丰田燃料电池车专利申请量占据全球第一，在各个领域均有专利布局

丰田汽车作为燃料电池车先进技术的代表，其燃料电池车已经历经3代技术研发，并首次推出了量产并在全球出售的燃料电池车。其专利申请量占据全球第一。从燃料电池产业专利布局技术发展历程来看，丰田最早于1922年开始进行燃料电池汽车技术的研发，1993年开始申请相关专利，到2014年开始可以量产氢燃料电池汽车Mirai，此过程历经22年，期间还发布了多款概念车和氢燃料电池混合动力汽车。丰田在氢燃料电池系统技术各个领域均有专利布局，技术非常全面。

丰田氢燃料电池系统全球专利申请示意图

从图中可以看出，丰田在2007年左右氢燃料电池领域的专利申请量达到顶峰，这也可以推测出丰田是在2007年左右在氢燃料电车技术领域开始取得许多重大突破，核心关键技术开始掌握，为后来的氢燃料电池汽车的量产奠定了重要基础。进一步分析可发现，2014年在丰田推出量产车时，丰田的专利技术布局绝大部分已经完成，核心技术领域的专利申请布局达到世界先进水平。此时专利申请量达到了5315件，占据总申请量的84%，而截至2019年总共申请了6317件。虽然在2014年后的专利申请在2017年达到了416件，但主要集中在控制系统和电堆系统等领域，是解决实际应用中发现的问题而申请的。

对比国内，此时我们正在准备开始实施锂电领域的十城千辆工程（2009年开始实施），并在燃料电池领域开始有所布局，但是真正能做氢燃料电池领域的机构少之又少，直至如今，我们还需要在氢燃料电池的关键技术（如膜，催化剂及电堆，控制等领域）取得真正实质性突破。

丰田氢燃料电池系统主要关键技术领域全球专利申请示意图

研判丰田氢燃料电池系统在具体关键技术申请专利发现，丰田在电堆领域的催化剂，质子交换膜，扩散层和双极板，其他等总共申请专利占据总量的54%。而这几个技术点正是电堆系统的核心技术领域，并在控制系统和密封技术上同样有较多的专利申请量，同样这也是在2007年左右完成布局的。往后看，丰田的专利技术布局主要集中在控制系统等领域，这主要是因为在解决了核心材料等技术问题后，氢燃料电池车的集成控制技术成为了当前主要问题，并基本在2017年之前完成了主要的技术布局。从2014年到2017年，历经了3年的后期技术领域完善。

丰田专利申请主要共同申请人

技术分支

共同申请人

密封等其他零部件

爱信精机株式会社

催化剂

株式会社科特拉

控制系统

爱信精机株式会社，株式会社电装双极板

日新制钢株式会社

扩散层

爱信精机株式会社

此外，从丰田专利共同申请人来看，丰田在密封等其他零部件、催化剂方面与日本本土相关领域的强企业有密切相关的合作，核心技术都是来自于日本本土企业。丰田作为日本氢燃料电池汽车成功量产的典范，其与本土上下游企业的密切合作模式值得我国相关领域企业借鉴。

值得一提的是，在密封零部件方面，爱信精机株式会社与丰田合作研发共同申请专利数量最多。爱信精机株式会社是一家全球专业从事汽车零配件公司，其中丰田拥有该公司22．2%的股份，也是Mirai 燃料电池系统零部件主要供应商。在催化剂方面，株式会社科特拉与丰田的合作较为紧密。株式会社科特拉成立于1967 年，为全球客户提供净化空气和水的触媒和活性炭产品，在混合动力车、汽柴油车等汽车尾气净化用触媒方面，该公司技术领先。在控制系统方面，除了爱信精机，还有株式会社电装与丰田合作紧密。株式会社电装是全球顶级汽车零部件及系统供应商，成立于1949 年，在环境保护、发动机管理、车身电子产品、驾驶控制与安全、信息和通讯等领域，成为全球主要整车生产商的合作伙伴。电装为日本燃料电池汽车Mirai 燃料电池系统开发了冷却系统中的散热器、水泵、加氢系统中的氢罐等。在双极板和扩散层方面，除了爱信精机株式会社，丰田与日新制钢株式会社也有共同申请。日新制钢株式会社日本著名的钢铁企业，在金属双极板技术领域与丰田展开了6 项合作申请。

总结：丰田已构建全产业链，技术领先，技术路线明确。特别是丰田与本土上下游企业密切合作的经验值得我国企业借鉴。总的来说，丰田在氢燃料电池汽车全领域内同时进行研发布局，在氢燃料电池汽车的自主产业化布局早，周期长，实力强，对外形成了一定的技术壁垒。

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