Патентное обременение крупных автомобильных никель-металлгидридных аккумуляторов - Patent encumbrance of large automotive NiMH batteries
Патент обременении крупных автомобильных аккумуляторов NiMH относится к утверждениям , что корпоративные интересы использовали патентную систему , чтобы предотвратить коммерциализацию никель - металлогидридные батареи (NiMH) технологии. Технология никель-металлогидридных аккумуляторов считалась важной для разработки аккумуляторных электромобилей (BEV или EV), гибридных электромобилей (PHEV) и гибридных электромобилей (HEV) до того, как технология для литий-ионных аккумуляторных блоков стала жизнеспособной заменой .
Фон
Современные никель-металлогидридные (NiMH) аккумуляторные батареи для электромобилей были изобретены доктором Масахико Оситани из GS Yuasa Corporation и Стэнфордом Овшинским , основателем компании Ovonics Battery Company , и получили патент. Текущая тенденция в отрасли заключается в разработке литий-ионной (Li-Ion) технологии для замены NiMH в электромобилях. В 2009 году Toyota протестировала литиевые батареи как потенциальную замену никель-металлогидридным батареям, используемым в ее бензиново-электрическом гибриде модели Prius. Компания заявила, что продолжит использовать NiMH батареи в Prius, но представит полностью электрический автомобиль на основе литиевой технологии. Литий-ионная технология, хотя функционально превосходит ее из-за более высокой удельной энергии и удельной мощности , более дорога и, по состоянию на 2009 год, относительно непроверена в отношении ее долговременной надежности. В 2007 году Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии заявила, что литий-ионные батареи могут подвергаться опасному перегреву и возгоранию, если элементы управления неправильно контролируются или повреждены. В 2011 году Национальное управление безопасности дорожного движения исследовало безопасность транспортных средств с литиевыми батареями и пришло к выводу, что они представляют не больший риск возгорания, чем другие транспортные средства.
По данным Министерства энергетики США, к основным преимуществам литиевых батарей относятся их высокое отношение мощности к весу, высокая энергоэффективность, хорошие характеристики при высоких температурах и низкая склонность к самопроизвольной разрядке, если они не используются в течение длительного периода времени. Никель-металлогидридные батареи имеют более высокий саморазряд, имеют тенденцию выделять тепло при высоких температурах и имеют проблемы с потерей водорода. Однако ни одна из этих проблем не помешала использовать никель-металлогидридные батареи в Toyota Prius , которая имеет превосходный рейтинг надежности.
Осуществимость рынка в 1990-е годы
Серийный автомобиль GM EV1 1999 года, работающий от никель-металлгидридных батарей, имел батарею 26,4 кВтч и запас хода в 105 миль по EPA.
У серийного автомобиля Nissan Leaf 2011 года была батарея на 24 кВтч, а запас хода по EPA составлял 84 мили.
Несмотря на то, что у Leaf не только меньший запас хода, но и батарея меньшей емкости, чем у GM EV1 1999 года, Leaf нашел 200000 покупателей по всему миру, прежде чем емкость батареи была впервые увеличена в 2016 году.
Исходя из этого, утверждение о том, что технология NiMH не была достаточно развитой в 1990-х годах, кажется ложным (по крайней мере, в отношении двухместных автомобилей, в которых легче разместить батарею относительно больших размеров и веса).
General Motors и Консорциум автомобильных аккумуляторов США
В интервью документальному фильму 2006 года « Кто убил электромобиль?». Овшинский заявил, что в начале 1990-х годов автомобильная промышленность создала Консорциум автомобильных аккумуляторов США (USABC), чтобы задушить развитие технологий электромобилей, не допуская распространения информации о патентах Овшинки, связанных с аккумуляторами, среди общественности через Калифорнийский совет по воздушным ресурсам. (CARB).
По словам Овшинского, автомобильная промышленность ошибочно предположила, что технология NiMH еще не готова для широкого использования в дорожных автомобилях. Члены USABC, в том числе General Motors , Ford и Chrysler , пригрозили подать в суд на Овшинского, если он продолжит продвигать потенциал NiMH для использования в BEV, и если он продолжит предоставлять тестовые батареи Solectria , запускаемому электромобилю. производитель, который не был частью USABC. В автомобильных компаниях большой тройки утверждали , что его поведение нарушают их исключительные права на технологию батареи, так как они соответствуют федеральному гранту правительства , данному Ovonics разработать технологию NiMH. Критики утверждают, что большая тройка была больше заинтересована в том, чтобы убедить членов CARB в том, что электромобили не являются технологически и коммерчески жизнеспособными.
В 1994 году General Motors приобрела контрольный пакет акций компании Ovonics по разработке и производству аккумуляторов, включая патенты, контролирующие производство больших NiMH аккумуляторов . Первоначальным намерением акционерного альянса было разработать NiMH аккумуляторы для GM EV1 BEV. Продажи аккумуляторов GM-Ovonics позже перешли к руководителю GM и критику CARB Джону Уильямсу, что заставило Овшинского задуматься о том, было ли его решение продать GM наивным. Программа EV1 была закрыта GM до того, как новая никель-металлгидридная батарея могла быть широко коммерциализирована, несмотря на полевые испытания, которые показали, что батарея Ovonics увеличила запас хода EV1 до более чем 150 миль.
Здесь «полевые испытания» означают фактическое использование клиентами, поскольку эти автомобили с никель-металлгидридным двигателем находились в руках клиентов с 1999 по 2003 год, когда GM забрала автомобили у арендаторов (из-за их протестов) и раздавила их.
Шеврон и Кобасис
В октябре 2000 года нефтяная компания Texaco объявила о покупке доли General Motors в GM Ovonics. Компания Texaco была приобретена конкурентом Chevron , о чем было объявлено несколько дней спустя (и завершено через год).
В то время Toyota использовала NiMH аккумуляторы в электрическом внедорожнике RAV4, доступном в Калифорнии. В марте 2001 года компания Ovonics, контролируемая Chevron, подала иск о нарушении патентных прав против поставщика аккумуляторов Toyota , Panasonic , а также против самой Toyota, что привело к урегулированию конфликта в 2004 году. Соглашение включало обширное перекрестное лицензирование патентов каждой компании; совместное исследовательское предприятие по совершенствованию технологии никель-гидридных аккумуляторов; и запрет на Panasonic и использовать Тойоты широкоформатных батарей NiMH для определенных транспортных целей до 2010 года информация о том , что именно были эти конкретные транспортные использование никель - металлгидридных аккумуляторов - что ChevronTexaco запретил - был подавлен из - за того , рвотный помещенной на Toyota.
Таким образом, ChevronTexaco вынудила Toyota прекратить производство Toyota RAV4 EV первого поколения . Однако существующие электромобили RAV4 не были раздавлены. После того, как суд удовлетворил ходатайство о приостановлении разбирательства (январь 2002 г.), и ICC также согласилась провести его разбирательство, Toyota разрешила клиентам покупать свои электромобили RAV4 (март 2002 г. и далее), которые ранее были доступны только в лизинг, хотя это и не требовалось. по закону Калифорнии - и обязательства Toyota в соответствии с MOA с мандатом ZEV Калифорнийского совета по воздушным ресурсам уже выполнены. Более того, производство и продажи продолжались в то время, когда судебное разбирательство было остановлено, и продажи завершились незадолго до того, как стороны заключили арбитражное соглашение (декабрь 2002 г.), хотя последние поставленные автомобили должны были быть построены с нестандартными конструкциями. производственные технологии, такие как сборка автомобиля из запчастей (поставки продолжались до сентября 2003 г.). Это показывает очевидный интерес, по крайней мере, некоторых людей в Toyota к сохранению живого электрического RAV4.
После принудительного прекращения производства первого поколения RAV4 EV и до истечения срока действия патентов Chevron ни один новый NiMH электромобиль не предлагался для продажи или аренды в Соединенных Штатах. Chevron вынудила Chevron отказаться от подключаемых к сети автомобилей, поэтому Toyota продолжала использовать никель-металлгидридные батареи в гибридном Prius без подключаемого модуля .
В 2003 году Texaco Ovonics Battery Systems была реструктурирована в Cobasys , совместное предприятие 50/50 между ChevronTexaco и Ovonics, ныне известное как Energy Conversion Devices (ECD) Ovonics . Energy Conversion Devices объявили, что они воспользовались опционом на выкуп 4 376 633 акций у дочерней компании Chevron и аннулируют их и вернут их в статус разрешенных-невыпущенных. Это точное количество акций, которые были указаны как принадлежащие ChevronTexaco в заявке от 15 января 2003 года.
ChevronTexaco также сохранила право вето на любую продажу или лицензирование технологии NiMH. Кроме того, ChevronTexaco сохранила за собой право конфисковать все права на интеллектуальную собственность Cobasys в случае невыполнения ECD Ovonics своих договорных обязательств. 10 сентября 2007 года компания ChevronTexaco (теперь известная как «Шеврон») подала иск, утверждая, что ECD Ovonics не выполнила свои обязательства. ECD Ovonics оспорила это требование. Арбитражное слушание неоднократно приостанавливалось, пока стороны вели переговоры с General Motors о продаже Cobasys обратно GM. По состоянию на март 2008 г. соглашение с GM не достигнуто.
В ней 2007 книга Plug-в гибридах: автомобили , которые будут заряжаться Америки , Sherry Boschert утверждает , что широкоформатные батареи NiMH (например, 25 ампер-часов или более) являются коммерчески жизнеспособными , но что Cobasys бы только принимать очень большие заказы (более чем 10000) для этих аккумуляторов. Эффект состоит в том, что эта политика не позволяет мелким компаниям и частным лицам покупать их. Это также не позволяет более крупным автопроизводителям разрабатывать испытательный парк новых моделей PHEV и EV. Сотрудники Toyota жаловались на трудности с получением небольших заказов на крупноформатные NiMH аккумуляторы для обслуживания существующих 825 RAV4 EV . Поскольку никакие другие компании не хотели делать крупные заказы, Cobasys не производила и не лицензировала какие-либо крупноформатные NiMH аккумуляторы для автомобильных целей. Бошерт цитирует Дейва Голдштейна, президента Ассоциации электромобилей Вашингтона, округ Колумбия, который заявил, что такая политика необходима, потому что затраты на создание многомиллионной линии сборки аккумуляторов не могут быть оправданы без гарантированных заказов на 100000 аккумуляторов (~ 12000 электромобилей) на каждый. год на 3 года. Бошерт заключает, что «возможно, что Cobasys (Chevron) ограничивает любой доступ к большим NiMH батареям через свой контроль над патентными лицензиями, чтобы устранить конкурента бензина. Или возможно, что Cobasys просто хочет рынок для себя и ждет крупный автопроизводитель, чтобы начать производство подключаемых гибридов или электромобилей ».
В интервью The Economist Овшинский поддержал прежнюю точку зрения. «Я думаю, что мы в ECD совершили ошибку, создав совместное предприятие с нефтяной компанией , честно говоря. И я думаю, что не стоит начинать бизнес с кем-то, чьи стратегии могут вывести вас из бизнеса, вместо того, чтобы строить бизнес. . " Однако в том же интервью, когда его спросили: «Так вы считаете, что Cobasys мешает другим людям делать это по этой причине?», Он ответил: «Cobasys никому не мешает. Cobasys просто нуждается в вливании денег».
В октябре 2007 года International Acquisitions Services, Inc. и Innovative Transportation Systems AG подали иск против Cobasys и ее родителей за отказ выполнить крупный, ранее согласованный заказ на использование крупноформатных NiMH аккумуляторов в электромобиле Innovan. В августе 2008 года Mercedes-Benz подал в суд на Cobasys за очередной отказ выполнить крупный ранее согласованный заказ на NiMH аккумуляторы.
Хронология правового статуса аккумуляторной технологии Ovonics
Многие компании пытались разработать технологию аккумуляторов NiMH без использования патентов Ovonics. Electro Energy Inc. , работая с CalCars , преобразовала Toyota Prius из гибридного электромобиля в PHEV, используя собственные биполярные NiMH аккумуляторы. Plug-In Conversions использует NiMH аккумуляторы Nilar и систему управления с открытым исходным кодом EAA-PHEV в своих преобразованиях Prius PHEV. Эти организации утверждают, что такие разработки допустимы, потому что их технологии NiMH аккумуляторов не защищены патентами Cobasys. Эти батареи поступили в продажу в конце 2007 года.
28 июля 2009 г. Automotive News сообщила, что Cobasys будет куплена у Chevron и Energy Conversion Devices производителем аккумуляторов SB LiMotive , совместным предприятием Bosch и Samsung . Во время продажи Cobasys в 2009 году контроль над технологиями производства никель-металлгидридных аккумуляторов снова перешел к ECD Ovonics. В октябре 2009 года ECD Ovonics объявила, что их никель-металлгидридные батареи следующего поколения будут обеспечивать удельную энергию и мощность, сопоставимую с литий-ионными батареями, по цене, которая значительно ниже, чем стоимость литий-ионных батарей.
3 февраля 2010 г. было отказано в выдаче патента JP2003504507, что сняло все патентные ограничения в Японии.
2 июля 2010 г. срок действия патента US6413670 истек из-за отсутствия уплаты пошлин за 8-й год с момента подачи патента, что устраняет любые патентные ограничения в США.
14 февраля 2012 года BASF объявила о приобретении Ovonic Battery Company у Energy Conversion Devices Inc., но Chevron Corp. владела патентом US6969567 на многоэлементную аккумуляторную батарею NiMH для автомобилей до истечения срока его действия 23 августа 2018 года. уплачены пошлины за поддержание патента на 4-й (2008 г.) и 8-й (2012 г.) годы. По состоянию на декабрь 2019 года статус был «2019-12-04 Статус заявки истек - связано с оплатой».