關(guān)鍵詞：胎溫；胎壓；RFID ；專利分析

中圖分類號：D923.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

根據(jù)公安部發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2024 年6 月底，中國全國機動車保有量達(dá)4.4 億輛[1]。隨著汽車行駛里程的增加，輪胎的磨損程度逐漸加重、輪胎橡膠隨時間逐漸老化，在行駛過程中遇到路面不平整等特殊情況或輪胎內(nèi)部溫度過高時，可能會造成輪胎內(nèi)部壓力異常，進(jìn)而造成爆胎，導(dǎo)致嚴(yán)重安全事故。為了避免上述情況的發(fā)生，利用傳感器技術(shù)進(jìn)行輪胎胎溫胎壓監(jiān)測的智能輪胎被廣泛應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)來判斷輪胎狀態(tài)。這要求胎溫胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的小型化，便于植入輪胎。同時，數(shù)據(jù)來源需要進(jìn)行標(biāo)識，才能夠區(qū)分每個輪胎的狀態(tài)。

RFID（射頻識別Radio Frequency Identification）技術(shù)是非接觸式的短距離通信技術(shù)，其通過射頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。RFID系統(tǒng)主要由RFID 標(biāo)簽和標(biāo)簽讀卡器組成。標(biāo)簽讀卡器可以通過電感線圈耦合或電磁反向散射的方式為RFID 標(biāo)簽提供能量，RFID標(biāo)簽開始工作。而后，RFID 標(biāo)簽將自身存儲器中存儲的識別數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送給標(biāo)簽讀卡器。利用識別數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以識別分類不同輪胎的數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過數(shù)據(jù)分析，可以實時掌握每個輪胎的狀態(tài)。

目前，基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)已在汽車市場廣泛應(yīng)用。2015 年，我國風(fēng)神股份有限公司發(fā)布了一款基于RFID 技術(shù)的工程車輛智能輪胎，輪胎內(nèi)置的智能芯片能夠?qū)崟r采集胎溫胎壓信息，并將信息發(fā)送到用戶終端，實現(xiàn)胎溫胎壓實時監(jiān)控[2]。2020 年，由中國主導(dǎo)起草的輪胎用RFID 電子標(biāo)簽四項國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，成為正式的國際標(biāo)準(zhǔn)[3]。隨著智能汽車概念的提出，相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展，基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)作為其中重要一環(huán)也受到一定重視。

本文將分析基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)專利發(fā)展?fàn)顩r，對相關(guān)技術(shù)發(fā)展做出宏觀分析，為相關(guān)企業(yè)技術(shù)研發(fā)提供借鑒。

1 專利申請概況

基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)已有多年歷史，早在1994 年就有相關(guān)發(fā)明專利申請，專利公開號US6087930A。該發(fā)明專利使用裝在輪胎中的RFID 應(yīng)答器，RFID 應(yīng)答器用于傳送輪胎的標(biāo)識和工作條件數(shù)據(jù)。工作條件數(shù)據(jù)是溫度傳感器等傳感器采集的。

如圖1 所示，從全球發(fā)明專利申請數(shù)量及發(fā)展趨勢可以看出，基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷著萌芽期、快速發(fā)展期和成熟期三個階段。

（1）萌芽階段（1994—2000 年）：雖然1995—1996 年期間出現(xiàn)了一個專利申請量小高峰，但是從總的發(fā)展趨勢來看，在2000 年前，技術(shù)發(fā)展的速度是相對緩慢且不平穩(wěn)的。

（2）快速發(fā)展階段（2001—2003 年）：自2001 年起，隨著傳感器技術(shù)、無線通訊技術(shù)、數(shù)字化控制技術(shù)的成熟，基于RFID傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)發(fā)明專利申請量呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢，專利申請數(shù)量呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長趨勢。

（3）成熟階段（2004 年至今）：該階段從2004 年起，由于基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)趨于成熟，發(fā)明專利申請量有所回落，但仍然處于較高的專利申請量水平。此階段，研發(fā)主體對此技術(shù)的研究仍在持續(xù)，基于應(yīng)用場景的研究相對較多。

根據(jù)上圖中中國發(fā)明專利申請數(shù)量及發(fā)展趨勢可以看出，我國基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)穩(wěn)步小幅上升趨勢，這與我國在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域起步較晚有關(guān)。但隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動數(shù)字化智能汽車技術(shù)的發(fā)展，2019 年后基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。對企業(yè)而言，技術(shù)發(fā)展已進(jìn)入成熟階段，技術(shù)研發(fā)可針對新型應(yīng)用場景進(jìn)行，或者直接進(jìn)行下一代技術(shù)的研發(fā)，可能獲得更大收益。

2 技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1 全球技術(shù)發(fā)展趨勢

分析不同的專利技術(shù)領(lǐng)域在全球歷年的發(fā)明專利申請量的變化發(fā)展趨勢IPC 分類河流圖（圖2）可知，基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)的主流專利申請技術(shù)領(lǐng)域?qū)?yīng)為分類號B60C（車用輪胎；輪胎充氣；輪胎的更換；一般充氣彈性體與氣門的連接；與輪胎有關(guān)的裝置或布置），該分類號中包括分類號B60C23/02、B60C23/20 即為基于傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)。同時，分類號G01L（測量力、應(yīng)力、轉(zhuǎn)矩、功、機械功率、機械效率或流體壓力）對應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域始終存在一定專利申請量，可見，主流專利申請的技術(shù)是圍繞基于傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測展開研究的。

根據(jù)2 圖可以看出， 在2009年以前， 分類號G08C（測量值、控制信號或類似信號的傳輸系統(tǒng)）對應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾埩枯^大，可見2009年以前基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)對數(shù)據(jù)傳輸方面也有一定研究投入。同時，還可以看出基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)與許多分類號對應(yīng)技術(shù)均有交叉，這是因為基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)涉及力學(xué)、機械、通信、控制、交互等多學(xué)科，存在多個改進(jìn)方向。

2.2 中國技術(shù)發(fā)展趨勢

如圖3 所示，我國基于RFID傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)的主流發(fā)明專利申請技術(shù)領(lǐng)域?qū)?yīng)也為分類號B60C，分類號G01L對應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域也一直存在一定數(shù)量的專利申請。2009 年以前，分類號G08C 對應(yīng)的專利申請量較多，與世界技術(shù)發(fā)展趨勢一致。

值得注意的是，近年來出現(xiàn)了分類號B32B（層狀產(chǎn)品，即由扁平的或非扁平的薄層，例如泡沫狀的、蜂窩狀的薄層構(gòu)成的產(chǎn)品）技術(shù)領(lǐng)域?qū)FID 標(biāo)簽結(jié)構(gòu)材料的改進(jìn)技術(shù)。這是由于RFID 標(biāo)簽自身結(jié)構(gòu)脆弱，將其嵌入輪胎，在行駛過程中輪胎應(yīng)力變化復(fù)雜，可能會造成RFID 標(biāo)簽的損傷。因此，需要對RFID 標(biāo)簽自身材料或者嵌入輪胎的工藝進(jìn)行改造，以增強RFID 標(biāo)簽的延展性和韌性，延長其使用壽命。

同時也可以看出，我國基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)的專利申請所涉及的技術(shù)領(lǐng)域相對較少，我國企業(yè)需要尋求更多融合創(chuàng)新突破點。

3 申請人排名

3.1 全球申請人排名

根據(jù)擁有的專利申請量對全球申請人進(jìn)行排名，排名前10的申請人為：普利司通公司、米其林集團(tuán)、拉森礦物有限責(zé)任公司、現(xiàn)代汽車股份有限公司、空中客車集團(tuán)、三洋公司、計算機方法公司、美國固特異輪胎橡膠公司、模塊采礦系統(tǒng)公司和本田集團(tuán)等。其中，普利司通公司一枝獨秀位居榜首且申請量是第二名米其林集團(tuán)的近2 倍，普利司通公司是世界知名的輪胎生產(chǎn)商，其在技術(shù)儲備、市場等方面擁有很大優(yōu)勢。普利司通還推出的智能化輪胎不僅可以監(jiān)測胎壓，在與高級駕駛員輔助系統(tǒng)配合使用時，可以實現(xiàn)三項高科技（感應(yīng)、同步和動作）?？梢酝ㄟ^輪胎感知道路狀況及其自身狀況，然后發(fā)送給汽車用作自動駕駛決策的依據(jù)[4]。普利司通還攜手微軟合作開發(fā)了一套獨特的輪胎損壞實時監(jiān)測系統(tǒng)。位居第二的米其林集團(tuán)是全球輪胎行業(yè)的頭部企業(yè)，和普利司通以及也在排名前10 位中的美國固特異輪胎橡膠公司組成2023 年度全球輪胎企業(yè)75 強榜單前3[5]。

除了輪胎公司外，本田、現(xiàn)代等汽車制造公司以及三洋等電器制造公司也有一定申請量?？梢姡诖思夹g(shù)領(lǐng)域，大型跨國企業(yè)已具有一定技術(shù)優(yōu)勢，新企業(yè)進(jìn)入市場將面對專利壁壘，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新是破局關(guān)鍵。

3.2 在華申請人排名

對基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)在中國的專利申請根據(jù)申請人擁有的專利申請數(shù)量進(jìn)行排名，排名前5 位的申請人依次為普利司通公司、米其林集團(tuán)、空中客車集團(tuán)、拉森礦物有限責(zé)任公司、深圳市元征科技股份有限公司?？梢钥闯?，排名前3 位的均為大型國外企業(yè)，可見，這些大型跨國集團(tuán)已經(jīng)在我國市場進(jìn)行了專利布局，這主要是由于我國在傳統(tǒng)汽車研發(fā)相關(guān)領(lǐng)域起步晚，老牌汽車相關(guān)企業(yè)已經(jīng)基本占據(jù)了市場。

中國企業(yè)深圳市元征科技股份有限公司與拉森礦物有限責(zé)任公司并列第四，深圳市元征科技股份有限公司是一家主要從事汽車診斷、檢測、養(yǎng)護(hù)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)，其產(chǎn)品以汽車電子檢測和診斷為基礎(chǔ)，產(chǎn)品銷往國內(nèi)外市場。目前，深圳元征在基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域具備一定科研實力。但申請量與普利司通公司相比數(shù)量只有其一半，不難想象，在此領(lǐng)域，中國企業(yè)需要繼續(xù)研發(fā)爭取突破專利技術(shù)壁壘。

3.3 中國申請人排名

中國企業(yè)在國內(nèi)和國外的專利申請情況如圖4 所示。其中，山東玲瓏輪胎股份有限公司專利申請數(shù)量最多，多數(shù)為國外專利申請，這與其海外業(yè)務(wù)量較大有關(guān)。山東玲瓏輪胎股份有限公司注重科技研發(fā)，研發(fā)機構(gòu)也遍布國內(nèi)外，曾經(jīng)獲得中國工業(yè)領(lǐng)域最高獎項——中國工業(yè)大獎。專利申請數(shù)量第二的萬通智控科技股份有限公司也擁有較多海外專利申請，其是一家汽車零部件企業(yè)，其在國內(nèi)胎壓監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)處于領(lǐng)軍地位，公司海外銷售收入占比較高。深圳市元征科技股份有限公司在國內(nèi)專利申請量最多，這與其主營產(chǎn)品以汽車電子檢測和診斷為基礎(chǔ)有關(guān)，但其未在國外開展專利布局，可能與其公司發(fā)展規(guī)劃有關(guān)。

總的來說，無論是全球?qū)＠暾埧偭窟€是國內(nèi)專利申請量，中國企業(yè)持有的發(fā)明專利申請量是較少的，并不足以形成有效專利布局，難以依靠創(chuàng)新擠占國內(nèi)市場和開拓海外市場。但是，山東玲瓏輪胎股份有限公司等企業(yè)注重研發(fā)且已經(jīng)邁出了“走出去”的步伐，相信隨著智能汽車的不斷更新迭代，相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展，最終可以形成系統(tǒng)有效的專利布局。

4 結(jié)束語

綜上所述，基于RFID 傳感器的胎溫胎壓監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)發(fā)展成熟階段，鑒于當(dāng)今“軟件定義汽車”的趨勢，汽車技術(shù)更新迭代較快，后續(xù)可針對新型應(yīng)用場景進(jìn)行，或者直接進(jìn)行下一代技術(shù)的研發(fā)。與全球發(fā)展情況相比，我國整體發(fā)明專利數(shù)量較少，且普利司通等老牌大型國外企業(yè)已在我國進(jìn)行了專利布局，我國企業(yè)如果想在此領(lǐng)域有所發(fā)展，需要提高創(chuàng)新水平，突破技術(shù)壁壘。

隨著我國新能源汽車技術(shù)的發(fā)展，新能源汽車正大步進(jìn)軍國外市場，我國汽車相關(guān)企業(yè)應(yīng)趁此機會走出去，但是在此之前，國外專利布局必不可少。根據(jù)上述分析，我國企業(yè)進(jìn)入海外市場之前應(yīng)抓緊時間進(jìn)行相關(guān)研究，一方面通過創(chuàng)新彌補自身技術(shù)儲備不足提高自身市場競爭力，另一方面創(chuàng)新成果專利化甚至標(biāo)準(zhǔn)化，有利于企業(yè)在國內(nèi)外市場取得競爭優(yōu)勢。

作者簡介：王瑋，碩士，知識產(chǎn)權(quán)師，研究方向為知識產(chǎn)權(quán)。