车用铝合金产业相关专利竞争态势分析

于成英 王浩楠

摘要：文章在广西铝合金产业产量高、经济价值低、急需向高经济价值的铝合金产品转型升级的背景下，开展高经济价值的车用铝合金产业相关专利竞争态势分析，通过对车用铝合金产业的专利趋势、地域分布、主要持有人、专利演变趋势及热点趋向开展统计分析，为广西企业提供专利信息基础。分析结果表明，我国的车用铝合金产业已向高经济价值的中游和下游环节转型升级，车用铝合金产业链下游领域正在配合新能源汽车的高速发展，仍具有较大的挖掘潜力，对车用铝合金产业链下游技术趋向的把握及优势资源整合是车用铝合金产业下一发展阶段的重点。

关键词：铝合金；车用；产业链；专利；新能源汽车

中图分类号：G306   文献标识码：A   文章编号：1674-0688（2023）04-0016-04

0 引言

2015年以來，广西从全区产业布局发展的角度出发，提出实施铝产业“二次创业”的发展战略，2018年全区铝产值突破2 000亿元，成为广西的支柱产业之一［1］。2022年，我国铝材累计产量为6 221.6万t，其中广西铝材累计产量在全国排名第5位，达到271.16万t［2］。广西虽然具有得天独厚的铝矿资源和较高的铝材产量，但缺乏铝合金产业的核心技术，产品的经济价值较低，因此急需向拥有高经济价值的车用铝合金产品转型升级。汽车用铝无疑是未来市场发展潜力巨大的铝产品，为应对全球性的节能减排，铝合金应用是其中重要的发展方向，而我国生产的车身用铝板仅占世界车身用铝板产量的6%［3］。本文主要通过对铝合金产业链的专利信息进行检索、分析，从专利申请趋势、地域分布、主要持有人、专利演变趋势及热点趋向等方面充分了解产业链的竞争情况和发展趋势，为广西相关企业及其研发人员开发铝合金产业核心技术提供可参考的基础信息。

1 数据来源与检索方法

本文专利数据来源于INCOPAT专利检索系统（https：//www.incopat.com/），采用产业链各环节的关键词与国际专利分类号（IPC）相结合的检索策略，对检索得到的初步结果进行筛选及分类分析。本文以铝合金产业相关专利为基础信息进行分析，通过对IPC分类号、专利申请趋势、国家地区分布、主要专利申请人、演变趋势与热点趋向进行统计，确定与主题相关的专利，通过人工筛选出符合检索需求的专利，采用同族合并等方法进行数据清洗和标引，获得最终结果，并以此开展进一步分析。经过人工筛选降噪，检索到车用铝合金产业相关专利90 805件，其中国内专利为48 280件，国外专利为42 525件，检索日期截至2022年12月31日。

2 专利数据分析

2.1 车用铝合金产业专利技术分布

通过对检索的专利数据进行IPC统计分析，明晰车用铝合金产业的关键技术分布情况（见表1）。涉及C22C小类（合金）的专利数量最多，为28 253件，在C22C小类中，有26 254件专利涉及C22C21大组（铝基合金），从IPC小组中可以看出铝基合金专利申请中以含硅铝合金为主，即涉及C22C21/02（硅为次主要成分的）、C22C21/08（含硅的）小组的专利相对较多，分别为8 169件和3 423件；其次为C22F小类（改变有色金属或有色合金的物理结构），为13 360件，其中涉及数量最多的大组和小组分别为C22F1（用热处理法或用热加工或冷加工法改变有色金属或合金的物理结构）和C22F1/04（铝或铝基合金）；最后为H01M小类（用于直接转变化学能为电能的方法或装置，例如电池组），为8 824件，在该小类中，有5 131件涉及H01M10大组（二次电池及其制造），有1 425件涉及H01M10/613小组（冷却或保持低温）。从对检索的专利数据的IPC分析可以看出，车用铝合金产业热点技术主要集中在“铝合金的制备及加工”领域。

对检索的专利按照车用铝合金产业上游、中游、下游的技术进行分类，能够明确了解产业链中的研发热点及技术空白点，相关企业及研发人员可以结合分析结果和产业发展的实际情况，针对研发热点降低侵权风险，针对技术空白点进行技术开发，进而拓展市场。

图1为车用铝合金产业专利技术分类图。如图1所示可知，中游的铝合金加工技术的专利最多，为48 528件，占比为49%；其次为下游的车用铝合金产品及技术，专利申请量为37 050件，占比为37%；最后为上游的电解铝技术，专利申请量为13 825件，占比为14%。上述产业链各环节的专利分布表明，国内外已在铝合金加工和车用铝合金产品技术方面加大研发投入，并获得大量的科技成果；在电解铝技术方面，该技术的研究起步较早，技术发展相对成熟且经济价值较低，目前仅针对电解设备或生产适应性调整等外围技术进行改进或创新，因此该技术的专利申请量较少。此外，在高经济价值产业链的下游环节中，以电池、车轮、发动机、车身及车架等车用产品为主，车门、悬架、保险杠等产品的挖掘潜力较大。

2.2 车用铝合金产业专利申请趋势

图2为车用铝合金产业国内外专利申请趋势图。如图2所示，我国的相关专利申请趋势为逐年递增，国外的相关专利申请趋势为小幅度波动，一方面表明我国已经逐渐成为车用铝合金产业最重要的目标市场，另一方面表明我国的研发投入和研发实力逐步变强。2010年以前，除我国的铝业龙头企业和高校外，主要的专利申请人为国外的知名铝产业公司，例如日本的神户制钢所、轻金属控股株式会社、本田技研工业株式会社及德国的克里斯铝轧制品有限公司等，上述公司陆续扩张海外市场，在各个国家和地区开展相关专利布局；2010—2014年，我国车用铝合金产业专利申请量正式完成“弯道超车”，主要原因在于国外企业持续加大在我国市场的布局力度，加之我国西南铝业（集团）有限责任公司、辽宁忠旺集团有限公司等铝加工企业及部分车用零部件制造企业进入市场竞争，中南大学、北京科技大学等高校也加大车用铝合金技术的研发投入，使我国形成有效的专利布局；2015—2018年，车用铝合金产业进入专利申请的爆发期，年增长量为千件左右，也表明车用铝合金技术进入发展成熟期；2019年，专利增长停滞的主要原因是受疫情影响，2021年和2022年的专利申请量有所回落的原因在于专利的滞后性，部分专利尚未公开。

2.3 车用铝合金产业专利地域分布及主要持有人

表2为车用铝合金产业专利地域分布及主要持有人。从表2中可以看出当前车用铝合金产业的热点区域和主要的竞争对手。其中，中国的申请量最多，为48 280件，说明国内外相关企业非常重视中国市场，产业链上游的专利主要持有人为湖南艾华集团股份有限公司，中游的专利主要持有人为西南铝业（集团）有限责任公司、辽宁忠旺集团有限公司等铝加工企业，下游的专利主要持有人为生产汽车轮毂的中信戴卡股份有限公司，我国相关企业的专利申请集中在产业链的上游和中游，高经济价值的产业链下游的专利申请人较少。此外，日本的神户制钢所的专利技术涉及产业链的中游和下游。日本的相关专利持有人以当地的金属加工企业和车企为主，表明日本在产业链中游的铝合金制备技术及下游的车用铝合金产品技术领域的竞争力较大；美国的相关专利持有人以当地铝加工企业和车企为主，表明美国的竞争热点为产业链的中游和下游；德国则以车企为主，表明德国的竞争热点在产业链的下游。

2.4 车用铝合金产业的演变趋势及热点趋向

通过对车用铝合金产业的演变趋势及热点趋向的分析，能够为车用铝合金产业的研发方向及研发策略制定提供参考。表3为车用铝合金产业演变趋势及热点方向。由表3可知，车用铝合金产业链关键技术的专利申请均处于增长状态，其中“铝合金加工技术”“车用铝合金产品”处于高速增长状态，表明国内外相关企业的研发投入主要集中在上述技术领域，相关技术也日趋成熟；“电解铝技术”的增长幅度和专利申请量相对较小，该项技术的起源较早，经济回报率较低，电解技术发展相对成熟，目前以电解设备等外围技术改进为主，导致申请量和增长幅度较小；在高经济价值的“车用铝合金产品”领域，虽然有一定数量的专利申请，但是新能源汽车与传统汽车的铝合金产品应用仍有一定差异，例如在新能源汽车电池相关的铝合金产品方面。因此，随着新能源汽车的发展，将传统汽车的铝合金产品拓展到新能源汽车中仍有较大的挖掘潜力。

2.5 中国车用铝合金产业专利的法律状态分析

表4为我国车用铝合金产业专利类型及法律状态分布。由表4可知，我国公开的48 280件相关专利中，发明专利有26 436件，实用新型专利有21 844件，其中发明专利的有效数量为8 516件、处于审查中的数量为5 697件、失效的数量为12 223件，实用新型专利的有效数量为14 595件，失效的数量为7 249件。从我国专利的申请类型和法律状态可以看出，目前在我国的车用铝合金产业市场中已有一些企业形成具有一定保护能力的专利壁垒。

表5为我国车用铝合金产业有效专利的主要专利权人统计情况。由表5可知，在我国车用铝合金产业的专利壁垒中，以我国的铝加工企业、汽车相关企业及少量日本的铝加工企业为主要持有人，表明我国的车用铝合金产业的市场主动权已掌握在手中且已向高經济价值的产业链下游拓展。我国的专利权申请人以企业为主，以企业为申请人的有效专利占比为87%，以大专院校为申请人的有效专利占比为9.1%，以个人为申请人的有效专利占比为3.5%，以科研单位为申请人的有效专利占比均为1.9%。在企业的专利申请中，主要有中信戴卡股份有限公司、辽宁忠旺集团有限公司、比亚迪股份有限公司、湖南艾华集团股份有限公司、中国铝业股份有限公司、东北轻合金有限责任公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、西南铝业（集团）有限责任公司、东北轻合金公司、宁德时代公司、中国铝业公司；在大专院校的专利申请中，以中南大学、上海交通大学、东北大学、江苏大学、哈尔滨工业大学、吉林大学为主；在科研单位的专利申请中，广东材料与加工研究所的有效专利超过50件。

由上述专利权人分布情况可以看出，辽宁忠旺集团有限公司、西南铝业（集团）有限责任公司、东北轻合金公司、中国铝业公司等，主要涉及铝合金制备及加工技术领域，中信戴卡股份有限公司、比亚迪股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司等，主要涉及车用电池、轮毂等车用铝合金产品，因此我国的专利壁垒主要集中在产业链中游和下游的部分产品中。在高经济价值的产业链中，仅在电池、轮毂等相关铝合金产品形成有效的专利布局，表明部分企业已向新能源汽车铝合金产品领域转型，但有效专利仅在电池技术领域，产业链下游尚未形成有效的专利布局。因此，产业链下游技术中新能源汽车用铝合金产品的挖掘和布局空间较大。

3 结语

我国车用铝合金产业相关技术的发展相对较晚，但目前国内专利已形成具有一定保护能力的专利布局结构，我国的车用铝合金产业已向高经济价值的中游和下游环节转型升级，主动权掌握在我国的企业、院校及部分日本企业等申请人手中。虽然我国的车用铝合金产业专利数量已远超其他国家地区，但是欠缺海外专利的申请及布局，导致国内相关企业的海外市场竞争能力差。建议国内企业针对核心技术开展海外专利布局，提升海外市场竞争力。在研发方向方面，车用铝合金产业链下游领域正向高速发展的新能源汽车领域转向，仍具有较大的挖掘潜力，已有部分中游企业进入下游技术领域，研发出高性能的车用铝合金产品，并形成小范围的专利组合，建议区内企业通过“产、学、研”合作等方式，制定适合企业自身的研发策略。建议广西相关企业研发前开展知识产权初步调查，避免重复开发的同时识别国内外专利壁垒，降低企业产品的侵权风险。

4 参考文献

［1］黄伟拯.广西铝产业转型升级研究［D］.南宁：广西大学，2021.

［2］中华人民共和国国家统计局.国家统计数据库［DB/OL］.（2023.02）［2023.2.28］.https：//data.stats.gov.cn/search.htm？s=铝.

［3］牛莎莎，董盈盈.新能源汽车对车用铝合金产业发展的影响［J］.世界有色金属，2022，（14）：154-157.