【中国特許分析】電気自動車(EV)に関する特許出願動向をチェック!件数激増はどこまで続く?

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EVの中国特許・中国企業分析

2021年4月17日、中国の自動車メーカーである北汽新能源社の傘下にあるブランド「極狐(ARCFOX)」が、ファーウェイ(華為)と連携して”Huawei Inside知能純電気セダン”「アルファS (ARCFOX αS)」を発表し、ファーウェイの自動運転技術”Autonomous Driving Solution”(略称ADS)とスマートコックピットテクノロジーを搭載している電気自動車として再び話題になりました。
ADSは、ファーウェイのLiDAR(ライダー)ソリューションを搭載しており、レベル4の自動運転ハードウェア能力を備えています。

この車は、93.6kWh容量の3元リチウムイオンバッテリーパックを使用しており、Huaweiの急速充電技術を使用して、10分間の充電で197kmの距離を航続可能とされています。最大航続距離は708kmで、 純粋な電気自動車の中で、現在の世界中の新エネルギーの量産車モデルの中で第1位です。

EVに関する政策面では、中国政府は2012年に「省エネと新エネルギー自動車産業発展計画(2012~2020年)」を発表し、さらに2020年には「新エネルギー自動車産業発展計画(2021~2035年)」を発表しました。
この計画によれば、2025年までに純電気乗用車新車の平均電気消耗を12.0 kWh/百km以下に低減、販売量は新車販売量の20%に達するとしています。また2035年までには、純電気乗用車が新車販売の主流になり、公共用車は全面的に電気化され、自動運転自動車は一定の規模で運用され、燃料電池自動車は商用に実現されることを目指しています。

今回は、世界的に注目されているEV関連技術について、中国の特許はどのような状況になっているのか、中国特許データベースの「incoPat」で簡易的に調査してみました。

1.EV分野の中国特許の状況

まず、EVに関する世界的な特許公開件数から見ると、中国特許の件数が一番多く、次いで日本特許、米国特許となります。
特許の公開件数推移から見ると、中国特許は最初の段階である2002~2004年の間には他の国と比べるとまだ公開件数が少なく、年間千件未満でしたが、2011~2012の年間公開件数は日本とアメリカを抜き、2014年からさらに急増して、2018年以後は年間5万件前後の中国特許出願が公開されています。(図1)

EVに関する中国特許・実用新案の総公開件数推移
【図1.EVに関する中国特許・実用新案の総公開件数推移】

 

最近10年間の出願種別を見ると、特許と実用新案は毎年ほぼ3:2の割合で公開されています。(図2)

EVに関する中国特許・実用新案公開推移
【図2.EVに関する中国特許・実用新案公開推移】

 

2.EV分野での中国特許のIPC付与状況

中国特許出願の技術内容を特許分類(IPC分類)からみて、よく使われている上位分類を列挙しました。
電池に関する分類としてH01M、H02J、車両用電気による動力供給の分類としてB60L及びその部品の配置や取り付けに関する分類としてB60R、B60K、自動運転技術によく付与される車両制御に関する分類としてB60Wがあります。

EV分野で中国特許公開年度ごとのIPC分類付与ランキング1

(※注) B60L11/00シリーズ分類は、2019.1のIPC改正によりB60L50/00~58/40に移行しています。

EV分野で中国特許公開年度ごとのIPC分類付与ランキング2
【図3.EV分野で中国特許公開年度ごとのIPC分類付与ランキング】

 

IPC分類番号とそれに対応する技術トピックを表1に示します。

IPC分類 定義
H01M 化学的エネルギーを電気的エネルギーに直接変換するための方法または手段,例.電池
H01M2 発電要素以外の部分の構造の細部またはその製造方法
(※2021.1のIPC改正でH01M50に移行)
H01M4 電極
H01M10 二次電池;その製造
H02J 電力給電または電力配電のための回路装置または方式;電気エネルギーを蓄積するための方式
H02J7 電池の充電または減極または電池から負荷への電力給電のための回路装置
B60L 電気的推進車両の推進装置
B60L11(旧)  車両内で動力供給する電気的推進
(※2019.1のIPC改正でB60L50/00~58/40に移行)
B60L50 車両内で動力供給する電気的推進
B60L53 電気車両に特に適したバッテリー充電手段;そのための充電ステーションまたは車内搭載充電装置;電気車両におけるエネルギー蓄積要素の交換
B60R 他に分類されない車両,車両付属具,または車両部品
B60R16 電気回路または流体回路で,特に車両に適用されるものであって,他に分類されないもの;電気回路または流体回路の要素の配置で,特に車両に適用されるものであって,他に分類されないもの
B60K 車両の推進装置または動力伝達装置の配置または取付け;複数の異なった原動力の車両への配置または取付け;車両用の補助駆動装置;車両用計装または計器板;車両の推進装置の冷却,吸気,排気または燃料供給に関する配置
B60K1 電気的推進装置の配置または取付け
B60K6 相互または共通の推進のための複数の異なった原動機の配置または取付け,例.電気モータおよび内燃機関からなる混成型推進方式
B60M 電気的推進車両のための動力供給線または軌条に沿った装置
B60W 異なる種類または異なる機能の車両用サブユニットの関連制御;ハイブリッド車両に特に適した制御システム;特定の単一のサブユニットの制御に関するものではない、特定の目的のための道路走行用車両の運動制御システム
G01R 電気的変量の測定;磁気的変量の測定
B62K 自転車;自転車のフレーム;自転車操向装置;特に自転車用に適した乗手操作の制御装置;車軸懸架装置;サイドカー,前方に連結する車体,その他これに類するもの
H02K 発電機,電動機
B62D 自動車;付随車

【表1 IPC分類の説明】

 

3.EV分野での中国特許の主な出願人

中国特許の出願人をみると、まず、中国籍の出願人が80%以上を占めています。

外国籍の出願人のうち、日本籍の出願人が一番多くて8.1%、次いで、アメリカ籍の出願人が3.4%、韓国籍の出願人が2.5%、ドイツ籍の出願人が2.4%となっています。

EVに関するCN特許出願人の国別割合

【図4.EVに関するCN特許出願人の国別割合】

 

出願人の種別(図5)から見ると、特許出願件数的には[企業>個人>大学>研究機関]です。

出願人タイプごとの特許数
【図5.出願人の種別ごとの特許出願件数】

 

通常、中国特許の出願人割合で中国籍の出願人が最多である場合、具体的な出願人ランキングを見ても、中国籍の出願人が1位になるケースが多いのですが、今回のEV分野に関しては、日本のトヨタ自動車が1位となっています(表2を参照)。しかも、2位の比亜迪(BYD)の2倍以上の特許件数を保有しています。

出願人(中国語表記) 公開
件数
特許
生存率
有効
件数
審査中
件数
失効
件数
本社
所在地
1位 トヨタ自動車株式会社
(丰田自动车株式会社)
7,063 76% 3,745 1,650 1,675 日本
2位 比亜迪/BYD
(比亚迪股份有限公司)
3,399 86% 2,086 842 472 中国
3位 フォード・モーター
(福特全球技术公司)
2,793 91% 998  1,548  248 米国
4位 現代自動車株式会社
(现代自动车株式会社)
2,350 84% 952 1,020 378 韓国
5位 国家電網公司
(国家电网公司)
2,278 66% 1,275 231 783 中国
6位 本田技研工業株式会社
(本田技研工业株式会社)
2,271 81% 870 966 436 日本
7位 株式会社LG化学
(株式会社lg化学)
2,256 95% 1,157 1,146 102 韓国
8位 ロバート・ボッシュ
(罗伯特 博世有限公司)
2,172 86% 1,163 700 313 ドイツ
9位 北京新能源汽車股份有限公司
(北京新能源汽车股份有限公司)
2,170 88% 1,592 316 262 中国
10位 浙江吉利控股集団有限公司
(浙江吉利控股集团有限公司)
1,844 83% 993 555 306 中国

※特許生存率:登録特許と審査中特許を含みます。
※有効と審査中の件数について、DBの仕様により一部重複が存在します。

【表2.EVに関する中国特許出願人ランキング】

 

4.主な中国現地企業の特許公開件数推移

中国現地出願人(中国企業)として、2位の比亜迪、5位の国家電網、9位の北京新能源汽車と10位の浙江吉利控股集団の特許公開状況を調べました(図6を参照)。

まず、比亜迪(BYD)はトータル件数が多く、且つ年々増加している傾向です。
浙江吉利控股集団もEVに関する公開件数が年々増えています。国家電網は2017年から公開件数は徐々に減少傾向にあり、2020年は僅か69件しか公開されていません。
北京新能源汽車は、2014年になって特許公開が初めて見られ、2017年に年間514件まで急増しました。2019年はやや減少の425件でしたが、2020年には再び年間500件以上の特許公開件数に戻っています。

また、特許の有効率から見ると、比亜迪、北京新能源汽車と浙江吉利控股集団はいずれも9割以上が生存しています。国家電網の特許生存率はやや低めの7割未満です(表2を参照)。

中国現地出願人の特許公開推移
【図6.中国現地出願人の特許公開推移】

 

5.主な中国現地企業に関する情報

(1)比亜迪(BYD)

比亜迪(BYD)は、IT、自動車、新エネルギーという三つの分野で事業を展開する中国民間大手企業で、日本でも比較的よく知られている現地メーカーの一つかと思います。

比亜迪は、もともと電池製造から起業し、かつては世界2番目の充電電池メーカーとして、MOTOROLA、NOKIA等携帯大手の電池サプライヤーでしたが、今は自動車やレール車両メーカーとして有名です。2017年に、比亜迪の新エネルギー大型バスの出荷量は世界一になり、オール電気大型バスの出荷量は4年連続世界一で、2015年からは3年連続新エネルギー自動車の出荷量が世界一となっています。

自動車分野では、2008年に世界初のプラグインハイブリッドカーF3DMを発売し、新エネルギー車販売数量で世界3位になっております。技術的には、BYD DM Ⅱダブルモード技術(エンジン+電気モーターのマルチエンジンドライブ)と、双方向インバーター充放電技術(送電網と車の間、車と車の間、車と電化製品の間での双方向充放電)などが知られています。

同社は、ヨーロッパ、インド、米国に工場を置き、ブラジルに鉄電池、自動車、レール車、太陽エネルギー市場を進出、2015年に世界初のゼロ排出オール電気の二階建てバスをイギリスにて展示しました。
また、独自開発したストラドルモノレール交通システム「雲軌(SKYRAIL)」は片道運送能力が1~3万人/時間に達し、100%独自知的財産権とされる「雲巴(SKRSHUTTLE)」スマート交通システムは、無人運転、顔識別等の技術を搭載しています。

電池製品については、Ni-MH(ニッケル・水素)電池、リチウムコバルト酸電池、リチウム鉄リン酸塩電池、三元電池の二次充電電池と、太陽光発電電池、鉄電池を取り扱っており、「光貯蔵一体化」モードを推進しています。また、2018年に電池の生産能力は28GWhに達し、世界規模でもトップクラスの電池メーカーです。
 

(2)国家電網

国家電網中国国有の電力会社であり、主な業務は電力配送事業ですが、傘下に国網電気自動車サービス有限会社(国网电动汽车服务有限公司)という完全子会社があります。

同社は、電気自動車用の充電ステーション等のインフラ建設、充電サービスネットの構築に集中しています。
現時点で、国家電網の知恵IoF(Internet of Vehicles)プラットフォームは、既に273個の都市で100万超の充電スタンドを提供しています。
そのうち、8.8万個の充電スタンドが国家電網自身によって運営されているようです。
 

(3)北京新能源汽車

北京新能源汽車(英語表記:BAIC BJEV、別名:北汽蓝谷)は、フォーチュン500企業である北京汽車集団有限公司によって2009年に設立され、中国初の新エネルギー車の製造資格を取得した企業です。

業務範囲は、新エネルギー車、純電気自動車、ハイブリッド自動車の開発、製造、販売が中心です。
すでにEH、EU、EX、EV、ECの5つのシリーズで10数バージョンの純粋電気乗用車が発売されています。例えば、EU5、EX360、EC200、EC180、EU260、EX260、EV160、EH300などがあります。

電気自動車の製造販売以外には、充電、運営、交換、タイムシェアリングリースを含むグリーントラベルソリューションを提供しています。
同社が独立開発したダーウィンシステム(DARWIN system)は、人工知能やディープラーニング等の先進技術を融合し、顔認識やジェスチャ認識等機能を有し、27万ユーザの200TBの高価値データに基づき、自己学習と自己成長能力を有しています。
また、バイドゥ(百度)、ボッシュ、ハーマンと提携し、ADAS知能アシスト運転、レベル3自動運転、スマートコックピットモニタリング、自動駐車等の機能を実現しました。

同社の技術では、バッテリーセルの内部加熱原理を利用し、バッテリー温度を短時間で上昇させることができるので、マイナス30℃の極寒環境でも、バッテリーの加熱時間を6分未満に短縮できるとしています。電圧向上と水冷システムを適用することで、ハイパワー充電を実現し、15分間の充電で450kmの走行が可能です。

その他、N-booster知能電子制御ブレーキシステム、V2X専用短波及びセルラーネットワーク無線通信技術を採用しています。
ジェスチャ認識、音声認識と、スマートフライングスクリーンにより、中央制御画面とダッシュボードとのナビ・音楽・電話等の情報交換を実現し、車載情報をダッシュボード液晶画面に瞬時に映し出し、ドライバーは視線を前へ保持したままで操作制御ができるとのことです。
 

(4)吉利控股集団

浙江吉利控股集団は中国民間大手自動車メーカーであり、傘下には

  • 吉利汽車(GEELY AUTO)
  • 領克(LYNK&CO)
  • ボルボ・カーズ(Volvo)
  • Polestar、宝騰汽車(PROTON)
  • ロータス・カーズ(LOTUS)
  • ロンドン電気自動車(LEVC)
  • 幾何(GEOMETRY)
  • 太力飛行汽車(Terrafugia)
  • 曹操出行(caocao)
  • 耀出行(StarRides)
  • 貝納利(Beneili)
  • smart
  • 時空道宇科術(GEESPACE)
  • 銘泰集団(MITIME)
  • Volocopter

など、有名な自動車ブランド及び関連プラットフォーム/サービスのブランドがあります。

2021年1月に、吉利控股集団は自動運転において膨大な特許量を保有しているバイドゥ(百度)と連携し、次世代スマート自動車を開発すると発表しました。
また、自動車分野以外、浙江吉利控股集団は商用衛星領域にも進出しています。
 

(5)その他の現地企業

本ページの冒頭に記載したファーウェイ(華為)は、EV全体分野でのランキング上位には上がっていないですが、「自動運転技術」というテーマで調査した場合は、中国特許出願人のうち公開件数トップ1となります。

[※自動運転技術に関する中国特許分析のページはこちら]

日本では自動車メーカーがEVに関連する各技術に注力している形ですが、中国では、伝統的な自動車メーカーとIT/通信大手とが連携して、それぞれの強みを発揮しており、中国EV業界での特徴でもあります。

また、中国の新興EVメーカー、蔚来汽車(NIO)“中国のテスラ”と言われるほど最近話題になっています。

[※NIO社について特集ページはこちら]
 

6.EV分野で中国特許の技術効果/課題

EVに関する中国特許出願は、どのような技術効果や課題に集中しているのでしょうか?

incoPatによる機械的に抽出したキーワードに基づく技術/課題ごとの中国特許公開件数を分析したところ、複雑性低減、安定性向上、利便性向上、コスト低減、効率向上などが挙げられました。

但し、これは機械スクリーニングした結果であるため、汎用的な課題・効果しか列挙されておりません。
より深く、具体的な技術観点ごとの結果を知りたい場合は、サーチャーによるフラグ/分類分けの工夫が必要になります。

EVに関する技術効果/課題ごとの中国特許公開件数
【図7.EVに関する技術効果/課題ごとの中国特許公開件数】

 

7.参考:分析対象とした母集団(検索式)

検索対象:中国特許・実用新案
検索日:2021/4/26

検索式 件数
1. TIABC=((电动 or 电池 or 电力 or 混合动力)(5w)( 汽车 or 车辆 or 机动车 or 巴士 or 大巴 or 轿车) or “EV” or “BEV” or “HEV” or “FCEV” or “HV” or “PHV” or “PHEV” or “EV” or “BEV” or “HEV” or “FCEV” or “HV” or “PHV” or “PHEV” or ((electric or battery* or hybrid)(5w)(vehicle or vehicles or car or cars or bus or minibus or sedan)) or (電気 or 電池 or バッテリー or ハイブリッド or 電動 or 電力)(5w)(自動車 or 車両 or 機動車 or バス or 乗用車 or セダン)) 247,231
2. IPC=(B60L or B60M or B60W or B60K1/ or B60K6/) 166,869
3. IPC=(H02J7/ or H01M or B60S5/06 or B60R16/) 555,040
4. FULL=((电动 or 电池 or 电力 or 混合动力)(5w)( 汽车 or 车辆 or 机动车 or 巴士 or 大巴 or 轿车) or “EV” or “BEV” or “HEV” or “FCEV” or “HV” or “PHV” or “PHEV” or “EV” or “BEV” or “HEV” or “FCEV” or “HV” or “PHV” or “PHEV” or ((electric or battery* or hybrid)(5w)(vehicle or vehicles or car or cars or bus or minibus or sedan)) or (電気 or 電池 or バッテリー or ハイブリッド or 電動 or 電力)(5w)(自動車 or 車両 or 機動車 or バス or 乗用車 or セダン)) 726,067
5. #2 and #4 118,303
6. #3 and #4 187,033
7. #1 or #5 or #6 405,006
8. 出願番号合併 337,216

 

8.中国のEV技術開発競争と関連特許出願の増加は止まらない?

2020年9月・第75回国連総会において、中国の国家主席が、2030年までにカーボンピーク(二酸化炭素(CO2)排出量を減少に転じさせること)を達成し、2060年までにカーボンニュートラル(炭素中立)を達成するという目標について発言しています。
この背景の下に、中国国家政策面や資本支持面などから中国EV事業の発展にさらに拍車がかかるることは、ほぼ間違いないといえるでしょう。
EV分野で技術の進化とともに、競争もますます激しくなると思われます

今回の調査は、EV分野での中国特許出願状況を俯瞰することを目的としているため、簡易的な検索による分析結果に過ぎません。
より精度の高い特許情報を確認するには、具体的な技術課題により対象分類と中国語キーワード(技術用語の網羅とシソーラス[類義語]の確認)をしっかりと選定したうえでの、本格的な検索が必要となります。

詳細な技術テーマでの特許分析や、特定の中国企業についての特許情報・技術情報の収集・調査などをしたい方は、是非お気軽に日本アイアール・特許調査部までお問い合わせ下さい。
 

(日本アイアール株式会社 特許調査部 X・W)


中国の技術情報調査、特許調査・分析サービスのページはこちら(日本アイアール・メインサイトへ)


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