摘要：专利丛林是影响我国新能源汽车电池技术发展的重要因素，新能源汽车产业只有穿越专利丛林才能促进技术创新，赢得市场竞争力。本文通过专利丛林的形成机理分析，构建新的影响因素指标体系，针对2000—2022年新能源汽车电池专利运用偏最小二乘法进行影响因素分析。研究结果表明，选取的7个指标对我国新能源汽车电池技术专利丛林均具有正向显著的促进作用，其中被引证专利数量、专利寿命为十分显著，合作研发的专利数量、专利合作者数量、IPC分类号数量、同族专利数量、权利要求数量为一般显著。对此，建议新能源汽车企业建立专利导航和预警机制，加强专利引证分析；精选合作伙伴和合作范围，促进技术共享；促进专利布局策略优化，优化专利维持费用机制；实施专利集中战略，以确保新能源汽车企业促进技术创新，赢得市场竞争力。
关键词：新能源汽车；电池专利；专利丛林；偏最小二乘
发展新能源汽车领域是我国从汽车制造大国晋升为强国的核心路径，同时也是我国积极应对气候变迁、促进绿色经济繁荣的战略性部署。自2013年以来，我国新能源汽车产业发展成绩斐然，产量从2013年的1.75万辆增加到2023年的958.7万辆，全球占比超过60%（2023年），连续9年位居世界第一位。电池技术作为新能源汽车的三大核心技术之一，直接关系新能源汽车的质量和安全问题。专利一直被视为保护电池技术的最重要手段。围绕电池技术，新能源汽车产业已开展了大量的专利布局。截至2021年，仅在中国便申请了动力电池专利36878件，截至2022年4月1日，全球申请燃料电池专利405706件。如此庞大的专利数量背后必然伴随专利权人的分散，进而引发专利丛林现象。已有研究显示，“我国新能源汽车动力电池领域呈现出严峻的专利资源碎片化分布格局和愈加分散的发展态势”。
近年来随着创新主体的不断增加，专利丛林问题正日益加剧。早在19世纪50年代，美国便出现了第一个专利丛林——缝纫机专利。虽然最初是缝纫机发明人伊莱亚斯·豪发起的诉讼，但是随着缝纫机领域的专利不断被授权，所有的缝纫机厂商都卷入了专利丛林混战，直至1856年通过组建缝纫机专利池的方式才最终得以化解。2020年，Jeffrey等研究显示，专利丛林一词可能出现于20世纪70年代SCM公司与施乐公司之间的系列诉讼案件中，“SCM公司主张施乐公司创造了一个强大的专利丛林，足以阻止SCM及其他公司制造普通纸张办公复印机”。学者们对于专利丛林问题的关注始于20世纪80年代晚期，而被广泛引述的是美国著名经济学家卡尔·夏皮罗关于专利丛林的界定，即“这种交叉重叠的专利权集合要求寻求新技术商业化的人必须从多个专利权人处获得许可。”对于这种专利为多个专利权人分别持有的现象，也有学者称之为“专利分散”“专利资源碎片化”，甚至有学者认为“‘专利权分散’已经成为‘专利丛林’的替代名词”。基于此，本文不严格区分前述三种表述。
关于专利丛林的形成机制，学者们主要围绕四个维度进行分析：一是专利权人维度。多数学者认为，某产品上的多项专利由多个专利权人分散持有是形成专利丛林的原因。二是专利权所涉及的技术维度。“技术的金字塔原理”“技术复杂化趋势”影响专利丛林的形成。例如，半导体、生物、软件、互联网等领域容易形成专利丛林。三是专利制度维度。专利制度的垄断性、排他性特点以及专利的模糊性也是专利丛林形成的重要原因。四是专利申请策略维度。“大学、私人公司和研究机构的过度专利化”“公司通过大量的专利组合来保护产品”“增加专利申请量”等被视为专利丛林形成的原因。
随着专利丛林问题的凸显，国内外学者也开始关注专利丛林对社会和经济发展、技术创新以及企业经营活动的影响，指出专利丛林将带来“反公地悲剧”、降低社会福利水平、阻碍发明创造、减弱新产品的研发动力等负面影响。专利丛林“带来的不确定……将影响创新动力”，还可能使得企业“面临创新成本的增加，技术溢出扩散效应的减少，以及企业外部资源约束的增大”。具体到新能源汽车专利或电池技术，已有研究关注了“技术竞争态势”“技术专利发展需求识别”“技术创新的多元或聚焦”“专利数量、专利密度以及专利分布结构”等因素对新能源汽车动力电池专利资源碎片化的影响。
由此可见，目前针对专利丛林及其影响因素的研究较少且未形成共识，也尚未有人针对新能源汽车电池技术专利丛林的影响因素开展专题研究。基于此，本文聚焦新能源汽车电池技术，通过专利丛林的形成机理分析，构建专利丛林影响因素评价指标体系，并采用偏最小二乘法（Partial Least Squares，PLS）检验各个指标的影响程度，以期为我国新能源汽车企业穿越电池技术专利丛林有所裨益。
为了验证上述因素对于专利丛林产生的影响程度，本研究采用PLS回归。这种方法将主成分分析、典型相关分析和多元线性回归分析方法三者有机结合，可以较好地解决普通多元回归无法解决的自变量之间存在多重相关性等问题。经检验，本研究的变量之间存在多重共线性，因此选择PLS进行分析。
本研究所涉及的所有变量测量如表1所示。
如前文所述，专利分散逐渐被视为专利丛林的产生原因，甚至成为“专利丛林”的替代名词，因此本研究将赫芬达尔指数构造专利分散指数作为专利丛林的测量指标。
本研究所有解释变量均用incoPat专利检索平台进行测量，然后利用EXCEl自带的函数对数据进行处理。
1）专利合作：选取合作研发的专利数量和专利合作者数量两个指标进行测量。发明人字段中有多个发明人就说明该专利属于合作专利；同理，发明人数量就是初步专利合作者数量。
2）专利价值：选取权利要求数量、被引证专利数量和同族专利数量作为专利价值的衡量指标。
3）专利技术：选取一项专利所涉及的国际IPC分类号数量作为新能源汽车电池专利细分技术领域的衡量指标，专利存续时间来作为专利寿命的衡量指标。
如前所述，现有研究主要从专利权人、专利所涉及的技术、专利制度以及专利申请策略四个维度分析专利丛林的形成原因，考虑到专利制度本身的弱点无法克服，因此本文只考察专利权人、专利申请策略、专利所涉及的技术三个维度，并结合新能源汽车电池技术的特殊性提出研究假设。
在新能源汽车领域，专利合作较为普遍，专利权人分散的情形十分突出。专利合作在实现优势互补的同时，也带来了专利权的分散和权属复杂化。罗恺、袁晓东认为在LED产业中，专利合作申请者数量、合作的专利量对专利分散有一定影响。可见合作专利量的增加会导致专利总量和专利权人数的增加，每个人享有的专利权进一步弱化。基于此，本文提出如下假设。
假设1a 专利合作者数量越多，专利权越分散，专利丛林越明显；
假设1b 合作研发的专利数量越多，专利“片段化”越严重，专利丛林越明显。
专利价值对专利申请以及维持有直接影响。对于专利价值的评估，Frame等认为，专利权利范围、同族专利数量、引证数量对专利市场价值有影响；李海清等用技术循环时间、科学关联度、权利要求数量、技术覆盖范围、专利被引用次数、专利族大小等指标来衡量专利价值；Zeebroeck认为，专利的引证数量、授权率、同族专利数、权利期限和被异议与专利价值相关；乔永忠认为，相较于维持时间的专利，维持时间长的专利价值更高，即专利的价值与其维持时间正相关。基于此，本文选取现有文献普遍采用的权利要求数量、被引证专利数量、同族专利数量作为评价指标。
权利要求是指专利文件对所受权利保护范围的要求。Adam认为，缝纫机专利丛林中“存在重叠的专利权利要求”。新能源汽车电池专利的权利要求通常会详细描述电池的技术特征、电池性能的要求和标准等等。当一项专利包含较多的权利要求时，它可能涵盖了更广泛的技术领域和更具体的技术细节。这可能导致该专利与更多的其他专利产生交叉，从而增加了专利丛林的复杂性。基于此，本文提出如下假设。
假设2a 权利要求数量越多，越能加速新能源汽车电池技术专利丛林的产生。
被引证专利数量指的是在先专利被在后专利引用的总次数，反映了专利之间的技术关联性和知识传承。随着新能源汽车市场的快速发展，电池技术作为核心技术之一被大量其他专利引用，从而加剧了专利间的引证关系复杂性，诱发专利丛林的产生。基于此，本文提出如下假设。
假设2b 被引证专利数量越多，专利之间的技术关联性越强，越能加速专利丛林产生。
同族专利是指专利权人围绕基本专利向不同国家/地区申请的专利。申请同族专利的主要目的是为了令同一发明创造在不同的国家/地区获得保护。李海鹏认为，专利丛林的演进是动态变化的，同族专利在不同阶段中发挥着重要的作用。基本专利和同族专利、同族专利之间都存在技术联系，形成了新能源汽车电池技术领域的专利网络，加速了专利丛林的产生。基于此，本文提出如下假设。
假设2c 同族专利数量越多，专利技术程度越高，越能加速专利丛林产生。
IPC是世界知识产权组织开发的一种国际通用的专利分类系统，能够清晰显示专利所属技术领域以及技术的复杂程度。成华丽对我国LED衬底的各细分技术领域按IPC分类进行测度研究，认为在H01L33/00小组呈现较集中趋势，而在其他相关IPC小组呈现明显的分散趋势。新能源汽车电池专利领域的IPC分类涵盖了电池的设计、制造、使用等多个方面，反映了新能源汽车电池技术的复杂性。基于此，本文提出如下假设。
假设3a IPC分类号数量越多，专利丛林现象越为显著。
专利寿命是指一项专利从被授予专利权开始到失效的整个期间。其产生的目不仅是为了保护个人的知识成果和利益，同时也是为了整个社会的利益和技术发展。对于新能源汽车电池领域的专利寿命，需要具体分析每个专利的具体情况。那些核心专利一般囊括了这个领域的高新技术，其技术程度比较高，专利权人也会花更多的时间精力来维系，因此可能会具有较长的寿命，从而有更多的时间来积累相关技术和专利，使得该领域的专利丛林可能会更加庞大和复杂。基于此，本文提出如下假设。
假设3b 专利寿命对新能源汽车电池技术专利丛林的产生存在显著正向影响，专利寿命越长，越能加速专利丛林的产生。
由上述假设可知，以上指标从不同方面反映了能源汽车电池技术专利丛林的形成机理。基于此，本文提出解释变量与被解释变量的逻辑关系如图1所示。
现行新能源汽车主要包括纯电动汽车、油电式混动汽车、插电式混动汽车、增程式混动汽车等，可用于新能源汽车的电池主要包括锂电池、燃料电池、石墨烯电池、镍钴铝酸锂电池等。考虑到技术的领先性问题，本研究选用发明授权专利量进行数据分析。根据incoPat平台检索得到的数据，各个变量2000年以前的数据极少，因此本研究选取的授权时间段为2000—2022年。检索范围为可用于新能源汽车的所有电池。在incoPat平台检索并剔除无关噪音专利外，共获得发明授权专利6242条，随后统计得出2000—2022年各影响因素指标的时间序列数据如表2所示。
根据PLS原理，以及上述我国新能源汽车电池技术专利丛林形成影响因素的研究假设，在incoPat专利检索分析平台检索获取2000—2022年发明专利各项变量的时间序列数据，选取合适的回归模型（式2），然后用PLS中的VIP（Variable Importance in Projection，即变量投影重要性）值大小来筛选可能影响新能源汽车电池专利丛林的指标。
多重共线性是指线性回归模型中的解释变量（自变量）之间由于存在精确相关而使模型估计失真或难以估计准确。因此，在建立线性回归模型时，需要对自变量进行相关性检验，以确保模型的有效性和准确性。本研究用SPSS软件来检验解释变量之间的多重共线性问题，检验结果见表3。
从表3中可以看出，除了x7以外，其他变量的VIF值均大于10，说明其他变量之间存在多重共线性问题，不能用普通的最小二乘进行回归检验分析。所以本研究为了解决该问题用PLS进行检验分析。
1）被引证专利数量、专利寿命对新能源汽车电池专利丛林的形成具有十分显著影响
本研究创新地将被引证专利数量、专利寿命用于新能源汽车电池专利丛林的影响因素探索，发现二者对新能源汽车电池专利丛林的形成具有十分显著影响。具有高被引证数量的新能源汽车电池专利通常代表该领域内的技术领先和创新，同时，新能源汽车电池技术是一个多学科交叉的领域，涉及到电化学、材料科学、机械工程、电子工程等多个学科，这些领域涉及的专利相互引用的情况较为普遍，专利权利之间的交叉引用和关联性较强，新技术在申请专利时，往往需要引用多个先前的专利技术作为基础或对比，这就形成了专利依赖网络，加剧了专利丛林的形成。因此被引证专利数量越多，专利丛林就越茂盛。
一些创新性强、技术领先的新能源汽车电池专利可能在市场上具有更长的生命周期，较长的专利寿命意味着这些专利在较长时间内保持有效，为后来的技术创新提供了基础和参考，这促成更多围绕这些核心专利的衍生专利申请，增加了相关专利的数量和密集度，进而形成更为复杂的专利丛林；并且随着技术的不断发展和创新，新的专利技术不断涌现，当一项专利技术的寿命较长时，它有可能成为后续技术创新的基础或参考，就有更多的时间来积累相关技术和专利，进而形成更为庞大的专利丛林，导致技术创新受到阻碍、增加市场准入难度等等。所以专利寿命的增长也引发了专利丛林的涌现。
2）权利要求数量、同族专利数量对新能源汽车电池专利丛林的形成具有一般显著影响
本研究创新地将权利要求数量、同族专利数量用于新能源汽车电池专利丛林的影响因素探索，发现二者对新能源汽车电池专利丛林的形成具有一般显著影响。随着新能源汽车技术的不断发展和创新，电池专利的权利要求也在不断更新和扩展，权利要求数量的增加使得不同专利之间的权利范围更容易出现重叠，这种重叠不仅发生在同一技术领域的不同专利之间，还可能跨越不同的技术领域；当一项专利包含较多的权利要求，该专利可能涵盖了更广泛的技术领域和更具体的技术细节，进而增加了专利丛林的复杂性。
在新能源汽车电池领域，为了保护这些技术在全球范围内的创新成果，专利权人开始围绕基本专利大量布局同族专利，导致全球同族专利数量持续增长，这种数量的快速增长是专利丛林形成的重要基础；同族专利之间紧密关联，它们基于同一优先权文件，内容相同或基本相同，这使得它们在全球范围内形成了一个相互交织的专利权网络，这种紧密关联性是专利丛林复杂性的重要来源。
3）合作研发的专利数量、专利合作者数量和IPC分类号对新能源汽车电池专利丛林的影响与现有研究不同
在新能源汽车电池技术领域，合作专利数量和合作者数量代表的专利合作对新能源汽车电池技术专利丛林的产生存在一般显著影响。当多个机构或个人在相同或相关领域独立进行研发并申请专利时，这些专利权往往会分散在多个主体手中，新技术开发者需要获得多个不同权利人的许可才能实施其技术，这种分散性增加了专利丛林形成的可能性。可见，某个领域多个机构或个人的合作可能导致专利权的分散和复杂化，加剧专利丛林的产生。
新能源汽车电池专利领域的IPC分类涵盖了电池的设计、制造、使用等多个方面，反映了新能源汽车电池技术的复杂性。IPC分类号将不同专利文献按照技术领域进行分类，揭示了不同专利之间的技术关联性和相互依赖性，这种关联性使得新技术开发者在开发过程中需要关注更多的相关专利，增加了获取许可的难度和成本，从而促进了专利丛林的形成。
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