特斯拉开放电动汽车专利深度分析 利用特斯拉专利能走多远?

国家知识产权局 综合报道

2014年6月12日,特斯拉公司首席执行官埃伦·马斯克发布的一篇名为《我们的专利现在属于你们了(All Our Patent Are Belong To You》的博文在业界引起了巨大反响。为了分析特斯拉公司实行这一专利开放策略的深层次原因,国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心电动汽车、电池领域的审查员利用业余时间,对特斯拉公司在全球范围内的专利申请进行了深入分析,以剖析特斯拉公司专利开放策略对纯电动汽车技术领域产生的影响。本报在此特别刊出,希望带给读者思考和启发。

特斯拉公司开放电动汽车专利深度分析

在全球提倡节能减排的大背景下,电动汽车的研究和应用成为汽车工业的新热点。全球范围内备受瞩目的美国特斯拉汽车公司(下称特斯拉公司)自2003年起投入纯电动汽车的研制,以豪华、智能和环保作为卖点,从2008年交付第一款纯电动跑车Roadster开始,就在全世界刮起一阵高端纯电动汽车的旋风。

然而,就在业界普遍认为特斯拉公司领跑全球电动汽车技术、逐渐形成产业优势时,2014年6月12日,特斯拉公司CEO埃伦·马斯克宣布,为了电动汽车技术的发展,特斯拉公司将开放其所有专利技术,任何人出于善意想要使用这些专利技术,特斯拉公司将不会对其发起专利侵权诉讼。这一事件引发了人们对其开放纯电动汽车专利策略的大讨论。特斯拉公司开放的专利具体涉及哪些领域?该如何善意利用这些专利?特斯拉公司开放专利技术的目的是什么?本文将对这些读者关心的问题进行分析。

特斯拉提交了多少专利申请?

笔者使用国家知识产权局专利检索与服务系统,以申请人、发明人、关键词及IPC(国际分类号)为入口在中英文专利数据库中进行了检索。检索结果表明,截至2014年6月21日,特斯拉公司在全球范围内共公开了相关专利申请271项,其中发明专利申请263项,外观设计专利申请8项。从图1中所示专利申请时间分布的整体趋势来看,特斯拉公司从2005年开始提交专利申请,初期申请数量较少,2009年达到最大申请量62项,可以看出其前期的投入在5年后才取得突破性进展,该公司也由此赢得了最佳融资时机,于2010年在美国上市。随后该公司一直保持着较高的年专利申请量,每年的申请量均在40项以上。由于专利申请公开需要一段时间,2013年和2014年提交的专利申请数据目前还不能从数据库中获得,因此图1中显示的2013年和2014年申请数量较少。

从检索到的专利数据可以看出,特斯拉公司的8项外观设计专利申请全部是在2012年提交的,该公司在发展初期并未提交外观设计专利申请,且在其实现量产的2008年仍然未就外观设计提交相关专利申请。其外观设计专利主要涉及轮毂、整车外形、车门、内饰显示器、座椅及充电连接器方面,其中轮毂外观设计专利3项,其余外观设计专利均仅为1项。从特斯拉公司的全部专利申请量来看,其外观设计专利申请仅占3%,说明虽然特斯拉公司的独特外观设计改变了很多人对电动汽车的印象,但其并未将外观设计保护作为其专利布局的重点,这与其进入汽车行业时间较短,在车型设计方面积累较少不无关系。值得注意的是,从目前公开的专利申请来看,其在中国并未提交外观设计专利申请,这意味着中国汽车厂商在进行汽车外形设计时,可以参考其外观设计元素。

图2显示了特斯拉公司专利申请区域分布情况,从图中可知,其263项发明专利申请主要集中在美国,并且其中有183项仅在美国提交了专利申请。由此可见,特斯拉公司将美国作为其最重要的市场。

除美国本土外,还有30.5%的专利申请(80项)进入了除美国以外的其他国家或地区。进入最多的国家或地区依次是欧洲、日本,但数量上明显少于在美国提交的专利申请,由此可见,特斯拉公司已经开始将欧洲和日本作为即将开拓的市场。特斯拉公司在中国的专利申请相对较少,总数仅为8项。

在专利授权方面,特斯拉公司在美国有263项发明专利申请,其中141项获得专利授权,其他仍处于未决状态。在欧洲的68项专利申请中,有8项已经获得专利授权,而在日本的52项专利申请中有24项已经获得专利授权,授权率高达46%。在中国的8项申请中有3项已经获得专利授权。

对检索到的专利进行阅读标引和技术分析,得到图3所示的专利申请技术构成图。可以看出,特斯拉公司的专利申请主要涉及电池管理系统(包括电池组的充电控制、温度控制以及电流控制)、电池组结构、车体结构、动力系统、操作界面、整车控制等领域,其中在电池管理系统、电池组结构、车体结构领域,其提交的专利申请量较大。在特斯拉公司擅长的电池管理系统领域,其专利申请量达到125项,占其总发明申请量的47.5%。该公司在电池组结构方面的专利申请也达到了52项,可以看出,特斯拉公司在电动汽车电池方面投入的科研力量最大,与电池相关的专利申请已占总申请量的67%。与此同时,由于特斯拉公司开发的纯电动汽车与传统纯电动汽车不同,其在车体结构、动力系统和操作界面等领域也有一定投入。

针对电池管理系统进行深入研究可以看出,特斯拉公司的研发主要集中在充电控制、温度控制以及电流控制方面。专利申请数量最多的技术方向是充电控制方向,共计72项,占总申请量的27%。值得一提的是,特斯拉公司在对电池组温度控制以及电流控制提交的专利申请占总申请量的22%,且其还积极推进建设特斯拉公司专属超级充电站,可以实现在20分钟内完成充电50%。另外,特斯拉公司已经开始向其他汽车厂商提供电动汽车动力系统解决方案,这反映出特斯拉公司对这一领域的研究投入了较多的技术和资金。

特斯拉拥有多少专利?

埃伦·马斯克宣布特斯拉公司将开放所有专利技术,那么特斯拉公司真正拥有多少专利呢?笔者对特斯拉公司的专利权属转让情况进行了深入检索统计分析,发现近年来特斯拉公司对所持有专利进行了很多专利权转让。如图4中所示,从INCOPAT数据库获知,在2010年至2012年间,特斯拉公司名下的271项专利申请中有超过135项发生过专利权属转让(assignment),其中79项转让给了PNC银行协会(PNC BANK,NATIONAL ASSOCIATION),56项转让给了米德兰贷款服务公司(MIDLAND LOAN SERVICES,INC.),并且有20项专利申请涉及两次权利转让,都是先转给米德兰贷款服务公司,再转让给了PNC银行协会。

从发生专利权属转让的专利申请来看,其中大部分为美国授权专利,占到转让专利总量的70.4%。目前仍持有在特斯拉公司手中的美国授权专利仅有55项,其中电池管理技术相关专利申请占到43.6%,在其他国家已授权而美国在审未决的专利申请为13项,而在美国的66篇在审未决专利申请还需要等待进一步的审查结果。

读者不禁要问,PNC银行协会和米德兰贷款服务公司到底是何方神圣,能让执业界牛耳的特斯拉公司把名下超过一半的专利权属转让出去呢?

翻开特斯拉公司的发展史可以看到,2010年对于特斯拉公司来说是生死攸关的一年。2010年1月20日,特斯拉公司与美国能源部(DOE)、联邦融资银行(FFB)正式签署协议,成为首批获得美国能源部先进技术汽车制造贷款项目的3家企业之一,特斯拉公司获得了总额4.65亿美元的低息贷款。而PNC银行协会及米德兰贷款服务公司在美国能源部的贷款计划中起到了关键的担保作用。此外,从特斯拉公司2011年度报告中可以看到,特斯拉公司在2010年1月20日与PNC银行协会和米德兰贷款服务公司签署了抵押信托协议(Collateral Trust Agreement)。虽然笔者无从得知该协议的详细文本,但是结合INCOPAT数据库中的专利权属转让记录可知,特斯拉公司把名下超过一半的专利权属抵押给了PNC银行协会和米德兰贷款服务公司。

虽然2013年5月22日特斯拉公司宣布完成了对美国能源部贷款的偿还,但是值得注意的是,在INCOPAT数据库中,特斯拉公司的上述135项专利、专利申请的权利归属人仍然是PNC银行协会和米德兰贷款服务公司。因此,即便埃伦·马斯克声称特斯拉公司开放其所有专利,但使用者在使用这些专利技术的时候,仍然需要注意其使用的专利技术的真正所有人到底是谁。

利用特斯拉的专利能走多远?

即使特斯拉公司开放了他目前拥有的专利权,其他厂商若要在其技术基础之上进一步研发制造电动汽车,仍然存在着很多技术壁垒。

众所周知,Model S车型中最重要的就是车内的数千块电池。根据科技时讯网站(GigaOm)2011年的报道,这些电池其实并不是特斯拉公司自己研发、生产的,而是采购自松下公司的NCR18650B电池(镍钴铝体系),而这一部分专利仍然归属于松下公司。笔者以松下电器和三洋电机(松下电器于2009年收购三洋电机)为申请人入口进行检索,发现松下公司目前在电池领域的专利申请共有6773项,涉及镍钴铝体系电池的专利申请共有286项,主要涉及正极材料、负极材料、电解质和其它诸如电池制造等技术领域。此外通过在数据库中初步检索发现,目前公开的与纯电动汽车相关的专利申请已达到3.3725万项,涉及纯电动汽车的电池相关专利申请1.3736万项。相比之下,特斯拉公司开放的263项专利申请占相关专利总量的比例不足1%。特斯拉公司开放专利的举动是否能够激发整个电动汽车市场的活力,还需要拭目以待。

笔者又继续对特斯拉公司与电动汽车相关企业的技术关联性进行了研究。将特斯拉公司所持有的美国专利进行引证和被引证分析后,得出了如图5所示的特斯拉专利申请前后引证关系图。

从图5中可以看到,特斯拉公司的专利申请与汽车公司、电池生产企业之间的互引非常多。特斯拉公司的专利申请大多引用了丰田、松下、通用、福特等公司的专利,同时这些公司的专利也引用了特斯拉公司的专利,它们之间无论是引证还是被引证的专利数量都比较多,表明这些公司之间的技术关联性较强。如果其他电动汽车企业在特斯拉公司的开放专利基础上进行研发,可能也会承担来自于上述公司的专利诉讼风险。

综合上述分析不难看出,与传统汽车公司相比,特斯拉公司无论是其核心的电池管理技术,还是电池及车体结构技术,其专利技术的拥有量均处于劣势地位。对于其拥有的专利技术来说,也仍然受到其他汽车公司的外部包围与限制,即使其自身使用,都会有引发专利诉讼的可能,更不用说第三方“善意”使用这些技术了。

正是由于这些原因,埃伦·马斯克宣布特斯拉公司将开放其所有专利技术,更多是从市场营销策略角度进行考虑,希望利用这种方式带来更多的技术追随者,扩大其电动汽车技术在整个纯电动汽车领域的影响力,让使用其专利的企业共同推动其电池管理系统及独特的充电方式技术的发展,形成行业标准,从而控制整个产业链。最终,无论谁使用了特斯拉的电动汽车专利,特斯拉公司都会成为其技术路线的最大获益者,获得巨大的商业利益。

(编者注:本文中专利申请数量均采用“项”,具有相同优先权的同族专利申请归为1项)

(知识产权报,本版文字由国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心提供)

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