiàn)中國新能源汽車核心技術(shù)的布局、發(fā)展趨勢與美國較為接近。

為了在國際競爭中擁有更多主動權(quán)，應(yīng)加強與韓日兩國的技術(shù)合作，以獲取更全面的技術(shù)發(fā)展。

通過對核心技術(shù)識別方法與戰(zhàn)略布局進行分析，可以從不同維度加深對核心技術(shù)的認知，明確核心技術(shù)的未來發(fā)展方向，讓更多的科研和技術(shù)人員意識到核心技術(shù)的價值，促使我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展得更好。

參考文獻：

《高速列車核心技術(shù)識別及演變特征》

《技術(shù)領(lǐng)域維度下相對技術(shù)關(guān)聯(lián)度研究》

《東北亞集成電路專利核心技術(shù)和創(chuàng)新主題識別研究》