【关键词】蓄电池；维护；二次系统
前言
近年来各个变电站广泛使用的是单体电压为2.15V左右的阀控式密封铅酸蓄电池。这种蓄电池由于维护量少，也正是由于此使得我们疏于对蓄电池组的日常管理和维护，使蓄电池在实际使用中经常出现蓄电池容量不足或者容量下降的现象，更为严重的可能会出现个别蓄电池开路现象，最终导致事故的发生。
1、蓄电池运行现状
实际变电站的配置应用中35kV、1lOkV变电站常配置一组蓄电池，220kV及以上变电站配置两组蓄电池。目前的维护方式主要是靠人工测试，例如对蓄电池每月普测电池端电压、记录电压、环境温度等，其实这是一项工作量虽然大但是效率低下的工作。同时随着电力系统的发展，变电站的增加，蓄电池组数目也逐步增多，许多地方较偏远变电站的蓄电池组未能按照相关规程规定的周期进行蓄电池维护及容量测试。
2、蓄电池故障及原因分析
变电站蓄电池组运行过程中经常出现浮充电压偏高或偏低、内阻偏大、渗液漏液、外壳变形等。根据分析已经报废的蓄电池及实际测量情况，可以知道蓄电池组工作时容量达不到标称容量，这是最常见的现象，从而导致蓄电池的寿命缩短，提前报废。
变电站蓄电池在长期运行过程中绝大部分都不能达到出场标称使用寿命，这不仅与产品的质量，还与蓄电池的实际使用情况有关。
蓄电池的实际使用寿命受到内外两方面因素的影响。其中外部因素主要包括过充电、过放电、运行环境影响、长期浮充等；内部因素主要是电解液中水分的减少。当蓄电池中的水分减少到一定程度时，就会引起蓄电池失效，一般情况下，蓄电池中的电解液饱和度应在大于95%状态正常工作。资料显示，倘若饱和度由95%下降至85%就能使电池容量降低20%。所以内部因素才是电池容量降低的直接原因，间接影响其寿命。在蓄电池电解液中水分逐渐减少的过程中又会经常出现浮充电压偏高、内阻偏大、渗液漏液、外壳变形等一系列现象。
3、蓄电池运行维护对策
根据国家电网公司《直流电源系统管理规范》相关规定并结合实际生产工作可采取以下措施：
3.1优化配置
蓄电池容量选择要合适。既要考虑变电站的正常直流负荷，又要考虑交流失电后变电站事故照明等的负荷，所以通常采用冗余设计，在同等使用条件和经费允许的条件下，应优先考虑适当选择容量较大的蓄电池。另外其充电模块的两组工作电源要分取来自两路不通的交流电源，防止站用交流失电时间过长造成蓄电池过放电。
3.2定期测量检查
定期蓄电池进行普测，记录单体电池的浮充电压值及电池的环境温度、检查连接片有无松动和腐蚀现象、壳体有无渗漏和变形、极柱与安全阀周围是否有酸雾溢出、蓄电池温度是否过高。另外还要定期对阀控电池组进行清扫。
3.3定期核对性放电
核对性放电就是对浮充电运行的蓄电池，经过一定时间要使其极板的物质进行一次较大的充放电反应，以检查蓄电池的容量，并可以发现老化许电池，及时维护处理，以保证蓄电池组的正常运行。
对于新装设或更换后的蓄电池组，应进行全核对性放电试验，以后每隔2～3年进行依次核对性试验，运行了6年以后的蓄电池应每年作一次核对性放电试验。
对于性充放电报告运行人员要进行认真分析核对，将每支电池的电压变化以柱状图或曲线的形式直观显示出来，并且对平均值曲线进行对比，对偏离平均值较大的蓄电池及时分析查找原因。
3.4集中监控管理
目前很多地方的变电站地理位置相对分散，且大部分均为无人值守变电站，加上阀控式铅酸蓄电池产生的故障模式较多，尤其是蓄电池的热失控可能造成灾难性故障。一尘不变的使用传统的人工测量不仅不能对蓄电池有效监控维护，而且实施困难，周期长，因此要及时发现蓄电池运行中的隐患存在一定的困难。然而随着电力系统通讯的发展，绝大部分变电站都已改造为综自变电站，已经具备足够的通讯资源，可以利用电力系统数据通讯网对分散的变电站蓄电池集中监控，实时监控蓄电池的运行状态。因此在条件许可的情况下对蓄电池组实行集中监控很有必要。
4、总结
直流系统是变电站的重要组成部分之一，而蓄电池又是直流系统的重中之重，蓄电池在直流电源中的地位举足轻重，在电网出现较大事故时，整流电源装置的交流电源往往也会同时失去，蓄电池组成为唯一的直流电源的提供者，成为保证直流不全停的最后一道防线，所以不能因为阀控式铅酸蓄电池的维护量少，我们就免维护。只有坚持不懈的做好日常的维护工作，才能降低蓄电池的故障率，保证其始终处于健康状态，确保直流系统及电力设备的稳定运行。
参考文献
[1]直流电源系统管理规范.国家电网公司.中国电力出版社，2006年1月
关键词：重要性；维护；寿命
中图分类号：U223文献标识码：A
1天津地铁供电系统蓄电池的重要性
天津地铁供电系统每个变电所配置一组蓄电池，作为交直流二次电源屏的重要部件，在为变电所10kV、750V、综合自动化等重要设备提供控制保护电源的工作中起到关键作用。交直流二次电源屏中的高频整流电源模块为所内直流负荷供电的同时对蓄电池进行充电。直流负荷分为经常性负荷和冲击性负荷，经常性负荷是指控制回路、指示灯回路等经常带有直流电的负荷；冲击性负荷是指断路器分、合闸操作时需要的二次短时大电流负荷，这部分是由电池组储存的电能完成的。也就是说蓄电池的作用有两个，一是为冲击性负荷供电，二是当市电断电的情况下，作为应急电源向所内直流负荷供电。
在变电所无人值守模式下，综合自动化使全所设备能够被远程控制监视、10kV等重要开关在微机保护装置的作用下能够可靠动作，这些电气回路都是由二次电源屏供电，而蓄电池是二次电源屏不间断供电的可靠保证，所以蓄电池在变电所运行中非常重要。
2蓄电池维护
天津地铁供电系统采用的蓄电池为免维护阀控式密封铅酸蓄电池。免维护是针对其密封特性，较之传统蓄电池具有不用补液、无酸雾等优点，但这不等于日常不用进行维护。如果对蓄电池没有维护或维护不当，将直接造成其容量减少、寿命减短，对地铁造成不必要的损失。
对蓄电池的维护我们首先采用高频充电装置对其智能充电，正常情况下进行浮充，在以下三种情况时进行均充：充电中断10分钟及以上，恢复供电后自动均充；浮充达720小时候自动均充；还可以依据现场情况手动进行均充。长期浮充是为了使电池能经常保持在充电满足状态而不致过充电。适时均充是为了使电池组中各个电池的端压、比重平衡，且有利于激活电池的化学特性，合适的均充电压是保证电池长寿命的基础。
但若想准确知道蓄电池寿命，就需要确定蓄电池容量，只有通过全核对性放电实验才能判断蓄电池是否能够继续使用，同时也可以找出蓄电池存在的问题及隐患。根据《DLT724-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》，应每年对蓄电池进行一次全核对性放电。天津地铁蓄电池规格为12V/100AH,根据规范中公式C=I10t推算，应用10A电流恒流放电10小时，当单节蓄电池电压下降到10.8V时，立即停止放电。隔（1~2）h后，再用10A电流进行均充，若经过3次全核对性放充电，均达不到额定容量的80%以上，可认为此组蓄电池使用年限已到，必须更换。但对于天津地铁来说每个所只有一组蓄电池，不能做全核对性放电，所以只能进行50%容量的核对性放电，即10A电流恒流放电5小时。当单节蓄电池电压下降到12V时，立即停止放电，再用10A电流进行均充，反复放充（2~3）次后蓄电池组容量可得到恢复，但想判断蓄电池是否还能达标使用，只有用备用蓄电池组作临时代用，将运行电池组更换下来后进行离线全核放电。天津地铁每条线都保证至少一组备用蓄电池来应急，不过从长远角度出发，为最大限度保证蓄电池容量、保证地铁可靠运行，已经开始考虑全线电池每年进行一次全核放电。
3蓄电池寿命
对于蓄电池而言，容量就是寿命。蓄电池作为应急设备，容量不能保证就失去应急的意义。蓄电池工作原理是一个可逆化学反应，一般设计寿命为8~10年，但实际上影响蓄电池使用寿命的因素很多，起主要作用的有以下几方面：
3.1温度
蓄电池最合理的工作温度是25℃。温度过高，蓄电池的极板腐蚀将加剧，并会消耗掉更多的水，造成蓄电池寿命缩短，如果蓄电池长期运行温度升高10℃，其寿命将缩短一半。
3.2过度充电
蓄电池经常长期处于过充电状态下，因此蓄电池的正极因析氧反应，水被大量消耗，H+增加，从而导致正极附近的酸度增加，板栅因腐蚀变薄，导致电池的腐蚀加剧，电池的容量随之降低，同时水的大量消耗，使蓄电池有干涸的危险，从而影响了蓄电池的寿命。
3.3过度放电
当蓄电池被过度放电到其电压超出允许值后，会导致电池内部，大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面，在阴极造成“硫酸盐化”。在阴极上形成的硫酸盐越多，蓄电池内阻就越大，电池充放电性能就越差，使用寿命就会缩短。
3.4小电流放电
蓄电池在小电流放电条件下形成的硫酸铅的尺寸，远比大电流放电条件下的尺寸大，也就是说在大电流条件下，晶体形成的速度要比小电流条件下慢，晶体来不及生长，就很快被氧化还原了，因而颗粒比较小。而在小电流下，较大的硫酸铅晶体不容易被还原，使化学反应受阻，从而影响蓄电池寿命。
3.5不对电池进行放电
只充电而不放电，必然造成蓄电池阳极极板钝化，蓄电池内阻增大，容量大幅度下降。
所以，若对蓄电池日常维护不当将直接导致蓄电池寿命减短，从而说明维护是保证蓄电池寿命的重要途径。
我们在维护实践中还有这样一个经验，在单节蓄电池容量不达标需要更换时，最好一次性整组更换，这是因为新蓄电池内的化学反应物质较多，端电压较高，内阻较小，12V新蓄电池内阻只有0.015-0.018Ω。而旧蓄电池的内阻一般在0.085Ω以上。如果将新、旧蓄电池串联混用，那么在充电状态下，旧蓄电池两端的充电电压将高于新蓄电池两端的充电电压，结果造成新蓄电池充电尚未充足而旧蓄电池充电早已过高；在放电状态下，由于新蓄电池的电荷容量比旧蓄电池的电荷容量大，结果造成旧蓄电池过量放电，这些都将直接影响整组蓄电池寿命，更甚者将造成旧蓄电池反极，反极会使蓄电池电压急剧下降。
我们曾经在为一个牵引混合降压变电所的蓄电池组进行核对性放电时，刚一关闭充电模块，所内开关柜保护装置就瞬间断电。分析这个故障时考虑到即使容量不足无法保证应急供电时间，也不至于瞬间带不起直流负荷，所以我们测量了关闭充电模块瞬间时蓄电池组电压，发现蓄电池组电压是瞬间骤降，并且降低到直流负荷电源电压范围以外。我们在逐个检测单节蓄电池电压时发现有一节蓄电池反极并且其他电池单节电压都较低，这就说明蓄电池在新旧混用时降低了整组电池的性能。考虑单节电池不达标就要更换整组电池的损失，我们目前采取的方法是在更换下来的电池中测量单节开路电压，将电压接近的单节电池保留下来拼组作为备用电池。
总结
在多年运行维护经验中得知，蓄电池的多数问题都是有一个时间积累或循序加深的过程，所以每日巡视蓄电池绝不能忽视。天津地铁蓄电池每日巡视项目有检测电池单体电压及电池组电压；检查充电设备各个运行参数是否在合格范围之内，有无故障告警信号；查看蓄电池外观有无异常变形和发热。早发现问题，及时处理，可以有效避免一些蓄电池常见故障，对延长蓄电池寿命意义重大。
参考文献：
站名：
测试单位：
测试人：
电池组名称：
电池组容量：
电池型号：
生产厂家：
生产日期：
电池电压标准(V)：
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测试日期:
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单位：伏特(V)小时（h）
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技术应用的“匹配性”
《汽车纵横》：中国发展混合动力汽车要突破核心技术，您认为，当前我们被卡在哪里？
徐性怡：混合动力汽车的关键部分是将传统发动机与新增的电机结合，做得好的情况下能有机地融在一起。通俗地讲，丰田的方案是将电机和发动机集成到一起，设计制造出一种新的产品，将原来车上的电机和发动机替换掉。因为在设计时，已经将电机放入，怠速时只用电机，不像传统汽车那样怠速时发动机也工作，此时发动机只在高时速运转。
要达到这种水平，其中涉及的发动机结构、所有控部件等整套核心技术显然不是我们马上能学会的，我们是否就一定要一模一样地照做？我的想法并非如此。假设国外的先进技术能节油50%，而我做不到，就会根据实际情况做出节油40%的产品，虽然比最先进的差点，但是能做出来使用。
为什么现在强调发展增程式？在技术上，仍采用原来的发动机，但不用其不合理的部分，发动机不再用来推车，只在最高效率点运行，在这种情况下，对发动机的核心技术要求并不高，但可以实现节油，只是相比之下略为逊色。
核心技术的“新概念”
《汽车纵横》：您提出，混合动力汽车的应用技术应符合中国现况，适合现在中国汽车工业发展特点，您认为什么样的技术是最合适的？
徐性怡：以一种国内部分客车企业采用的混联系统为例，这一技术在汽车行业人士看来，肯定会笑掉大牙，认为它毫无技术性可言，非常简单，但是它能够做出来，产品的可行性很高，宇通就采用了这一技术。虽然它有很多提升余地，但仍然另辟蹊径率先推出来，并没有等到做得比伊顿的节油效果好再问世，国内目前要造出伊顿的节油系统并不容易。这种技术利用了一个原理，即国内公交车正常工况下最高车速仅50公里/小时，只要在该时速内节油效果好就可以，它不需要那么高的技术含量，也能节油，我们的目的也就达到了。我们要真正去找中国的应用特点在哪里，根据我们的实际能力选择技术方案。因为对于这种技术方案，国外供应商就算找不到也不屑于去做，我们一旦做出来，他们再来与我们配套，就要执行国内企业的标准。
所以，我们对核心技术应如何定义？我认为，一是看对实际应用有用吗？合适吗？能吃透应用，以最经济的方式为应用而生产产品，这种能力也是核心技术。二是在具体实施过程中的一些零部件技术，控制技术也应被视为核心技术，从应用层面考虑电机和发动机应该做成什么样，就能开发出核心技术。简言之，一要吃透，二要有足够适合自身的技术能够完成。我理解的核心技术，不应该是一味跟人学，否则只能永远跟在别人后面。核心技术买不来，买来的没有竞争力。国内企业一定要根据中国市场的特点，结合国外技术水平，耐得住寂寞，通过多轮实践积累来开发自己的核心技术。合适的、做得出来的就是核心技术。
供应商的三大烦恼
《汽车纵横》：您作为系统供应商，在与产业链上的车企开展配套工作时都遇到过哪些困难？
徐性怡：我回国从事节能与新能源汽车产业十余年，深感第一大困难是国内共享做得太少，而重复工作做得太多。各家的整车厂都在强求“我要有自己的产品”，而不管这个产品是否有必要做成独特的。
比如A家车企做了SG混联系统，同样的产品其他车企也做一遍，有这个必要吗？事实上，A家车企研发的系统稍做改变就可以安装到B家的车上来，两家车厂共用一家供应商难道不行吗？现在国内没有这个机制。还有双电机系统，几大车企各做一回，其实很多都采用DSG一家的牵引电机，能不能各车企在一起将之标准化，做成一套系统？
同样的问题也出现在纯电动车型的研发生产上，国内不少车企都生产大小相当的电动汽车，按道理讲，电池和电机都能分享，但我们没有这样做。核心原因是分享拿不到国家补贴。假如国家能根据车企的实际采购情况将补贴发给相应的电池企业，两车企同用一家电池厂产品的则给予1.5倍的补贴，还能节省补给两家电池企业的资金。
这种做法在纯电动汽车产业是可以推行的，混合动力汽车技术相对较难，涉及的零部件更多，可能差之毫厘就无法安装必须改做。对纯电动车型而言基本只有接口问题。国内能否针对A0、A、B等不同级车型分别制定标准，哪家车企在相应领域做得好就多做，相对落后的就少做，提升技术以后再多做。但现在国内的实际是车企各自为政，没有此类国家标准可以强制执行。
第二个问题是现在国内整车厂的能力不够，判断配套企业“行”或“不行”也没有相应标准和清楚的认知。例如有的车企挑选自己的配套企业只看办公大楼、厂房等外在硬件，认为这样的是大企业，不容易垮掉，没有重点关注该企业此前是否做过相关产品。例如国内确有实力雄厚的电池配套企业，能作为国内重大活动用车的电池供应商完成对所有产品的配套工作，但它当时的技术水平还没达到相应程度。活动落幕，有些车辆就被闲置一边，这是多大的浪费？由此可见，配套企业的技术水平很关键，应当作为车企选择的重要标准。
《汽车纵横》：您从事这个产业已经有十余年的时间，根据您的观察和切身体会，目前国内要推广节能与新能源汽车应当克服的重大障碍有哪些？您有哪些建议？
徐性怡：我们应当避免盲目建设产能，浪费资源。现在很多城市在申请或者已成为节能与新能源汽车示范城市时，都提出要打造新能源汽车产业链，将市场与制造基地捆绑。这种做法不利于资源的集中利用，很容易造成产能过剩。
出现这种现象的根源在于利益分配和政绩考核机制。地方政府各自为政，追求GDP留在当地。我认为，政府提出的示范城市是指推广使用节能与新能源汽车的示范城市，并非制造。我们应根据各地的特点来确定是否在当地投入固定资产，如果有些地方原本有相应的产业基础，在某方面有生产强项，那就应当在当地生产。我们为什么要把示范城市和新能源汽车的制造基地一一对应呢？如果某市是旅游城市，很容易再成为推广应用的示范城市。为什么要因此而要求企业到该市来生产新能源汽车及其零部件？我国绝不应鼓励有些地方政府那种不到当地生产就不给参与当地市场权利的做法。
作为企业，其实能理解地方政府那种利益留在当地、有固定资产投入才踏实的想法。但我们认为，产品全在当地卖也可以产生税收，一样能将GDP留在当地。所以希望有些地方政府千万不要强迫企业在当地建厂，对整个产业而言，很容易造成产能过剩和资源浪费。对企业而言，会做得很辛苦，不到当地设厂没市场，到当地设厂自己撑不住。因为企业缺的不仅是资金，更重要的是管理能力，软实力有多少人在关注？假如企业在某地设厂，但没有足够合格的人手投入管理，地方政府除了得到一个可视的空壳，还有什么效益可言？因此我认为，我们应当有新的机制，比如能否通过税收等制度把该分给各地的利益留在当地。
链接
上海大郡动力控制技术有限公司（简称大郡控制）成立于2005年，专业从事混合动力及纯电动汽车（HEV/EV）用电机及其控制系统的研发和生产，开发出一系列具有自主知识产权的混合动力汽车、纯电动汽车以及燃料电池汽车用电机系统产品被纳入国家863计划，与一汽、上汽、东风、长安等国内主要汽车制造商配套，产品曾在奥运、世博会及“十城千辆”项目中投入示范运营。
电池供应商代表湖南科霸
先进未必最合适
《汽车纵横》：业内外对于车用动力电池有不少认知上的偏差，作为车用电池供应商，您认为应如何准确定位镍氢电池和锂电池？
罗韬：两年前，很多人认为镍氢电池是落后的，不值一提，甚至不理解为什么不少车型会采用这种落后的电池而不用看起来更先进的锂电池。也曾有媒体问我，863项目中没有镍氢电池，锂电池居多，是不是意味着镍氢电池不重要了？我认为这恰恰说明车用镍氢电池比较成熟，实际使用中没有太大问题了，而锂电池还有大量问题有待探索。
现在，大家逐渐认识到，镍氢电池是当前非常适合混合动力车型使用的，在混合动力汽车上搭载最多。可能不是最先进的，却是目前最适合的。现在我们生产的车用镍氢电池已不同于以往国内的同类产品，科学原理一致但完全不一样。锂电池要花费高昂的成本才能确保跟镍氢电池同等的安全性，如果不付出代价解决这一问题，锂电池燃烧起火爆炸的概率可能比镍氢电池大一百倍。比如TESLA有车型采用松下18650的锂电池，装在车下密闭起来，采用液冷方式进行冷却，成本之高可想而知，因此它是奢侈品。当前在研发上，应当对锂电池大量投入。
不能简单认定镍氢电池比锂电池好，只是在混合动力车型上，当前市场证明用它最多，混合动力汽车卖得最好的企业也一直在用它。锂电池和镍氢电池的关系不应当是有些专家和媒体所认为的狭路相逢、你死我活，而是各有定位的，各车企应根据自己的产品定位、节能路线、具体需求来进行零部件和技术方案的设计。
作为配套企业，我常对我的技术团队说，应当供给客户成熟完整的产品，而不是把他们当实验品。我认为，能形成商品的就是最好的，不能只看技术，一定要以客户为导向，为客户的利益着想，而不是为自己的技术喜好给他们最新的、但不安全的产品。
《汽车纵横》：虽然镍氢电池产品相对更成熟，也更适合于当前的混合动力汽车，但它也要面对一些理论上的质疑，比如不少专家和媒体曾提到的反向充电损伤寿命问题？
罗韬：镍氢电池不会出现反向充电现象，顶多会有记忆效应。我认为这是一位理论派人士在谈一个莫须有的话题，因为混合动力汽车在正常运行时，电池大量浅充浅放，车上的电池管理系统不可能让它放尽，出现电量放尽的工况基本不存在。其实无论是镍氢电池还是锂电池，车辆使用过程中都只有大约30%的充放，一会儿刹车一会儿起步，基本达不到那种极端状态，所以这种现象不太可能发生。纯电动车型的电池也不会允许出现这种状况，因为一旦全充全放，电池的寿命会变得很短。
虽然资料上的数据显示，镍氢电池只能充放2000次，锂电池现在能充放5000次，但都是指全充全放，不出现在车辆的正常工况下。镍氢电池在30%的充放下可以用几十万次。比如我的座驾混动版雷克萨斯，已经开了七个年头，30万公里，至今未换过电池。现在有些专家爱用理论上的一些极端现象来解释现实中的问题。
系统工程该重视
《汽车纵横》：作为车用电池供应商，您认为目前国内在对这一领域的认知和理解上最缺的是什么？
罗韬：国内的不少专家包括一些媒体过分纠结于某一单向技术，不注重系统工程。而且将各个单项对立起来，造成了很多人的误解，特别是在政策制定时的误解，其实很多技术是可以并行的。这其中管理很重要，生产节能与新能源汽车乃至车用电池都是一项系统工程，来参加第一届会议时，我就在我的演讲PPT上用木桶定理的图示告诉大家，短板最终决定产品的整体性能和技术水平，因此不要总拿最长的一根板来炫耀。比如锂电池在很多方面已经非好，但个别几个尚未克服的缺陷就决定它现阶段的整体水平。
美国人的技术创新能力很强，日本人是将某种产品做得精益求精，实现量产的能力很强。但技术发明能力再强，不代表在汽车动力电池方面最终会有所作为，因为它是生产线上的工人日复一日一点一滴试出来的，不是计算出来的，甚至可能写不出很有科学价值的论文。对我们而言，有很多问题难以说明，比如政府问到我们取得了什么重大突破，有哪些新技术等。事实上，我们把每个方面均衡地做好，单项看没有什么了不起，但聚在一起产生的效果可能会非常了不起。但目前国内很多人士就是看不上工程化能力。
“真干”才是好伙伴
《汽车纵横》：你们在挑选国内整车厂作为合作伙伴的过程中，都遇到过哪些问题？
罗韬：我们挑选整车厂，首先看他们的规划，确定是否“真干”混合动力汽车，希望他们有量产计划，上量很重要。因此我们想先把眼前的客户服务好，当然还有其他整车厂在跟我们联络，评估，我们也很谨慎。
在我们挑选国内整车厂作为合作伙伴的过程中，有个“鸡和蛋”的问题非常突出，整车厂希望我们赶快建厂，我们会问，你们的产量上来了吗？整车厂的反应则是，你们不建厂不先供应电池，我们哪有产量可言？
如果我们电池供应商的一定要把市场看得明明白白再做，那这个市场一定起不来。为了让车厂在这方面安心，我们在长沙建起了镍氢电池工厂，设计产能十万台套。正因为我们这样做的，有几家整车厂才安心下来。此前，宝马的混合动力汽车有段时间曾使用锂电池，其中一个重要原因是对镍氢电池供应链安全的担心以及对锂电池过于乐观的判断。我们在中国投资建厂，也是解除与我们合作的汽车企业在这方面的顾虑。
1.杭州市锂电池IPC构成分析（1）对杭州市锂电池专利按IPC大类统计分析可得出图3。其中，图块面积代表的是该大类拥有的专利数量，图块区域面积越大，表示该大类拥有的专利数量越多。从中可看出，所拥有的专利数量从多到少依次为H类（电）、G类（物理）C类（化学）、F类（机械工程）、B类（操控）。从图3可以直观地看出，锂电池的多数专利还是涉及到电能的产生；物理类主要是电池新材料的研发制作；化学类则主要是一些化学材料的制作或是通过学反应来产生电能。而F类和B类则主要是通过机械工程或是操控等，对锂电池材料的组装等来生产锂电池的工艺。所以从专利数量上看，专利的竞争热点和核心技术点来自于电能的产生原理、电池的续航能力等一些电能产生和维持的技术。（2）从IPC小类的分布中可看出（见图4），排名前5个IPC号为H01M4（电极）、H01M10（二次电池及其制造）、H01M2（非活性部件的结构零件或制造方法）、H02J7（用于电池组的充电或去极化或用于由电池组向负载供电的装置）、G01R31（火花塞、引电装置）。其中，H01M所代表的是用于直接将化学能转变为电能的装置；H02J所代表的是供电或配电的电动装置或系统、电能存储系统；G01R所代表的是测量电变量、测量磁变量等。因而可看出，杭州市锂电池专利同国内的总体技术领域的分布情况接近，核心技术点分布在：化学能转化为电能的效率，电池的供电能力和电能的存储效率等。从图4中也可看出，其余的IPC小类则主要集中于电池材料的创新、电池的组装工艺、电池的外观设计等其他方面。
2.杭州市锂电池专利聚类分析图5为杭州市锂电池行业专利的聚类分析图。其通过对专利的聚类，来总结出主要的专利技术分布领域，内圈表示大的技术领域，外圈为技术领域的每个小的技术分支。如果按内圈所占的面积大小来看，图5显示：（1）杭州市锂电池的主要技术领域为电池薄膜、电池复合材料的制作、电池阳极材料的制作，以及电池阴极材料的制作和电池组装工艺。其中，电池薄膜为杭州市锂电池行业中的重要组成部分，主要涉及到薄膜的转换和保护等工艺。（2）电池复合材料的生产和制作，主要涉及到碳源、特殊容器和电极材料的生产制作。电池的阳极材料研发也占据了重要的组成部分，主要涉及球磨和高温高压等工艺。（3）最后的大类为电池负极材料的生产。电池的正负极和薄膜等均涉及电池材料的研发生产，而电池的组装，则主要是对电池这些以新型材料制作的电器元件进行组装。通过对杭州市锂电池的聚类分析，以及结合锂电池生产的工艺流程（图6为电池生产的主要工艺流程），可看出杭州市锂电池生产的主要技术领域在电池的薄膜、电池正极、电池的组装。但同时在电池的必备复合材料研发和电池的负极材料研发也具备一定的科研实力。
二、杭州市锂电池主要专利申请人分析
1.专利数量前10位专利申请人分析图7为杭州市锂电池行业按专利数量排名的前10位专利申请人。在排名前10的专利申请人中，有4家单位为院校，分别是浙江大学、杭州电子科技大学、浙江工业大学、中国计量学院；6家为企业，分别是万向电动车有限公司、杭州万好万家动力电池有限公司、杭州万马高能量电池有限公司、浙江谷神能源科技股份有限公司、杭州南都能源科技有限公司、杭州海孚新能源科技有限公司。从专利数总量看，浙江大学的锂电池专利数量具有绝对优势，占前10位专利申请人专利数总量的34%。杭州电子科技大学所拥有的专利数量也较多，占10家单位专利数量总量的11%。4家学校所拥有的专利数量占前10家单位锂电池专利数量总量的54%，超过了一半。而万向电动汽车有限公司是所有杭州企业中拥有锂电池专利数量最多的一家公司，也只占10家单位专利数量总量的22%。所有6家企业的专利数量总量占前10位专利申请人锂电池专利数量的46%。由此可以看出，杭州市锂电池专利主要还集中于学校等科研院所之中，而企业的自主研发能力还有所欠缺。
2.主要专利申请人的综合竞争力分析图8为杭州市锂电池主要专利申请人的综合竞争力分布图。其中，横轴代表专利的重要程度，或者是专利的技术创新程度；纵轴代表申请人的综合财务实力；气泡的大小则代表该申请人在该技术领域所拥有的专利数量。（1）浙江大学所拥有的锂电池专利数量较多，大大领先其他专利申请人。浙江大学锂电池的气泡位于横轴的最右端，说明其专利的技术重要程度，也大大超越了其他的专利申请人，这也证明了杭州市的锂电池专利主要还是集中于学校。（2）万向集团拥有的专利数量在杭州市所有的专利申请人当中处于第二位。从横轴可看出，万向集团的锂电池专利强度还是相对较突出的，领先了杭州市锂电池的大部分申请人。而且从图中的纵轴看，万向集团的财务实力非常突出，远超过杭州市其他锂电池专利申请人。所以从专利数量、专利技术强度、公司财务实力三方面来看，万向集团（万向电动汽车有限公司）在锂电池专利方面的综合能力最为突出。（3）杭州金马能源科技有限公司虽然拥有的锂电池专利数量很少，但是从横轴看，其所属专利气泡位于较右端，说明其专利强度较高，应受到市场上其他专利申请人的关注和重视。
三、杭州市锂电池核心专利分析
利用innography专利系统，可按特定的算法将专利进行强度分析，其将专利分为10个等级，当专利强度越高，其所拥有的分数越高。由于这个算法是对世界上所有的专利进行分析，考虑到我国专利的实际情况，可认为我国专利分数为3以上即可算为核心专利。对杭州市的锂电池专利进行分析，当将分数调为1时，显示的专利数为64件；当将分数调为2时，只显示7件专利。其专利所属的申请人为：浙江大学（2件）、万向集团(3件)、杭州金马能源科技有限公司（1件）、杭州万马高能量电池有限公司（1件）。这4位专利申请人相对于杭州市锂电池其他申请人来说，其专利拥有的技术含量相对较高；但将分数调为3时，显示专利数为0，即没有一个能够达到3分及以上技术水平的专利。因而可看出，杭州市锂电池专利的总体质量还明显偏低，技术强度不是特别突出。
四、提升杭州市锂电池行业竞争力的对策建议
杭州市锂电池行业在2003年之后开始发展起步，最近两年进入了快速发展的阶段，申请的锂电池专利数量激增。相关专利不仅在国内得到了较好的应用，而且通过PCT或直接在国外重要经济体申请了专利，在国际上形成了广泛的布局。锂电池专利所涉及的领域也逐渐拓宽，覆盖了锂电池产业链的各个环节，在锂电池产业链的阳极材料、薄膜材料和复合材料制作方面具备较大的优势。此外，在锂电池的组装工艺上也拥有较多的专利，呈现出较为全面的发展格局。在锂电池行业不断发展的同时，也涌现出了一批具有较强竞争力的院校和企业。这些院校和企业的不断研发，使锂电池行业不断得到发展和壮大，并带动了相关行业的发展，呈现出具有较强活力的发展格局。在肯定这些发展成绩的同时，也应注意到杭州市锂电池行业发展还存在着一些不可忽视的问题，如果这些问题不能得到有效的解决，将直接制约着杭州市锂电池行业的进一步发展。因而，笔者根据对专利数据的分析，提出相关的对策建议，以期能够解决杭州市锂电池行业发展中存在的相关问题，对杭州锂电池行业进一步发展能有所裨益。
1.抓住行业发展趋势，突破核心技术领域当前，无论是国际国内，还是浙江省内，锂电池行业均处于快速发展阶段，专利数量快速增加，所涉及的领域也逐渐拓宽。杭州市要抓住整个行业快速发展的机遇，在锂电池行业的各个领域加紧研发，争取在专利数量和技术领域上能够有新的突破。目前，杭州市的锂电池专利质量总体水平不高，真正拥有高技术的核心专利数较少，在国际国内的竞争力还比较弱。因而，今后杭州市在注重专利数量增长和技术领域拓宽的同时，还要在重要的技术领域上投入更多的研发力量，在锂电池产业链重要环节中掌握一些核心技术，从而能够在日益激烈的专利竞争中占据更多的主动权。
2.完善产业链专利布局，提升行业价值链杭州市的锂电池专利布局主要集中于阳极材料和薄膜，以及后期的锂电池组装。而在锂电池的阴极材料和电解液等方面，所拥有的专利数量还偏少。据统计锂电池阴极材料和电解液占整个产业链的成本分别达到10%和12%，如果杭州市能够在完善和深入阳极材料和薄膜技术的同时，加强对阴极材料和电解液的研发，就可以构建立起相对完整的产业链，杭州市整个锂电池行业的发展也将会更加健康和繁荣。政府可通过对阴极材料和电解液课题的研发立项等措施，引导院校和企业加强这两个领域的研发和生产，从而使锂电池行业在杭州市形成完整的产业链条。通过产业链的整合和技术点的深化，切实提高锂电池行业的产品价值链。
3.搭建企业与院校合作平台，加速技术成果转化在对杭州市锂电池专利的分析中可知，专利数量排名前10的专利申请人中，院校所拥有的专利数达到54%，占据前几位专利申请人专利总数的半壁江山。如果不将学校的这些专利进行产业化，那么，绝大多数的专利将停留在纸面，而不能产生经济效益，造成了巨大的专利浪费。因而政府应着力搭建院校和企业的合作平台，让这部分学校的专利能够通过平台转让给企业，让企业通过生产销售实现产业化，使这部分专利能够充分发挥出作用。院校和企业能够通过平台发挥各自的优势：院校能够着重从事研发，在更多具有较多技术创新点的领域拥有较为高质量的专利；而有实力的企业可从事部分研发，同时对院校和本企业研发部门生产出的专利进行产业化；综合实力较弱的企业，对院校转让而来的专利进行产业化。通过产学研平台作用的充分发挥，可使专利物尽其用，将整个行业推向更加繁荣的发展阶段。