电动自行车发明专利解析

叶震涛 陈泽铃（国家轻型电动车及电池产品质检中心，江苏 无锡 214000）

电动自行车发明专利解析

叶震涛 陈泽铃
（国家轻型电动车及电池产品质检中心，江苏 无锡 214000）

以2015年6月22日到2016年6月21日期间，212条电动自行车发明公布专利为研究对象，对其进行定向分析，研究发明公布专利总体情况及各类机构的发明公布专利。挑选智能化发明公布专利和折叠车发明公布专利详细分析，指出电动自行车研究方向。

电动自行车；发明专利；智能化；折叠车

1.研究背景

专利指一项发明首创者所拥有的、受保护的独享权益。对企业组织而言，专利是企业竞争者之间唯一不得不向公众透露某些关键信息的地方，而这些信息不会在其他地方透露。公开的专利资料为本企业所用，能实现其特有的经济价值，增加企业的价值和竞争力。专利的种类在不同的国家有不同的规定，在我国专利法中专利分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利。其中，2015年，我国知识产权局共授权发明专利35.9万件。其中国内发明专利授权26.3万件，比2014年增长10万件。

1985年4月1日，国内首件电动自行车专利是由中华经济技术开发总公司重庆公司申请的外观专利；1985年4月9日，浙江大学申请了电动自行车电机实用新型专利。电动自行车的发明专利滞后于外观、实用新型专利。1994年6月15日，辽宁的孙亚维、张道经申请了电动自行车脉动电流主动装置的发明专利——一种以人力启动自行车后的助动装置，它主要是以固定在车架上的永久磁体和装在轮辐中的电磁线圈为主，并配以整流子、滑环和碳刷。发展至今，检索国家知识产权局，以“电动自行车”为文本关键字的专利共计7507件。而电动自行车产业也从1998年第二次起步，飞速发展至今，产品社会保有量超过2亿辆。

图1　首个电动自行车外观专利

2.发明专利总体分析

与外观和实用新型专利相比，我国发明专利申请的审批程序增加公布和授权这两个阶段。发明公布专利有临时法律保护效力，但无权向实施其发明的单位或个人收取费用；发明授权专利是已经获得专利权，真正受法律保护。通过发明专利申请的公布，有利于新技术的传播，避免重复研究，减少不必要的人力、物力和财力的浪费，在他人发明的启迪下，尽早地研究和开发出更新更先进的技术[1]。

在国家知识产权局专利公布公告栏中，查询2013—2015年以“电动自行车”为文本的专利，见图2；数据显示，除实用新型专利在2013年达到顶峰，其余类型专利成总体上升趋势。说明电动自行车行业开始重视通过专利，保护自身权益。

图2　2013—2015年内电动自行车各类型专利数量

本文选取发明公布专利（以下将“发明公布专利”简称为“发明专利”）作为研究对象，最主要的原因是专利申请人与授权公告日相差时间仅1年左右，企业的技术溢出通常也具有一定的滞后性；在公告时，部分专利已将技术转化为实际成果。我们收集了从2015年6月22日到2016年6月21日期间的数据（以下简称“统计周期”）——212条发明专利；根据专利所属整车和部件类型分，这些发明专利包括整车、车架、充电、车轮、电池、电机、控制和其他附件这八个方面，见图3。

图3　电动车各部件发明专利占总发明专利比例

在这212条发明专利中，来自国外的专利共15条；其中，美国地址的专利共8条，意大利地址的专利共3条，韩国地址的专利共2条，德国和日本地址的专利各1条。

江苏省、天津市、广东省在国内发明专利中排名前三位，其发明专利条数总计108条，占中国地址专利总数的53.5%。国内发明专利排名前10位的省市见表1，其发明专利占比与电动自行车的生产基地基本吻合的。但山东基地发明专利却甚少，远低于其他电动自行车生产基地，从中可以预知，山东电动自行车产业形势不容乐观。

表1　发明专利总数前十的省市

3.按机构类型分析

拥有电动自行车的发明专利的机构一般可分为五类：电动自行车及相关配件企业、国内高校、汽车企业、科技公司和个人[2]。数据显示，电动自行车及相关配件共55家企业合计发明专利87条，12家高校合计发明专利13条，汽车共3家企业合计专利8条，科技公司共30家合计发明专利36条，个人共56人合计发明专利68条。机构的类型及发明数量占比情况如图4所示。

图4　机构类型及占比情况

电动自行车及相关配件企业出于对自身的保护，是最主动的专利申请者。电动自行车企业16家共37条发明专利，其中国内具有最多发明专利的申请人是江苏帕维电动科技有限公司，共计7条。该公司主营产品为电动自行车、运动自行车和健身自行车，旗下的电动自行车“小咪”锂电车是其特色产品。该公司申请的电动自行车专利包括：折叠式电动自行车的结构、便于携带儿童的电动自行车、可加热坐垫、通过GPS和SOS安全自救等。发明专利数量排名第二的是天津踏浪科技股份有限公司，共计5条，包括太阳能蓄能系统、控制器、防水接口、手机充电等。而排名前4的电动自行车制造企业中，新日公布3条发明专利、爱玛公布1条发明专利。除电动自行车整车企业外，相关配件企业对电动自行车行业发展也功不可没，有39家企业合计50条发明专利。新安乃达驱动技术有限公司和常州市利凯车辆配件厂在相关配件公司中拥有的发明专利最多，各有3条，前者主要研究方向为智能化控制，后者主要研究方向为车架。目前电动自行车行业出现“瓶颈期”，市场竞争激烈，产品供过于求，这些公司通过不断开发创新，提升竞争力，确保在竞争中占据有利位置。

国内高校对电动自行车研究的重视程度也不高，国内顶尖高校参与者甚少。在统计周期内，仅南京信息工程大学拥有2条与电机相关的发明专利，其余还有11所高校（有：武汉理工大学、广西大学、扬州大学等）各申请了1条发明专利。高校以基础研究为主，少了高校的带头，电动自行车领域的创新能力和质量水平的没有实质性的提高。

汽车企业中有美国的福特全球技术公司、通用汽车环球科技运作有限责任公司和德国的大陆汽车有限公司发表了发明专利。其中，统计周期内，福特全球技术公司全部发明专利共计1054条，电动自行车领域的发明专利共计5条，涉及电动自行车的整车、车架、控制、智能、充电等方面；这些专利反映出福特公司在研发方面的巨大投入和强大实力。

科技公司对电动自行车行业的发展也起着至关重要的作用。虽然基本上每个科研公司只有一条发明专利，但其对自身所从事的领域有足够的了解，对产品的研究也就更加深入，从一定程度上提高了我国目前电动自行车技术水平。

从统计周期内数据可以看出，我国对电动自行车的研究存在两个大问题。首先是发明专利少，根据相关数据显示，统计周期内全国发布的发明专利共96.54万件，占专利总数的63.58%；而同期电动自行车有212个公布的发明专利，仅占电动自行车专利总数的20.11%，其比例相差甚远，技术水平有待提高；二是创新科研能力不足，创新能力较强的国内高校没有真正参与到电动自行车的研发中来，综合实力强的汽车企业也不重视电动自行车的研究，电动自行车四大龙头企业可能着眼于电动车，而忽视电动自行车的研究；光靠其他电动自行车企业和科技研发公司的努力远远不够。

4.按车辆智能化统计

智能化是由现代通信与信息技术、计算机网络技术、智能控制技术汇集而成，针对某一方面应用的智能集合。

自2012年新日公司研发“智能变频技术”、成为动力智能化的标志后，我国电动自行车打开了车辆智能化的大门，欧派、台铃、爱玛、雅迪等一些实力强劲的电动自行车企业纷纷走上智能化的道路，从最初的发展动力、安防等独立领域，慢慢变为发展智能化系统，从多个角度实现车辆智能化，电动自行车智能技术日趋成熟[3]。

统计周期内共有26条与智能化有关的发明专利，以整车、充电和控制方面的智能化为主；其中25条为中国地址专利，1条为美国地址专利；国内智能化发明专利地区分布情况见图5。

从上图可以看出江苏地址的智能化发明专利最多，证明智能化电动自行车研究的主力军在江苏。

电动自行车智能化包括社会服务智能化、车辆管理智能化和车辆行驶智能化[4]。

社会服务智能化是通过智能化响应社会服务管理模式。涉及此方面的发明专利共8条，包括小区内充电、停车场收费、车辆行驶道路、公用电动自行车借车和锁车等方面的智能化，解决了电动自行车充电困难、小区内乱拉乱接插座、收费不方便、借还公共电动自行车不方便的难题。

图5　智能化发明专利地区分布情况

车辆管理智能化指车辆的故障自诊断、防盗、求救、充电等智能化模式。其中故障自诊断的发明专利共2条，当车辆出现故障时，通过一系列模块的运算检测后，找出故障原因，提高维修人员的工作效率。防盗功能是消费者购车时要考虑的重要因素之一，现在电动自行车的失窃案发生频繁，研究人员对此十分重视；设计防盗智能化的发明专利共7条，从2个方面着手：一是通过蓝牙识别解锁车辆；二是在车中装有GPS装置，随时随地通过通信设备了解车辆位置信息。求救方面的发明专利共1条，在车上装有GPS系统定位通信系统和SOS装置，遇到事故时触发SOS装置通过信息单元发送到指定终端，使相关人员展开营救。与智能充电相关的专利共1条，可保证电动自行车安全充电。

车辆行驶智能化是指依靠手机APP或车辆仪表，直观显示各种车辆参数，如行驶轨迹、电池情况、行驶里程、剩余里程、导航等，方便用户驾驶；共有6条发明专利。行驶智能化还包括车辆防撞装置，在与车辆将要碰撞时发出警报。

智能化将对车辆外观结构的设计转到核心技术上，这对于千篇一律的功能性电动自行车而言是一种创新，更能体现出一个电动自行车企业的综合实力。

5.按折叠车类型的分析

智能化、轻量化和锂电化是电动自行车发展趋势，那么集轻量化和锂电化于一身的折叠电动自行车自然成为研究人员的重点研究对象。

折叠电动自行车涉及整车方面的发明专利共20条。涉及整车的发明专利17条，占整车总发明专利的29%；涉及车架的发明专利3条。

与普通电动自行车相比，折叠电动自行车有轻便小巧的优势，但是我国现有的折叠电动自行车还远不能达到消费者的期望。目前市场上见到的折叠车，其折叠方式大多是“将车架直梁一次折叠，车把下压侧放，脚踏板收起”，此种方法不易折叠，即便是折叠完成外形也不规则，不方便随身携带[5]。因此，在20条折叠电动自行车的发明专利中，有16条专利分别提出自己的车架结构改进及折叠方法，使电动自行车具有结构简单小巧、折叠尺寸小、稳定站立、便于随身携带等优点。

折叠电动自行车折叠困难也是困扰消费者的因素之一，有1条发明专利提供快速折叠的方法，克服现有折叠车折叠展开操作复杂的缺陷；还有1条专利降低锁定装置产生松动的可能性。

折叠电动自行车以其优良的安操控性能和便携性能在电动自行车市场牢牢占据一席之地。折叠电动自行车正在往便携化和人性化的方向发展，且取得了一定的突破。图6所示折叠电动自行车为申请号为201510919103.2的发明专利衍生实物，图7为折叠后的电动自行车。

图6　折叠前

图7　折叠后

在电动自行车防盗这个永恒的话题下，折叠电动自行车有无法比拟的优势——可随身携带，消费者不用为车辆被盗而担心。

6.总结

我国城市交通拥堵、汽车数量日益增加、石油资源匮乏、环境污染严重，在这些问题的衬托下，电动自行车作为短途代步工具的地位将无法撼动。我国是全球最大的电动自行车生产国和消费国，但是我国电动自行车研发创新能力比较弱，发明公布专利数量少，发明公布专利转化为发明授权专利比例低。从发明专利覆盖范围看，周期内专利侧重于智能化、折叠车，也意味着近期电动自行车在这两个方向上会有较大突破。因此，我们还要更加积极投入到电动自行车的研发中，鼓励高校和汽车企业一起行动，研究更多实用的电动自行车发明专利，提高电动自行车技术性能。

［1］ 佚名.申请发明专利提前公布有何利弊？［EB/OL］ http://www.sipo.gov.cn/zsjz/cjwt/200804/ t20080402_367712.html，2006-4-25

［2］ 陈立新.中国电动车领域的专利统计分析［J］.科技管理研究，2013（1）：164-168

［3］ 黄晓东.电动自行车智能化现状发展与未来［J］.电动自行车，2015（6）：18-22

［4］ 阿木.一辆真正智能的电动车应具备的技术［J］.电动自行车，2016（2）：13-14

［5］ 蒋旻昱.折叠自行车设计探讨［J］ .包装工程，2010（5）：16-19

编辑：傅金睿

海口道路改造 鼓励电动车出行

为提高电动自行车在交叉路口处的通行效率，海口市公安局交通警察支队组织完成滨海大道与永万路口、龙昆南路与国兴大道路口、朱云路与高登西路口等10处交叉路口人行道降坡改造。下一步，海口交警将对全市交叉路口电动车可通行人行道进行调研，分批进行降坡处理，最大限度提高电动自行车在交叉路口处的通行效率，缓解交通拥堵问题。

电动车管理，因地制宜，因时制宜，决不能一刀切，禁止电动车的发展。相关部门可以从以下几方面入手，解决电动车带来的拥堵问题以及交通事故等问题。

一、还路权于民，在未来的道路规划中，可以分为机动车道、电动自行车道、电动车三轮车四轮车道、人行道。

二、取消电动车老国标，根据群众的实际需要，可以设置最高速度限制，参考汽车的最高限速，比如限制电动车最高时速80km/h，但是实际电动车可以开到120km/h。里程表可以设置到180km/h。

三、电动车上牌管理，只要是电动车，都要上牌，消费者购买保险，以减少交通事故带来的生命财产损失。

四、给经销商实行补贴政策，凡是开电动车专卖店者，当地政府减免一切税收，扶持绿色交通工具的发展。

五、消费者有违反交通规定的，按照机动车管理规定，实行积分制，分数达到上限，直接扣留电动车，罚款2000到5000元。从此禁止骑行电动车。