非显而易见杯

专利无效挑战赛

目标专利:1601电池组温度控制方法和装置

专利公开号:CN110785889B

专利权人:LG

无效请求书提交日期:2026年


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非显而易见性评估仅供参考,不构成法律建议。



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序号 权利要求内容

1

一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值;初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元;热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关;和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比;其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。

2

如权利要求1所述的方法,其中所述热产生单元持续时间增加步骤包括:电池组温度再测量步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤之后,周期性测量被具有第一占空比的PWM信号控制开启/关闭的热产生单元所加热的电池组的温度值;电池组温度比较步骤,比较在所述电池组温度再测量步骤中测量的电池组的温度值和预设的第二参考温度值;和校正PWM信号输出步骤,根据所述电池组温度比较步骤中的比较结果,当测量的电池组温度等于或大于预设的第二参考温度值时,将WM信号的第一占空比增加到第二占空比以输出具有第二占空比的PWM信号。

3

如权利要求1所述的方法,其中,在所述电池组温度测量步骤之后,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度等于或大于预设的第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将PWM信号的第二占空比设置成初始驱动占空比以开启/关闭所述热产生单元开关。

4

如权利要求1所述的方法,其中,在所述电池组温度测量步骤之后,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度等于或大于预设的第一参考温度值时,将PWM信号的初始驱动占空比设置成100%以持续开启所述热产生单元开关。


对比文件列表

编号 名称
0 2013-10-04_KR101314640B_发明授权_KR101314640B1 전기이륜 차량용 배터리팩_+++A+++.docx
0 2013-03-07_JP2013048063A_发明专利_JP2013048063A Temperature control apparatus and temperature control method_+++a_f_g_h+++.docx
0 2013-03-07_WO2013031321A_发明申请_WO2013031321A1 温度制御装置及び温度制御方法_+++B_F_G_a+++.docx
0 2013-04-25_None_发明专利_JPWO2011074330A1 二次電池の制御装置及び二次電池の制御方法_+++a_g+++.docx
0 2013-07-25_US2013189597A_发明申请_US20130189597A1 FUEL CELL SYSTEM AND METHOD OF OPERATING THE SAME AT LOW TEMPERATURE_+++A_F_G_b+++.docx
0 2013-07-29_KR1020130085325A_发明公开_KR1020130085325A 연료 전지 시스템 및 그것의 저온 운전 방법_+++A_b_f_g+++.docx
0 2013-08-14_KR101297005B_发明授权_KR101297005B1 배터리 온도 제어장치 및 방법_+++a_g_h+++.docx
0 2013-08-22_JP2013163676A_发明专利_JP2013163676A Low-melting mixture of di-n-butyl terephthalate and diisobutyl terephthalate.docx
0 2013-08-28_JP5273225B_发明专利_JP5273225B2 Temperature control device and temperature control method_+++a_b_f_g+++.docx
0 2012-11-14_KR1020120125002A_发明公开_KR1020120125002A 전기이륜 차량용 배터리팩_+++A_F_G_b_c_h+++.docx
0 2014-04-17_KR1020140045624A_发明公开_KR1020140045624A 차량용 배터리의 보온장치 및 보온방법_+++A+++.docx
0 2014-08-06_CN102612792B_发明授权_CN102612792B 二次电池的控制装置和二次电池的控制方法_+++G_a+++.docx
0 2014-09-03_JP5584322B_发明专利_JP5584322B2 Low-melting mixture of terephthalic di -n- butyl and terephthalic acid diisobutyl.docx
0 2014-12-02_US8900732B_发明授权_US08900732B2 Apparatus and method for controlling temperature of battery_+++g_h_i_j+++.docx
0 2015-04-23_US2015108114A_发明申请_US20150108114A1 Lithium Ion Battery Heater Systems And Methods_+++B_C_D_E_F_G_H_a_i_j+++.docx
0 2016-09-28_KR1020160112073A_发明公开_KR1020160112073A 저온 배터리를 가열할 수 있는 전기자동차용 에너지저장장치 및 제어방법_+++A+++.docx
0 WO2011074330A1_Description_20260621_1602_+++a_f_g+++.docx
0 2007-01-09_US7161730B_发明授权_US07161730B2 System and method for providing thermal compensation for an interferometric modulator display.docx
0 2012-08-30_US2012217933A_发明申请_US20120217933A1 CONTROL APPARATUS FOR SECONDARY BATTERY AND CONTROL METHOD FOR SECONDARY BATTERY_+++a_b_f_g+++.docx
0 2012-07-25_CN102612792A_发明公开_CN102612792A 二次电池的控制装置和二次电池的控制方法_+++G_a_f+++.docx
0 2012-06-26_KR1020120067520A_发明公开_KR1020120067520A 배터리 온도 제어장치 및 방법_+++a_b_c_d_f_g_h_i_j+++.docx
0 2012-06-21_US2012156530A_发明申请_US20120156530A1 APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF BATTERY_+++a_f_g_h+++.docx
0 2012-05-09_CN102447144A_发明公开_CN102447144A 电动车电池组热管理系统及其信号检测方法、控制方法_+++a_b+++.docx
0 2012-04-19_US2012092018A_发明申请_US20120092018A1 BATTERY PACK SAFETY AND THERMAL MANAGEMENT APPARATUS AND METHOD_+++F_a_g+++.docx
0 2012-02-16_US2012040224A_发明申请_US20120040224A1 COMBINED HEATING AND PRE-CHARGING FUNCTION AND HARDWARE FOR PROPULSION BATTERIES.docx
0 2011-09-21_CN201985213U_实用新型_CN201985213U 电动汽车电池组低温预热系统_+++B_a+++.docx
0 2011-02-03_JP2011022137A_发明专利_JP2011022137A Mems device and method of fabricating the same.docx
0 2010-08-19_DE102009049232A_发明专利_DE102009049232A1 Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug_+++G_a_b_f+++.docx
0 2010-05-27_JP2010119282A_发明专利_JP2010119282A Thermal management system_+++G_a_f+++.docx
0 2010-04-30_KR1020100044693A_发明公开_KR1020100044693A 전원 시스템, 전원측 제어부 및 전동 차량_+++a+++.docx
0 2010-04-22_US2010100266A_发明申请_US20100100266A1 Thermal management system for vehicle_+++A_F_G_b+++.docx
0 2010-04-22_US2010096922A_发明申请_US20100096922A1 Power Supply System, Power Supply-Side Control Unit, And Electric Vehicle Incorporating Said System_+++G_a+++.docx
0 2007-08-16_US2007188130A_发明申请_US20070188130A1 SCALABLE INTELLIGENT POWER SUPPLY SYSTEM AND METHOD_+++a+++.docx

权利要求1

一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值;初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元;热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关;和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比;其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

作为一名经验丰富的专利代理师,我将为您对目标专利【CN110785889B 电池组温度控制方法和装置】的权利要求1进行深入的法律和技术解析,并结合对比文件D1【US20150108114A1】进行详尽的特征比对、创造性分析以及无效请求风险评估。

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### 一、 目标专利权利要求1的合理解释

结合目标专利说明书(特别是背景技术[0007]-[0010]及实施例[0047]-[0055]),权利要求1的核心发明点在于**分阶段(三阶段)渐进式地控制脉冲调制(PWM)信号的占空比,以在极低温度下安全、稳定、快速地加热电池组,防止电池组电压降至最小放电电压(截止电压)以下而发生永久损坏或引发安全事故。**

说明书明确指出,在极低温度下,电池由于电解液粘度增大、内阻急剧增高,导致可用容量显著降低。如果直接以100%占空比(持续驱动)或较大的固定功率驱动加热元件,电池电压会由于大电流放电而在极短时间内跌落至最小放电电压之下,从而触发BMS保护导致放电中断,加热无法继续,甚至损伤电池寿命。

因此,本发明的解释重点在于:

1. **初始热产生单元驱动步骤(第一阶段)**:在极低温(小于第二参考温度,如-20℃)下,使用**非常小的第一占空比(说明书公开低于30%,如25%、30%)进行间歇驱动**。最关键的是,**第一占空比并不是固定的,而是细分为多个温度段(如-42℃至-40℃为30%,-44℃至-42℃为25%),随着温度降低而降低**。这是为了适应温度越低、电池可放电容量越小的物理特性,实现超低温下的精准控压。

2. **热产生单元持续时间增加步骤(第二阶段)**:当温度由于前述加热回升到第二参考温度与第一参考温度之间(如-20℃至-10℃)时,电池容量有所恢复,此时**主动将占空比提升至更大的第二占空比(如30%至60%,图3中示例为55%)**,延长加热单元每次开启的时间,从而在安全范围内加大发热量。

3. **持续热产生单元驱动步骤(第三阶段)**:当温度达到第一参考温度(如-10℃)以上时,电池基本脱离极低温度危险区,放电容量恢复正常,此时**直接将占空比设为100%(持续驱动)**,以最高效率使电池快速升温至操作温度。

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### 二、 权利要求1与对比文件D1的特征比对表格

对比文件:**D1 (US20150108114A1) Lithium Ion Battery Heater Systems And Methods**

目标专利权利要求1的技术特征对比文件D1(US20150108114A1)的原文对应内容及出处分析比对结果
技术特征A:一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值实质公开:[0036] "The electronic controller 200 utilizes a temperature transducer 208 to monitor the temperature of the electrochemical cells 210 in the battery."(利用温度传感器监控温度);[0027] 提及在满足其他负载(如发动引擎放电)前进行加热,即在充放电前测量并加热。实质公开
技术特征B:初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元实质公开:[0013] "...selecting an initial duty cycle, and repeatedly discharging the electrochemical cells through the electrical heater for the duty cycle... [0049] ...a certain battery at −40 degrees C. may be able to maintain voltage above the discharge cut-off voltage while discharging current through the heating element for 2.2 seconds (55%) of a 4 second duty cycle..." D1公开了在-40℃下采用初始占空比(如55%)间歇驱动加热器,以防止跌落至截止电压。实质公开
技术特征C:热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关;(其中所述第二占空比大于所述第一占空比)实质公开:[0013] "The duty cycle is modified based on the temperature... and increasing the duty cycle to a higher value when the temperature of the electrochemical cells exceeds a threshold temperature." [0050] 明确公开了低于门槛温度502时为第一值500,在或高于502时为第二更大值506。实质公开
技术特征D:和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元实质公开:[0051] "In some embodiments, duty cycle 508 is a 100% duty cycle." [0055] "Once the battery temperature reaches the second threshold 504... step 528 then operates the heater at the third duty cycle value 508. In the depicted embodiment, the value 508 is 100%." 明确公开了超过第二阈值后,占空比调整为100%持续驱动。实质公开
技术特征E:其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。未公开(区别特征):D1虽然在[0013], [0049]公开了针对不同的离散温度(如-40℃或-30℃)试验不同的初始占空比,但其在低于某一阈值(如-35℃以下)的整个极低温度区间内,通常只使用一个固定的初始占空比(如50%或55%)。D1并没有公开“在低于第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独设置,且第一占空比随着温度降低而降低”的连续分段精细化控制规律。未公开

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### 三、 最接近的对比文件(最接近现有技术)分析

本案中,**D1(US20150108114A1)最适合作为创造性分析中的“最接近的对比文件”**。

**分析如下:**

1. **技术领域与整体解决的技术问题高度一致**:D1和目标专利均属于锂离子电池在极低温度环境下(如-40℃左右的极寒环境)的自加热控制领域。二者共同要解决的核心技术问题都是:**在极低温度下,电池内容量和放电能力极低、内阻极高,如果全功率加热会导致电压瞬间跌落至截止电压(最小放电电压)以下造成电池损坏或加热中断**。

2. **技术手段及整体控制架构高度相似**:D1和目标专利均摒弃了传统的固定大功率加热方式,同样采用了**基于电池温度变化、多阶段阶梯式调大PWM脉冲占空比**的技术方案。D1同样具有“初始小占空比间歇放电” $\rightarrow$ “温度回升后调大占空比” $\rightarrow$ “温度进一步回升后达到100%占空比全功率持续加热”的三阶段控制逻辑。

3. **技术效果一致**:二者均实现了在利用电池自身残存电量安全自加热的同时,防止放电过载,最终使电池安全回升到正常工作温度。

因此,D1公开了目标专利绝大部分的技术特征,其技术构思、系统架构和解决的问题最为契合,是创造性评述中最佳的评述起点。

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### 四、 无效请求方最薄弱的技术特征

通过上述特征比对可以明显看出,若提出无效宣告请求,对于请求方(无效发起方)来说**最薄弱的技术特征(即目标专利最坚固、最难被无效掉的防线)是:技术特征E**。

> **特征E原文**:“其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,**针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。**”

**为什么该特征最薄弱(对请求方而言):**

1. **D1未明确给出该控制规律**:D1在[0049]中仅是举例说明在-40℃或-30℃等特定离散温度下为了防止跌落到截止电压可以设置不同的初始占空比(如4秒周期内开启2.2秒,即55%)。但在D1的实际控制流程(图5A-图5C)中,一旦进入低于阈值502(例如-35℃)的极冷区域,其采用的初始占空比500是一个固定的设定值。D1没有教导在低于第二参考温度(极低温度区)内部,还要进一步精细地划分“每一温度段”,并让占空比随着温度降低而单调降低。

2. **具备显著的技术效果(协同对应)**:目标专利此特征对应了极冷环境下电池物理特性的连续劣化规律。-44℃至-42℃的放电能力显然比-42℃至-40℃更差。目标专利通过在“初始间歇驱动阶段”内部再进行“随温度降低而降低占空比”的精细化配置,实现了在极低温度区间内对电池电压的最佳保护,既压榨了加热功率,又绝对不触碰硬性电压红线。

如果请求方仅凭D1,专利局/复审委极可能认定:在极低温度区间内进一步进行“细分温段且占空比随温度降低而降低”的精细化连续控制,属于非显而易见的微观控制策略改进,无法被D1直接组合或等同。

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### 五、 进一步的检索策略

由于**“在低于参考温度的初始驱动阶段,针对每一温度段单独设置占空比,且占空比随温度降低而降低”**是目前阻碍无效成功的核心特征,为了彻底破坏该特征的创造性,请求方需要调整检索方向,采取以下进一步的检索策略:

1. **关键词精细化与控制规律检索**:

* **核心检索式方向**:将(电池加热/温度控制/BMS)+(脉冲调制/PWM/占空比/Duty cycle/间歇/脉冲)+(随着温度降低而降低/递减/正相关/随温度降低减小/减少/分段/温度区间/Temperature segments/Interpolation/Look-up table)进行交叉检索。

* **英文检索词推荐**:`("battery heater" OR "BMS" OR "self-heating") AND ("PWM" OR "duty cycle") AND ("decrease as temperature drops" OR "stepwise decrease" OR "temperature dynamic adjustment" OR "look-up table" OR "temperature interval")`

2. **锁定“电池自加热(Self-heating/Internal heating)”及“交流/脉冲加热”细分领域的早期专利**:

* 重点检索在2015-2023年期间,专门研究锂电池超低温自加热的学术梯队和重点企业(如王朝阳院士团队、CATL、LG等)的早期专利。这些团队在研究电池低温脉冲自加热时,经常会建立电池低温下最大可承受放电电流(或极化电压)与温度的连续函数关系。通常会公开“为了不触及截止电压,脉冲电流大小或占空比必须随温度降低而降低”的解析表达式或查表法(Look-up table)。

3. **扩大至通用电机、充电或高寒电力电子控制领域(跨领域引入公知常识/技术启示)**:

* 如果在电池自加热领域难以直接搜到“随温度降低而降低第一占空比”的极端微观特征,可以检索**“高寒环境下的电子元器件防冻预热”**或**“低温充电限制规律”**。在这些领域,根据外界环境温度的连续下降而逐步等比例调小输入脉冲占空比(以保护脆弱电源不被瞬间拉死)属于较为经典的控制理论和常规手段。若能检索到此类控制规律在低温电力电子保护中的应用,可以作为“技术启示”或“公知常识”与D1进行结合,评述目标专利特征E仅是本领域技术人员面对低温电池内阻连续变大这一物理事实,做出的常规控制参数随动调整,不具备创造性。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

基于您作为资深专利代理师的定位,以下对目标专利(CN110785889B 电池组温度控制方法和装置)的权利要求1进行全面、严谨的法律与技术分析。本分析将紧密结合说明书及4份对比文件(D1~D4)的原文出处进行特征比对,并给出无效宣告请求阶段的整体策略。

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## 一、 目标专利权利要求1的技术特征拆解与技术原理解析

紧密结合目标专利说明书(下文简称“说明书”),权利要求1的核心发明点在于通过脉冲调制(PWM)信号的占空比控制,在不同温度区间内逐级、安全地间歇驱动或持续驱动热产生单元,实现极低温度下电池组的稳定升温,同时确保电池组电压不低于最小放电电压以防损坏。

* **技术特征A(主题与前序):** 属于方法权利要求。说明书\[0046\]指出,在执行充电/放电之前测量电池温度(锂基电池极易受低温影响,导致内阻增加,锂离子移动减慢),用于检查电池组是否能够执行充放电。

* **技术特征B(初始驱动):** 对应说明书\[0048\]~\[0055\]。第二参考温度值例如设置为 $-20^\circ\text{C}$(极低温度参考值)。此时电池可放电容量极度受限,若完全持续放电会跌破最小放电电压,引发永久损坏、起火或爆炸。因此,通过较低的第一占空比(如低于 $30\%$)间歇驱动热产生单元,使用最小功率保护性加热。

* **技术特征C(持续时间增加):** 对应说明书\[0056\]~\[0064\]及图2。当温度回升至第二参考温度以上、第一参考温度(如 $-10^\circ\text{C}$)以下时,容量有所恢复。此时将PWM信号升级为更大的第二占空比(如 $30\% \sim 60\%$),增加热产生单元的驱动时间和发热量,加速升温。

* **技术特征D(持续驱动):** 对应说明书\[0065\]。当温度达到第一参考温度( $-10^\circ\text{C}$)以上时,电池容量基本恢复至正常范围。此时将占空比设为 $100\%$,持续开启开关,使热产生单元从完全放电状态安全且快速地加热电池组。

* **技术特征E(后序限幅特征 - 核心发明点):** 对应说明书\[0018\]、\[0053\]~\[0055\]及\[0112\]。在低于第二参考温度(如 $-20^\circ\text{C}$)的极低温度状态下,由于温度越低,电池可放电容量和最小放电电压限制越严苛,因此**针对每一温度段单独地设置第一占空比**(例如: $-42^\circ\text{C} \sim -40^\circ\text{C}$ 设置为 $30\%$ 占空比; $-44^\circ\text{C} \sim -42^\circ\text{C}$ 设置为 $25\%$ 占空比),使第一占空比**随着电池组温度的降低而降低**。这是为了在极寒环境下执行动态的有效功率限制,防止电池完全放电。

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## 二、 对比文件原文特征比对表格

为清晰展现各对比文件的公开情况,以下建立权利要求1的技术特征比对表,并严格标明对比文件原文对应的段落出处。

### 权利要求1的技术特征比对表

权利要求1的技术特征拆解对比文件 D1 <br> (US20070188130A1)对比文件 D2 <br> (US20100096922A1)对比文件 D3 <br> (US20100100266A1)对比文件 D4 <br> (KR1020100044693A)
技术特征A: 一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值;实质公开 <br> \[0009\], \[0016\], \[0019\] 采样和处理输入备份电源(电池)的温度、电压、电流。实质公开 <br> \[0015\]-\[0016\], 图5\[S101\] 采样并检测多个并联蓄电装置的温度。实质公开 <br> \[0019\], 图7\[S110\] 检测电池模块的电池温度并输入给控制装置。实质公开 <br> \[13\], \[75\] 采样检测多个并联蓄电装置的当前温度。
技术特征B: 初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元;未公开 <br> 虽有MOSFET开关,但非针对低温加热的PWM控制。实质公开(转用) <br> \[0017\]-\[0019\], \[0057\] 虽用于电池过热保护,但公开了当检测温度高于预设值时,通过PWM控制开关减少通电时间比例。实质公开 <br> \[0176\]-\[0180\], 图17\[S130\] 当电池温度低于预设温度 T1 时,进行不充分控制运行(即高效加热运行),调整功率元件的PWM信号。实质公开(转用) <br> \[16\], \[57\], \[79\] 与D2等同,公开了基于温度调节PWM控制开关的导通时间比例。
技术特征C: 热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关;未公开未公开 <br> D2/D4主要基于过热进行单向或反向占空比调节。实质公开 <br> \[0183\], 图18, 图19 明确公开随着电池温度上升,在特定低温度区间内,控制信号的驱动频率或占空比会发生阶梯式或连续式改变。未公开
技术特征D: 和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比;未公开未公开实质公开 <br> \[0183\], 图18, 图19 在温度达到预设阈值(如 $0^\circ\text{C}$)以上时,驱动频率和占空比保持常数(常数即对应正常驱动或全通状态)。未公开
技术特征E: 其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。未公开未公开实质公开(反向公开) <br> \[0183\], 图18, 图19 明确公开在极低温度区间下,占空比和频率随着电池温度 Td 降低而增高(用于增加发热)。方向刚好与目标专利技术特征E相反。未公开

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## 三、 对比文件毫无异议公开或实质公开的特征出处分析

### 1. 对比文件 D1 (US20070188130A1)

* **技术特征A(实质公开):** D1公开了一种微处理器控制的电源系统。在其原文\[0016\]中提到“*The power supply includes a programmable microprocessor for managing inputs... based on continuously sampled and processed voltage, current and temperature measurements.*” 并且在\[0024\]中公开了备用电池处于并联状态下由微处理器控制。该系统在充放电循环前和循环中必然对温度、电压进行采样,实质公开了特征A中在充电/放电前测量温度的手段。

* **对其余特征:** D1未公开任何关于通过PWM信号控制开关来间歇或持续驱动热产生单元以控制电池组温度的技术方案。

### 2. 对比文件 D3 (US20100100266A1)

D3是本案中**信息量最大、技术关联度最高**的对比文件。

* **技术特征A(毫无异议公开):** 见D3图17及原文\[0169\]、\[0170\]。步骤S110明确写明“*reads information regarding a cell temperature Td of the cell modules 105... the cell temperature Td is input to the control device 120.*”,公开了电池温度测量步骤。

* **技术特征B、C、D(实质公开):** D3的核心原理是利用已有车辆的电子元器件(如DC/DC转换器或逆变器中的功率元件)在“不充分控制运行(inefficient control operation / heat increasing operation)”下故意产生开关损耗和导通损耗发热,并通过鼓风机和空气介质将该热量送至电池模块(见\[0011\], \[0207\], \[0208\])。

* 在技术特征B方面:D3在\[0172\]、\[0180\]以及步骤S130中公开,当检测到电池温度低于预设温度 T1 时,控制装置驱动功率元件进入加热运行状态(间歇驱动或增加损耗)。

* 在技术特征C、D方面:D3原文\[0183\]配合图18、图19,明确公开了在低温区间内(如低于 $0^\circ\text{C}$),**输入给功率元件的驱动频率和占空比是根据电池温度 Td 动态调整的**,当温度大于或等于预设值时,占空比和频率维持常数(对应常态操作或 $100\%$ 驱动)。

* **技术特征E(反向实质公开):** D3的图18和图19公开了在极低温度区间下,随着电池温度 Td 的降低,驱动频率和占空比**反而增高**。其技术逻辑是通过增加开关频率和占空比来**增加**电子元件自身的发热量(\[0183\]: “*the drive frequency (Hz) and the duty ratio (%) are controlled to be increased as the cell temperature Td decreases...*”)。

### 3. 对比文件 D2 (US20100096922A1) 与 D4 (KR1020100044693A)

(注:D2与D4为同族专利,D4为韩语申请,两者的技术方案完全等同)

* **技术特征A(毫无异议公开):** 见D2原文\[0015\], \[0016\]以及图5的步骤S101。明确公开了通过温度检测单元(NTC)分别检测并联的多个蓄电装置的温度 T1~T3。

* **技术特征B(实质公开/转用):** D2/D4公开了一种并联蓄电系统,其通过PWM信号控制与每个电池串联的开关元件(FET)的导通时间比例(即占空比)。其控制逻辑是:当某一蓄电装置的温度高于预设温度 TH 时,**降低该开关元件的占空比**(见D2\[0019\], \[0057\]),以限制流经该高热电池的电流。

* *法律适用分析:* 尽管D2/D4调节占空比的目的是为了“限制电流、抑制温升(防过热)”,而目标专利是为了“给热产生单元间歇通电(执行加热)”,但其利用PWM控制串联开关以改变时间比例、调节系统支路有效发热或功率的**底层控制机制完全一致**。属于将防过热的PWM开关控制技术转用于低温加热控制。

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## 四、 最接近的对比文件(D1~D4)选择与创造性评述

### 1. 最接近对比文件的选择:D3 (US20100100266A1)

**选择理由:**

* **技术领域完全相同:** 两者均属于电动/混合动力汽车的电池组温度控制、热管理技术领域。

* **解决的技术问题高度一致:** 两者均是为了解决电池组在极低环境下驱动、充电性能劣化,容量下降的技术问题,且均旨在防止低温状态下对电池造成永久损坏或寿命劣化。

* **技术特征重合度最高:** D3不仅公开了在充电/放电之前测量电池温度,更公开了利用功率元件作为“热产生单元”,通过调节PWM控制信号的占空比和频率在低温区间内进行多级/动态热量调节。

### 2. 创造性评述与技术显而易见性分析

在以D3为最接近的对比文件(最接近的现有技术)时,目标专利权利要求1与其相比,结构上的区别特征以及显而易见性分析如下:

* **区别特征1(关于特征E的调节方向):** D3在电池温度降低时,选择**增大**占空比和频率,目的是通过增加功率元件(热产生单元)的内部开关损耗来产生更多热量给电池升温;而目标专利特征E要求在低于第二参考温度的极低温度段内,第一占空比**随着电池温度降低而降低**。

* **显而易见性分析:** 针对区别特征1,目标专利说明书\[0050\]~\[0052\]给出了明确的限制原因:目标专利的热产生单元**直接消耗电池组自身的电量**(而非D3中利用车辆行驶或发电过程中的元器件多余损耗)。由于温度越低电池内阻越大、可用放电电量越极端匮乏,若此时像D3那样调大占空比,会导致电池在大电流放电下跌破“最小放电电压”发生永久爆炸或损坏。

因此,对于本领域技术人员而言,当获知热产生单元的电源直接取自处于极寒状态下的电池自身时,为了防止电池放电过载,**将输入功率随温度降低而调小**,属于本领域技术人员面对“防止电池低温放电跌破安全电压”这一公知技术缺陷时,极易想到的常规设计选择和功率限制手段。

* **区别特征2(关于结合D2/D4的占空比调节机制):** 本领域技术人员在D3的基础上,引入对比文件D2(或D4)是完全显而易见的。D2/D4在原文\[0019\]、\[0057\]中已经明确给出了“由于温度变化,通过PWM信号调节FET开关的时间比例(占空比)以控制支路能量流”的底层技术启示。本领域技术人员为了解决极低温度下控制发热单元功率的问题,将D2/D4中成熟的PWM占空比开关控制技术与D3的低温加热框架相结合,无需付出创造性劳动方案。

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## 五、 请求方最薄弱的技术特征分析(专利权人的核心抗辩点)

如果我方代表无效宣告请求方提出诉讼,在权利要求1中,**最薄弱(即对我方来说最难攻破、对专利权人而言最稳固)的技术特征是:**

> **技术特征E:** “在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。”

### 为什么该特征最难攻破?

1. **现有技术存在“反向教导”:**

最接近的对比文件D3虽然公开了“在低温区间内根据温度段单独设置占空比”,但其具体的控制规律是“温度越低,占空比越大”(图18、图19)。D3给出了一个完全**相反**的技术发展方向。在法律适用上,现有技术若存在明确的反向教导,通常会被专利局或法院认定为具有创造性。

2. **特定的技术效果(克服了不同的技术偏见):**

专利权人一定会极力抗辩:特征E的控制逻辑看似不符合常规“越冷越需要多加热”的直觉,但其真正解决的是“极寒环境下发热部件自身耗电导致电池跌破最小放电电压”这一特定的安全痛点。这种“随着电池组温度降低而降低第一占空比”的设计,在 $-44^\circ\text{C}$ 到 $-40^\circ\text{C}$ 的极端环境下实现了极精细的、段状的能量阶梯控制。

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## 六、 针对最薄弱特征的进一步检索策略

为了彻底攻破上述技术特征E,化解D3带来的反向教导障碍,建议请求方立刻采取以下精确检索策略:

### 1. 改变检索主题词:引入“低温保护”、“放电电压限制”与“功率削减”

目前的对比文件(如D3)多落在“热管理/加热(Thermal Management / Heating)”领域。应将检索视野扩大至**电池管理系统(BMS)的低温放电保护、欠压保护、寿命管理**领域。

* **关键词组合:** `(电池 OR 蓄电池) AND (脉冲 OR PWM OR 占空比) AND (低温 OR 极低温度 OR 寒冷) AND (限制 OR 降低 OR 削减 OR 递减) AND (放电电压 OR 欠压 OR 最小电压 OR 功率配给)`

### 2. 锁定特定应用场景进行检索

目标专利的技术痛点在于“加热部件直接消耗待加热电池自身的能量”。应重点检索以下场景的专利及技术标准:

* **纯电动汽车(BEV)在北方极寒地区静态存放时的“自加热”或“保温”控制策略。** 在这种纯静态(不依赖发动机,没有外部充电桩插头输入)的场景下,BMS必定会有“防止自加热把电池抽干跌破安全电压”的控制协议。

* **智能手机、无人机、野外气象观测站/地震探测仪(如D3场景)在极寒环境下的开机自加热启动协议。** ### 3. 重点检索行业公知常识与BMS技术手册

特征E所述的“针对每一温度段单独设置功率,越冷功率越低”,在BMS控制算法中极有可能是作为一种**“低温放电MAP图(Low-temperature Discharge Derating Map)”**的形式广泛存在的公知常识。

* 应着重检索2019年之前的主流电动汽车BMS芯片(如NXP、英飞凌、TI)的官方技术白皮书、BMS控制算法教科书、以及汽车工程学会(SAE)、国际电工委员会(IEC)关于锂电池低温操作安全规范的标准文件。只要证明“在 $-20^\circ\text{C}$ 以下根据温度梯度对放电占空比进行限幅减小”是本领域的常规安全保护手段,即可直接宣告特征E失去创造性。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

作为一个在电池管理与车辆热管理领域深耕多年的资深专利代理师,我针对目标专利说明书(授权号:CN110785889B)的权利要求1,结合您提供的四份对比文件(D1: JP2010119282A、D2: DE102009049232A1、D3: CN201985213U、D4: US20120092018A1)进行深度的法律与技术比对分析。

以下是具体的无效宣告请求可行性分析报告:

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## 一、 权利要求1的技术原理解析与技术特征拆解

为了进行精确的比对,首先依说明书整体公开内容,将权利要求1拆解为以下5个独立的技术特征,并结合说明书解释其内在的技术逻辑:

* **技术特征A(前序部分)**:一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值。

* *深度解析*:明确了方法应用于“充放电之前”的预热阶段,目的是防止锂电池在极低温度下直接充放电导致电解液粘度过高、锂离子析出造成永久损坏(说明书\[0005\], \[0047\])。

* **技术特征B(初始驱动)**:初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元。

* *深度解析*:此处的“第二参考温度值”在说明书实施例中对应极低温度参考值(如 -20°C,见说明书\[0043\])。此时由于电池可用容量极度受限,若全功率加热会使电池电压跌破“最小放电电压”而导致BMS锁死或电池损坏。因此,必须使用低占空比(如低于30%,见\[0052\])的PWM信号**间歇性驱动**热产生单元。

* **技术特征C(温升过渡)**:热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关。

* *深度解析*:“第一参考温度值”对应电池容量已部分恢复的温度(如 -10°C,见说明书\[0044\])。在此温段内,随着电池温度回升,其放电能力有所提高,因此将占空比由第一占空比增大至第二占空比(如30%~60%,见\[0064\]),通过增加发热时间来加速升温。

* **技术特征D(持续加热与占空比关系)**:和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比。

* *深度解析*:当温度达到或超过第一参考温度(如 >= -10°C)时,电池容量基本恢复至安全范围,此时不再需要间歇保护,直接将PWM占空比拉满至100%持续加热,实现快速安全加热(说明书\[0065\])。且明确了占空比关系:$100\% > \text{第二占空比} > \text{第一占空比}$。

* **技术特征E(极低温度段的精细化控制)**:其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。

* *深度解析*:这是本专利的关键核心。在低于第二参考温度(如 < -20°C)的极寒状态下,电池可放电容量随温度降低而呈非线性剧烈下降。为了榨干电池最后一点功率而又不至于压降过大,必须“针对每一温度段单独设置第一占空比”(例如 -40°C~-42°C设为30%,-42°C~-44°C设为25%,见说明书\[0054\]-\[0055\]),使占空比随温度降低而递减。

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## 二、 权利要求1与各对比文件的特征比对(表格)

经过对对比文件原文的详细检索与核对,各对比文件对上述技术特征的公开情况如下表所示:

### 权利要求1技术特征比对表

目标专利权利要求1的技术特征拆解D1 (JP2010119282A)D2 (DE102009049232A1)D3 (CN201985213U)D4 (US20120092018A1)
特征A:在充/放电之前测量电池组的温度值。实质公开<br>见\[2\]燃料电池始动冷机时、电池性能低下时。实质公开<br>见Summary中“erfasst, dass eine Temperatur der Zellenmodule niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist”以及说明书引言部分。毫无异议公开<br>见\[0005\]、\[0011\],温度传感器贴在电池组表面,低于0℃运行加热。毫无异议公开<br>见\[0009\]、\[0011\],温度传感器测量电池包温度并定期查询。
特征B:当温度小于第二参考温度值时,通过具有第一占空比的PWM信号间歇驱动热产生单元。实质公开<br>见\[0014\]-\[0015\]、\[0036\]-\[0041\]及图4(a),通过非效率作动(增加驱动周波数和デューティ比/占空比)使既设电子部件间歇发热。实质公开<br>见Summary中关于功率元件的非效率控制(ineffizienter Steuerbetrieb),调整频率或相对工作周期(relative Einschaltdauer)。实质公开<br>见\[0010\],+12V蓄电池通过PWM电路与加热丝相连,用于调整加热功率。毫无异议公开<br>见\[0009\]、\[0052\],控制器定期查询温度,控制开关的闭合时间(Pulse Width Modulation, PWM)间歇驱动。
特征C:当温度在第二和第一参考温度值之间时,将PWM信号输出为增大的第二占空比。实质公开<br>见\[0040\]-\[0041\]及图18、19,明确公开将驱动周波数及占空比增加量“随着电池的低温状态的度合(度数)而变化”。实质公开<br>见Summary“erhöhen... basierend auf der Temperatur der Zellenmodule”,根据电池模组的温度变化来调整相对工作周期的增加量。未公开<br>仅提到低于0℃运行,高于10℃停止,未公开根据多级参考温度阶梯式增大占空比。实质公开<br>见\[0011\]、\[0057\],加热的最优时间间隔是当前温度与最优温度差值的函数,应用加热算法(heating algorithm)。
特征D:当温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%持续驱动,且第二占空比大于第一占空比。未公开<br>公开了占空比随温度梯级变化的趋势,但未明确提及达到某一阈值后直接将占空比设为“100%”持续开启。未公开<br>公开了根据温度阶梯调节工作周期,但未明确提到在最高温段直接设置工作周期为“100%”。未公开<br>未涉及多级占空比调节,仅为普通的开关控制(达到10℃停止)。未公开<br>公开了调整PWM参数使之达到最优温度,未明确提及将占空比设置为“100%”的恒定持续状态。
特征E:在低于第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置第一占空比,第一占空比随着电池组的温度降低而降低。实质公开/反向公开<br>见\[0041\]及图19,公开了占空比与电池温度的关系映射,但其趋势是随着温度降低而增加占空比(非效率作动发热)。实质公开/反向公开<br>见Summary,工作周期增加量随低温程度严重而增加(温度越低,非效率发热要求越高,占空比越大)。未公开<br>未涉及低于第二参考温度下分段单独设置且随温度降低而降低的控制。未公开<br>未公开在极低温度下进一步分段,且未公开占空比随温度降低而降低。

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## 三、 对比文件详细出处与技术实质分析

为了确保无效宣告请求书的文本严谨性,现将各对比文件中毫无异议公开或实质公开对应技术特征的**原文及出处**详细列明如下:

### D1: JP2010119282A(公开号:JP2010119282A)

* **技术实质**:该案公开了一种车辆热管理系统。其核心思想是:在车辆驱动设备(如电池101)有暖机需求时,控制装置120控制既设的开关电源装置(如逆变器21、DC/DC转换器110中的功率元件111)进入“发热增大作动”(即效率低下的非效率作动),利用其开关损耗和导通损耗产生热量来为电池暖机,从而省去了专用的加热器。

* **特征A的出处**:

> 特征说明书原文\[0042\]:“制御装置は、電池モジュールが低温状態であることを、電池モジュールの温度、電圧値、電流値または内部抵抗値を含む電池情報…のうち、少なくとも一つを用いて検出することを特徴とする。”明确公开了通过测量电池温度等信息来检测电池是否处于低温状态。

* **特征B的出处**:

> 特征说明书原文\[0036\]-\[0038\]:“制御装置は…スイッチング電源装置を、電流値および電圧値が増減する過渡状態の回数または過渡状態の時間を通常の動作状態に比べて多くする非効率作動に動作させることにより発熱させて…パワー素子に入力される駆動周波数およびデューティ比の少なくとも一方を増加させる”。对应图4(a)和图5,其通过PWM控制信号的占空比(デューティ比)和频率来间歇驱动开关管发热,实质公开了特征B。

* **特征C的出处**:

> 特征说明书原文\[0040\]-\[0041\]:“制御装置は、パワー素子に入力される駆動周波数およびデューティ比の少なくとも一方の増加量を、電池モジュールの低温状態の度合いに応じて変化させることを特徴とする…低温状態を適温状態に迅速にもっていけるようになる”。并且结合**【図19】**(电池温度越低,输入的占空比/工作周期增加量越大),实质公开了根据不同的电池温度状态改变并输出不同的PWM占空比信号。

### D2: DE102009049232A1(公开号:DE102009049232A1)

* **技术实质**:D2与D1属于同族专利(德文文本),其技术方案完全对应。它同样阐述了当检测到电池模组温度低于预设温度时,使开关电源装置工作在“发热提高模式(Wärmerhöhungsbetrieb / ineffizienter Steuerbetrieb)”。

* **特征B、C的出处**:

> 见其Zusammenfassung及正文:“...während des Wärmerhöhungsbetriebs ein Steuersignal, in dem eine Antriebsfrequenz und/oder eine relative Einschaltdauer im Vergleich zu dem allgemeinen Betriebszustand erhöht sind/ist, in die Schaltstromversorgungsvorrichtung eingeben.”(在升温运行期间,向开关电源装置输入驱动频率和/或相对工作周期比常规状态提高的控制信号)。

> “...Zunahmebetrag der in das Leistungselement eingegebenen Antriebsfrequenz und/oder der relativen Einschaltdauer basierend auf der Temperatur der Zellenmodule erhöhen, wenn die Temperatur der Zellenmodule niedriger als die vorgegebene Temperatur ist.”(当电池模组温度低于预定温度时,基于电池模组的温度来增加输入到功率元件的驱动频率和/或相对工作周期的增加量)。这与特征B的PWM控制以及特征C的根据温度调整占空比实质等同。

### D3: CN201985213U(公开号:CN201985213U)

* **技术实质**:该实用新型公开了一种简单的电动汽车电池低温预热系统,使用贴在电池表面的温度传感器和设在电池两侧的加热丝。

* **特征A、B的出处**:

> 说明书原文\[0005\]:“一种电动汽车电池组低温预热系统,包括电池组管理系统BMS,电池组管理系统BMS的信号输入端与温度传感器相连,温度传感器贴在电池组的表面...”。

> 说明书原文\[0010\]:“电池组3通过DC-DC逆变器5与+12V蓄电池相连,+12V蓄电池通过PWM电路与加热丝4相连...PWM电路用于调整加热功率...当温度传感器2测试到电池的环境温度低于0℃以下,电池组管理系统BMS 1将运行电池的加热管理程序...”。此处明确公开了利用PWM电路控制开关来间歇驱动加热丝(热产生单元),毫无异议地公开了特征A和特征B。

### D4: US20120092018A1(公开号:US20120092018A1)

* **技术实质**:该案公开了一种具有智能电子管理的电池包安全及热管理装置。其内部集成了基于PCB铜箔走线构成的电阻式加热器,并由微控制器通过电子开关(如FET)进行PWM控制。

* **特征A、B、C的出处**:

> 说明书原文\[0009\]:“A temperature sensor measures the battery pack temperature and communicates with the microcontroller... interrogates the temperature sensor periodically and controls a first time during which said switch is closed and power is applied to the heater, and a second time during which the switch is open and power is removed from the heater.”(温度传感器定期测量电池温度,微处理器控制开关控制闭合时间和断开时间)。

> 说明书原文\[0052\]:“The intermittently switched case uses the well-known technique of Pulse Width Modulation (PWM) to control the average power dissipated in the heater... by varying the duty cycle between zero and unity...”。这毫无异议地公开了使用PWM占空比信号间歇驱动热产生单元(特征A、B)。

> 说明书原文\[0011\]、\[0057\]:公开了加热控制算法(heating algorithm),其中加热的最优时间间隔是当前温度与最优温度之差的函数(“optimal time interval... is a function of... the previously calculated temperature difference”),实质公开了根据温度所处的区间来调整PWM的输出参数。

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## 四、 最接近对比文件的选择与创造性评述思路

在创造性评述过程中,“最接近的对比文件”应当选择与涉案专利**技术领域相同、解决的技术问题最相似、公开的技术特征最多**的文件。

### 1. 推荐的最接近对比文件:D1 (JP2010119282A) 或 D2 (DE102009049232A1)

* **理由(技术领域与特征重合度)**:D1/D2与目标专利同属于**电动汽车电池组预热控制领域**。D1/D2不仅公开了在充电/放电前测量电池温度(特征A),还深入到了**利用开关管/功率元件在低温下工作在非效率状态、通过调整PWM的频率和占空比(工作周期)来间歇性控制发热部件**的高度复杂的半导体级控制机理(特征B)。更重要的是,D1/D2公开了**根据电池低温状态的严重程度(度合)来梯级或连续调整占空比**的思路(特征C)。

* **从整体解决的技术问题和技术效果角度分析**:

* **涉案专利解决的问题**:在极低温度下,由于电池容量衰减,加热时必须限制功率以防电池电压降至最小放电电压以下导致损坏。

* **D1/D2解决的问题**:低温下行驶用电池性能下降,无法提供所需输出,且传统的专用加热器增加成本和空间;其通过意图性的“发热增大作动”降低电子部件效率来安全、低成本地为电池提供合适温度,抑制电池损伤。

* 两者在“如何利用有限的电池自身能量、通过精细化的占空比控制、安全且不损伤电池地在深冷环境下进行预热”这一核心技术问题和“防止电池损坏、低成本高效率预热”的技术效果上完全契合。因此,**D1或D2是做创造性评述时最适合、杀伤力最强的最接近对比文件**。

### 2. 次选的接近对比文件:D4 (US20120092018A1)

* **理由**:D4公开了基于BMS微控制器、温度传感器以及通过FET开关对PCB电阻丝进行PWM占空比切换的**硬加热方案**。它从结构上最符合涉案专利“外包式发热垫/发热单元”的物理形态。如果审查指南或合议组倾向于从“独立外置加热元件的控制算法”出发,D4可以作为最接近的对比文件(公开了特征A、B、实质公开C)。

### 3. 未被最接近对比文件公开的特征及其他文件的解决手段

* **特征D(最高温段占空比为100%持续驱动)**:D1、D2、D4均未直接提及将占空比设为绝对的“100%”。但是,本领域技术人员在已知占空比随温度升高而增大的总趋势下(D1、D2、D4均公开了温升时增大占空比/加热能力的趋势),当温度已经脱离了深冷危险区(即大于第一参考温度),为了追求最快的加热效果,**自然而然的公知常识/常规技术手段就是将开关维持常开(即占空比100%)**。这一特征极易被评述为公知常识。

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## 五、 无效请求方最薄弱的技术特征分析(核心抗辩点)

如果我方作为无效请求方提出无效宣告请求,目标专利权利要求1中**对我方而言最薄弱、对方最容易据守、最难被攻破的技术特征是:技术特征E**。

> **特征E的表述**:“在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。”

### 最薄弱原因分析(致命的技术趋势相反):

1. **控制逻辑的反向对立(关键点)**:

* **目标专利的逻辑**:温度越低(极端冰冻,如 -40°C),电池越脆弱,越经不起大电流抽吸,所以**温度越低,第一占空比设置得越小**(如25%),以保护电池不掉电超限;

* **最接近对比文件D1/D2的逻辑**:D1/D2在非效率作动发热时,其**【図19】**及说明书第\[0041\]段明确表示:“低温レベルに応じて変化させる…低温になるほど高くなるように制御される”。也就是说,**D1/D2的逻辑是温度越低,其占空比设置得越高(发热量越大)**,以便“迅速带入适温状态”。

2. **技术偏见与显著的进步**:

目标专利在这里产生了一个精妙的“反向控制”:在极寒区,不是为了快速加热而加大功率(这会导致电池因压降过大而永久损坏或停机),反而是“温度越低,越减小占空比”。这种针对极低温度下各温段单独微调、且趋势为“随温度降低而降低”的精细化安全控制算法,在D1、D2、D3、D4中**不仅没有被毫无异议地公开,反而D1和D2给出了相反的技术启示**。

3. **抗辩劣势**:

专利权人在口审时一定会死守特征E,主张特征E克服了本领域的“技术偏见”(常规思维是越冷越要大功率加热),解决了极寒下放电容量受限导致BMS因压降直接锁死的安全难题,具有突出的实质性特点和显著的进步。因此,**特征E是我方最难评述其具有创造性的薄弱环节**。

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## 六、 针对薄弱特征的进一步检索策略

为了彻底攻克上述特征E,夺取无效宣告的全面胜利,必须调整检索方向,采取以下进阶检索策略:

### 1. 改变关键词检索矩阵,专注于“电压保护”与“容量衰减限制”

目前检索到的D1、D2多侧重于“如何提高发热效率/如何最大化发热”。我们需要寻找在极低温度下,**由于放电过载保护而不得不限制加热功率**的在先公开文献。

* **建议检索式(CNI/VEN/IEEE)**:

* `(电池组 OR 锂电池 OR 蓄电池) AND (极低温度 OR 深冷 OR 严寒 OR 冰冻) AND (占空比 OR 功率 OR 电流 OR PWM) AND (降低 OR 减小 OR 限制 OR 递减) AND (电压降 OR 最小放电电压 OR 过放 OR 压降保护)`

* 英文扩展:`(battery pack OR lithium) AND (extreme low temperature OR ultra-low temp) AND (duty cycle OR PWM OR power) AND (decrease* OR reduce* OR taper*) AND (voltage drop OR minimum discharge voltage OR cell voltage protection)`

### 2. 挖掘“BMS极低温放电映射表(MAP)”领域的在先专利

特征E的技术实质是BMS在极低温下的放电功率流控(Derating)策略。在现代电池管理系统(BMS)中,根据温度传感器分段(例如每2度或5度为一个温段),查表(Look-up Table)确定当前温度下允许的最大持续放电电流或PWM脉冲功率,是极其常规的操作。

* **策略**:重点检索德系(如Bosch、Continental)、日系(如Toyota、Panasonic)以及中国头部BMS/电池厂商(如宁德时代、比亚迪)在2005~2018年间关于**“低温下放电功率限制”、“低温查表确定电流”**的底层基础专利。只要证明“在极低温下根据温度分段、且由于可用容量降低而使输出功率或开关占空比随温度降低而减小”属于BMS领域的通用基础技术,即可切断其“克服技术偏见”的退路。

### 3. 扩大非专利文献(NPL)与国家标准的标准认可检索

* **精细化检索3GPP、SAE(汽车工程师学会)、IEEE的相关学术论文**。特别是关于电动汽车在阿拉斯加或中国漠河等极端寒冷条件下“冷启动(Cold Start)”时,BMS如何限制发热毯功率的实验报告。

* **核查相关电池测试国家标准/行业规范**中关于“极低温下蓄电池放电测试方法”的规定。如果标准中明文规定了在某些深冷温度下必须采取低电流短脉冲(对应低占空比)的方式进行预热抽吸,则直接将其归为公知常识。

### 总结无效宣告的最终打法建议:

以 **D1(或D2)作为最接近的对比文件** 评述权利要求1的特征A、B、C,并结合本领域的公知常识评述特征D。针对最顽固的**特征E**,我方必须通过上述进一步检索策略,寻找出一篇**公开了“在极低温度下(如小于-20℃),为了防止压降过大触发BMS过放保护,预热功率或PWM占空比需随着温度降低而作递减限制”的控制类对比文件(D5)**。将D1与D5结合,方能给予涉案专利权利要求1致命一击,实现全案宣告无效。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

作为一名经验丰富的专利代理师,我将为您对目标专利(CN110785889B)的权利要求1进行深度拆解,并结合您提供的四份对比文件(D1~D4)进行逐字逐句的法律与技术比对。

通过对目标专利说明书的整体架构分析,其核心发明构思在于:在**极低温度(如-20°C以下)下充电/放电之前**,为了防止电池组因为发热部件消耗功率而导致电压跌落至最小放电电压以下(引发爆炸、起火或永久损坏),采用了一种**阶梯式、动态调整PWM占空比**的控温方法。

以下是针对该案的完整专利无效可行性分析及检索策略报告:

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## 一、 权利要求1的技术特征拆解与对比文件特征比对

为了清晰展现各对比文件是否公开了目标专利的技术特征,首先将权利要求1拆解为5个独立的技术特征(A~E),并与各对比文件的公开内容进行严格的原文比对。

### 1. 对比文件基本信息及简称声明

* **D1**:CN102447144A 《电动车电池组热管理系统及其信号检测方法、控制方法》

* **D2**:US20120156530A1 《APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF BATTERY》(等同于韩国公开文本 KR1020120067520A,即D3)

* **D3**:KR1020120067520A 《배터리 온도 제어장치 및 방법》(与D2为同族专利,技术内容高度一致)

* **D4**:CN102612792A 《二次电池的控制装置和二次电池的控制方法》

### 2. 技术特征比对表

目标专利权利要求1的技术特征拆解D1 (CN102447144A) 原文出处及公开情况分析D2/D3 (US20120156530A1 / KR1020120067520A) 原文出处及公开情况分析D4 (CN102612792A) 原文出处及公开情况分析
技术特征A:<br>一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:<br>电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值【毫无疑问公开】<br>说明书[0067]“温度传感器用于出风口...测量值来控制PTC加热器的启动和停止。电池组各电池模块...由电池管理系统检测和测量”。[0113]指出“在充电/放电之前,用于控制电池组的温度的装置300通过电池组温度测量部分311测量电池组的温度值”。【实质公开】<br>D2说明书[0021]/D3[0023]“The temperature sensor 120 senses a temperature of a battery 110...continually perform charging/discharging operations.”<br>虽然未明示“之前”,但公开了在充放电循环中持续测量,属于实质公开。【毫无疑问公开】<br>说明书[0014]、[0018]“二次电池的控制装置还具有用于计测所述二次电池的温度的温度传感器...”。[0003]指明在充电结束之后到放电开始为止的期间进行控制。
技术特征B:<br>初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元【实质公开】<br>说明书[0083]“微控制器1中的PWM模块产生的PWM控制信号控制PTC加热器驱动电路”。D1公开了用PWM控制PTC加热器(热产生单元),且暗含了低于某温度阈值时启动。【实质公开】<br>D2[0027]/D3[0029]、[0038]“when the temperature of the battery 110 ranges from about 35°C to about 40°C, the number of rotations of the cooling fan 140 is controlled by adjusting the duty ratio using the PWM method...”。<br>*注:D2/D3控制的是冷却风扇而非加热器,但其PWM控制开关、间歇驱动的机理完全相同(仅控制方向相反)。*【实质公开】<br>说明书[0014]“当由所述温度传感器计测的温度计测值低于第一下限值时...许可向所述加热器供电”。公开了在低于第一阈值时驱动加热器,但未明确提及PWM占空比调制方式。
技术特征C:<br>热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关【未公开】<br>D1仅提及微控制器产生的PWM信号驱动PTC,并未公开根据温度的多级区间(大于第二且小于第一参考温度)来调整PWM占空比的阶段。【实质公开】<br>D2[0037]/D3[0038]“when the temperature ranges from about 35°C to about 40°C...operate at a duty ratio ranging from about 50% to about 70%”。<br>公开了在特定温度区间内(35°C~40°C),将PWM占空比控制在50%~70%(对应第二占空比)。机理实质公开,但控制对象为冷却。【未公开】<br>D4[0014]指出了多级温度区间(低于第一下限值、介于第一与第二下限值之间),并对应不同的供电限制逻辑,但其控制手段是“许可/禁止供电”的逻辑开关,而非调整PWM占空比。
技术特征D:<br>和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比【未公开】<br>D1未公开占空比随温度多级增加至100%持续驱动的特征。【实质公开】<br>D2[0037]/D3[0038]“When the temperature of the battery 110 is higher than about 40°C, the duty ratio is adjusted using the PWM method such that the cooling fan 140 operates with a driving signal having a duty ratio or approximately 100%”。<br>明确公开了超过温度阈值后,PWM占空比设为100%持续驱动。占空比大小关系满足100%(第三)> 50%-70%(第二)。【未公开】<br>D4未公开PWM占空比设为100%持续开启加热开关的技术特征。
技术特征E:<br>其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。【未公开】<br>D1完全没有涉及在极低温度下针对不同温度段微调占空比的倾向。【未公开】<br>D2/D3的占空比随温度波动的趋势是:温度越高,冷却风扇占空比越高。其没有公开“在低于第二参考温度的极低温度状态下,针对每一温度段单独设置占空比,且占空比随温度降低而降低”的针对加热器的负反馈/安全限制逻辑。【未公开】<br>D4虽然将温度划分了多个下限值区间(第一、第二下限值),但其并未在低于某一参考温度的区间内进一步细分温度段,更未披露占空比随温度降低而降低的微调特征。

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## 二、 最接近对比文件(Closest Prior Art)的确立与分析

在创造性分析中,选择**D1(CN102447144A)**作为**第一最接近的对比文件**,同时将**D2/D3(同族)**作为**备选/辅助最接近对比文件**。原因如下:

### 1. 从整体解决的技术问题角度分析

* **目标专利**关注的是电池组在极低温度下的热管理,解决的是“如何在低温下安全、稳定地提升电池组温度,同时防止加热部件过度消耗电量导致电池电压跌落至最小放电电压以下”的技术问题。

* **D1**明确属于“电动车电池组热管理系统”,其主要解决“电池组在低温下快速加热,解决电池组低温使用的问题”(参见D1说明书[0003]、[0041])。两者面临的技术领域完全相同,解决的技术问题高度一致。

* **D2/D3**虽然公开了极其相似的**PWM多级占空比调速架构**,但其研发技术背景是解决“大容量电池组在充放电过程中产生大量热量导致损坏,如何进行**散热和冷却**”的问题(参见D2[0005]/D3[0002])。虽然其控制算法的数学架构与目标专利高度相似,但由于技术方向相反(一为冷却、一为加热),在审查实践中作为最接近对比文件的说服力略逊于D1。

### 2. 从技术效果角度分析

* **D1**通过微控制器输出PWM信号驱动PTC加热器,实现有控制的发热,其产生的技术效果是“保证电池组温度场的均匀分布,使电池组能够均衡、有效工作”(D1[0041])。这与目标专利“使得电池组的温度稳定增加”的效果最为贴近。

* 因此,以**D1**作为发明创造的起点(最接近的对比文件)最为符合专利审查指南中“技术领域相同、解决技术问题最接近”的原则。

### 3. 特征对抗与结合方案(D1 + D2/D3 + 公知常识)

* **D1未公开的特征**:技术特征C、D中的“多级温度区间划分及对应的占空比阶梯式提升(直至100%)”,以及技术特征E。

* **特征引入分析**:D1未公开的特征C和D,其**控制机理已被D2/D3实质公开**。D2/D3在[0037]中明确给出了多级控温思想(35°C~40°C时占空比50%~70%,大于40°C时占空比100%)。

* **结合理由**:本领域技术人员在面对D1无法精细化控制PTC发热量的问题时,有动机引入D2/D3中已经非常成熟的“基于多级温度区间动态微调PWM占空比(分段函数控制)”的电路控制手段。由于控制开关元件(MOSFET/IGBT)的PWM调制信号在电路逻辑上是完全通用的,将其从“冷却风扇驱动”转用到“PTC加热器驱动”属于**单纯的测量控制领域的手段转用**,产生的是可预期的技术效果。

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## 三、 无效请求方最薄弱的技术特征分析

如果由我方代表请求方提出无效宣告请求,本案**最薄弱、最难攻克的堡垒是:技术特征E**。

> **技术特征E原文**:“其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。”

### 为什么该特征最薄弱?

1. **控制逻辑的逆向性(非显而易见性)**:

在常规控温常识中,**“温度越低,发热部件应该功率全开(占空比越高)”**。例如D4的逻辑是温度越低越要许可供电。然而,目标专利的特征E反其道而行之——**“电池温度越低,第一占空比反而设置得越低(发热功率越小)”**。

2. **特定的技术效果支持**:

目标专利说明书[0049]~[0054]对此给出了充分的合理解释:在极低温度下(如-42°C),电池的放电容量极度萎缩,如果此时急于大功率加热,加热器自身的耗电会直接把电池电压拉低到“最小放电电压”以下,从而导致电池永久损坏或爆炸。因此,“温度越低,占空比越小”是为了**“使用电池组的最小功率驱动热产生单元”以保护电池**。

3. **现有文件集体缺失**:

在本案给出的对比文件中:

* D1只字未提极低温度下的精细分段;

* D2/D3的逻辑是正向的(温度越高,冷却占空比越高),无法直接推导出低温加热时的反向限流逻辑;

* D4仅做粗略的逻辑开关(禁止/许可),未涉及在极低温度区间内“随着温度降低而降低占空比”的微调动作。

**结论**:特征E具有极强的防御力。如果仅凭现有的D1~D4,专利局极有可能认定特征E带来了“意料不到的技术效果”,从而维持权利要求1有效。我方必须针对特征E进行补充检索。

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## 四、 进一步的检索策略(针对最薄弱特征E)

为了彻底击溃特征E,推翻其创造性,我方在后续的补充检索中必须调整策略,建议采取以下检索路径:

### 1. 调整检索主题词与逻辑

不要只局限于“锂电池热管理”本身,应将检索范围扩大至**整个工业控温、特别是“带弱电源电源保护的加热控制系统”**。

* **核心检索逻辑**:`(加热 OR 发热 OR PTC) AND (极低温度 OR 超低温 OR 电池保护 OR 电压保护) AND (占空比 OR PWM) AND (降低 OR 减小 OR 限流 OR 降功率)`

* **英文检索逻辑**:`(BMS OR battery) AND (low temperature OR freeze) AND (PWM OR "duty cycle") AND (decrease OR reduce OR lower) AND (voltage drop OR minimum discharge voltage OR defense OR protect)`

### 2. 重点检索方向

* **方向A:针对“弱电源/电池低温启动保护”的专利或文献**

寻找那些公开了“在超低温下,因为电源内阻过大、输出能力有限,为了防止负载(发热丝/启动机)把电源拉垮,而主动限制/阶梯式降低负载功率”的技术文件。这类技术在**北方极寒地区的车载电池启动管理系统(BMS)**、**军工航空航天低温电池预热**领域极可能作为公知常识或已有专利存在。

* **方向B:芯片级/控制器级的通用应用笔记(Application Notes)**

检索如 TI(德州仪器)、ST(意法半导体)、Infineon(英飞凌)等主流BMS及MCU芯片厂商在2012年~2018年左右发布的电池管理系统方案白皮书。这类技术文献经常会详细描述“极寒条件下的PWM占空比安全限制策略”,一旦检索到,可作为强有力的公知常识证据(教科书或技术设计手册)。

### 3. 分类号(IPC/CPC)精准截击

建议在以下分类号中进行交叉组配检索:

* **H01M 10/615**:专门用于加热的电池热管理

* **H01M 10/42**:电池或电池组的控制或安全装置

* **G05D 23/19**:带有辅助电信号的温度控制(重点看带有安全保护的智能温控算法)

通过补充上述方向的对比文件作为D5,再与D1、D2/D3相结合,证明“在极低温度下为了防止电池过放/跌压而降低PWM占空比”属于本领域的通用安全控制手段,方能最终成功无效掉权利要求1。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

作为一名经验丰富的专利代理师,我将为您对目标专利【CN110785889B 电池组温度控制方法和装置】的权利要求1进行深入的法律和技术解析,并结合对比文件D1【US20150108114A1】进行详尽的特征比对、创造性分析以及无效请求风险评估。

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### 一、 目标专利权利要求1的合理解释

结合目标专利说明书(特别是背景技术[0007]-[0010]及实施例[0047]-[0055]),权利要求1的核心发明点在于**分阶段(三阶段)渐进式地控制脉冲调制(PWM)信号的占空比,以在极低温度下安全、稳定、快速地加热电池组,防止电池组电压降至最小放电电压(截止电压)以下而发生永久损坏或引发安全事故。**

说明书明确指出,在极低温度下,电池由于电解液粘度增大、内阻急剧增高,导致可用容量显著降低。如果直接以100%占空比(持续驱动)或较大的固定功率驱动加热元件,电池电压会由于大电流放电而在极短时间内跌落至最小放电电压之下,从而触发BMS保护导致放电中断,加热无法继续,甚至损伤电池寿命。

因此,本发明的解释重点在于:

1. **初始热产生单元驱动步骤(第一阶段)**:在极低温(小于第二参考温度,如-20℃)下,使用**非常小的第一占空比(说明书公开低于30%,如25%、30%)进行间歇驱动**。最关键的是,**第一占空比并不是固定的,而是细分为多个温度段(如-42℃至-40℃为30%,-44℃至-42℃为25%),随着温度降低而降低**。这是为了适应温度越低、电池可放电容量越小的物理特性,实现超低温下的精准控压。

2. **热产生单元持续时间增加步骤(第二阶段)**:当温度由于前述加热回升到第二参考温度与第一参考温度之间(如-20℃至-10℃)时,电池容量有所恢复,此时**主动将占空比提升至更大的第二占空比(如30%至60%,图3中示例为55%)**,延长加热单元每次开启的时间,从而在安全范围内加大发热量。

3. **持续热产生单元驱动步骤(第三阶段)**:当温度达到第一参考温度(如-10℃)以上时,电池基本脱离极低温度危险区,放电容量恢复正常,此时**直接将占空比设为100%(持续驱动)**,以最高效率使电池快速升温至操作温度。

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### 二、 权利要求1与对比文件D1的特征比对表格

对比文件:**D1 (US20150108114A1) Lithium Ion Battery Heater Systems And Methods**

目标专利权利要求1的技术特征对比文件D1(US20150108114A1)的原文对应内容及出处分析比对结果
技术特征A:一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值实质公开:[0036] "The electronic controller 200 utilizes a temperature transducer 208 to monitor the temperature of the electrochemical cells 210 in the battery."(利用温度传感器监控温度);[0027] 提及在满足其他负载(如发动引擎放电)前进行加热,即在充放电前测量并加热。实质公开
技术特征B:初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元实质公开:[0013] "...selecting an initial duty cycle, and repeatedly discharging the electrochemical cells through the electrical heater for the duty cycle... [0049] ...a certain battery at −40 degrees C. may be able to maintain voltage above the discharge cut-off voltage while discharging current through the heating element for 2.2 seconds (55%) of a 4 second duty cycle..." D1公开了在-40℃下采用初始占空比(如55%)间歇驱动加热器,以防止跌落至截止电压。实质公开
技术特征C:热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关;(其中所述第二占空比大于所述第一占空比)实质公开:[0013] "The duty cycle is modified based on the temperature... and increasing the duty cycle to a higher value when the temperature of the electrochemical cells exceeds a threshold temperature." [0050] 明确公开了低于门槛温度502时为第一值500,在或高于502时为第二更大值506。实质公开
技术特征D:和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元实质公开:[0051] "In some embodiments, duty cycle 508 is a 100% duty cycle." [0055] "Once the battery temperature reaches the second threshold 504... step 528 then operates the heater at the third duty cycle value 508. In the depicted embodiment, the value 508 is 100%." 明确公开了超过第二阈值后,占空比调整为100%持续驱动。实质公开
技术特征E:其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。未公开(区别特征):D1虽然在[0013], [0049]公开了针对不同的离散温度(如-40℃或-30℃)试验不同的初始占空比,但其在低于某一阈值(如-35℃以下)的整个极低温度区间内,通常只使用一个固定的初始占空比(如50%或55%)。D1并没有公开“在低于第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独设置,且第一占空比随着温度降低而降低”的连续分段精细化控制规律。未公开

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### 三、 最接近的对比文件(最接近现有技术)分析

本案中,**D1(US20150108114A1)最适合作为创造性分析中的“最接近的对比文件”**。

**分析如下:**

1. **技术领域与整体解决的技术问题高度一致**:D1和目标专利均属于锂离子电池在极低温度环境下(如-40℃左右的极寒环境)的自加热控制领域。二者共同要解决的核心技术问题都是:**在极低温度下,电池内容量和放电能力极低、内阻极高,如果全功率加热会导致电压瞬间跌落至截止电压(最小放电电压)以下造成电池损坏或加热中断**。

2. **技术手段及整体控制架构高度相似**:D1和目标专利均摒弃了传统的固定大功率加热方式,同样采用了**基于电池温度变化、多阶段阶梯式调大PWM脉冲占空比**的技术方案。D1同样具有“初始小占空比间歇放电” $\rightarrow$ “温度回升后调大占空比” $\rightarrow$ “温度进一步回升后达到100%占空比全功率持续加热”的三阶段控制逻辑。

3. **技术效果一致**:二者均实现了在利用电池自身残存电量安全自加热的同时,防止放电过载,最终使电池安全回升到正常工作温度。

因此,D1公开了目标专利绝大部分的技术特征,其技术构思、系统架构和解决的问题最为契合,是创造性评述中最佳的评述起点。

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### 四、 无效请求方最薄弱的技术特征

通过上述特征比对可以明显看出,若提出无效宣告请求,对于请求方(无效发起方)来说**最薄弱的技术特征(即目标专利最坚固、最难被无效掉的防线)是:技术特征E**。

> **特征E原文**:“其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,**针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。**”

**为什么该特征最薄弱(对请求方而言):**

1. **D1未明确给出该控制规律**:D1在[0049]中仅是举例说明在-40℃或-30℃等特定离散温度下为了防止跌落到截止电压可以设置不同的初始占空比(如4秒周期内开启2.2秒,即55%)。但在D1的实际控制流程(图5A-图5C)中,一旦进入低于阈值502(例如-35℃)的极冷区域,其采用的初始占空比500是一个固定的设定值。D1没有教导在低于第二参考温度(极低温度区)内部,还要进一步精细地划分“每一温度段”,并让占空比随着温度降低而单调降低。

2. **具备显著的技术效果(协同对应)**:目标专利此特征对应了极冷环境下电池物理特性的连续劣化规律。-44℃至-42℃的放电能力显然比-42℃至-40℃更差。目标专利通过在“初始间歇驱动阶段”内部再进行“随温度降低而降低占空比”的精细化配置,实现了在极低温度区间内对电池电压的最佳保护,既压榨了加热功率,又绝对不触碰硬性电压红线。

如果请求方仅凭D1,专利局/复审委极可能认定:在极低温度区间内进一步进行“细分温段且占空比随温度降低而降低”的精细化连续控制,属于非显而易见的微观控制策略改进,无法被D1直接组合或等同。

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### 五、 进一步的检索策略

由于**“在低于参考温度的初始驱动阶段,针对每一温度段单独设置占空比,且占空比随温度降低而降低”**是目前阻碍无效成功的核心特征,为了彻底破坏该特征的创造性,请求方需要调整检索方向,采取以下进一步的检索策略:

1. **关键词精细化与控制规律检索**:

* **核心检索式方向**:将(电池加热/温度控制/BMS)+(脉冲调制/PWM/占空比/Duty cycle/间歇/脉冲)+(随着温度降低而降低/递减/正相关/随温度降低减小/减少/分段/温度区间/Temperature segments/Interpolation/Look-up table)进行交叉检索。

* **英文检索词推荐**:`("battery heater" OR "BMS" OR "self-heating") AND ("PWM" OR "duty cycle") AND ("decrease as temperature drops" OR "stepwise decrease" OR "temperature dynamic adjustment" OR "look-up table" OR "temperature interval")`

2. **锁定“电池自加热(Self-heating/Internal heating)”及“交流/脉冲加热”细分领域的早期专利**:

* 重点检索在2015-2023年期间,专门研究锂电池超低温自加热的学术梯队和重点企业(如王朝阳院士团队、CATL、LG等)的早期专利。这些团队在研究电池低温脉冲自加热时,经常会建立电池低温下最大可承受放电电流(或极化电压)与温度的连续函数关系。通常会公开“为了不触及截止电压,脉冲电流大小或占空比必须随温度降低而降低”的解析表达式或查表法(Look-up table)。

3. **扩大至通用电机、充电或高寒电力电子控制领域(跨领域引入公知常识/技术启示)**:

* 如果在电池自加热领域难以直接搜到“随温度降低而降低第一占空比”的极端微观特征,可以检索**“高寒环境下的电子元器件防冻预热”**或**“低温充电限制规律”**。在这些领域,根据外界环境温度的连续下降而逐步等比例调小输入脉冲占空比(以保护脆弱电源不被瞬间拉死)属于较为经典的控制理论和常规手段。若能检索到此类控制规律在低温电力电子保护中的应用,可以作为“技术启示”或“公知常识”与D1进行结合,评述目标专利特征E仅是本领域技术人员面对低温电池内阻连续变大这一物理事实,做出的常规控制参数随动调整,不具备创造性。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

基于您作为资深专利代理师的定位,以下对目标专利(CN110785889B 电池组温度控制方法和装置)的权利要求1进行全面、严谨的法律与技术分析。本分析将紧密结合说明书及4份对比文件(D1~D4)的原文出处进行特征比对,并给出无效宣告请求阶段的整体策略。

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## 一、 目标专利权利要求1的技术特征拆解与技术原理解析

紧密结合目标专利说明书(下文简称“说明书”),权利要求1的核心发明点在于通过脉冲调制(PWM)信号的占空比控制,在不同温度区间内逐级、安全地间歇驱动或持续驱动热产生单元,实现极低温度下电池组的稳定升温,同时确保电池组电压不低于最小放电电压以防损坏。

* **技术特征A(主题与前序):** 属于方法权利要求。说明书\[0046\]指出,在执行充电/放电之前测量电池温度(锂基电池极易受低温影响,导致内阻增加,锂离子移动减慢),用于检查电池组是否能够执行充放电。

* **技术特征B(初始驱动):** 对应说明书\[0048\]~\[0055\]。第二参考温度值例如设置为 $-20^\circ\text{C}$(极低温度参考值)。此时电池可放电容量极度受限,若完全持续放电会跌破最小放电电压,引发永久损坏、起火或爆炸。因此,通过较低的第一占空比(如低于 $30\%$)间歇驱动热产生单元,使用最小功率保护性加热。

* **技术特征C(持续时间增加):** 对应说明书\[0056\]~\[0064\]及图2。当温度回升至第二参考温度以上、第一参考温度(如 $-10^\circ\text{C}$)以下时,容量有所恢复。此时将PWM信号升级为更大的第二占空比(如 $30\% \sim 60\%$),增加热产生单元的驱动时间和发热量,加速升温。

* **技术特征D(持续驱动):** 对应说明书\[0065\]。当温度达到第一参考温度( $-10^\circ\text{C}$)以上时,电池容量基本恢复至正常范围。此时将占空比设为 $100\%$,持续开启开关,使热产生单元从完全放电状态安全且快速地加热电池组。

* **技术特征E(后序限幅特征 - 核心发明点):** 对应说明书\[0018\]、\[0053\]~\[0055\]及\[0112\]。在低于第二参考温度(如 $-20^\circ\text{C}$)的极低温度状态下,由于温度越低,电池可放电容量和最小放电电压限制越严苛,因此**针对每一温度段单独地设置第一占空比**(例如: $-42^\circ\text{C} \sim -40^\circ\text{C}$ 设置为 $30\%$ 占空比; $-44^\circ\text{C} \sim -42^\circ\text{C}$ 设置为 $25\%$ 占空比),使第一占空比**随着电池组温度的降低而降低**。这是为了在极寒环境下执行动态的有效功率限制,防止电池完全放电。

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## 二、 对比文件原文特征比对表格

为清晰展现各对比文件的公开情况,以下建立权利要求1的技术特征比对表,并严格标明对比文件原文对应的段落出处。

### 权利要求1的技术特征比对表

权利要求1的技术特征拆解对比文件 D1 <br> (US20070188130A1)对比文件 D2 <br> (US20100096922A1)对比文件 D3 <br> (US20100100266A1)对比文件 D4 <br> (KR1020100044693A)
技术特征A: 一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值;实质公开 <br> \[0009\], \[0016\], \[0019\] 采样和处理输入备份电源(电池)的温度、电压、电流。实质公开 <br> \[0015\]-\[0016\], 图5\[S101\] 采样并检测多个并联蓄电装置的温度。实质公开 <br> \[0019\], 图7\[S110\] 检测电池模块的电池温度并输入给控制装置。实质公开 <br> \[13\], \[75\] 采样检测多个并联蓄电装置的当前温度。
技术特征B: 初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元;未公开 <br> 虽有MOSFET开关,但非针对低温加热的PWM控制。实质公开(转用) <br> \[0017\]-\[0019\], \[0057\] 虽用于电池过热保护,但公开了当检测温度高于预设值时,通过PWM控制开关减少通电时间比例。实质公开 <br> \[0176\]-\[0180\], 图17\[S130\] 当电池温度低于预设温度 T1 时,进行不充分控制运行(即高效加热运行),调整功率元件的PWM信号。实质公开(转用) <br> \[16\], \[57\], \[79\] 与D2等同,公开了基于温度调节PWM控制开关的导通时间比例。
技术特征C: 热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关;未公开未公开 <br> D2/D4主要基于过热进行单向或反向占空比调节。实质公开 <br> \[0183\], 图18, 图19 明确公开随着电池温度上升,在特定低温度区间内,控制信号的驱动频率或占空比会发生阶梯式或连续式改变。未公开
技术特征D: 和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比;未公开未公开实质公开 <br> \[0183\], 图18, 图19 在温度达到预设阈值(如 $0^\circ\text{C}$)以上时,驱动频率和占空比保持常数(常数即对应正常驱动或全通状态)。未公开
技术特征E: 其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。未公开未公开实质公开(反向公开) <br> \[0183\], 图18, 图19 明确公开在极低温度区间下,占空比和频率随着电池温度 Td 降低而增高(用于增加发热)。方向刚好与目标专利技术特征E相反。未公开

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## 三、 对比文件毫无异议公开或实质公开的特征出处分析

### 1. 对比文件 D1 (US20070188130A1)

* **技术特征A(实质公开):** D1公开了一种微处理器控制的电源系统。在其原文\[0016\]中提到“*The power supply includes a programmable microprocessor for managing inputs... based on continuously sampled and processed voltage, current and temperature measurements.*” 并且在\[0024\]中公开了备用电池处于并联状态下由微处理器控制。该系统在充放电循环前和循环中必然对温度、电压进行采样,实质公开了特征A中在充电/放电前测量温度的手段。

* **对其余特征:** D1未公开任何关于通过PWM信号控制开关来间歇或持续驱动热产生单元以控制电池组温度的技术方案。

### 2. 对比文件 D3 (US20100100266A1)

D3是本案中**信息量最大、技术关联度最高**的对比文件。

* **技术特征A(毫无异议公开):** 见D3图17及原文\[0169\]、\[0170\]。步骤S110明确写明“*reads information regarding a cell temperature Td of the cell modules 105... the cell temperature Td is input to the control device 120.*”,公开了电池温度测量步骤。

* **技术特征B、C、D(实质公开):** D3的核心原理是利用已有车辆的电子元器件(如DC/DC转换器或逆变器中的功率元件)在“不充分控制运行(inefficient control operation / heat increasing operation)”下故意产生开关损耗和导通损耗发热,并通过鼓风机和空气介质将该热量送至电池模块(见\[0011\], \[0207\], \[0208\])。

* 在技术特征B方面:D3在\[0172\]、\[0180\]以及步骤S130中公开,当检测到电池温度低于预设温度 T1 时,控制装置驱动功率元件进入加热运行状态(间歇驱动或增加损耗)。

* 在技术特征C、D方面:D3原文\[0183\]配合图18、图19,明确公开了在低温区间内(如低于 $0^\circ\text{C}$),**输入给功率元件的驱动频率和占空比是根据电池温度 Td 动态调整的**,当温度大于或等于预设值时,占空比和频率维持常数(对应常态操作或 $100\%$ 驱动)。

* **技术特征E(反向实质公开):** D3的图18和图19公开了在极低温度区间下,随着电池温度 Td 的降低,驱动频率和占空比**反而增高**。其技术逻辑是通过增加开关频率和占空比来**增加**电子元件自身的发热量(\[0183\]: “*the drive frequency (Hz) and the duty ratio (%) are controlled to be increased as the cell temperature Td decreases...*”)。

### 3. 对比文件 D2 (US20100096922A1) 与 D4 (KR1020100044693A)

(注:D2与D4为同族专利,D4为韩语申请,两者的技术方案完全等同)

* **技术特征A(毫无异议公开):** 见D2原文\[0015\], \[0016\]以及图5的步骤S101。明确公开了通过温度检测单元(NTC)分别检测并联的多个蓄电装置的温度 T1~T3。

* **技术特征B(实质公开/转用):** D2/D4公开了一种并联蓄电系统,其通过PWM信号控制与每个电池串联的开关元件(FET)的导通时间比例(即占空比)。其控制逻辑是:当某一蓄电装置的温度高于预设温度 TH 时,**降低该开关元件的占空比**(见D2\[0019\], \[0057\]),以限制流经该高热电池的电流。

* *法律适用分析:* 尽管D2/D4调节占空比的目的是为了“限制电流、抑制温升(防过热)”,而目标专利是为了“给热产生单元间歇通电(执行加热)”,但其利用PWM控制串联开关以改变时间比例、调节系统支路有效发热或功率的**底层控制机制完全一致**。属于将防过热的PWM开关控制技术转用于低温加热控制。

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## 四、 最接近的对比文件(D1~D4)选择与创造性评述

### 1. 最接近对比文件的选择:D3 (US20100100266A1)

**选择理由:**

* **技术领域完全相同:** 两者均属于电动/混合动力汽车的电池组温度控制、热管理技术领域。

* **解决的技术问题高度一致:** 两者均是为了解决电池组在极低环境下驱动、充电性能劣化,容量下降的技术问题,且均旨在防止低温状态下对电池造成永久损坏或寿命劣化。

* **技术特征重合度最高:** D3不仅公开了在充电/放电之前测量电池温度,更公开了利用功率元件作为“热产生单元”,通过调节PWM控制信号的占空比和频率在低温区间内进行多级/动态热量调节。

### 2. 创造性评述与技术显而易见性分析

在以D3为最接近的对比文件(最接近的现有技术)时,目标专利权利要求1与其相比,结构上的区别特征以及显而易见性分析如下:

* **区别特征1(关于特征E的调节方向):** D3在电池温度降低时,选择**增大**占空比和频率,目的是通过增加功率元件(热产生单元)的内部开关损耗来产生更多热量给电池升温;而目标专利特征E要求在低于第二参考温度的极低温度段内,第一占空比**随着电池温度降低而降低**。

* **显而易见性分析:** 针对区别特征1,目标专利说明书\[0050\]~\[0052\]给出了明确的限制原因:目标专利的热产生单元**直接消耗电池组自身的电量**(而非D3中利用车辆行驶或发电过程中的元器件多余损耗)。由于温度越低电池内阻越大、可用放电电量越极端匮乏,若此时像D3那样调大占空比,会导致电池在大电流放电下跌破“最小放电电压”发生永久爆炸或损坏。

因此,对于本领域技术人员而言,当获知热产生单元的电源直接取自处于极寒状态下的电池自身时,为了防止电池放电过载,**将输入功率随温度降低而调小**,属于本领域技术人员面对“防止电池低温放电跌破安全电压”这一公知技术缺陷时,极易想到的常规设计选择和功率限制手段。

* **区别特征2(关于结合D2/D4的占空比调节机制):** 本领域技术人员在D3的基础上,引入对比文件D2(或D4)是完全显而易见的。D2/D4在原文\[0019\]、\[0057\]中已经明确给出了“由于温度变化,通过PWM信号调节FET开关的时间比例(占空比)以控制支路能量流”的底层技术启示。本领域技术人员为了解决极低温度下控制发热单元功率的问题,将D2/D4中成熟的PWM占空比开关控制技术与D3的低温加热框架相结合,无需付出创造性劳动方案。

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## 五、 请求方最薄弱的技术特征分析(专利权人的核心抗辩点)

如果我方代表无效宣告请求方提出诉讼,在权利要求1中,**最薄弱(即对我方来说最难攻破、对专利权人而言最稳固)的技术特征是:**

> **技术特征E:** “在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。”

### 为什么该特征最难攻破?

1. **现有技术存在“反向教导”:**

最接近的对比文件D3虽然公开了“在低温区间内根据温度段单独设置占空比”,但其具体的控制规律是“温度越低,占空比越大”(图18、图19)。D3给出了一个完全**相反**的技术发展方向。在法律适用上,现有技术若存在明确的反向教导,通常会被专利局或法院认定为具有创造性。

2. **特定的技术效果(克服了不同的技术偏见):**

专利权人一定会极力抗辩:特征E的控制逻辑看似不符合常规“越冷越需要多加热”的直觉,但其真正解决的是“极寒环境下发热部件自身耗电导致电池跌破最小放电电压”这一特定的安全痛点。这种“随着电池组温度降低而降低第一占空比”的设计,在 $-44^\circ\text{C}$ 到 $-40^\circ\text{C}$ 的极端环境下实现了极精细的、段状的能量阶梯控制。

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## 六、 针对最薄弱特征的进一步检索策略

为了彻底攻破上述技术特征E,化解D3带来的反向教导障碍,建议请求方立刻采取以下精确检索策略:

### 1. 改变检索主题词:引入“低温保护”、“放电电压限制”与“功率削减”

目前的对比文件(如D3)多落在“热管理/加热(Thermal Management / Heating)”领域。应将检索视野扩大至**电池管理系统(BMS)的低温放电保护、欠压保护、寿命管理**领域。

* **关键词组合:** `(电池 OR 蓄电池) AND (脉冲 OR PWM OR 占空比) AND (低温 OR 极低温度 OR 寒冷) AND (限制 OR 降低 OR 削减 OR 递减) AND (放电电压 OR 欠压 OR 最小电压 OR 功率配给)`

### 2. 锁定特定应用场景进行检索

目标专利的技术痛点在于“加热部件直接消耗待加热电池自身的能量”。应重点检索以下场景的专利及技术标准:

* **纯电动汽车(BEV)在北方极寒地区静态存放时的“自加热”或“保温”控制策略。** 在这种纯静态(不依赖发动机,没有外部充电桩插头输入)的场景下,BMS必定会有“防止自加热把电池抽干跌破安全电压”的控制协议。

* **智能手机、无人机、野外气象观测站/地震探测仪(如D3场景)在极寒环境下的开机自加热启动协议。** ### 3. 重点检索行业公知常识与BMS技术手册

特征E所述的“针对每一温度段单独设置功率,越冷功率越低”,在BMS控制算法中极有可能是作为一种**“低温放电MAP图(Low-temperature Discharge Derating Map)”**的形式广泛存在的公知常识。

* 应着重检索2019年之前的主流电动汽车BMS芯片(如NXP、英飞凌、TI)的官方技术白皮书、BMS控制算法教科书、以及汽车工程学会(SAE)、国际电工委员会(IEC)关于锂电池低温操作安全规范的标准文件。只要证明“在 $-20^\circ\text{C}$ 以下根据温度梯度对放电占空比进行限幅减小”是本领域的常规安全保护手段,即可直接宣告特征E失去创造性。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

作为一个在电池管理与车辆热管理领域深耕多年的资深专利代理师,我针对目标专利说明书(授权号:CN110785889B)的权利要求1,结合您提供的四份对比文件(D1: JP2010119282A、D2: DE102009049232A1、D3: CN201985213U、D4: US20120092018A1)进行深度的法律与技术比对分析。

以下是具体的无效宣告请求可行性分析报告:

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## 一、 权利要求1的技术原理解析与技术特征拆解

为了进行精确的比对,首先依说明书整体公开内容,将权利要求1拆解为以下5个独立的技术特征,并结合说明书解释其内在的技术逻辑:

* **技术特征A(前序部分)**:一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值。

* *深度解析*:明确了方法应用于“充放电之前”的预热阶段,目的是防止锂电池在极低温度下直接充放电导致电解液粘度过高、锂离子析出造成永久损坏(说明书\[0005\], \[0047\])。

* **技术特征B(初始驱动)**:初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元。

* *深度解析*:此处的“第二参考温度值”在说明书实施例中对应极低温度参考值(如 -20°C,见说明书\[0043\])。此时由于电池可用容量极度受限,若全功率加热会使电池电压跌破“最小放电电压”而导致BMS锁死或电池损坏。因此,必须使用低占空比(如低于30%,见\[0052\])的PWM信号**间歇性驱动**热产生单元。

* **技术特征C(温升过渡)**:热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关。

* *深度解析*:“第一参考温度值”对应电池容量已部分恢复的温度(如 -10°C,见说明书\[0044\])。在此温段内,随着电池温度回升,其放电能力有所提高,因此将占空比由第一占空比增大至第二占空比(如30%~60%,见\[0064\]),通过增加发热时间来加速升温。

* **技术特征D(持续加热与占空比关系)**:和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比。

* *深度解析*:当温度达到或超过第一参考温度(如 >= -10°C)时,电池容量基本恢复至安全范围,此时不再需要间歇保护,直接将PWM占空比拉满至100%持续加热,实现快速安全加热(说明书\[0065\])。且明确了占空比关系:$100\% > \text{第二占空比} > \text{第一占空比}$。

* **技术特征E(极低温度段的精细化控制)**:其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。

* *深度解析*:这是本专利的关键核心。在低于第二参考温度(如 < -20°C)的极寒状态下,电池可放电容量随温度降低而呈非线性剧烈下降。为了榨干电池最后一点功率而又不至于压降过大,必须“针对每一温度段单独设置第一占空比”(例如 -40°C~-42°C设为30%,-42°C~-44°C设为25%,见说明书\[0054\]-\[0055\]),使占空比随温度降低而递减。

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## 二、 权利要求1与各对比文件的特征比对(表格)

经过对对比文件原文的详细检索与核对,各对比文件对上述技术特征的公开情况如下表所示:

### 权利要求1技术特征比对表

目标专利权利要求1的技术特征拆解D1 (JP2010119282A)D2 (DE102009049232A1)D3 (CN201985213U)D4 (US20120092018A1)
特征A:在充/放电之前测量电池组的温度值。实质公开<br>见\[2\]燃料电池始动冷机时、电池性能低下时。实质公开<br>见Summary中“erfasst, dass eine Temperatur der Zellenmodule niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist”以及说明书引言部分。毫无异议公开<br>见\[0005\]、\[0011\],温度传感器贴在电池组表面,低于0℃运行加热。毫无异议公开<br>见\[0009\]、\[0011\],温度传感器测量电池包温度并定期查询。
特征B:当温度小于第二参考温度值时,通过具有第一占空比的PWM信号间歇驱动热产生单元。实质公开<br>见\[0014\]-\[0015\]、\[0036\]-\[0041\]及图4(a),通过非效率作动(增加驱动周波数和デューティ比/占空比)使既设电子部件间歇发热。实质公开<br>见Summary中关于功率元件的非效率控制(ineffizienter Steuerbetrieb),调整频率或相对工作周期(relative Einschaltdauer)。实质公开<br>见\[0010\],+12V蓄电池通过PWM电路与加热丝相连,用于调整加热功率。毫无异议公开<br>见\[0009\]、\[0052\],控制器定期查询温度,控制开关的闭合时间(Pulse Width Modulation, PWM)间歇驱动。
特征C:当温度在第二和第一参考温度值之间时,将PWM信号输出为增大的第二占空比。实质公开<br>见\[0040\]-\[0041\]及图18、19,明确公开将驱动周波数及占空比增加量“随着电池的低温状态的度合(度数)而变化”。实质公开<br>见Summary“erhöhen... basierend auf der Temperatur der Zellenmodule”,根据电池模组的温度变化来调整相对工作周期的增加量。未公开<br>仅提到低于0℃运行,高于10℃停止,未公开根据多级参考温度阶梯式增大占空比。实质公开<br>见\[0011\]、\[0057\],加热的最优时间间隔是当前温度与最优温度差值的函数,应用加热算法(heating algorithm)。
特征D:当温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%持续驱动,且第二占空比大于第一占空比。未公开<br>公开了占空比随温度梯级变化的趋势,但未明确提及达到某一阈值后直接将占空比设为“100%”持续开启。未公开<br>公开了根据温度阶梯调节工作周期,但未明确提到在最高温段直接设置工作周期为“100%”。未公开<br>未涉及多级占空比调节,仅为普通的开关控制(达到10℃停止)。未公开<br>公开了调整PWM参数使之达到最优温度,未明确提及将占空比设置为“100%”的恒定持续状态。
特征E:在低于第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置第一占空比,第一占空比随着电池组的温度降低而降低。实质公开/反向公开<br>见\[0041\]及图19,公开了占空比与电池温度的关系映射,但其趋势是随着温度降低而增加占空比(非效率作动发热)。实质公开/反向公开<br>见Summary,工作周期增加量随低温程度严重而增加(温度越低,非效率发热要求越高,占空比越大)。未公开<br>未涉及低于第二参考温度下分段单独设置且随温度降低而降低的控制。未公开<br>未公开在极低温度下进一步分段,且未公开占空比随温度降低而降低。

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## 三、 对比文件详细出处与技术实质分析

为了确保无效宣告请求书的文本严谨性,现将各对比文件中毫无异议公开或实质公开对应技术特征的**原文及出处**详细列明如下:

### D1: JP2010119282A(公开号:JP2010119282A)

* **技术实质**:该案公开了一种车辆热管理系统。其核心思想是:在车辆驱动设备(如电池101)有暖机需求时,控制装置120控制既设的开关电源装置(如逆变器21、DC/DC转换器110中的功率元件111)进入“发热增大作动”(即效率低下的非效率作动),利用其开关损耗和导通损耗产生热量来为电池暖机,从而省去了专用的加热器。

* **特征A的出处**:

> 特征说明书原文\[0042\]:“制御装置は、電池モジュールが低温状態であることを、電池モジュールの温度、電圧値、電流値または内部抵抗値を含む電池情報…のうち、少なくとも一つを用いて検出することを特徴とする。”明确公开了通过测量电池温度等信息来检测电池是否处于低温状态。

* **特征B的出处**:

> 特征说明书原文\[0036\]-\[0038\]:“制御装置は…スイッチング電源装置を、電流値および電圧値が増減する過渡状態の回数または過渡状態の時間を通常の動作状態に比べて多くする非効率作動に動作させることにより発熱させて…パワー素子に入力される駆動周波数およびデューティ比の少なくとも一方を増加させる”。对应图4(a)和图5,其通过PWM控制信号的占空比(デューティ比)和频率来间歇驱动开关管发热,实质公开了特征B。

* **特征C的出处**:

> 特征说明书原文\[0040\]-\[0041\]:“制御装置は、パワー素子に入力される駆動周波数およびデューティ比の少なくとも一方の増加量を、電池モジュールの低温状態の度合いに応じて変化させることを特徴とする…低温状態を適温状態に迅速にもっていけるようになる”。并且结合**【図19】**(电池温度越低,输入的占空比/工作周期增加量越大),实质公开了根据不同的电池温度状态改变并输出不同的PWM占空比信号。

### D2: DE102009049232A1(公开号:DE102009049232A1)

* **技术实质**:D2与D1属于同族专利(德文文本),其技术方案完全对应。它同样阐述了当检测到电池模组温度低于预设温度时,使开关电源装置工作在“发热提高模式(Wärmerhöhungsbetrieb / ineffizienter Steuerbetrieb)”。

* **特征B、C的出处**:

> 见其Zusammenfassung及正文:“...während des Wärmerhöhungsbetriebs ein Steuersignal, in dem eine Antriebsfrequenz und/oder eine relative Einschaltdauer im Vergleich zu dem allgemeinen Betriebszustand erhöht sind/ist, in die Schaltstromversorgungsvorrichtung eingeben.”(在升温运行期间,向开关电源装置输入驱动频率和/或相对工作周期比常规状态提高的控制信号)。

> “...Zunahmebetrag der in das Leistungselement eingegebenen Antriebsfrequenz und/oder der relativen Einschaltdauer basierend auf der Temperatur der Zellenmodule erhöhen, wenn die Temperatur der Zellenmodule niedriger als die vorgegebene Temperatur ist.”(当电池模组温度低于预定温度时,基于电池模组的温度来增加输入到功率元件的驱动频率和/或相对工作周期的增加量)。这与特征B的PWM控制以及特征C的根据温度调整占空比实质等同。

### D3: CN201985213U(公开号:CN201985213U)

* **技术实质**:该实用新型公开了一种简单的电动汽车电池低温预热系统,使用贴在电池表面的温度传感器和设在电池两侧的加热丝。

* **特征A、B的出处**:

> 说明书原文\[0005\]:“一种电动汽车电池组低温预热系统,包括电池组管理系统BMS,电池组管理系统BMS的信号输入端与温度传感器相连,温度传感器贴在电池组的表面...”。

> 说明书原文\[0010\]:“电池组3通过DC-DC逆变器5与+12V蓄电池相连,+12V蓄电池通过PWM电路与加热丝4相连...PWM电路用于调整加热功率...当温度传感器2测试到电池的环境温度低于0℃以下,电池组管理系统BMS 1将运行电池的加热管理程序...”。此处明确公开了利用PWM电路控制开关来间歇驱动加热丝(热产生单元),毫无异议地公开了特征A和特征B。

### D4: US20120092018A1(公开号:US20120092018A1)

* **技术实质**:该案公开了一种具有智能电子管理的电池包安全及热管理装置。其内部集成了基于PCB铜箔走线构成的电阻式加热器,并由微控制器通过电子开关(如FET)进行PWM控制。

* **特征A、B、C的出处**:

> 说明书原文\[0009\]:“A temperature sensor measures the battery pack temperature and communicates with the microcontroller... interrogates the temperature sensor periodically and controls a first time during which said switch is closed and power is applied to the heater, and a second time during which the switch is open and power is removed from the heater.”(温度传感器定期测量电池温度,微处理器控制开关控制闭合时间和断开时间)。

> 说明书原文\[0052\]:“The intermittently switched case uses the well-known technique of Pulse Width Modulation (PWM) to control the average power dissipated in the heater... by varying the duty cycle between zero and unity...”。这毫无异议地公开了使用PWM占空比信号间歇驱动热产生单元(特征A、B)。

> 说明书原文\[0011\]、\[0057\]:公开了加热控制算法(heating algorithm),其中加热的最优时间间隔是当前温度与最优温度之差的函数(“optimal time interval... is a function of... the previously calculated temperature difference”),实质公开了根据温度所处的区间来调整PWM的输出参数。

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## 四、 最接近对比文件的选择与创造性评述思路

在创造性评述过程中,“最接近的对比文件”应当选择与涉案专利**技术领域相同、解决的技术问题最相似、公开的技术特征最多**的文件。

### 1. 推荐的最接近对比文件:D1 (JP2010119282A) 或 D2 (DE102009049232A1)

* **理由(技术领域与特征重合度)**:D1/D2与目标专利同属于**电动汽车电池组预热控制领域**。D1/D2不仅公开了在充电/放电前测量电池温度(特征A),还深入到了**利用开关管/功率元件在低温下工作在非效率状态、通过调整PWM的频率和占空比(工作周期)来间歇性控制发热部件**的高度复杂的半导体级控制机理(特征B)。更重要的是,D1/D2公开了**根据电池低温状态的严重程度(度合)来梯级或连续调整占空比**的思路(特征C)。

* **从整体解决的技术问题和技术效果角度分析**:

* **涉案专利解决的问题**:在极低温度下,由于电池容量衰减,加热时必须限制功率以防电池电压降至最小放电电压以下导致损坏。

* **D1/D2解决的问题**:低温下行驶用电池性能下降,无法提供所需输出,且传统的专用加热器增加成本和空间;其通过意图性的“发热增大作动”降低电子部件效率来安全、低成本地为电池提供合适温度,抑制电池损伤。

* 两者在“如何利用有限的电池自身能量、通过精细化的占空比控制、安全且不损伤电池地在深冷环境下进行预热”这一核心技术问题和“防止电池损坏、低成本高效率预热”的技术效果上完全契合。因此,**D1或D2是做创造性评述时最适合、杀伤力最强的最接近对比文件**。

### 2. 次选的接近对比文件:D4 (US20120092018A1)

* **理由**:D4公开了基于BMS微控制器、温度传感器以及通过FET开关对PCB电阻丝进行PWM占空比切换的**硬加热方案**。它从结构上最符合涉案专利“外包式发热垫/发热单元”的物理形态。如果审查指南或合议组倾向于从“独立外置加热元件的控制算法”出发,D4可以作为最接近的对比文件(公开了特征A、B、实质公开C)。

### 3. 未被最接近对比文件公开的特征及其他文件的解决手段

* **特征D(最高温段占空比为100%持续驱动)**:D1、D2、D4均未直接提及将占空比设为绝对的“100%”。但是,本领域技术人员在已知占空比随温度升高而增大的总趋势下(D1、D2、D4均公开了温升时增大占空比/加热能力的趋势),当温度已经脱离了深冷危险区(即大于第一参考温度),为了追求最快的加热效果,**自然而然的公知常识/常规技术手段就是将开关维持常开(即占空比100%)**。这一特征极易被评述为公知常识。

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## 五、 无效请求方最薄弱的技术特征分析(核心抗辩点)

如果我方作为无效请求方提出无效宣告请求,目标专利权利要求1中**对我方而言最薄弱、对方最容易据守、最难被攻破的技术特征是:技术特征E**。

> **特征E的表述**:“在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。”

### 最薄弱原因分析(致命的技术趋势相反):

1. **控制逻辑的反向对立(关键点)**:

* **目标专利的逻辑**:温度越低(极端冰冻,如 -40°C),电池越脆弱,越经不起大电流抽吸,所以**温度越低,第一占空比设置得越小**(如25%),以保护电池不掉电超限;

* **最接近对比文件D1/D2的逻辑**:D1/D2在非效率作动发热时,其**【図19】**及说明书第\[0041\]段明确表示:“低温レベルに応じて変化させる…低温になるほど高くなるように制御される”。也就是说,**D1/D2的逻辑是温度越低,其占空比设置得越高(发热量越大)**,以便“迅速带入适温状态”。

2. **技术偏见与显著的进步**:

目标专利在这里产生了一个精妙的“反向控制”:在极寒区,不是为了快速加热而加大功率(这会导致电池因压降过大而永久损坏或停机),反而是“温度越低,越减小占空比”。这种针对极低温度下各温段单独微调、且趋势为“随温度降低而降低”的精细化安全控制算法,在D1、D2、D3、D4中**不仅没有被毫无异议地公开,反而D1和D2给出了相反的技术启示**。

3. **抗辩劣势**:

专利权人在口审时一定会死守特征E,主张特征E克服了本领域的“技术偏见”(常规思维是越冷越要大功率加热),解决了极寒下放电容量受限导致BMS因压降直接锁死的安全难题,具有突出的实质性特点和显著的进步。因此,**特征E是我方最难评述其具有创造性的薄弱环节**。

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## 六、 针对薄弱特征的进一步检索策略

为了彻底攻克上述特征E,夺取无效宣告的全面胜利,必须调整检索方向,采取以下进阶检索策略:

### 1. 改变关键词检索矩阵,专注于“电压保护”与“容量衰减限制”

目前检索到的D1、D2多侧重于“如何提高发热效率/如何最大化发热”。我们需要寻找在极低温度下,**由于放电过载保护而不得不限制加热功率**的在先公开文献。

* **建议检索式(CNI/VEN/IEEE)**:

* `(电池组 OR 锂电池 OR 蓄电池) AND (极低温度 OR 深冷 OR 严寒 OR 冰冻) AND (占空比 OR 功率 OR 电流 OR PWM) AND (降低 OR 减小 OR 限制 OR 递减) AND (电压降 OR 最小放电电压 OR 过放 OR 压降保护)`

* 英文扩展:`(battery pack OR lithium) AND (extreme low temperature OR ultra-low temp) AND (duty cycle OR PWM OR power) AND (decrease* OR reduce* OR taper*) AND (voltage drop OR minimum discharge voltage OR cell voltage protection)`

### 2. 挖掘“BMS极低温放电映射表(MAP)”领域的在先专利

特征E的技术实质是BMS在极低温下的放电功率流控(Derating)策略。在现代电池管理系统(BMS)中,根据温度传感器分段(例如每2度或5度为一个温段),查表(Look-up Table)确定当前温度下允许的最大持续放电电流或PWM脉冲功率,是极其常规的操作。

* **策略**:重点检索德系(如Bosch、Continental)、日系(如Toyota、Panasonic)以及中国头部BMS/电池厂商(如宁德时代、比亚迪)在2005~2018年间关于**“低温下放电功率限制”、“低温查表确定电流”**的底层基础专利。只要证明“在极低温下根据温度分段、且由于可用容量降低而使输出功率或开关占空比随温度降低而减小”属于BMS领域的通用基础技术,即可切断其“克服技术偏见”的退路。

### 3. 扩大非专利文献(NPL)与国家标准的标准认可检索

* **精细化检索3GPP、SAE(汽车工程师学会)、IEEE的相关学术论文**。特别是关于电动汽车在阿拉斯加或中国漠河等极端寒冷条件下“冷启动(Cold Start)”时,BMS如何限制发热毯功率的实验报告。

* **核查相关电池测试国家标准/行业规范**中关于“极低温下蓄电池放电测试方法”的规定。如果标准中明文规定了在某些深冷温度下必须采取低电流短脉冲(对应低占空比)的方式进行预热抽吸,则直接将其归为公知常识。

### 总结无效宣告的最终打法建议:

以 **D1(或D2)作为最接近的对比文件** 评述权利要求1的特征A、B、C,并结合本领域的公知常识评述特征D。针对最顽固的**特征E**,我方必须通过上述进一步检索策略,寻找出一篇**公开了“在极低温度下(如小于-20℃),为了防止压降过大触发BMS过放保护,预热功率或PWM占空比需随着温度降低而作递减限制”的控制类对比文件(D5)**。将D1与D5结合,方能给予涉案专利权利要求1致命一击,实现全案宣告无效。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

作为一名经验丰富的专利代理师,我将为您对目标专利(CN110785889B)的权利要求1进行深度拆解,并结合您提供的四份对比文件(D1~D4)进行逐字逐句的法律与技术比对。

通过对目标专利说明书的整体架构分析,其核心发明构思在于:在**极低温度(如-20°C以下)下充电/放电之前**,为了防止电池组因为发热部件消耗功率而导致电压跌落至最小放电电压以下(引发爆炸、起火或永久损坏),采用了一种**阶梯式、动态调整PWM占空比**的控温方法。

以下是针对该案的完整专利无效可行性分析及检索策略报告:

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## 一、 权利要求1的技术特征拆解与对比文件特征比对

为了清晰展现各对比文件是否公开了目标专利的技术特征,首先将权利要求1拆解为5个独立的技术特征(A~E),并与各对比文件的公开内容进行严格的原文比对。

### 1. 对比文件基本信息及简称声明

* **D1**:CN102447144A 《电动车电池组热管理系统及其信号检测方法、控制方法》

* **D2**:US20120156530A1 《APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF BATTERY》(等同于韩国公开文本 KR1020120067520A,即D3)

* **D3**:KR1020120067520A 《배터리 온도 제어장치 및 방법》(与D2为同族专利,技术内容高度一致)

* **D4**:CN102612792A 《二次电池的控制装置和二次电池的控制方法》

### 2. 技术特征比对表

目标专利权利要求1的技术特征拆解D1 (CN102447144A) 原文出处及公开情况分析D2/D3 (US20120156530A1 / KR1020120067520A) 原文出处及公开情况分析D4 (CN102612792A) 原文出处及公开情况分析
技术特征A:<br>一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:<br>电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值【毫无疑问公开】<br>说明书[0067]“温度传感器用于出风口...测量值来控制PTC加热器的启动和停止。电池组各电池模块...由电池管理系统检测和测量”。[0113]指出“在充电/放电之前,用于控制电池组的温度的装置300通过电池组温度测量部分311测量电池组的温度值”。【实质公开】<br>D2说明书[0021]/D3[0023]“The temperature sensor 120 senses a temperature of a battery 110...continually perform charging/discharging operations.”<br>虽然未明示“之前”,但公开了在充放电循环中持续测量,属于实质公开。【毫无疑问公开】<br>说明书[0014]、[0018]“二次电池的控制装置还具有用于计测所述二次电池的温度的温度传感器...”。[0003]指明在充电结束之后到放电开始为止的期间进行控制。
技术特征B:<br>初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元【实质公开】<br>说明书[0083]“微控制器1中的PWM模块产生的PWM控制信号控制PTC加热器驱动电路”。D1公开了用PWM控制PTC加热器(热产生单元),且暗含了低于某温度阈值时启动。【实质公开】<br>D2[0027]/D3[0029]、[0038]“when the temperature of the battery 110 ranges from about 35°C to about 40°C, the number of rotations of the cooling fan 140 is controlled by adjusting the duty ratio using the PWM method...”。<br>*注:D2/D3控制的是冷却风扇而非加热器,但其PWM控制开关、间歇驱动的机理完全相同(仅控制方向相反)。*【实质公开】<br>说明书[0014]“当由所述温度传感器计测的温度计测值低于第一下限值时...许可向所述加热器供电”。公开了在低于第一阈值时驱动加热器,但未明确提及PWM占空比调制方式。
技术特征C:<br>热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关【未公开】<br>D1仅提及微控制器产生的PWM信号驱动PTC,并未公开根据温度的多级区间(大于第二且小于第一参考温度)来调整PWM占空比的阶段。【实质公开】<br>D2[0037]/D3[0038]“when the temperature ranges from about 35°C to about 40°C...operate at a duty ratio ranging from about 50% to about 70%”。<br>公开了在特定温度区间内(35°C~40°C),将PWM占空比控制在50%~70%(对应第二占空比)。机理实质公开,但控制对象为冷却。【未公开】<br>D4[0014]指出了多级温度区间(低于第一下限值、介于第一与第二下限值之间),并对应不同的供电限制逻辑,但其控制手段是“许可/禁止供电”的逻辑开关,而非调整PWM占空比。
技术特征D:<br>和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比【未公开】<br>D1未公开占空比随温度多级增加至100%持续驱动的特征。【实质公开】<br>D2[0037]/D3[0038]“When the temperature of the battery 110 is higher than about 40°C, the duty ratio is adjusted using the PWM method such that the cooling fan 140 operates with a driving signal having a duty ratio or approximately 100%”。<br>明确公开了超过温度阈值后,PWM占空比设为100%持续驱动。占空比大小关系满足100%(第三)> 50%-70%(第二)。【未公开】<br>D4未公开PWM占空比设为100%持续开启加热开关的技术特征。
技术特征E:<br>其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。【未公开】<br>D1完全没有涉及在极低温度下针对不同温度段微调占空比的倾向。【未公开】<br>D2/D3的占空比随温度波动的趋势是:温度越高,冷却风扇占空比越高。其没有公开“在低于第二参考温度的极低温度状态下,针对每一温度段单独设置占空比,且占空比随温度降低而降低”的针对加热器的负反馈/安全限制逻辑。【未公开】<br>D4虽然将温度划分了多个下限值区间(第一、第二下限值),但其并未在低于某一参考温度的区间内进一步细分温度段,更未披露占空比随温度降低而降低的微调特征。

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## 二、 最接近对比文件(Closest Prior Art)的确立与分析

在创造性分析中,选择**D1(CN102447144A)**作为**第一最接近的对比文件**,同时将**D2/D3(同族)**作为**备选/辅助最接近对比文件**。原因如下:

### 1. 从整体解决的技术问题角度分析

* **目标专利**关注的是电池组在极低温度下的热管理,解决的是“如何在低温下安全、稳定地提升电池组温度,同时防止加热部件过度消耗电量导致电池电压跌落至最小放电电压以下”的技术问题。

* **D1**明确属于“电动车电池组热管理系统”,其主要解决“电池组在低温下快速加热,解决电池组低温使用的问题”(参见D1说明书[0003]、[0041])。两者面临的技术领域完全相同,解决的技术问题高度一致。

* **D2/D3**虽然公开了极其相似的**PWM多级占空比调速架构**,但其研发技术背景是解决“大容量电池组在充放电过程中产生大量热量导致损坏,如何进行**散热和冷却**”的问题(参见D2[0005]/D3[0002])。虽然其控制算法的数学架构与目标专利高度相似,但由于技术方向相反(一为冷却、一为加热),在审查实践中作为最接近对比文件的说服力略逊于D1。

### 2. 从技术效果角度分析

* **D1**通过微控制器输出PWM信号驱动PTC加热器,实现有控制的发热,其产生的技术效果是“保证电池组温度场的均匀分布,使电池组能够均衡、有效工作”(D1[0041])。这与目标专利“使得电池组的温度稳定增加”的效果最为贴近。

* 因此,以**D1**作为发明创造的起点(最接近的对比文件)最为符合专利审查指南中“技术领域相同、解决技术问题最接近”的原则。

### 3. 特征对抗与结合方案(D1 + D2/D3 + 公知常识)

* **D1未公开的特征**:技术特征C、D中的“多级温度区间划分及对应的占空比阶梯式提升(直至100%)”,以及技术特征E。

* **特征引入分析**:D1未公开的特征C和D,其**控制机理已被D2/D3实质公开**。D2/D3在[0037]中明确给出了多级控温思想(35°C~40°C时占空比50%~70%,大于40°C时占空比100%)。

* **结合理由**:本领域技术人员在面对D1无法精细化控制PTC发热量的问题时,有动机引入D2/D3中已经非常成熟的“基于多级温度区间动态微调PWM占空比(分段函数控制)”的电路控制手段。由于控制开关元件(MOSFET/IGBT)的PWM调制信号在电路逻辑上是完全通用的,将其从“冷却风扇驱动”转用到“PTC加热器驱动”属于**单纯的测量控制领域的手段转用**,产生的是可预期的技术效果。

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## 三、 无效请求方最薄弱的技术特征分析

如果由我方代表请求方提出无效宣告请求,本案**最薄弱、最难攻克的堡垒是:技术特征E**。

> **技术特征E原文**:“其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。”

### 为什么该特征最薄弱?

1. **控制逻辑的逆向性(非显而易见性)**:

在常规控温常识中,**“温度越低,发热部件应该功率全开(占空比越高)”**。例如D4的逻辑是温度越低越要许可供电。然而,目标专利的特征E反其道而行之——**“电池温度越低,第一占空比反而设置得越低(发热功率越小)”**。

2. **特定的技术效果支持**:

目标专利说明书[0049]~[0054]对此给出了充分的合理解释:在极低温度下(如-42°C),电池的放电容量极度萎缩,如果此时急于大功率加热,加热器自身的耗电会直接把电池电压拉低到“最小放电电压”以下,从而导致电池永久损坏或爆炸。因此,“温度越低,占空比越小”是为了**“使用电池组的最小功率驱动热产生单元”以保护电池**。

3. **现有文件集体缺失**:

在本案给出的对比文件中:

* D1只字未提极低温度下的精细分段;

* D2/D3的逻辑是正向的(温度越高,冷却占空比越高),无法直接推导出低温加热时的反向限流逻辑;

* D4仅做粗略的逻辑开关(禁止/许可),未涉及在极低温度区间内“随着温度降低而降低占空比”的微调动作。

**结论**:特征E具有极强的防御力。如果仅凭现有的D1~D4,专利局极有可能认定特征E带来了“意料不到的技术效果”,从而维持权利要求1有效。我方必须针对特征E进行补充检索。

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## 四、 进一步的检索策略(针对最薄弱特征E)

为了彻底击溃特征E,推翻其创造性,我方在后续的补充检索中必须调整策略,建议采取以下检索路径:

### 1. 调整检索主题词与逻辑

不要只局限于“锂电池热管理”本身,应将检索范围扩大至**整个工业控温、特别是“带弱电源电源保护的加热控制系统”**。

* **核心检索逻辑**:`(加热 OR 发热 OR PTC) AND (极低温度 OR 超低温 OR 电池保护 OR 电压保护) AND (占空比 OR PWM) AND (降低 OR 减小 OR 限流 OR 降功率)`

* **英文检索逻辑**:`(BMS OR battery) AND (low temperature OR freeze) AND (PWM OR "duty cycle") AND (decrease OR reduce OR lower) AND (voltage drop OR minimum discharge voltage OR defense OR protect)`

### 2. 重点检索方向

* **方向A:针对“弱电源/电池低温启动保护”的专利或文献**

寻找那些公开了“在超低温下,因为电源内阻过大、输出能力有限,为了防止负载(发热丝/启动机)把电源拉垮,而主动限制/阶梯式降低负载功率”的技术文件。这类技术在**北方极寒地区的车载电池启动管理系统(BMS)**、**军工航空航天低温电池预热**领域极可能作为公知常识或已有专利存在。

* **方向B:芯片级/控制器级的通用应用笔记(Application Notes)**

检索如 TI(德州仪器)、ST(意法半导体)、Infineon(英飞凌)等主流BMS及MCU芯片厂商在2012年~2018年左右发布的电池管理系统方案白皮书。这类技术文献经常会详细描述“极寒条件下的PWM占空比安全限制策略”,一旦检索到,可作为强有力的公知常识证据(教科书或技术设计手册)。

### 3. 分类号(IPC/CPC)精准截击

建议在以下分类号中进行交叉组配检索:

* **H01M 10/615**:专门用于加热的电池热管理

* **H01M 10/42**:电池或电池组的控制或安全装置

* **G05D 23/19**:带有辅助电信号的温度控制(重点看带有安全保护的智能温控算法)

通过补充上述方向的对比文件作为D5,再与D1、D2/D3相结合,证明“在极低温度下为了防止电池过放/跌压而降低PWM占空比”属于本领域的通用安全控制手段,方能最终成功无效掉权利要求1。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

作为一名经验丰富的专利代理师,我将为您对目标专利(CN110785889B)的权利要求1进行深入解析,并结合四份对比文件(D1~D4)的原文进行细致的特征比对、最接近现有技术分析、无效请求最薄弱特征诊断,并提供下一步的检索策略。

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## 一、 权利要求技术特征拆解与说明书释义

根据目标专利说明书的记载,该发明旨在解决二次电池(如锂基电池)在**极低温度**(如-20℃或更低)下充电/放电时,由于电解液粘度增加、内阻增大,导致可用容量急剧下降,直接大功率驱动加热部件容易使电池电压降至**最小放电电压**以下,从而引发电池永久损坏、爆炸或起火的技术问题(说明书\[0005\]-\[0008\])。

通过对权利要求1的语法和逻辑结构进行梳理,其技术特征可精确拆解如下:

* **前序部分**:一种用于控制电池组的温度的方法。

* **技术特征A(温度测量)**:所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值。

* **技术特征B(初始间歇驱动)**:初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元。

* **技术特征C(持续时间增加/占空比提升)**:热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关。

* **技术特征D(持续驱动/满载)**:和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比。

* **技术特征E(温度分段及负相关控制)**:其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。

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## 二、 对比文件公开情况分析(附公开号)

为便于后续论证,首先明确各对比文件的代号及公开号:

* **D1**:JPWO2011074330A1(二次電池の制御装置及び二次電池の制御方法)

* **D2**:US20130189597A1(FUEL CELL SYSTEM AND METHOD OF OPERATING THE SAME AT LOW TEMPERATURE)

* **D3**:KR1020130085325A(연료 전지 시스템 및 그것의 저온 운전 방법)

* **D4**:KR101297005B1(배터리 온도 제어장치 및 방법)

以下分析各对比文件分别“毫无异议公开(完全公开)”或“实质公开(等同/惯用手段替换)”了哪些技术特征:

### 1. D1 (JPWO2011074330A1) 分析

* **公开的技术特征**:实质公开了**特征A**。

* **原文出处**:段落\[0010\]:“前記二次電池の温度を計測する温度センサ、をさらに備え…”;以及段落\[0023\]中关于二次电池加热控制的描述。

* **技术实质**:D1公开了利用温度传感器测量二次电池温度,并根据温度是否下降低于第一下限值L1、第二下限值L2来决定是否允许ヒータ(加热器)电力供给。但D1属于宏观电力网/微电网储能系统中电池整体供电限制的调节(根据充电/放电需求限制加热器功耗),并未公开具体的**PWM占空比控制**、**间歇驱动**以及**100%持续驱动**(特征B、C、D、E均未公开)。

### 2. D2 (US20130189597A1) 与 D3 (KR1020130085325A) 分析

*(注:经审查,D2与D3为同族专利,技术内容完全一致,仅语言不同,以下合并分析,原文出处以英文案D2为准)*

* **公开的技术特征**:毫无异议公开了**特征A、特征B的一部分**。

* **原文出处**:

* **特征A**:D2段落\[0019\] ("method of operating the fuel cell system includes receiving temperature..."), 以及段落\[0015\] ("controls... if the temperature detected by the temperature sensor is lower than the predetermined temperature...").

* **特征B(脉冲驱动部分)**:D2段落\[0011\] ("controls heat generation... by outputting pulse signal, voltage of which changes in a shape of pulse having a predetermined frequency, to the transistor").

* **技术实质**:D2/D3公开了在低温下通过输出特定频率的脉冲信号(Pulse signal)控制半导体开关(MOSFET)切换以发热,从而加热燃料电池。然而,D2/D3的目的是利用MOSFET的**开关损耗(Switching Loss)**来发热,而非控制外部独立的“热产生单元”;更重要的是,D2/D3仅提到了“低于预定温度则输出脉冲信号加热,高于则启动电池”,属于**单阈值控制**,**完全没有公开**随着电池温度上升而改变占空比(特征C)、变更为100%占空比(特征D)以及在低于阈值时分段且随温度降低而降低占空比(特征E)的构思。

### 3. D4 (KR101297005B1) 分析

* **公开的技术特征**:毫无异议公开了**特征A、特征B(部分)、特征C(部分)、特征D(部分)**。

* **原文出处**:

* **特征A**:段落\[0011\](温度感知阶段S10,测量电池温度)。

* **特征B、C(PWM控制及分段调节)**:段落\[0013\] ("냉각 팬 동작단계는 배터리 온도가 35℃ 내지 40℃이면, 펄스폭변조방식(PWM)으로 듀티비(Duty ratio)를 조절하여 냉각 팬의 속도를 50 내지 70%로 동작시키는...").

* **特征D(100%持续驱动)**:段落\[0013\] ("배터리 온도가 40℃이상이면, 펄스폭변조방식(PWM)으로 듀티비(Duty ratio)를 조절하여 냉각 팬의 속도를 100%로 동작시키는...").

* **技术实质**:D4是一篇公开了**利用PWM信号调节占空比(50~70%、100%)来控制电池温度**的专利。但必须指出,D4的控制对象是**“冷却风扇(냉각 팬)”**,其控制逻辑是**温度越高,占空比越大(风扇转速越快),以增强散热效果**;而目标专利的控制对象是**“热产生单元(加热器)”**,控制逻辑是**温度越高,占空比越大,以增强加热效果**。二者的调节方向虽然形式相似,但面向的物理过程(散热 vs 加热)和解决的技术问题完全相反。因此,D4对特征B、C、D的公开属于“实质公开(手段可借鉴,但方向相反)”,且D4**完全没有公开特征E**(即在极低温度下,加热占空比随温度降低而降低)。

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## 三、 特征比对表格

为了直观呈现比对结果,以下建立本案的技术特征对比表:

目标专利权利要求1的技术特征D1 (JPWO2011074330A1)D2/D3 (US20130189597A1)D4 (KR101297005B1)结论与分析
特征A:在充放电前测量电池组温度值公开 <br>(段落[0010])毫无异议公开 <br>(段落[0015],[0019])毫无异议公开 <br>(段落[0011])各对比文件均普遍公开了温度测量这一基础步骤。
特征B:温度 < 第二参考温度时,通过第一占空比的PWM信号间歇驱动热产生单元未公开部分公开 <br>(段落[0011],公开了低于预定温度用脉冲驱动MOSFET开关发热)实质公开 <br>(段落[0013],公开了特定温度段下用50-70%的PWM占空比驱动风扇)D2公开了脉冲加热,D4公开了PWM分段控温(但用于冷却)。目标专利明确限定为控制热产生单元的PWM间歇驱动。
特征C:第二参考温度 ≤ 温度 < 第一参考温度时,将PWM信号输出为更大的第二占空比未公开未公开实质公开 <br>(段落[0013],公开了随温度升高改变占空比,但用于冷却)D4公开了随温度升高调整占空比(50%→70%),但其用于冷却风扇,调节方向与本案相同(温升转速加),但技术领域和目的相左。
特征D:温度 ≥ 第一参考温度时,设置PWM占空比为100%持续驱动,且第二占空比 > 第一占空比未公开未公开实质公开 <br>(段落[0013],公开了温度过高时占空比设为100%驱动风扇)D4公开了达到高级阈值时将占空比调至100%满载运行。本案将其应用于加热的最终维持阶段。
特征E:在低于第二参考温度的状态下,针对每一温度段单独设置第一占空比,且第一占空比随电池温度降低而降低未公开未公开未公开全凭全无特征。所有对比文件均未公开“在极低温度下,加热功率(占空比)随着温度越低反而越小”的这种防过载反向控制逻辑。

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## 四、 最接近对比文件(最接近现有技术)分析

在创造性分析中,确定“最接近的对比文件”应从**技术领域、解决的技术问题、技术效果及技术特征的重合度**四个维度综合考量。本案中,适合作为最接近对比文件的有以下两个(双主审方案):

### 选项一:以 D4 (KR101297005B1) 作为最接近的对比文件(首选)

* **原因分析**:从**技术特征重合度**和**控制架构**的角度来看,D4是结构上最接近的。D4公开了完整的“测量温度——划分多个温度区间——在不同区间输出不同占空比的PWM信号(50%~70%)——达到最高阈值时输出100%占空比”的数字化控制流程。

* **技术问题与效果差异**:D4解决的是“电池充放电过程中高热引发劣化,如何精准散热”的问题。而目标专利解决的是“极低温度下如何安全加热且不把电池抽干电压”。虽然两者的动作方向相反(散热 vs 加热),但其**通过脉冲宽度调制(PWM)来实现分段精确控温的手段**在控制工程领域具有高度的共通性。审查员极易以D4为基础,结合本领域的惯用加热元件进行评述。

### 选项二:以 D2 (US20130189597A1) / D3 作为最接近的对比文件(备选)

* **原因分析**:从**技术领域、解决的技术问题和技术效果**的角度来看,D2/D3最为接近。D2/D3明确立足于“低温或极低温下(below about zero Celsius),解决外围设备结冰、电池耐久性恶化、无法シ動(启动)”的问题,其技术效果也是“实现低开销的低温启动”。

* **技术特征差异**:D2/D3在控制机制上较为初级,仅为简单的“开/关”脉冲控制,缺乏目标专利特征C、D、E所构成的三段式PWM递进控制架构。

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## 五、 无效请求方的最薄弱技术特征与辩理分析

如果站在**无效宣告宣告请求方(要求推翻该专利的一方)**的角度,本案**最薄弱、最难攻克的防线是【技术特征E】**(即:*针对每一温度段单独地设置第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低*)。

### 请求方的痛点(为何最薄弱):

根据常理或本领域的普遍技术偏见,当电池温度**越低**时,为了快速升温,技术人员的本能反应通常是**加大加热功率**(即提高占空比)。然而,目标专利却反其道而行之,限定“温度越低,第一占空比越低(加热功率越小)”。

目标专利说明书第\[0049\]-\[0054\]段对此给出了充分的辩理支持:在极低温度下(如-42℃),电池的放电容量极度萎缩,如果猛烈加热,高电流会直接把电池电压拉低到“最小放电电压”以下,导致电池直接永久损坏或崩盘。因此,必须在越低的温度下用越小的占空比(如25%)“微弱间歇间歇驱动”,等温度稍微回升(如-20℃),容量有所恢复后,才能逐步把占空比拉大(特征C的第二占空比,如30%-60%),最后到安全线以上再开满100%(特征D)。

这种**“温度越低,加热功率越小”的负相关控制逻辑,具有显著的“预料不到的技术效果”**,构成了极高的创造性壁垒。无论是D1、D2/D3还是D4,均未能给出任何关于“极低温度下为防止瞬时放电过载而反向降低PWM占空比”的技术启示。

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## 六、 进一步的检索策略

鉴于现有文件(D1~D4)对【特征E】的结合力明显不足,无效请求方若想成功撤销该权利要求,必须调整检索策略,重点攻克“极低温度下防止电池欠压损坏的温控逻辑”。建议采取以下进阶检索策略:

### 1. 改变检索关键词与逻辑组合

不再局限于常规的“电池加热(Battery heating)+ PWM”,而是引入**安全保护、欠压过载、电压衰减**相关的控制领域词汇。

* **中文组合**:(电池组 OR 二次电池 OR 锂电池) AND (极低温度 OR 严寒 OR 低温启动) AND (占空比 OR 脉宽调制 OR PWM OR 分段 OR 阶梯) AND (**电压保护 OR 欠压 OR 释放电流 OR 最小放电电压 OR 寿命劣化**)

* **英文/日文组合**:(Battery pack OR Li-ion) AND (Low temperature OR cold start) AND (Duty cycle OR PWM) AND (**Undervoltage protection OR Minimum discharge voltage OR Voltage drop OR Over-discharge prevention**)

### 2. 跨技术领域检索(寻找技术启示的迁移)

特征E的核心本质是**“能源提供者自身能力受限时,负载功率随源端能力下降而主动调低”**的自适应保护机制。这种机制在以下领域非常成熟,可尝试跨界检索以证明其属于共性技术:

* **光伏发电系统(PV System)**:在弱光(低温/低辐射)条件下,光伏电池内阻极大,逆变器或控制器会主动调小抽载占空比,以防止光伏端电压直接被“拉死”(崩塌)。检索MPPT(最大功率点跟踪)降额控制的相关专利。

* **燃料电池低电压负荷控制(Fuel Cell Loading)**:燃料电池在低温饥饿状态下,若负载过大容易导致电压反极损坏。检索燃料电池低温下根据输出电压动态调整DC-DC斩波占空比的控制文献。

### 3. 针对性检索行业巨头与标准组织

重点围猎在极寒地区有丰富电动汽车(EV)或储能(ESS)热管理研发背景的厂家,以及标准规范:

* **重点申请人**:宁德时代(CATL)、比亚迪(BYD)、松下(Panasonic)、丰田(Toyota)、特斯拉(Tesla)。这些企业在解决电动车“冬季续航与极寒启动”问题上积累了大量微观控制专利,极有可能在其电池管理系统(BMS)的底层专利中隐藏了类似的防欠压低占空比脉冲加热技术。

* **非专利文献(NPL)**:检索IEEE、SAE(汽车工程师学会)关于“Lithium-ion battery pulse heating strategy at sub-zero temperatures”的技术论文,很多高校实验室(如清华汽车工程系、密歇根大学等)早于2023年前便对脉冲电流加热的电压窗口安全界限有过数学建模和论文发表,这是打破特征E创造性最强有力的弹药。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

作为一名经验丰富的专利代理师,我将紧密结合目标专利(CN110785889B)的说明书和权利要求书,对三份对比文件进行深度梳理、特征比对、创造性(最接近对比文件)分析,并指出无效请求中对请求方最薄弱的特征以及后续的检索策略。

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### 一、 权利要求1的技术特征拆解与对比文件特征比对

首先,对权利要求1进行技术特征拆解(A至E),并结合目标专利说明书【具体实施方式】进行原理解释。接着,紧密结合各对比文件原文(包含公开号及详细出处段落)进行比对分析。

#### 1. 技术特征A

* **本申请权利要求**:“一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值;”

* **说明书释义**:在执行充放电之前测量锂电池组温度,以检查电池组是否能够安全执行充放电,避免低温下内阻增大导致起火爆炸风险【0046】-【0047】。

* **对比文件比对**:

* **D1 (JP5273225B2)**:实质公开。其属于“电池pack的温度控制方法”,流程中“まず、サーミスタ等で电池パックの温度を計測する(首先用热敏电阻等测量电池组的温度)”【图3, S301-S302】。虽未限定在“充放电之前”,但属于通用的电池包温度监控。

* **D2 (KR101314640B1)**:毫无疑问公开。“외부전원을 이용한 충전이 개시될 때... 배터리 온도를 감시하고(利用外部电源开始充电时...监视电池温度)”【0016】。这明确公开了在充电/放电(充电开始)之前测量电池组温度。

* **D3 (KR1020140045624A)**:实质公开。“차량의 시동이 오프(OFF)되면 수행... 배터리의 온도를 측정하는 온도측정단계(车辆熄火后执行...测量电池温度的温度测量步骤)”【0042】,【0047】。熄火后测量是为了后续的保暖,属于下一次充放电前的准备阶段。

#### 2. 技术特征B

* **本申请权利要求**:“初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元;”

* **说明书释义**:极低温度下(如小于-20℃),由于电池可用容量低,使用小占空比(如低于30%)的PWM信号间歇驱动加热器,防止电池因加热功耗过大而跌落至最小放电电压以下【0049】-【0052】。

* **对比文件比对**:

* **D1 (JP5273225B2)**:实质公开。公开了控制部通过PWM信号改变输出电压,进而控制供给热电素子的电流【实施例1, 判定部22, 制御信号作成部24】。当检测温度低于目标温度时进入低温判定,产生加热控制信号【图3, S310-S313】。

* **D2 (KR101314640B1)**:实质公开。公开了当检测温度低于0℃时,“외부전원의 전류를 공급하여 발열체를 발열시키고(供给外部电源电流使发热体发热)”【0016】,BMS中包含“발열제어 기능부(发热控制功能部)”来控制供应给发热体的电流值【0014】。虽然原文未显式提及“PWM”和“开关间歇驱动”,但调节电流大小在电控领域常同等于PWM调节。

* **D3 (KR1020140045624A)**:未公开PWM间歇驱动。其仅公开了当温度低于设定值时,通过发热控制部向热线(加热丝)供应电源进行持续加热【0032】,没有涉及脉冲宽度调制(PWM)及占空比控制。

#### 3. 技术特征C

* **本申请权利要求**:“热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关;...其中所述第二占空比大于所述第一占空比;”

* **说明书释义**:当电池温度有所回升(如处于-20℃至-10℃之间),电池容量部分恢复,此时调大PWM占空比(如55%),增加热产生单元的驱动时间(发热量),以实现快速操作【0056】-【0063】,【0073】-【0074】。

* **对比文件比对**:

* **D1 (JP5273225B2)**:实质公开。D1实施例2公开:“目标温度与检测温度的温差越大,设定流过热电素子的电流越大;温差越小,电流越小”【实施例2, 0026】。根据其电流控制机理,从极低温度向目标温度靠近的过程中,由于执行的是不同温差下的电流阶段切换(或实施例1中的要求热量随温差变化),其本质上对应了不同的驱动功率切换,且PWM的占空比会发生改变。

* **D2 (KR101314640B1)**:未公开此种增加的阶梯控制。D2虽然公开了充电时达到4℃~5℃时“감소시키는 제어(减少供应电流的控制)”【0016】,但这与特征C在温度上升时“从小占空比增大到大占空比(第二占空比大于第一占空比)”的温控逻辑完全相反。

* **D3 (KR1020140045624A)**:未公开。仅为简单的开关(ON/OFF)控制。

#### 4. 技术特征D

* **本申请权利要求**:“和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元”

* **说明书释义**:当温度升至正常低温范围(如-10℃以上),电池容量已恢复至正常范围,可以将占空比设为100%完全开启开关,安全且快速地持续加热【0065】-【0066】,【0078】。

* **对比文件比对**:

* **D1 (JP5273225B2)**:未明确公开占空比100%。D1通过PID或温差映射持续调节电流使电池保持在目标温度附近,其追求的是“始终驱动热电素子避开断续控制”【0009】,并不会在某个门限值直接将PWM锁死在100%全通状态。

* **D2 (KR101314640B1)**:未公开。其逻辑是温度升高后减少电流。

* **D3 (KR1020140045624A)**:未公开。其虽有持续加热,但非PWM控制下的100%占空比切换。

#### 5. 技术特征E

* **本申请权利要求**:“其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。”

* **说明书释义**:核心精细化控制特征。在低于-20℃的环境下,进一步细分温度区间(如-42℃至-40℃设为30%,-44℃至-42℃设为25%)。温度越低,电池放电能力越差,因此第一占空比必须随之调低,以严格限制功耗【0053】-【0055】。

* **对比文件比对**:

* **D1 (JP5273225B2)**:**技术方案实质冲突/未公开**。D1在【0026】中公开的温差控制逻辑是:“目标温度与检测温度的温差越大,流入热电素子的电流越大;温差越小,电流越小”。在加热场景下,电池包当前温度越低,意味着其与目标温度(常温)的温差“越大”。按照D1的逻辑,温度越低,电流应该“越大”(即PWM占空比越大)。这与特征E“第一占空比随着电池组温度降低而降低”的控制方向截然相反。

* **D2 (KR101314640B1)**:未公开。D2在低于0℃时仅提及通电发热,未在低于第二参考温度的区间内进行多段细分,更未公开占空比随温度降低而降低。

* **D3 (KR1020140045624A)**:未公开。单一恒定功率加热。

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### 二、 特征比对表格

为了直观呈现上述分析结果,以下给出权利要求1的技术特征与对比文件的客观比对表:

权利要求1的技术特征拆解对比文件1 (JP5273225B2)对比文件2 (KR101314640B1)对比文件3 (KR1020140045624A)
特征A:在充电/放电之前测量电池组的温度值实质公开<br>(图3, S301-S302测量温度)毫无疑问公开<br>(【0016】充电开始时测量)实质公开<br>(【0042】熄火后/充放电前测量)
特征B:温度小于第二参考温度时,通过具有第一占空比的PWM信号间歇驱动热产生单元实质公开<br>(控制部20通过PWM信号控制电流控制加热,图3)实质公开<br>(【0014】发热控制功能部调节电流大小)未公开<br>(【0032】常规热线开关控制,无PWM)
特征C:温度回升至第二与第一参考温度之间时,将PWM第一占空比增大至第二占空比驱动实质公开<br>(【0026】实施例2根据温差段切换电流大小)未公开<br>(【0016】温升时逻辑为减小电流,与本申请相反)未公开<br>(单一开关控制)
特征D:温度大于第一参考温度时,设置PWM占空比为100%持续驱动未公开<br>(追求动态调节,未公开切换至100%全通)未公开<br>(温升后减少电流)未公开<br>(非PWM体系下的持续加热)
特征E:在低于第二参考温度状态下,针对每一温度段单独设置第一占空比,且随温度降低而降低未公开且冲突<br>(【0026】温差越大/温度越低,电流越大,与本申请相反)未公开<br>(未细分温度段)未公开<br>(未细分温度段)

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### 三、 最接近对比文件(D1)的确定及创造性分析

#### 1. 选择最接近对比文件的考量

在创造性分析中,**D1 (JP5273225B2)** 最适合作为最接近的对比文件。

* **技术领域与解决的技术问题一致性**:D1、D2、D3都属于电池温控领域。但从整体解决的技术问题和技术效果来看,D1关注的是“提高电池包温度控制的精度,减小当前温度与目标温度的乖离(偏差)”【0007】,为此它采用了基于计算机(ECU)的复杂控制,利用PWM信号调节占空比来改变电流【实施例1, 制御信号作成部24】。这与目标专利“输出具有随着温度增加而增加的占空比值的PWM信号……使得电池组的温度稳定增加”【0001】在控制手段(PWM占空比调节)和技术思路上最为接近。

* 相比之下,D2主要解决的是电动二轮车电池防冻和防过充的硬件模块和基础流控问题【0014】;D3则属于非常传统的车辆启动/熄火后的保暖开关控制【0040】。

#### 2. 区别技术特征与创造性评述

以D1作为最接近的对比文件,权利要求1与其相比,存在以下明确的区别技术特征:

1. **区别特征1(对应特征D)**:在温度大于第一参考温度(即进入相对安全的温区)时,本申请直接将PWM占空比设为100%锁死全开启,从而实现安全快速的持续加热;而D1是根据温差映射持续动态计算电流,未公开这一直通动作。

2. **区别特征2(对应特征E,核心区别特征)**:本申请在极低温区(低于第二参考温度值),**占空比随电池温度降低而降低**。

**技术效果与创造性高度分析**:

对于**区别特征2**,其体现了极高的发明高度。常规技术(如D1的【0026】)的普遍逻辑是:“外界越冷(温差越大),加热功率应该开得越大,以求快速升温”。然而,目标专利敏锐地发现了锂电池在极低温度下的特殊物理缺陷——电解液粘度激增、可用放电容量极度限缩【0049】。如果此时按照D1的传统逻辑开大加热功率,巨大的加热电流会直接将极低状态下的电池组电压拉低至“最小放电电压”以下,从而引发BMS强制熔断甚至导致电池永久损坏(起火、爆炸)【0007】-【0008】。

本申请反其道而行之,采用“越冷,占空比越小;随着温度升高,占空比才变大”的**逆向精细化控制逻辑**。这一技术效果在D1、D2、D3中不仅没有被公开,甚至被D1的相反教导(温差大电流大)所排斥。因此,其他对比文件无法提供将区别特征2结合到D1中的技术启示,权利要求1具备显著的创造性。

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### 四、 无效请求方最薄弱的技术特征分析

若站在无效请求方的立场上,企图推翻该专利,**最薄弱(即最难攻破、专利权人最稳固)的技术特征是:特征E**(“在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低”)。

**原因如下**:

1. **现有技术存在反向教导**:如前所述,在温控行业,无论是环境加热还是工业温控,传统的PID或温差控制逻辑都是“越低开度越大”。D1作为最接近的现有技术,明确给出了“温差越大、电流越大”的反向技术教导。无效方很难论证审查指南中的“本领域技术人员具有结合这种反向逻辑的普遍动机”。

2. **技术效果的不可预测性**:该特征是紧密结合了“极低温下锂电池放电容量保护”这一特定场景的电池安全策略。这种“越冷越减小加热功率”的策略,属于非显而易见的微观控制改动,带来了“防止电池电压跌破最低放电电压而导致永久损坏”的意料不到的技术效果。

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### 五、 进一步的检索策略建议

为了帮助无效请求方攻克上述最薄弱的“特征E”,常规的车辆温控或通用的PID控制文献已很难见效,建议调整检索策略,从以下方向进行精准补充检索:

1. **变换检索主题词与技术效果词结合**:

* 不要单检索“电池加热 + PWM + 温度”;

* 应当将检索重点转向**“电池寿命保护/放电电压限值”**与**“低温加热功率限制”**的结合。

* *建议检索式构件*:(电池组 OR 锂电池) AND (极低温度 OR 超低温) AND (最小放电电压 OR 电压骤降 OR 寿命劣化) AND (加热功率 OR 占空比 OR 电流) AND (限制 OR 降低 OR 变小 OR 递减)。

2. **重点挖掘BMS(电池管理系统)的专用安全控制协议文献**:

* 特征E往往不是由专门做加热器(Heater)的厂家提出的,而是由做**BMS算法**的控制工程师为了防止电池过放而写入的软件控制策略。

* 建议重点检索国内外大型电池厂(如宁德时代、比亚迪、LG化学、三星SDI)以及新能源汽车巨头(如特斯拉、丰田)在2015-2018年前后的**BMS控制算法、发热限制专利或学术论文**。

3. **关注“开机保护/防寒软启动(Soft Start)”技术领域的交叉检索**:

* 在电子电路或电机控制领域,存在“低温或高阻抗下,限制初始输入电流以防拉垮电源电压”的软启动技术。检索这类控制芯片的白皮书或应用专利,寻找能否通过“技术领域交叉结合”来评述其创造性。


未提交复审委

无效理由:专利法第二十二条

蒋 晓勇
@jxy

作为一名经验丰富的专利代理师,我将为您对目标专利的权利要求1进行深度解析,并结合三份对比文件(D1、D2、D3)的原文进行逐字逐句的特征比对与法律适用分析,以评估该权利要求的创造性并制定无效/检索策略。

首先明确三份对比文件的身份(公开号):

* **D1**:CN102612792B 二次电池的控制装置和二次电池的控制方法(授权公告日:2014-08-06)

* **D2**:KR1020160112073A 저온 배터리를 가열할 수 있는 전기자동차용 에너지저장장치 및 제어방법(公开日:2016-09-28,即目标专利背景技术中提及的“专利文件1”)

* **D3**:WO2011074330A1 CONTROL DEVICE FOR SECONDARY BATTERY, AND CONTROL METHOD FOR SECONDARY BATTERY(公开日:2011-06-23,注:其内容与D1高度同族/对应,原文结构一致)

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## 一、 权利要求特征分解与对比文件特征比对表格

为了清晰展现各对比文件对目标专利权利要求1技术特征的公开情况,以下建立精细化的特征比对表:

### 表1:权利要求1与对比文件D1、D2、D3的特征比对表

目标专利权利要求1的技术特征拆解对比文件D1 (CN102612792B) / D3 (WO2011074330A1)对比文件D2 (KR1020160112073A)比对结论与详细出处分析
技术特征A:一种用于控制电池组的温度的方法,所述方法包括:电池组温度测量步骤,在充电/放电之前测量电池组的温度值;实质公开<br>说明书[0014]、[0028]等公开了利用温度传感器计测二次电池的温度,且在充电结束放电开始等断续期间或功率平滑中控制。毫无异议公开<br>说明书[0012]、[0053]明确公开:“배터리에 충전 전원이 인가되는 배터리 충전단계와……배터리의 온도를 감지하는 온도감지단계”(电池充电电源施加前的温度感知步骤)。D2毫无异议公开。D2明确限定在充电前(或시동 오프判断后充电前)测量温度。D1/D3公开了温度传感器及充电/放电期间的控制,属于实质公开。
技术特征B:初始热产生单元驱动步骤,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时,通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭,以便间歇驱动热产生单元;实质公开<br>说明书[0083]、[0124]公开了双向转换器通过PWM逆变器转换,且对加热器可以利用通电时间比率(占空比控制)或PWM控制来调整供给功率,且在低于下限值时许可供电。实质公开<br>说明书[0011]、[0046]、[0059]公开了当电池温度属于设定低音时,通过비엠에스(BMS)控制스위칭부(开关部)导通保护电阻(加热器)使其发热,从而间歇性形成闭回路。D1/D3与D2共同实质公开。<br>D2公开了低于设定温度启动加热开关,但未指明使用脉冲调制信号的第一占空比;D1/D3公开了低于下限值启动加热器,且在[0124]明确导出了“利用PWM控制或通电时间比率控制(占空比控制)调整供给功率”。
技术特征C:热产生单元持续时间增加步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后,当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号,以开启/关闭所述热产生单元开关;实质公开<br>说明书[0014]、[0107]公开了当温度超出第一下限值(对应第二参考温度)并低于第二下限值(对应第一参考温度)时,限制内容决定部根据充电/放电状态调节或缓和向加热器供电的限制,且[0124]指出可以通过PWM更新供给功率。未公开<br>D2中仅提到若达到正常温度则将保护电阻(加热器)关闭(OFF),转换为电池充电,并未在中间温度段采用第二占空比的信号进行开关控制。D1/D3实质公开,D2未公开。<br>目标专利的第二参考温度(低)和第一参考温度(高)在D1/D3中完美对应“第一下限值L1”和“第二下限值L2”。D1/D3在[0107]和[0124]中明确公开了在这两个下限值之间时,会调整/更新加热器的供电控制内容(即改变PWM占空比/供给功率)。
技术特征D:和持续热产生单元驱动步骤,在所述热产生单元持续时间增加步骤之后,当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比;实质公开<br>说明书[0107]指出当温度超出上限值U1时禁止加热;但其未明确说明在越过第二下限值后将占空比直接拉满到100%持续驱动,而是由温度控制部进行恒定值或开闭控制。未公开<br>D2在温度达到设定正常温度时,直接控制开关将加热器关闭(OFF)并切换为对电池充电,与本特征“占空比设为100%持续驱动”相反。均未完全公开(存在微弱差异)。<br>目标专利在该步骤中,温度变高后反而将占空比调至100%以“持续驱动发热单元”直到达到更高的温度(说明书[0049]解释为快速加热);而常规文献(如D1、D2)通常在温度上升到一定程度后选择“降低设定温度”或“直接关闭加热器”。
技术特征E:其中,在所述初始热产生单元驱动步骤中,在所述电池组的温度值低于所述第二参考温度值的状态下,针对每一温度段单独地设置所述第一占空比,并且所述第一占空比被设置成随着所述电池组的温度降低而降低。实质公开<br>说明书[0116]、[0146]明确公开:“由加热器所加热的单电池集合体温度的计测值T(j)越变低,越提高供给优先顺序区分/优先顺序……限制内容决定部按照顺序允许供电以使全部加热器功率在吸收功率要求值以下。”未公开<br>D2仅给出了单一的设定低温阈值,未公开针对每一温度段单独设置占空比,更未公开第一占空比随温度降低而降低。D1/D3实质公开,D2未公开。<br>D1/D3中公开了温度越低,越提高加热器的供给功率分配/优先顺序,从整体上公开了根据不同温度段精细化调整加热功率的思想,但“占空比数值随温度降低而降低”的精确关联属于目标专利的特有设计。

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## 二、 最接近对比文件(最接近现有技术)的确定

在创造性分析中,**D2 (KR1020160112073A)** 最适合被选为**第一最接近的对比文件**(最接近现有技术D1)。

### 1. 技术领域与解决的技术问题比对

* **目标专利**:解决锂离子电池组在极低温度下,由于电解液粘度增大、内部电阻增加导致充电/放电困难,强行使用会使电压降至最小放电电压以下从而引发起火爆炸的问题(说明书[0005]-[0009])。

* **对比文件D2**:同样聚焦于电动汽车用锂二次电池(LiB)在零度以下或极低温度下(如-10度)电荷移动变慢、充电效率严重降低的问题,旨在通过外部充电器的能量直接驱动保护电阻给电池升温,防止电池自身强行放电导致完全放电损坏(D2说明书[0005]-[0009])。

* **对比文件D1/D3**:虽然也涉及二次电池的加热控制,但其核心解决的是高工作温度电池(如钠硫NaS电池,工作在300-360℃)在微电网平滑功率流转中,如何平衡“加热器消耗功率”与“微电网释放/吸收功率要求”的矛盾(D1说明书[0007]-[0008])。

### 2. 技术效果与特征覆盖度评估

D2公开了在充电前测量电池温度、低于设定温度时启动加热开关间歇驱动发热元件的核心架构。目标专利的说明书[0013]也直接将D2(KR10-2016-0112073A)列为唯一的专利文件1。因此,从发明构思的出发点来看,D2与目标专利最为接近,适合作为创造性评述的基石。

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## 三、 未被最接近对比文件公开的特征及其在其他文件中的公开情况

假设以 **D2** 为主线(最接近现有技术),权利要求1未被D2公开的特征为:**特征C、特征D、特征E中关于PWM占空比的分段调节与递减设计**。

这些特征在 **D1/D3** 中的公开情况如下:

1. **特征C(分选多段温度调整控制)**:D1/D3在说明书[0107]中明确指出了设置“第一下限值L1”和“第二下限值L2”两层温度阈值。当温度处于这两者之间时,限制内容决定部会启动有别于极低温度下的控制模式(即根据状态调整/缓和供电限制)。这为目标专利设置“第二参考温度值”与“第一参考温度值”并在此区间改变占空比提供了直接的技术启示。

2. **特征E(针对温度段单独设置占空比)**:D1/D3在说明书[0116]、[0146]中公开了根据温度计测值 $T(j)$ 的高低,对多个加热器进行分级并赋予不同的供给优先顺序或优先顺序区分,且“温度越低,越提高供给优先顺序”。由于D1[0124]已经公开了供给功率是通过PWM或通电时间比率(占空比)来调整的,因此“根据温度分段调整PWM功率控制”的思想已被D1实质公开。

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## 四、 请求方(发起无效请求)最薄弱的技术特征分析

若我方代表无效宣告请求方对目标专利提起诉讼,本权利要求中对我方而言**最薄弱、最难攻克的法律/技术特征**是:

> **特征D中的:“当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时,设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100%以持续开启所述热产生单元开关,以便持续驱动所述热产生单元,其中所述第二占空比大于所述第一占空比”**

### 弱点分析(为什么难以被常规检索文件无效):

1. **反常规控制逻辑**:常规的温控系统(如D1、D2或工业PID控制)的逻辑通常是:**温度越低,加热功率越大(占空比高);随着温度升高接近目标值,为了防止过冲或降低能耗,会调低占空比或直接关闭加热器**。

2. **目标专利的特殊构思**:目标专利在低于第二参考温度的“极度低温段”,由于怕电池组自身电压被压垮或完全放电,故意采用了**极小的第一占空比**(间歇微弱加热);而当电池温度升到第一参考温度以上、电池活性部分恢复后,它才敢将**占空比调至100%进行全力轰炸式持续加热**(见说明书[0049]、[0066])。

3. **启示缺陷**:审查指南中评述创造性要求“存在技术启示”。由于这种“低温时小功率间歇驱逐,高温时大功率全力驱动”的构思与常规温控系统逻辑截然相反,D1、D2均未给出这样的技术启示。请求方极难通过常规文献的简单组合来对抗这一特征。

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## 五、 进一步的检索策略建议

鉴于上述“反常规温控逻辑(特征D)”和“第一占空比随温度降低而降低(特征E)”的抗辩强度较高,建议请求方采取以下精准检索策略以彻底打破其创造性:

1. **改变检索主题词,切入“弱电池源温控”领域**:

不要仅在通用的“电池加热”、“电动汽车温控”中检索。应联合检索 `("电压保护" OR "防止完全放电" OR "压降限制" OR "BMS下限电压")` AND `("加热" OR "占空比" OR "PWM")`。寻找那些同样面临“电源自身在极度低温下输出功率严重受限,不得不先用脉冲小电流唤醒,待电压回升后再全功率加热”的现有技术(例如航空航天电池维温系统、极地独立光伏储能系统)。

2. **检索高频开关电源或数字微控制器(MCU)的应用手册(Application Notes)**:

特征E中“占空比随着温度降低而降低”或“分段控制”往往是某些BMS控制芯片(如TI、ST意法半导体、ADI)在发布其电池管理参考设计时给出的标准算法逻辑。检索相关芯片厂商在2019年(目标专利申请日前)公开的白皮书、芯片控制手册及推荐PID/PWM算法源码描述。

3. **追踪目标专利发明人及其实验室的早期学术论文**:

该控制方法的精细段限定极有可能来源于高校或研究院所的自然科学基金项目成果。建议针对目标专利的第一发明人及申请人进行文献检索(知网、IEEE Xplore),寻找其在申请日前发表的关于“锂电池低温脉冲加热特性及BMS控制策略”的学术论文,常能从中发现未在专利检索中出现的对比文件或公开使用证据。


权利要求2

如权利要求1所述的方法,其中所述热产生单元持续时间增加步骤包括:电池组温度再测量步骤,在所述初始热产生单元驱动步骤之后,周期性测量被具有第一占空比的PWM信号控制开启/关闭的热产生单元所加热的电池组的温度值;电池组温度比较步骤,比较在所述电池组温度再测量步骤中测量的电池组的温度值和预设的第二参考温度值;和校正PWM信号输出步骤,根据所述电池组温度比较步骤中的比较结果,当测量的电池组温度等于或大于预设的第二参考温度值时,将WM信号的第一占空比增加到第二占空比以输出具有第二占空比的PWM信号。


权利要求3

如权利要求1所述的方法,其中,在所述电池组温度测量步骤之后,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度等于或大于预设的第二参考温度值且小于第一参考温度值时,将PWM信号的第二占空比设置成初始驱动占空比以开启/关闭所述热产生单元开关。


权利要求4

如权利要求1所述的方法,其中,在所述电池组温度测量步骤之后,当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度等于或大于预设的第一参考温度值时,将PWM信号的初始驱动占空比设置成100%以持续开启所述热产生单元开关。


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