前言

随着经济的增长、可持续发展的推进以及人类环保意识的增强，新能源汽车产业已成为世界各国竞相追逐的热点产业，有望成为新一轮经济的增长点。

汽车模型图示

随着我国经济从高速增长阶段向高质量发展阶段转变，关键核心技术的缺失将遏制我国经济发展，准确识别新能源汽车领域的核心技术可以帮助国家和企业更加科学地实施战略技术布局。

从而抓住市场机会，掌握关键核心技术，全面增强新能源汽车在市场中的竞争力，进而推动我国新能源汽车产业高质量发展。

本文通过完善新能源汽车产业核心技术的识别方法，在分析关键技术的同时优化布局现状，明确产业未来发展研究方向及关键技术的优势。

新能源汽车核心技术识别研究理论基础

随着国际化竞争的日益激烈，核心技术逐渐成为支撑企业发展的基石，为了能以核心技术为基础来进行战略布局，必须具备识别核心技术的能力。

据统计，每年约90%新的发展创造是通过相关专利挖掘的核心技术。技术专利作为核心技术的主要载体，可以直接影响核心技术识别的准确性。

因此在开展核心技术识别时，应该加强对专利信息的处理与评判。就目前而言，最常用的专利挖掘方法可以分为以下三类：

一是通过专利引用关系进行专利深入挖掘；二是通过挖掘专利文本信息，并采用自然语言处理的方式来获取专利相关数据；三是通过专利分类号来进行专利共类分析。

在核心技术识别中，结合实际需求选择适合的专利挖掘方法，可以最大限度地提高核心技术识别效果。

从国家科技重点领域识别的角度出发，虽然重点领域的技术识别并没有统一的方法，但是可以通过德尔菲法、文献计量法等方法进行综合分析。

利用专利相对指标体系进行技术分析，并借助创新投入强度来实现对区域竞争力的判断。在新能源汽车的核心技术识别过程中，只要能够结合实际情况来判断切实可行的分析方法，就可以借助不同方式来识别核心技术。

汽车充电图示

新能源汽车核心技术识别研究实证分析

核心技术是创新发展的先决条件，精准识别核心技术是开展各项活动的关键。由于核心技术通常并不会以特定形式出现，所以必须采用切实可行的方法来实现技术深度挖掘。

整体框架设计

数据库相关资料

如图所示，本文提出的核心技术识别方法主要包括：首先数据收集及预处理，其次运用apriori算法获取新能源汽车领域研究热点，再次对识别出的热点领域构建技术相似性矩阵并结合技术发展趋势对核心技术及潜力技术进行识别，最后运用RPA法对各国新能源汽车的技术战略布局进行研究。

识别方法

目前，行业中对于新能源汽车核心技术识别的研究方法主要包括：关联规则分析、技术距离分析、专利组合分析以及核心技术趋势分析。

关联规则分析通过挖掘不同技术之间的潜在关系来实现技术识别，技术距离分析是从技术共类分析角度出发，在进行核心技术识别时，应优先考虑衡量技术距离及测量相似性。

专利组合分析是利用专利信息进行技术投资组合分析。本文借鉴这种分析方法，依据专利技术的“技术相似度”和“技术丰富度”对核心技术进行识别。

技术丰富度图片

如图所示，横轴表示新能源汽车技术相似度，纵轴为新能源汽车技术丰富度。

第一象限的技术特征为高技术相似度和高技术丰富度，是当前研究热点及主流技术。第二象限的技术特征为低技术相似度和高技术丰富度，落在该区域的技术一般为推动该领域技术发展的动力源泉，通常需要重点关注，因此本文称为潜力技术。

第三象限的技术特征为低技术相似度和低技术丰富度，落在该区域的技术有可能是可以忽略的非核心技术，也有可能是刚刚出现未来有可能发展成为潜力技术与核心技术，此区域的技术需要结合技术的发展趋势进行判别。

第四象限的技术特征为高技术相似性和低技术丰富性，表明该技术具有一定的重要程度，但并未显现出其支撑其它研究领域发展的特质。存在于该象限的技术需要结合其发展趋势仔细甄别，因为其中有些技术未来很有可能逐渐发展成为核心技术。

排名前十新能源汽车专利申请趋势变化

核心技术趋势分析是指在识别核心技术期间，每年相关专利技术的情况都会发生改变，这种变化在一定程度上反映出当前技术的受关注程度。

如果相关专利技术发展呈正向趋势，就意味着该技术属于当前研究领域的热点技术。

通过分析专利技术，引入经验模态分解法（EMD），可使获得的技术增长趋势数据更加准确。结合专利技术的发展趋势实现对专利数据的深入分析，可显著提高核心技术识别准确程度。

为了获得新能源汽车研究领域的热门技术，我们使用apriori算法来提取新能源汽车研究领域的所有技术的关联规则。

如上表所示，通过设置最小支持度为0.01，最小置信度为0.3的标准共识别出了101项热门技术，随后根据技术相似度公式构建出101×101的新能源汽车技术相似性矩阵。

识别分析结果

如下图所示，通过技术相似矩阵可以计算出各热门技术的技术相似度和技术丰富度。本文以技术相似度与技术丰富度均为标准对所有热门技术进行专利组合分析，初步识别出新能源汽车研究领域的核心技术和发展潜力技术。

二维象限关键技术识别

为了更加准确的识别新能源汽车研究领域的核心技术，本文在考虑技术相似度与技术丰富度的基础上增加技术增长趋势，最终识别出新能源汽车领域的核心技术。

具体方法为首先提取各热点技术的逐年申请数量，随后使用经验模态分解（EMD）提取出各热点技术的发展趋势。

然后根据获得的各技术总体变化趋势数据，采用最小二乘法拟合出各技术的回归趋势线，并提取出各直线的回归系数来表示各技术领域的变化趋势情况。

最后结合技术相似度与技术丰富度数据实现对新能源汽车核心技术的识别。

EMD信息分解

如上图所示，以B60L-011/18技术为例，通过经验模态分解可以将B60L-011/18技术的逐年申请数量的高频分量和低频分量分开。

其中分量IMF1、IMF2，依次代表了该技术申请数量的高频分量到低频分量，IMF1为最高频分量。

Res(最低频分量)则代表了该技术申请数量变化的总体趋势，可以看出B60L-011/18的专利申请数量总体上呈现上升趋势。

核心技术识别

新能源汽车核心技术识别结果如表所示，可以发现新能源汽车核心技术主要分布在电池（H01M-010）和电池电极技术领域（H01M-004）。

其中锂蓄电池技术（H01M-010/052）的增长系数最高，表明锂蓄电池技术近期发展迅猛，是新能源汽车技术研究的焦点。同时该技术也具有较高的技术丰富度，说明该技术是许多研究领域的基础，正不断推动其它领域技术发展。

二次电池制造（H01M-010/058）、非水电解质蓄电池的电极制造（H01M-004/13）、无机化合物电极（H01M-004/58）等技术具有较高的增长系数。

表明电极研究相较于电池研究近年来发展更为迅猛，该研究领域未来仍是新能源汽车领域的研究热点。

表中右侧是通过高技术增长系数，低技术相似性和高技术丰富度识别出的新能源汽车领域具有发展潜力的技术。

可以发现相较于核心技术领域，发展潜力技术的研究领域增加了电力牵引（B60L-011,B60L-015）、控制技术（B60W-010，B60W-020）、测试装置（G01R-031）和充电装置（H02J-007）。

其中电池供电技术（B60L-011/18）技术增长系数最高，并且具有较高的技术丰富度，表明该技术近期发展势头迅猛，多种技术与该技术结合取得了大量的研究突破，获得了丰硕的研究成果。并且电池供电技术为近期突然出现的研究热点，未来很有可能发展成为核心技术。

与该技术发展特征相似的还有电池保持装置（H01M-002/10）、电池组充电（H02J-007/00）、电池结构与制造（H01M-010/04），这些技术均保持较高的技术增长和技术丰富度，未来很有可能发展成为新能源汽业领域的核心技术。

三四象限高增长率技术

为了对新能源汽车领域技术发展进行全面了解，本文对具有高技术增长系数并存在于2维专利组合分析三、四象限的技术进行了筛选。

通过上表可以看出第四象限中具有高技术增长系数的技术有三个，分别是溶质电池技术（H01M-010/0568）、使用金属、硅或合金制造电极（H01M-004/134）和电池温度控制（H01M-010/60）。

这三项技术具有较高的技术相似度和增长系数，体现了其重要程度，同时这些技术的丰富度接近于平均值，表明具有发展潜力，未来很有可能发展成为核心技术。

筛选出第三象限的主要研究领域涉及电动车辆辅助装备供电（B60L-001/00）、动力装置蓄电器（B60K-001/04）、电池端盖制造（H01M-002/04）、电管充气选择（H02J-007/02）、车辆牵引系统（B60W-030/18）、非水电解质蓄电池（H01M-010/40）。

这些技术处于第三象限，可能是新能源汽车领域中的非核心技术，但这些技术的增长系数高于平均值，表明近期发展势头迅猛表明这些技术更有可能是新兴技术，未来有可能发展成为新能源汽车领域中的潜力技术与核心技术。

新能源汽车排名前十国家

新能源汽车核心技术战略布局研究

为了更加清晰的观察中国在新能源汽车核心技术研究投入现状，本文运用专利相对优势指标法（RPA）识别出我国新能源汽车领域的重点研究领域。

本文根据公式选择新能源汽车专利数量排名前 10 位的国家作为特定国家，将识别出的核心技术和发展潜力技术的国家专利分类号（IPC）作为“特定技术”，计算出各国的核心技术和未来潜力技术的 RPA 值。

中国高 RPA 核心技术

通过上表，可以看出新能源汽车领域 20 项核心技术中，我国在电池冷却或保持低温（H01M-010/613）、车辆电池应用（H01M-010/625）、活性物质、活性体、活性液体的材料的电极（H01M-004/36）、碳材料电极（H01M-004/133）、混合氧化物电极（H01M-004/131）和无机氧化物或氢氧化物电极（H01M-004/48）具有较高的 RPA 值。

表明这些研究领域是我国在新能源汽车核心技术的投入重点，现已取得一定技术优势。

此外可以发现锂离子电池（H01M-010/0525）具有很高的增长系数，但相较于其他技术我国在该技术的 RPA 值比较低，这表明锂离子电池技术是近期各国竞相追逐的研究热点。

我国在该领域已进行一定的投入，并取得了可喜的研究成果，但仍需继续加大研发投入从而占领技术制高点，获得竞争优势。

结合变化趋势可以发现，在全球 9 项快速增长的核心技术（增长系数大于 20）中我国有两项技术具有较高的 RPA 值。

分别是：混合氧化物电极（H01M-004/131）和活性物质、活性体、活性液体的材料电极（H01M-004/36），这表明我国在混合氧化物电极技术和活性物质材料电极方面具有较高的技术优势，是我国在电池电极研究领域的重点研究领域，同时也是该技术快速发展的核心贡献国家。

中国高 RPA 潜力技术

通过上表可以看出新能源汽车领域 21 项发展潜力技术，中国车辆使用初级电池、二次电池或燃料电池供电（B60L-011/18）、车辆电动机控制（B60L-015/20）等 7 项技术的 RPA 值大于零，这表明中国具有相对技术优势。

结合技术变化趋势，我国在车辆使用初级电池、电动力单元控制等 6 项技术上具有较高的技术增长系数，表明新能源汽车的车辆控制系统和电池安装供电是我国的重点研究领域，并且这些研究领域发展迅猛，未来有望成为核心技术。

同时在全球 10 项快速增长的潜力技术（增长系数大于 20）中我国有 5项技术具有较高的 RPA 值，这表明了我国已经在新能源汽车领域布局了未来研究的核心技术，集中优势力量进行攻克，已经取得了可喜的研究成果。

核心技术对比热力图

如图，对比分析韩、美、日、中四国专利分布状可以看出，中美两国的 RPA 值正负变化基本一致，即战略布局比较相似，且在电池冷却或保持低温（H01M-010/613）和车辆电池应用（H01M-010/625）两项技术处于绝对领先地位。

而在电极制造方法（H01M-004/04）等技术领域，只有日本的 RPA 值为正，这表明日本在新能源汽车核心技术领域不仅投入面广还拥有独特的技术优势领域。

结合日本新能源汽车技术专利的申请数量，更加显示出日本在电极制造方法等核心技术领域拥有绝对技术优势。

韩国基本布局了新能源汽车所有的核心技术领域，但韩国并未具有 RPA 值较高的核心技术，这表明韩国在核心技术领域的技术分布广，各个领域均有涉及，没有明显的技术短板，发展较为均衡。

潜力技术对比热力图

通过潜力技术对比发现：与核心技术相比各国在发展潜力技术的技术布局就显得各有千秋，各国都拥有自己的技术优势领域。

韩国的技术布局与中美日三国有较大的差异，在电池箱、套或罩制造（H01M-002/02）、安装架制造（H01M-002/10）等技术领域。

中美日三国的 RPA 均为负值，仅有韩国为正值，体现了韩国在这些技术领域具有较高的技术优势。

考虑到韩国在新能源汽车领域专利的申请总量情况，表明韩国在新能源汽车非活性部件的结构零件或制造方法领域具有绝对的领先地位。且可以看出中韩两国在新能源汽车潜力技术的技术布局基本互补。

为了我国新能源汽车产业的发展，我国企业应多与韩国企业建立合作，加强学术交流，交流技术经验，通力合作从而实现中韩两国双赢，为我国未来技术竞争占据有利态势。

结语

本文从“技术相似度”“技术丰富度”和“技术增长趋势”三个视角来对核心技术进行识别，从而更加全面的对核心技术进行快速识别。

帮助国家和企业更加科学地实施战略技术布局，从而抓住市场机会，掌握关键核心技术，进而推动我国新能源汽车产业高质量发展。

文中运用专利相对优势指标法计算各国核心技术与发展潜力技术的 RPA 值。结果发现，我国在核心技术领域 RPA 值为正的技术有电池冷却或保持低温、车辆电池应用、锂离子电池和碳材料电极等。这些技术是我国在核心技术领域的研发重点，具有一定的竞争优势。

此外，对比韩国、日本、美国各国家的核心技术布局情况，可以发现中国新能源汽车核心技术的布局、发展趋势与美国较为接近。

为了在国际竞争中拥有更多主动权，应加强与韩日两国的技术合作，以获取更全面的技术发展。

通过对核心技术识别方法与战略布局进行分析，可以从不同维度加深对核心技术的认知，明确核心技术的未来发展方向，让更多的科研和技术人员意识到核心技术的价值，促使我国新能源汽车产业发展得更好。

参考文献：

《高速列车核心技术识别及演变特征》

《技术领域维度下相对技术关联度研究》

《东北亚集成电路专利核心技术和创新主题识别研究》