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)告又和大家見面啦。本期監(jiān)控報(bào)告的內(nèi)容主要包括三個部分，分別為：

2020年3月燃料電池領(lǐng)域公開專利整體情況介紹；國內(nèi)申請人專利公開情況介紹；部分申請人介紹及其公開專利解讀，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利解讀、現(xiàn)代公司膜電極水管理相關(guān)專利解讀、戴姆勒公司加濕器專利解讀以及中科院大連化物所雙極板密封專利解讀。

一、整體情況介紹

1．1 專利公開地域情況

2020年3月，燃料電池領(lǐng)域在全球范圍內(nèi)公開／授權(quán)的專利共912件，較上月相比，數(shù)量有一定增加。本月，中國地區(qū)的發(fā)明專利申請公開數(shù)量較上月（255）下降較多，發(fā)明授權(quán)專利公告數(shù)量較上月（37）有所增加，實(shí)用新型專利授權(quán)公告數(shù)量總體與上月持平。部分公開國家／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)燃料電池專利3月公開／授權(quán)情況

1．2 專利技術(shù)分支情況

圖1－2 燃料電池專利3月公開／授權(quán)的技術(shù)分布

1．3 申請人專利申請情況

將專利申請人經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后，對標(biāo)準(zhǔn)化申請人的專利申請數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖1－3所示。其中，豐田公司公開的專利為97件，其中發(fā)明申請和發(fā)明授權(quán)數(shù)量分別為55、41件；現(xiàn)代公司和LG公司的專利公開數(shù)量分別為28、24件；國家能源投資集團(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人的專利公開數(shù)量為13件，均為發(fā)明專利申請公開，主要涉及加氫站和SOFC發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)；武漢泰歌公開專利13件，實(shí)用新型專利占比較大，共計(jì)9件。

圖1－3 標(biāo)準(zhǔn)化申請人專利3月公開／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了3件關(guān)于搭載有燃料電池的混合動力拖拉機(jī)的專利；武漢海億新能源科技有限公司公開了1件涉及燃料電池農(nóng)用拖拉機(jī)的專利；斗山摩拜創(chuàng)新株式會社公開了3件關(guān)于燃料電池?zé)o人機(jī)的專利；豐田公司公開了6件關(guān)于社區(qū)氫能與燃料電池應(yīng)用的專利。

二、國內(nèi)申請人專利公開情況

2．1 國內(nèi)整車廠3月專利公開情況

國內(nèi)整車廠在3月的專利公開情況如圖2－1所示。其中，中國一汽公開了10件專利，技術(shù)主要涉及催化劑制備、系統(tǒng)控制、動力系統(tǒng)等；東風(fēng)汽車公開了4件專利，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月公開相關(guān)專利的整車廠還包括武漢泰歌、格羅夫、廣汽集團(tuán)、奇瑞汽車、上汽集團(tuán)等。

圖2－1 整車廠3月專利公開情況

2．2 燃料電池企業(yè)3月專利公開情況

國內(nèi)燃料電池企業(yè)在3月的專利公開情況如圖2－2所示。其中，江蘇華荷氫電公開專利8件，主要涉及電堆相關(guān)技術(shù)；大洋電機(jī)公開專利7件，主要涉及反應(yīng)氣體供應(yīng)與動力系統(tǒng)等，其中有3件專利為PCT專利公開；其他在3月公開相關(guān)專利的企業(yè)還包括深圳國氫、濰柴動力、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月專利公開情況

2．3 科研院所（校）3月專利公開情況

燃料電池相關(guān)科研院所（校）在3月的專利公開情況如下圖所示。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)）分別公開專利10、10、5件；3月公開相關(guān)專利的院校包括：西安交大、北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、天津大學(xué)等。

三、部分申請人及公開專利介紹

本月第3節(jié)將對部分申請人的公開專利進(jìn)行解讀，并對涉及到的申請人的專利技術(shù)分支情況進(jìn)行簡要介紹。

3．1 豐田公司

圖3－1 豐田公司3月公開專利技術(shù)分支情況

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

下文分析的豐田公司燃料電池相關(guān)專利的專利公開號為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期穩(wěn)定進(jìn)行發(fā)電，需要定期停機(jī)并對其進(jìn)行檢查。在對燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行檢查時，出于安全考慮，需要對燃料電池進(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)入放電處理過程后，首先向電堆供給惰性氣體（氮?dú)�、氬氣等），然后檢測電堆電壓是否低于預(yù)定值Va；當(dāng)電堆電壓≤Va時，判斷放電完成。然而，在燃料電池停止發(fā)電時，其電堆電壓也可能低于Va，此時放電處理過程十分短暫，無法確保系統(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連接至陽極氣體供應(yīng)單元50，然后開始進(jìn)行維修前預(yù)處理。

預(yù)處理流程見圖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≈開路電壓OCV）；若已上升至V1，則在一定時間后進(jìn)一步判斷電壓測量單元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)燃料電池陽極附近不存在氫氣時通過實(shí)驗(yàn)或者模擬得來的電壓值，V2＜v1）；當(dāng)電壓值≤v2時，則說明陽極處的氫氣被消耗殆盡；控制單元21接下來控制陽極氣體供應(yīng)單元50向電堆供應(yīng)惰性氣體，此時陽極管道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，此時再次測量電壓值并判斷是否已上升至v1；當(dāng)電堆電壓上升至v1，在一定時間后，再次測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，則說明陽極氣體供應(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)處理過程中電壓變化

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