導(dǎo)讀

各位讀者大家好，每月一期的燃料電池領(lǐng)域全球?qū)＠�監(jiān)控報(bào)告又和大家見(jiàn)面啦。本期監(jiān)控報(bào)告的內(nèi)容主要包括三個(gè)部分，分別為：

2020年3月燃料電池領(lǐng)域公開(kāi)專(zhuān)利整體情況介紹；國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人專(zhuān)利公開(kāi)情況介紹；部分申請(qǐng)人介紹及其公開(kāi)專(zhuān)利解讀，具體包括豐田公司確保氫氣排出方法以及具有改善排水性能的隔板專(zhuān)利解讀、現(xiàn)代公司膜電極水管理相關(guān)專(zhuān)利解讀、戴姆勒公司加濕器專(zhuān)利解讀以及中科院大連化物所雙極板密封專(zhuān)利解讀。

一、整體情況介紹

1．1 專(zhuān)利公開(kāi)地域情況

2020年3月，燃料電池領(lǐng)域在全球范圍內(nèi)公開(kāi)／授權(quán)的專(zhuān)利共912件，較上月相比，數(shù)量有一定增加。本月，中國(guó)地區(qū)的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)數(shù)量較上月（255）下降較多，發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利公告數(shù)量較上月（37）有所增加，實(shí)用新型專(zhuān)利授權(quán)公告數(shù)量總體與上月持平。部分公開(kāi)國(guó)家／地區(qū)／組織以及數(shù)量情況如圖1－1所示。

圖1－1 部分地區(qū)燃料電池專(zhuān)利3月公開(kāi)／授權(quán)情況

1．2 專(zhuān)利技術(shù)分支情況

圖1－2 燃料電池專(zhuān)利3月公開(kāi)／授權(quán)的技術(shù)分布

1．3 申請(qǐng)人專(zhuān)利申請(qǐng)情況

將專(zhuān)利申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化申請(qǐng)人的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖1－3所示。其中，豐田公司公開(kāi)的專(zhuān)利為97件，其中發(fā)明申請(qǐng)和發(fā)明授權(quán)數(shù)量分別為55、41件；現(xiàn)代公司和LG公司的專(zhuān)利公開(kāi)數(shù)量分別為28、24件；國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司與北京低碳清潔能源研究所作為共同申請(qǐng)人的專(zhuān)利公開(kāi)數(shù)量為13件，均為發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)，主要涉及加氫站和SOFC發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)；武漢泰歌公開(kāi)專(zhuān)利13件，實(shí)用新型專(zhuān)利占比較大，共計(jì)9件。

圖1－3 標(biāo)準(zhǔn)化申請(qǐng)人專(zhuān)利3月公開(kāi)／授權(quán)排名

本月，在燃料電池應(yīng)用上，豐疆智能科技股份有限公司公開(kāi)了3件關(guān)于搭載有燃料電池的混合動(dòng)力拖拉機(jī)的專(zhuān)利；武漢海億新能源科技有限公司公開(kāi)了1件涉及燃料電池農(nóng)用拖拉機(jī)的專(zhuān)利；斗山摩拜創(chuàng)新株式會(huì)社公開(kāi)了3件關(guān)于燃料電池?zé)o人機(jī)的專(zhuān)利；豐田公司公開(kāi)了6件關(guān)于社區(qū)氫能與燃料電池應(yīng)用的專(zhuān)利。

二、國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人專(zhuān)利公開(kāi)情況

2．1 國(guó)內(nèi)整車(chē)廠(chǎng)3月專(zhuān)利公開(kāi)情況

國(guó)內(nèi)整車(chē)廠(chǎng)在3月的專(zhuān)利公開(kāi)情況如圖2－1所示。其中，中國(guó)一汽公開(kāi)了10件專(zhuān)利，技術(shù)主要涉及催化劑制備、系統(tǒng)控制、動(dòng)力系統(tǒng)等；東風(fēng)汽車(chē)公開(kāi)了4件專(zhuān)利，技術(shù)主要涉及膜電極制備、電堆固定、系統(tǒng)控制等；其他在3月公開(kāi)相關(guān)專(zhuān)利的整車(chē)廠(chǎng)還包括武漢泰歌、格羅夫、廣汽集團(tuán)、奇瑞汽車(chē)、上汽集團(tuán)等。

圖2－1 整車(chē)廠(chǎng)3月專(zhuān)利公開(kāi)情況

2．2 燃料電池企業(yè)3月專(zhuān)利公開(kāi)情況

國(guó)內(nèi)燃料電池企業(yè)在3月的專(zhuān)利公開(kāi)情況如圖2－2所示。其中，江蘇華荷氫電公開(kāi)專(zhuān)利8件，主要涉及電堆相關(guān)技術(shù)；大洋電機(jī)公開(kāi)專(zhuān)利7件，主要涉及反應(yīng)氣體供應(yīng)與動(dòng)力系統(tǒng)等，其中有3件專(zhuān)利為PCT專(zhuān)利公開(kāi)；其他在3月公開(kāi)相關(guān)專(zhuān)利的企業(yè)還包括深圳國(guó)氫、濰柴動(dòng)力、新柯力化，上海驥翀、莒納新材料等。

圖2－2 燃料電池企業(yè)3月專(zhuān)利公開(kāi)情況

2．3 科研院所（校）3月專(zhuān)利公開(kāi)情況

燃料電池相關(guān)科研院所（校）在3月的專(zhuān)利公開(kāi)情況如下圖所示。其中，三家科研機(jī)構(gòu)，中科院大連化物所、中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所、武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所（主要涉及石墨雙極板技術(shù)）分別公開(kāi)專(zhuān)利10、10、5件；3月公開(kāi)相關(guān)專(zhuān)利的院校包括：西安交大、北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、天津大學(xué)等。

三、部分申請(qǐng)人及公開(kāi)專(zhuān)利介紹

本月第3節(jié)將對(duì)部分申請(qǐng)人的公開(kāi)專(zhuān)利進(jìn)行解讀，并對(duì)涉及到的申請(qǐng)人的專(zhuān)利技術(shù)分支情況進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

3．1 豐田公司

圖3－1 豐田公司3月公開(kāi)專(zhuān)利技術(shù)分支情況

2020年3月，豐田公司在燃料電池領(lǐng)域共公開(kāi)專(zhuān)利97件，主要涉及電堆、系統(tǒng)控制、整車(chē)等技術(shù)分支。

下文分析的豐田公司燃料電池相關(guān)專(zhuān)利的專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為JP2020047418A、JP2020047440A（JP2020047441A、JP2020047442A）。其中JP2020047418A主要涉及停機(jī)檢查、維修前排除電堆內(nèi)氫氣的方法；JP2020047440A（JP2020047441A、JP2020047442A）主要涉及一種具有改善排水性能的隔板。

3．1．1 JP2020047418A——確保氫氣從燃料電池系統(tǒng)中排出的方法

為了確保燃料電池長(zhǎng)期穩(wěn)定進(jìn)行發(fā)電，需要定期停機(jī)并對(duì)其進(jìn)行檢查。在對(duì)燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行檢查時(shí)，出于安全考慮，需要對(duì)燃料電池進(jìn)行放電，并用惰性氣體置換系統(tǒng)內(nèi)的氫氣，具體包括電堆內(nèi)的氫氣和陽(yáng)極氣體供應(yīng)單元中的氫氣。

現(xiàn)有技術(shù)在燃料電池停止發(fā)電并判斷進(jìn)入放電處理過(guò)程后，首先向電堆供給惰性氣體（氮?dú)�、氬氣等），然后檢測(cè)電堆電壓是否低于預(yù)定值Va；當(dāng)電堆電壓≤Va時(shí)，判斷放電完成。然而，在燃料電池停止發(fā)電時(shí)，其電堆電壓也可能低于Va，此時(shí)放電處理過(guò)程十分短暫，無(wú)法確保系統(tǒng)內(nèi)的氫氣完全排出。

基于此，JP2020047418A提出一種確保放電處理過(guò)程中氫氣完全排出的方法及燃料電池系統(tǒng)，具體如下：

圖3－2 JP2020047418A燃料電池系統(tǒng)

車(chē)輛燃料電池系統(tǒng)如圖3－2所示，燃料電池系統(tǒng)100包括電堆10、控制裝置20、陽(yáng)極氣體供應(yīng)單元50、陰極氣體供應(yīng)單元30等。當(dāng)燃料電池系統(tǒng)停止發(fā)電后，停止供應(yīng)反應(yīng)氣體，此時(shí)電堆剩余電壓值接近于零。維修人員將惰性氣體罐72連接至陽(yáng)極氣體供應(yīng)單元50，然后開(kāi)始進(jìn)行維修前預(yù)處理。

預(yù)處理流程見(jiàn)圖3－3（a）。首先，控制單元21控制空壓機(jī)以預(yù)定轉(zhuǎn)速（可選200NL／min）將空氣供應(yīng)至電堆陰極，使電堆電壓上升；控制單元確定從電壓測(cè)量單元84獲取到的電壓值是否已經(jīng)上升至預(yù)設(shè)電壓V1（V1≈開(kāi)路電壓OCV）；若已上升至V1，則在一定時(shí)間后進(jìn)一步判斷電壓測(cè)量單元84獲取的電壓值是否已經(jīng)小于或者等于預(yù)設(shè)電壓V2（V2是指當(dāng)燃料電池陽(yáng)極附近不存在氫氣時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者模擬得來(lái)的電壓值，V2＜v1）；當(dāng)電壓值≤v2時(shí)，則說(shuō)明陽(yáng)極處的氫氣被消耗殆盡；控制單元21接下來(lái)控制陽(yáng)極氣體供應(yīng)單元50向電堆供應(yīng)惰性氣體，此時(shí)陽(yáng)極管道51中的氫氣也被供應(yīng)至電堆內(nèi)；供應(yīng)至電堆內(nèi)的氫氣與陰極氣體進(jìn)行反應(yīng)，使電堆電壓再次升高，此時(shí)再次測(cè)量電壓值并判斷是否已上升至v1；當(dāng)電堆電壓上升至v1，在一定時(shí)間后，再次測(cè)量電堆電壓是否已經(jīng)下降至v3（v3可設(shè)置為≤v2）；當(dāng)電堆電壓≤v3時(shí)，則說(shuō)明陽(yáng)極氣體供應(yīng)單元和電堆內(nèi)的氫氣均以被去除。＜ p＝＂＂＞

圖3－3 （a）預(yù)處理流程圖；（b）預(yù)處理過(guò)程中電壓變化

在預(yù)處理完畢后，維修人員可對(duì)燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行檢查、維護(hù)、維修等工作。