新能源汽车传动系统领域中国专利申请分析
新能源汽车动力系统的设计与分析
新能源汽车动力系统的设计与分析新能源汽车动力系统的设计与分析摘要：随着环境保护意识的增强和能源危机的临近，新能源汽车迅速崛起并成为了汽车工业的热点领域。
新能源汽车的动力系统设计是新能源汽车技术发展的核心。
本论文主要介绍了新能源汽车动力系统的设计原理和分析方法，并对目前常见的几种新能源汽车动力系统进行了比较和分析，以期为新能源汽车动力系统的进一步改进提供参考和指导。
关键词：新能源汽车，动力系统，设计原理，分析方法，比较和分析第一章引言随着传统燃油汽车带来的环境污染和能源消耗问题逐渐凸显，新能源汽车作为一种环保、节能的交通工具，受到了全球范围内的广泛关注和重视。
新能源汽车的动力系统是汽车的心脏，对于新能源汽车的性能和可靠性具有重要影响。
因此，研究新能源汽车动力系统的设计与分析具有重要理论和实际意义。
第二章新能源汽车动力系统设计原理2.1 动力系统设计目标新能源汽车动力系统设计的目标是将能源高效转化为车辆运动所需的动力，并尽可能降低能源消耗和污染排放。
具体目标包括提高动力系统的整体效率、提高能源利用率、降低能量损失和噪音等。
2.2 动力系统设计要素新能源汽车动力系统的设计要素包括能量存储系统、能量转换系统和能量控制系统三个部分。
能量存储系统包括电池组、超级电容器等能量储存装置；能量转换系统包括发动机或电动机、传动系统等能量转换装置；能量控制系统包括电控系统、传感器、电子稳定系统等。
2.3 动力系统设计原理新能源汽车动力系统设计原理是在满足车辆运动性能的基础上，通过对各个部件的配置、参数和控制策略的优化，使整个动力系统在不同工况下达到最佳效能。
常用的设计原理包括最大功率点跟踪（MPPT）、能量管理系统（EMS）和电动机控制策略等。
第三章新能源汽车动力系统分析方法3.1 动力系统的模型建立动力系统的模型建立是分析动力系统性能的重要步骤。
常用的方法包括建立物理模型和建立数学模型两种。
物理模型是基于动力系统的物理特性进行建模，数学模型是基于动力系统的运动学和动力学方程进行建模。
发明专利申请 技术领域范围
有关“发明专利申请”的技术领域范围
发明专利申请的技术领域范围非常广泛，几乎涵盖了人类社会的各个方面。
有关“发明专利申请”的技术领域范围如下：
1.机械工程领域：涉及机械设备、机器、工具、发动机、传动系统、制造过程、工业设
备等。
2.电子技术领域：涉及电路、电子元件、电信设备、计算机硬件、半导体技术、通信技
术等。
3.化学工程领域：涉及化学物质、化学合成、化学反应、材料科学、药物制剂、制药技
术等。
4.生物技术领域：涉及基因工程、生物医药、农业生物技术、生物制造、生物材料等。
5.医疗器械领域：涉及医疗设备、医疗器械、医疗诊断技术、外科器械、医疗治疗方法
等。
6.能源技术领域：涉及可再生能源、传统能源技术、能源储存、能源转换等。
7.物理学领域：涉及光学技术、纳米技术、量子技术、材料物理学等。
8.环境工程领域：涉及环境保护、污染控制、废物处理、可持续发展技术等。
我国新能源汽车产业发展概况及问题与思考
能 源 汽 车核 心 技 术 的研 发 方面 已经取 得 了令 人可
喜的进展嘲 。
电动轿车 、 上海牌燃料电池轿车三款代表不同技术 方向的新能源汽车， 并计划于 ２ １ 年推出自主品 ０２ 牌的插电式混合动力车和纯电动汽车。 一汽集团已
确 定 以混 合 动 力 车 为 主 的 新 能源 汽 车 发展 战 略 ，
环境的压力之间的矛盾日益突出， 汽车产业在能源利 用方面迫切需要技术创新实现转型升级。
【 作者简介 】云 洁 ， ，９３年 生， 女 １６ 本科 学历， 研究 员， 专利代 理人 ， 江苏省科技 情报研 究所查新 中心副主任 ， 专利分析师。研
究 方 向 ： 技 查新 、 科 情报 研 究 、 利 信 息 分 析 、 争情 报 。 专 竞
节 能 论 坛
我国新能源汽 车产业发展 概况及 问题与思考
江 苏省 科 学技 术 情报 研 究所 云 洁
摘
要 ：本 文论述 了我 国现阶段新 能 源汽 车产业的发展现 状 ， 从产业政 策、 总体发展状 况、 主要 零部件生
产现状 、 新能源汽车的主要种 类和特点等方 面概述 了我 国新能 源汽车产业的发展 ， 结合对新能源汽车领域 的专 利 文献检 索与专利分析 结果 ， 出了我 国发展新 能源汽车产业还存在 的主要 ｒ￣ ， 指 ． 并对我 国现阶段 发展 新能源 － ｌ 汽车提 出了建议与对策 。 关键 词 ：新 能源 汽车 ； 发展 ； 专利 分 析 ； 状 ； 现 对策 ； 建议
地。 比亚迪是 国 内新能源 汽车 的领 跑者 ，０ ８年 即 ２０
推 出插 电式混合动力车 Ｆ Ｄ ２ ０ ３ Ｍ，０ ９年又推 出纯 电动轿车 Ｅ 。具体情况见表 １ 。 ６ 旧 在众多汽车企业中，最具代表性的是比亚迪。
混合动力汽车传动系统的方案设计
3 混合动力汽车传动系统结构及组成
3.1 串联式混合动力汽车（SHEV）
串联式混合动力（SHEV）模式由发动机、发电机和驱动电动机三大动力组成， 发动机、发电机和驱动电动机采用“串联”的方式组成 SHEV 的驱动系统 。 SHEV 的结构
2
辽宁工程技术大学综合训练
SHEV 的结构如上图所示。它由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成， 它们采用“串联”的方式组成驱动系统。
形成了具有完全自主知识产权的动力系统技术平台，建立了混合动力汽车技 术开发体系。混合动力汽车的核心是电池(包括电池管理系统)技术。除此之外， 还包括发动机技术、电机控制技术、整车控制技术等，发动机和电机之间动力的 转换和衔接也是重点。从目前情况来看，我国已经建立起了混合动力汽车动力系 统技术平台和产学研合作研发体系，取得了一系列突破性成果，为整车开发奠定 了坚实的基础。截止到 2009 年 1 月 31 日，在混合动力车辆技术领域，我国知识 产权局受理并公开的中国专利申请为 1116 件。 在 1116 件专利申请中，发明为 782 件(授权为 107 件)、实用新型为 334 件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2012年第6期56中国发明与专利CHINA INVENTION & PATENT
统计分析 Statistics & Analysis
新能源汽车传动系统领域中国专利申请分析
图1 新能源汽车传动系统领域中国专利申请量总体趋势□ 原治会 张 萍 王学显目前，全球汽车保有量超过6亿辆，环境和能源压力令各国不堪重负。按此趋势发展，到2015年，超过50%的空气污染物将来自汽车尾气的排放。因此，新能源汽车作为传统燃油汽车的替代交通工具，越来越受到人们的重视。近年来，我国在混合动力汽车和纯电动轿车的产业化方面已取得突破性进展。动力传动系统是新能源汽车产业的关键技术之一，近几年国内企业纷纷投入大量的研发力量对新能源汽车动力传动系统进行研发。为帮助国内企业准确掌握新能源汽车动力传动系统的技术现状和研发趋势，促进对已公开专利技术的合理利用和合法规避，提升我国新能源汽车动力传动系统的研发创新水平，本文对新能源汽车传动系统领域中国专利申请分布现状、特点及主要技术研发路线进行了简要分析。
相关中国专利申请的分布及特点笔者采用CNIPR专利数据库，对新能源汽车传动系统领域中国专利申请进行了检索。截至2012年4月1日，共检索出本领域的中国专利申请406项，其中发明专利申请186件，实用新型专利申请204项，外观设计专利申请16项。1．专利申请量总体趋势分析经检索发现，本领域的中国专利申请集中在2007～2011年期间，专利申请量持续快速增长，并且，其中有大量发明专利申请，见图1所示。这反映出新能源汽车已成为我国汽车工业发展的潮流，众多汽车企业及高校加快了新能源汽车传动技术研究，强化技术创新，并加强了自主创新的知识产权保护力度。
2．申请人分析新能源汽车动力传动系统领域中国专利申请主要由国内企业及高校提出，排名靠前的外国申请人仅纽贝耳汽车（杭州）有限公司1家，其申请了6项专利。本领域的中国专利申请人按数量排名依次是：万钢15项，上海燃料电池汽车动力系统有限公司13项，北京理工大学13项，奇瑞汽车股份有限公司12项，清华大学11项，重庆长安股份有限公司9项，襄樊宇清电动汽车有限公司7项。3．技术领域分析通过对相关专利申请主分类号的归纳总结，可以发现电动汽车传动系统领域中国专利申请主要集中在B60K1/00（电动力装置的布置或安装）、B60K17/00（车辆传动装置的布置或安装）、B60K6/00（用于共用或通用的动力装置的两个以上不同原动机的布置或安装）、B60L11/00（用于车辆内部电源的电力牵引）、H02K7/00（结构上与电机连接用于控制机械能的装置）、F16H（传动装置）等技术分支，见图2所示。 2012年第6期57中国发明与专利CHINA INVENTION & PATENT
统计分析 Statistics & Analysis
图2 新能源汽车传动系统领域中国专利申请主要技术领域分布
图4 一种电动汽车减速器图3 新能源汽车传动系统领域中国专利申请类型分布
4．专利申请类型分析本领域的中国发明专利申请与实用新型专利申请呈现快速增长，2007～2010年期间增长幅度尤为显著，而外观设计专利申请的数量偏低，甚至在2009年之前一直没有企业申请外观设计专利，见图3所示。这反映出，一方面，我国新能源汽车企业在加强自主创新，提升知识产权产出的数量和质量，增强核心竞争能力；另一方面，我国新能源汽车企业还没有足够重视产品外观设计专利的保护力度，对外观设计专利制度的运用还不够充分。
足电动汽车的低噪声要求，性能稳定。重庆新永精密合金有限公司的专利ZL 200920207342.5，保护一种电动汽车减速器，包括：箱体，在箱体内安装有与汽车轮毂相连的差速器，同时，在箱体内还设有起制动作用的拨叉机构，拨叉的一端与车辆制动装置相连，拨叉的另一端与制动轮相配合，在车辆制动装置带动下卡入制动轮内，实现快速制动的功能，避免了制动时产生大量的摩擦，减小了零部件的磨损，见图4所示。
重要专利技术保护范围分析新能源汽车以“节能、环保”为理念，对动力传动系统提出了更高的要求，要求其结构更紧凑，体积重量更小，传动效率更高。通过对该领域中国专利申请技术方案的研究，笔者将现有的新能源汽车动力传动系统归为以下几类。1．平行轴式齿轮传动系统德州齿轮有限公司提出的发明专利申请200910129204.4，公开了一种二级减速装置，通过平行轴齿轮传动系统实现二级减速，并在减速箱内安装有差速器。本发明提供的减速装置应用于电动汽车，与直流电动机连接，实现了减速及差速功能，并且满
2．两级平行轴减速的一体化齿轮传动系统清华大学提出的发明专利申请201010226769.7，保护一种电动车驱动电机用带空挡液压控制减速器。减速器与电机集成为一个整体，电机轴与减速器输入轴连接在一起，采用液压控制的方式，使与驱动电机连接在一起的减速器能够脱开驱动电机与驱动桥的连接。本发明的好处是结构紧凑，可以克服车辆在非牵引工况快速运动时驱动电机发生超速旋转的情况，并提高了电动汽车传动系统的效率。襄樊宇清电动汽车有限公司提出的发明专利申请201010600951.4，公开了一种用于电动汽车的电驱动机械式变速动力传动系统，其创新之处在于：车用电机输出轴与变速箱输入轴制成同一轴，电机机座输出端与电机前端盖制成一体，变速箱直接与电机输出端装配。将原本电机机座、电机前端盖、变速箱三者之间的配合简化为电机和变速箱两者之间的配合，从而使整个装配工艺变得更加简洁、可靠，而且整体式设计，使电机的整体运转性能变得更加稳定、可靠。奇瑞汽车股份有限公司的专利ZL 200920056284.0，保护一种电动汽车动力总成。本实2012年第6期58中国发明与专利CHINA INVENTION & PATENT
统计分析 Statistics & Analysis
用新型将电机、传动轮和减速器集成在一起，并将传动轮和减速器设置在一个壳体内，电机的动力依次经过主动轮、从动轮和差速器输送至驱动轮上。见图5所示。
器F2。本发明的传动效率高于燃油汽车行星齿轮变速器，且其齿轮布置形式更加简单、紧凑。
总结与建议综上所述，新能源汽车传动系统领域现有专利技术主要分为三大类：第一类，动力传动系统采用平行轴式齿轮传动系统，并在齿轮传动系统内连接有差速器，在传动过程中可以实现多挡变速功能，如“电动汽车减速器”（ZL 200920207342.5）等专利；第二类，动力传动系统采用两级平行轴减速的一体化齿轮传动系统，电动机与齿轮传动系统集成一体，减少了轴向空间，同时，电机的整体运转性能变得更加稳定、可靠，如“电动汽车动力总成”（ZL 200920056284.0）等专利；第三类，动力传动系统采用行星机构可变速的齿轮传动系统，实现了较大传动比范围的无级变速，具有结构紧凑、体积小重量轻、传动效率高等优点，如“电动汽车用行星齿轮式自动变速系统”（ZL 201120127920.1）等专利。我国新能源汽车市场的需求量非常大，为争夺市场，各汽车企业纷纷加快新能源汽车技术的开发及产业化。为此，笔者提出如下建议供相关企业参考：一方面，为减少研发侵权风险，企业要及时开展专利信息的跟踪预警分析，同时，通过对已公开专利技术的合理利用和合法规避，进一步提升自身的科研创新水平；另一方面，应加强企业自身研发成果的专利保护，除采取发明和实用新型综合保护的申请策略外，建议重视外观设计和发明或实用新型的组合申请。（作者单
位：南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司）
图5 一种电动汽车动力总成图6 一种电动汽车用行星齿轮式自动变速系统3．行星机构可变速的齿轮传动系统湖南江麓容大车辆传动有限责任公司的专利ZL 200710034415.0，保护一种电力机械行星机构无级变速传动系统。该传动系统由行星机构、逆变器以及蓄电池组成，通过行星机构实现无极变速功能。本发明最大的优点是用一个功率比较小的调速电动机就可以实现整个系统的速比连续无级变化，其速比变化范围更大，传动效率更高。本发明在普通汽车特别是混合动力电动汽车传动系统中有着广泛的应用前景。北京理工华创电动车技术有限公司的专利ZL 201120127920.1，保护一种电动汽车用行星齿轮式自动变速系统，其技术方案的创新之处在于：采用二级行星轮系实现电机减速。采用这种方式的好处是整体结构更加紧凑，体积重量更小，传动效率更高，省去了电机调速的环节，缩短了换挡时间，符合汽车轻量化原则，见图6所示。申请人就该项技术同时提交了发明专利申请201110106604.0。ZL 201010204567.2保护一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构，采用行星机构实现电动汽车自动变速，其创新之处在于：轮轴的另一端通过离合器连接着行星架的一端，行星架上设有一个前进挡单向离合器F1与倒挡制动器；齿圈的外侧连接着单向离合责任编辑 王瀛