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特斯拉豐田福特開放哪些壓箱專利

[摘要] 電動汽車業為了爭奪未來主流,不惜自廢武功開放專利爭取盟友,特斯拉、豐田、福特相繼開放了哪些專利?它們為何這樣做?它們真正追求的是什麼?
汽 車業為了爭奪未來主流,不惜自廢武功開放專利爭取盟友,先是特斯拉於2014年宣布開放電動汽車專利,以氫燃料電池汽車打擂台的豐田在2015年1月跟 進,宣布開放5600多項燃料電池相關專利供業者自由使用,5月底,福特也加入開放專利行列,宣布將開放所擁有的650多項電動汽車相關專利。
汽 車產業開放專利不是第一次,1959年福特汽車開放了安全帶科技,1970年通用汽車開放了觸煤轉換器科技……當前 ,電動汽車的市場占有率還是小眾,除了電池等關鍵技術進步,更重要的是充電站的設置和整個交通基礎建設的配套以及法規政策的支持,對於傳統汽車利益團體恐 怕是更要麵對的阻礙。特斯拉、豐田、福特相繼開放專利可以說一種顛覆式創新,遊戲規則的改寫將帶動整個電動汽車產業的進步,正如特斯拉CEO伊隆·馬斯克(Elon Musk)在2013年TED大會談到向心中的源頭探索時所說:“把問題抽絲剝繭到最基本的點,並從中去驗證而不是類推,從驗證過程中找到基礎的真理。”
福特汽車公司(Ford)表示,開放專利是因為“作為一個 產業,雖然業內彼此競爭,但也需要共同合作”,通過彼此分享創意,才能讓電動汽車產業能夠解決更大的挑戰,有助於讓產業變得更好,所謂更大的挑戰,也就是 與氫燃料電池車一爭雄長爭取主流地位。但是手段不同,福特還是希望可以從中獲利!開放專利組合的意思不是像特斯拉那樣告訴大家如果”善意”使用專利就不會 被告,福特分享研發技術給同業者,專利以授權與移轉為主。
福 特是電動汽車產業的重要製造商之一,旗下共有6個純電動汽車和混合動力車係列,包括福特Focus Electric、福特Fusion Hybrid、福特Fusion Energi插電式混合動力車、福特C-MAX Hybrid、福特C-MAX Energi插電式混合動力車,還有一款太陽能概念車。福特目前在此領域擁有超過650個專利及1000多個專利申請案。

福特在官方網站特別介紹了一些可提供給競爭者購買的重要電動汽車專利:
1.二次電池均衡充電方法及裝置[Method and Apparatus for Battery Charge Balancing (US5764027)]
這 項在1996年就提出的專利是關於被動性電池平衡技術:通過電阻器消耗電池芯的電量,以降低電芯的電量狀態,使其匹配電池組內其他電芯的電量。這項創新能 有效延長電池運行時間和整體壽命,同時也是第一個讓電池平衡能夠隨時進行,不限隻在充電時進行的發明,鋰離子電池因此能夠運用於電動汽車上。
這項發明在鋰離子電池動力車輛普及之前就已問世,而且相隔一段的很長時間,可謂超越時代的創新技術。這件專利雖然還有幾年就即將達到20年的專利權期限,但是福特在這件專利之後至少又提出了三件衍生的構想,並取得專利保護。
2.電動汽車輛隨溫能量再生製動係統[Temperature Dependent Regenerative Brake System for Electric Vehicle (US6275763)]
這項專利最大化了混合動力車通過再生煞車係統回收的能量,運作原理是通過改善正常摩擦煞車與再生煞車係統在特定氣溫下的交互作用,讓車輛能夠回收比以前更多的能量,一次充電可以行駛更長距離。
3.駕駛行為反饋界麵[Driving Behaviour Feedback Interface (US8880290)]
這項專利提供監控煞車和加速等傳動器輸入的係統和方法,以及能量消耗等車輛參數,幫助評估駕駛行為。回饋可以用以指導日後的駕駛行為,以利培養更佳的長期駕駛習慣,並且改善燃油經濟性。這項技術也運用於福特Focus等非電動車輛,協助駕駛者培養更佳的駕駛習慣。
若 是對福特的專利技術有興趣,可以通過兩個途徑進行接觸:一是通過福特技術商業化和許可辦公室(Technology commercialization and licensing office)辦理手續;二是通過AutoHarvest Foundation,後者是福特2012年創立的非盈利機構。福特目前沒有給出所有專利的具體價格,一名發言人稱,不同的專利價格各異,“部分數百美 元,部分要成千上萬美元”。
開放專利這一大動作也表明,福特在電動汽車與氫燃料電池車的大戰中已經選邊站,通過釋放專利,希冀推動電動汽車成為主流,顯示福特已經堅定的站在電動汽車陣營,成為特斯拉的盟友。福特的舉動也勢必起到示範作用,接下來有更多車企也許會加入開放專利的行列。

特 斯拉被視作當今電動汽車產業的領軍者,在電池、電子裝置和軟件領域均擁有很強的實力,專利總數大約為200項。CEO伊隆·馬斯克將這些專利都對外開放, “特斯拉不會對任何善意使用我們技術的企業發起專利訴訟。”盡管此舉在科技行業不算激進,但在競爭激烈的汽車行業卻十分罕見。宣布這一舉措之時,正值特斯 拉計劃建設美國最大規模的鋰電池工廠Gigafactory之際,除了為自己供應鋰電池外,還有可能尋找其他客戶。這也是為了給“超級工廠”創造市場。
馬 斯克認為,開放專利是因為很多汽車廠商都沒有開發長距離續航的電動汽車。多數車型每次充電後的續航裏程隻有100英裏(約160公裏)左右,不到 Model S最長續航距離的一半。特斯拉7年前開始宣傳首款電動汽車時,他原本預計電動汽車會有長足發展。但直到當時,電動汽車在美國汽車銷量中的占比仍然不足 1%。當他提出這個想法時,一些董事和管理者感到十分吃驚。但最終,他們還是同意了這個計劃。馬斯克並不認為此舉會帶來巨大風險。他表示,快速發展的企業 通常都能夠領先於自己的專利,吸引頂尖人才更加重要。“科技領導地位不是靠專利來定義的,而是靠一家公司對世界頂級工程師的吸引力來定義的。我們相信,開 源理念非但不會削弱特斯拉的地位,反而會加強我們的地位。”
除了汽車外,特斯拉還在建設高速充電站網絡,開放專利也有望提升超級充電站的利用率。

美國專利與商標局官方網站提供的信息顯示,特斯拉目前擁有專利獲準172件,另有107件公開專利,過去三年就有131件獲準專利。
以 專利類別來看,H01M(電池相關:用於直接轉變化學能為電能之方法或裝置,例如電池組),H02J(電力相關:供電或配電之電路裝置或係統;電能存儲係 統)為最多。由於特斯拉的業務主要就是以電動汽車製造為主,所以這兩個技術分類也可以作為研發電動汽車所需的核心技術能力的參考。從相關類別可以看到一些 主要申請人,也就是潛在特斯拉的競爭對手。比如在電力管理技術方麵,日本公司在H02J技術類別的申請人最多有:豐田、索尼、三洋,美國有通用汽車,韓國 的三星也在這方麵積極布局。電池相關的技術為韓國Samsung SDI、LG化學為分布最多的申請人,其他除了通用外都是日本公司。
1.電池管理(BMS)
電池管理是很大的一個概念,也是特斯拉專利最集中的地方。數據顯示,2008-2013年間,特斯拉申請的核心專利大多與電池安全控製相關。涉及到電池冷卻、安全、電荷平衡等係統。截止2013年3月,特斯拉申請的此類專利多達140多項,另有258項專利在審核中。
由 於特斯拉選擇的是能量密度高且工藝非常成熟的筆記本電腦常用18650電池,如何連接並高效管理超過7000枚電池,成為電池管理最為核心的技術。特斯拉 的電池管理係統從通過性能測試,篩選性能一致性、安全性較好的電池組開始,通過電池檢測實驗室,數據中心對18650電池溫度進行智能監控。
2.電機技術
電 機相當於發動機,和傳統的汽車三大件對應,也是核心模塊之一,有不少特斯拉獨創技術。其電機為自主研發的三相感應電機,擁有最優的纏繞線性,能極大減少阻 力和能量損耗。同時,相對整車,其電機體積非常小。特斯拉變速箱為單極變速係統,將交流感應電機產生的扭矩與車速進行最優匹配,比汽油變速箱加速性能更 好。
3.動力控製
特 斯拉通過對應的軟硬件係統,包括轉動變頻器、數字信號處理係統,控製電機扭矩和電池能量輸出,這是整車能量控製係統。通過高性能信號處理器將製動、刹車、 加速、減速等需求轉換為數字信號,控製轉動變頻器將電池組的直流電與交流電的相互轉換,以帶動三相感應電動機提供汽車動力。在特斯拉操作麵板裏,可以設定 牽引力控製,從而讓用戶在駕駛電動汽車的時候也能有起步緩行,鬆油門怠速這些汽油車的體驗特點。
4.動力回收
動力回收方麵,特斯拉係統的控製界麵也有相應設置,可以設為標準和較小兩個模式,標準模式下回收更徹底,初次駕駛的用戶可能會對鬆開油門後很快的降速有不適,所以一般設為較小,更為適應。
5.安全技術
特 斯拉通過電荷平衡係統和電池溫度管理係統,最大限度控製了電池安全隱患。電荷平衡係統是防止眾多電池中,有少數出現超出電壓上限和下限的情況。當電池組中 有電池出現過充、過放、溫度過高等情況導致電量與其他電池不同時,繼電器將能量在電池間轉移,防止電壓超過安全範圍,如果電池易變超出安全範圍,則斷開對 應的電源開關,將電池單體隔離。溫度管理係統則是通過熱敏電阻和光導纖維監測電池溫度變化。同時特斯拉還研發了一種雙模式冷卻係統,保證每個電池單體溫度 低於其安全值以下。
6.充電站技術
充 電站技術是特斯拉最為核心和亮點的技術,特別是低電壓高電流的超級充電站技術。由於其超級充電站輸入380-480V的電壓,最高能輸出335A,基本是 普通新能源車充電站10倍的電流,能夠跑500公裏的Model S P85車型,1小時就能充滿。如果這項技術能夠普及,等於是困擾新能源車充電速度的瓶頸得到了5-10倍的提升。特斯拉充電站技術,還涉及到太陽能和電網 並網試用。
7.操作係統
除了硬件本身,特斯拉采用的一整套操作係統和體驗邏輯,也都是前人所沒有嚐試的。所以特斯拉目前使用的車載OS上,也有很多特斯拉這十年沉澱下來的專利。從界麵設計到功能邏輯,如果被更廣泛地學去用,也將極大帶動新能源車的智能化步伐。
特 斯拉強調,任何人如果出於善意(ingood faith)想要使用特斯拉的技術,特斯拉將不會對其發起專利侵權訴訟。這不表示特斯拉會不保留地告訴你技術細節,隻是當你發現特斯拉的專利做法後,比如 拆解分析到了電池組的排列方式,也學習同樣的做法,特斯拉不會發起專利訴訟,所以要免費使用特斯拉專利,也要看你是否能參透並有能力使用上。

2015年1月6日,日本豐田宣布麵向其他廠商無償提供5680項燃料電池相關的技術專利授權,包括燃料電池、儲氫罐、電池控製係統等方麵的技術專利,此舉是為推動以氫為主要燃料的電動汽車推廣和普及。

豐 田稱,在2020年底之前,無償授權的專利技術約為5680項,包括有已經完成申請和正在申請中的專利,其中燃料電池組的專利約1970項、燃料電池控製 係統專利約3350項,高壓儲氫罐的專利約290項,這些專利均是研發氫燃料汽車所需要的技術,為加快氫能源站的普及,約70項氫能源供給專利將無限期免 費授權。在免費為其他廠商提供專利授權的同時,豐田也希望其他廠商能夠實現專利共享。
在新能源車研發方麵,豐田對相關專利一直持開放態度,在收取一定授權費後向外授權,為推廣燃料電池汽車,豐田的作法更為積極,借由開放專利技術來推動氫能源電動汽車的普及。
新能源車企緣何頻頻開放專利?
在 沉寂了近半年後,新能源汽車領域的平靜再次被福特打破了。近日,福特決定向競爭對手有償開放旗下與電動車相關的專利。福特表示,為了更好地推動電動車技術 的研究及行業發展,公司決定開放15類電動車相關的專利。值得關注的是,與特斯拉和豐田不同,福特此次專利公開采取了有償專利許可的方式。

福特新能源汽車專利申請在2006年大幅度增長;美國、德國、英國、中國是福特主要專利布局市場;其核心技術有助於解決電動車發展瓶頸。
盡管福特並未對公眾透露本次開放專利的具體內容和數量,但作為全球車企的翹楚,人們更關注其在新能源汽車領域的專利實力。
進 行專利文獻檢索發現,截至2015年6月4日,福特在電動車技術領域共提交專利申請2500件左右。從申請時間上看,自2006年開始,福特開始大規模在 電動車領域布局專利,此後5年間,福特在專利申請量上一直保持平穩的態勢,在2011年前後,專利申請數量開始有了較為明顯的大幅增長。筆者認為,此發展 脈絡基本上與福特整體的技術發展策略吻合,因為正是在2006年,福特開始對公司產品線做大規模的調整,逐漸將公司的研發重點由高燃油車型向環保車型轉 變,將電動引擎和智能儀表盤等技術作為研發的重點,並且在2011年,開始成功量產電動車。
從 專利地域分布上看,福特提交的上述專利申請大多是在美國、德國、英國、中國以及歐洲專利局等提交,福特是美國第二大汽車企業,在美國本土的專利布局自然是 重中之重。另外,歐洲市場曆來是車企爭奪的重點,最近兩年,福特在歐洲的業務年增長接近10%,歐洲地區成為福特業務開拓和技術布局的前沿地帶。而中國作 為目前全球最大的新興汽車消費市場,福特肯定不會錯過這個業務擴展的好時機。
從專利技術分布來看,福特關注的技術點集中在車輛電池管理、車輛控製技術,以及車輛電機控製和管理等方麵,基本上覆蓋到了動力係統、操控係統等車輛的主要技術環節。
此 外,筆者在對福特專利的技術領域進行分析時注意到,福特在核心專利的布局上也可圈可點,在車輛電池平衡管理、溫控反饋製動以及駕駛行為監控和反饋方法等方 麵都有涉及。例如,“一種用於電池充電平衡的方法和設備”的專利(專利號:US5764027),該技術能通過電阻器實時地調整電池的充電、放電狀態,以 維持電池組間的平衡,有助於解決目前困擾電動車發展的兩個難點:電池壽命和續航問題。可見,其對行業整體技術發展的貢獻不容小覷。另外,這項技術還首次將 鋰電池成功應用在電動車上,而福特在研發出此技術很久以後,裝載鋰電池的動力車才真正在市場上普及。

福特通過開放專利,可增強自身地位;對業界能起到警示效應;同時有利於自身技術在產業中傳播;通過正麵宣傳,贏得積極形象。
此 前,特斯拉承諾將公司所有專利向公眾免費開放,豐田雖然限定了開放時間為2020年之前,但也是承諾公眾可以免費使用其相關專利。而此次福特卻采用有償的 方式提供專利。在筆者看來,這體現出了福特善於進行專利資產挖掘和交易的特點,這一點從福特最近與RPX、LOTNET以及高智等公司的合作中可以看出。 從這個角度看,與其說是福特向公眾開放專利,實則更像是一場專利產品推介會,更何況它還擁有AutoHarvest這樣的專利交易平台。
到 底是一場專利產品推介會,還是出於“分享技術,共同發展,共推優質產品”的目的,抑或是二者兼而有之,都還需要時間來檢驗。不過,商業公司畢竟要生存和發 展,利益也決定了其不可能“無利早起”。為此,筆者將從行業布局、專利策略、營銷效應、以及宣傳策略等方麵透視福特的“開放專利”。
據 悉,自2015年初豐田宣布公開5600多件氫能源車的相關技術的專利後,豐田在新能源車市場的熱度繼續攀升,其普銳斯等新能源車型幾乎占到北美地區 2/3的市場份額。此外,寶馬等車企也宣布了自己的新電動車技術。可見,越來越多的創新者或新入者加入到新能源車的研發中,勢必會影響市場原有的利益格 局。福特通過開放專利,與更多的企業合作,讓自己的技術更多地滲透到行業中去,逐漸增強自身在整個行業中的地位,最終實現獲益的目的。
其 次,福特通過有償方式開放專利,使其電動車領域的專利起到更好地公開和警示效應。這樣,一方麵能更好地避免因不了解福特電動車技術專利的覆蓋範圍而導致的 惡意侵權;另一方麵,一旦上升到侵權訴訟的地步,專利的提前公開也能削弱惡意侵犯專利權利要求的說服力,更有效地保護福特的專利不受侵權官司的困擾。
再 者,在整個電動車產業供應鏈上,盡管大公司“挑大梁”,但也不乏很多中小企業的身影,如何將它們更有效地整合進自己的供應鏈中就顯得尤為關鍵。通過這次開 放專利的營銷,使每個對福特技術感興趣的企業都能與其建立良好的溝通,強化了福特的技術在整個電動車產業中的傳播,更使電動車技術擴散效應向著鏈鎖化、交 流化以及帶動化的方向發展,最終提高福特技術研發過程中的話語權。
最 後,從正麵宣傳上,福特通過此次開放專利,在整個業界樹立起一種積極的正麵形象。對於福特來說,這種正麵宣傳效應為公司帶來的價值可能比短期內收取的專利 許可費價值還要大,尤其在專利訴訟中的作用非常明顯。因為在當前環境下,強大的專利組合裏的專利和專利權人經常會存在爭議,如果公司表現出一種技術共享或 是合作的態度,盡管專利存在獨占性的特點,也較容易被業內人士認可和接受。
那 麼,麵對新能源汽車送來的“免費午餐”,相關企業應該持什麼態度呢?事實上,對於企業而言,專利免費策略有時更多的是技術或市場在遇到發展瓶頸時的一種自 發的生存策略,一種改變舊有模式希冀成功的“推動力”。麵對免費專利,雖然在使用過程中有時會增加某些附加條件,但在正確分析自身的情況下,適當借鑒企業 分享的技術大餐,既能適當降低企業的研發成本,也能更快地抓住行業技術發展的脈絡,更快地實現產業鏈的融入和市場的接納。不過,相關企業在享用“大餐”的 同時,也要注重自身技術的研發和創新,加強專利的積累以及自身專利體係的構建,以便在可能突然“斷糧”的情況下,做到遊刃有餘。(來源於:中國知識產權報 作者:白逸群)
法律科普貼:關於開源專利與標準必要專利
特斯拉與豐田願意把自己辛苦累積的專利無償對外開放,說穿了就是要競逐標準必要專利(standards-essential patents,SEPs)的地位。這種策略是通過累積大量的專利組合,並將其作為杠杆工具來運用,以協助他人借建立配套設施與內部相關產業規模,而使得你的創新產品成為可行的商業產品。因此,在進入一全新的創新領域時,充分取得大量的專利組合將會是值得的。
豐 田汽車日前在2015年的CES展上宣布,其所擁有的5600多項燃料電池以及相關專利,都可以在免收授權金下自由使用。這個作法是跟隨著特斯拉去年的相 同/類似商業策略而來。在直覺上,這種策略似乎違背了阻止他人進入市場,或是借著授權金來獲取利益等等之傳統的專利原則,我反而認為這是一種很好的商業策 略,這樣做除了可以取得正麵宣傳的效果,他們也需要使其他人願意在更大的產業體係中,提供其等之產品所需的支持係統(以汽車產業而言,包括加油站與其他相 關行業),並為其等之產品(氫燃料電池與相關車輛)的銷售提供一個更為可行之未來的商業模式。
這 種策略是通過累積大量的專利組合,並將其作為杠杆工具來運用,以協助他人借著建立配套設施與內部相關產業規模,最終使得你的創新產品成為可行的商業產品。 因此,在進入一全新的創新領域前,首先要注意的是,充分取得大量的專利組合將會是值得的。其他值得留意的是,第一批試水的公司最有可能由未來的產業中收割 成果。這是因為每個產業總是自然地轉往盡可能提供涵蓋免授權金之專利的標準上。因此,豐田或特斯拉所提供的專利中,未來將有很大的機會成為標準必要專利。
不 采用由一個或更多個標準必要專利所涵蓋之標準來製造現代化技術產品,例如大多數現代化數字電信產品,是不可能的。標準必要專利與對標準而言非必要之專利 (非標準必要專利,non-SEPs),例如保護一個發明的設計特征之歐洲設計專利是不同的。這是因為,公司企業一般來說可以研發不會侵犯非標準必要專利 的解決方案,然而他們並無法針對於標準必要專利來進行回避設計。
標 準必要專利是一種特殊的專利類型,因為其等對於所涵蓋之技術來說是不可或缺的。從某種意義上來說,標準必要專利比起其他專利,在其等之壟斷排他範圍效力上 是較為受限的,因為其在特定的產業上,會受到反壟斷法的影響。在歐盟的情況中,歐盟委員會(具有非常強之反壟斷權力)已經針對於哪些標準必要專利,可以進 行訴訟與管理(授權)而建立了一些指引。同樣地,美國司法部與美國專利商標局,已經針對於可以預期標準必要專利能夠做到哪些事情,建立了一些準則。標準必 要專利基本上隻能在某些情況下,才可以提起訴訟並基於F/RAND原則(公平或合理並且非歧視性的條款)進行授權。但是,由於標準必要專利所擁有的巨大商 業力量,這些限製情況有時是徒具形式的。
有 趣的是,本文提及的豐田與特斯拉已經繞過成為標準必要專利的步驟,而讓這些專利成為免除權利金(甚至是基於F/RAND原則下)的開源專利。有人可能會認 為這是跟隨其他領域的做法(以往的範例有穀歌與高通);然而,這仍然是非常有趣的商業策略,因為這是首次由電信和電子產業以外的大玩家來進行。我相信他們 在評估策略時,已經認定取得F/RAND條款(基於成為標準必要專利而衍生)對於氫燃料電池與電動汽車領域任何未來的發展可能會過於沉重,同時也認為自己 的專利組合可能會不利於該產業開花結果,進而危及生產線之可能的獲益。
另 一方麵,基於他們對這個產業的整體投資,未來在該產業中之任何其他標準必要專利,都將難以被用來與之對抗(豐田與特斯拉並沒有放棄專利權,隻是說這些是免 授權金的)。因此,他們可以運用目前所持有的專利組合,來確保自己在未來的任何氫燃料電池與電動汽車的商業地位。這項賭博是否可以獲得回報還有待驗證,但 是有趣的是,由於這些產業變得更加的技術化,取得該產業之知識產權組合與知識產權策略,對於在該產業中生存甚或是開始進行商業行為來說,將會是越來越重要 的。
日期: 22/6/2015
來源:海德網

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