发明创造名称：一种燃料电池混合动力系统及其工作方法
外观设计名称：
决定号：187593
决定日：2019-08-22
委内编号：1F279151
优先权日：
申请（专利）号：201610214672.1
申请日：2016-04-07
复审请求人：北京建筑大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：朱科
合议组组长：徐国祥
参审员：黄万国
国际分类号：H01M8/04014，H01M8/04044，H01M8/0606，H01M8/2465
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，如果部分区别技术特征被其它对比文件公开且作用相同，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610214672.1，名称为“一种燃料电池混合动力系统及其工作方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为北京建筑大学，申请日为2016年04月07日，公开日为2016年06月29日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年12月28日发出驳回决定，以权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：2018年11月28日提交的权利要求第1-8项，申请日2016年04月07日提交的说明书第1-4页、说明书附图第1页、说明书摘要和摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书的内容如下：
“1. 一种燃料电池混合动力系统，其特征在于，主要包括太阳能发电板(1)、负载控制器(2)、电流转化器(3)、水箱(5)、电解器(6)、储氢罐(7)、燃料电池堆(8)、吸收式制冷器(9)；其中，
太阳能发电板(1)经负载控制器(2)电连接电流转化器(3)；
水箱(5)经水管连接电解器(6)的入水口；
电解器(6)的正、负电极与负载控制器(2)电连接；
电解器(6)的氢气出口连接储氢罐7；
储氢罐(7)的氢气出口连接至燃料电池堆(8)的氢气入口；
燃料电池堆(8)的废气出口经管路连接吸收式制冷器(9)；
燃料电池堆(8)的正、负极输出端连接负载控制器(2)；
所述燃料电池混合动力系统还包括负载(4)，所述负载(4)经所述电流转化器(3)与所述负载控制器(2)电连接；
所述燃料电池堆(8)产生的电能反馈到所述负载控制器(2)、电流转化器(3)和用电设备回路中。
2. 根据权利要求1所述的一种燃料电池混合动力系统，其特征在于：吸收式制冷器(9)的热气出口经管道连接用热设备(10)。
3. 根据权利要求1所述的一种燃料电池混合动力系统，其特征在于：燃料电池堆(8)具有外壳，空气入口和氢气入口设置于外壳一侧部，废气出口设置于外壳的另一侧部。
4. 根据权利要求1所述的一种燃料电池混合动力系统，其特征在于：储氢罐(7)中的储氢压力约为7MPa。
5. 根据权利要求1所述的一种燃料电池混合动力系统，其特征在于：储氢罐(7)的氢气出口安装有稳压阀和调节阀。
6. 基于权利要求1至5任一项所述的一种燃料电池混合动力系统的工作方法，其特征在于：
太阳能发电板(1)产生直流电，经过负载控制器(2)将一部分直流电通过电流转化器(3)变成交流电或直流电，提供给用电设备(4)；
另一部分直流电在电解器(6)中将来自水箱(5)的水电解产生氢气，氢气进入储氢罐(7)中进行储存；
氢气从储氢罐(7)中出来再进入到燃料电池堆(8)的阳极，同时空气中的氧气进入燃料电池堆(8)的阴极，氢气与空气中的氧气在燃料电池堆(8)中发生电化学反应，产生电能；
燃料电池堆(8)产生的废气经过吸收式制冷器(9)后，供给用热设备(10)。
7. 根据权利要求6所述的一种燃料电池混合动力系统的工作方法，其特征在于：燃料电池堆(8)产生的电能反馈到负载控制器(2)、电流转化器(3)和用电设备回路中。
8. 根据权利要求6所述的一种燃料电池混合动力系统的工作方法，其特征在于：氢气进入储氢罐(7)前先后经过氢/水分离、干燥除湿和加压处理。”
驳回决定引用如下对比文件：
对比文件1：CN102497000A，公开日为2012年06月13日；
对比文件2：CN203608136U，授权公告日为2014年05月21日。
驳回决定认为：（1）权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：系统还包括水箱、吸收式制冷器，水箱经水管连接电解器的入水口，燃料电池堆的废气出口经管路连接吸收式制冷器，燃料电池堆的正、负极输出端连接负载控制器。对比文件2公开了部分区别技术特征且作用相同，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，因而权利要求1不具备创造性。（2）从属权利要求2的附加技术特征是本领域技术人员在对比文件2的教导下容易想到的，从属权利要求3-5的附加技术特征属于本领域的公知常识，因而权利要求2-5也不具备创造性。（3）独立权利要求6请求保护基于权利要求1至5任一项所述的一种燃料电池混合动力系统的工作方法，权利要求6有关“将一部分直流电通过电流转化器变成交流电”的技术方案与对比文件1进一步的区别技术特征在于：电解器中的水来自水箱，氧化性气体为空气中的氧气，燃料电池堆产生的废气经过吸收式制冷器后供给用热设备，对比文件2公开了部分区别技术特征且作用相同，其余区别技术特征属于本领域的公知常识；对于权利要求6的其余并列技术方案，通过电流转化器将直流电变成适合使用的直流电是本领域的惯用手段，因而权利要求6不具备创造性。（4）从属权利要求7的附加技术特征是本领域技术人员在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识容易想到的，从属权利要求8的附加技术特征属于本领域的公知常识，因而权利要求7-8也不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年04月12日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：对比文件1不存在“提高电流转化器的负载能力”的技术问题，也不能给出“将燃料电池堆的电能输出至负载控制器，从而可以提高电流转化器的负载能力”的技术启示；本申请利用太阳能发电技术、电解水技术、氢燃料电池技术，实现了“一种用于电动车辆的混合动力系统”，通过电路结构设计，解决了太阳能发电用于电动车辆的不稳定和不可靠的技术问题。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月17日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年06月12日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）本申请的发明构思在于通过利用太阳能发电，电解水不断产生氢气，提供给燃料电池堆发出大功率电能，保证了车辆的正常运行，实现了汽车的零排放，而对比文件1公开了利用太阳能光伏电池1发电，电解槽3电解水不断产生氢气，提供给燃料电池5发出大功率电能，该发电系统同样能够为汽车提供电能，从而保证车辆的正常运行，实现汽车的零排放，即对比文件1已公开本申请的发明构思。（2）本申请权利要求1与对比文件1的主要区别在于燃料电池废热的回收利用以及燃料电池通过负载控制器为负载供电，而对比文件2已公开该区别，并且作用相同，因而对比文件2给出了与对比文件1相结合的技术启示；由于对比文件1公开了与本申请相同的利用太阳能发电技术、电解水技术和氢燃料电池技术的发电系统，因而对比文件1的发电系统同样能够用于电动车辆，并且同样可以解决太阳能发电用于电动车辆的不稳定和不可靠的技术问题。
复审请求人于2019年07月29日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文修改替换页（共包括8项权利要求），其中在权利要求1中新增技术特征“所述负载控制器（2）将一部分直流电通过电流转化器变成交流电或直流电；所述负载（4）是车辆的驱动电机，以及车载的用电器”。复审请求人认为：（1）对比文件1中的直流负载和交流负载是二选一的关系，如果认定对比文件1仅对交流负载供电，那么本申请中由于车载用电器大多数都是直流负载，其中的电流转化器必定不是对比文件1中的DC/AC逆变器。（2）由于对比文件2中使用了固体氧化物燃料电池，因此，其燃料电池混合动力系统的结构和作用与本申请的结构和作用存在根本不同，对比文件2中记载的太阳能发电、燃料电池发电是两个互不影响的独立子系统，二者仅通过对蓄电池充电发生联系，与本申请和对比文件1均不同。
复审请求人新修改的权利要求1的内容如下：
“1. 一种燃料电池混合动力系统，其特征在于，主要包括太阳能发电板(1)、负载控制器(2)、电流转化器(3)、水箱(5)、电解器(6)、储氢罐(7)、燃料电池堆(8)、吸收式制冷器(9)；其中，
太阳能发电板(1)经负载控制器(2)电连接电流转化器(3)；
水箱(5)经水管连接电解器(6)的入水口；
电解器(6)的正、负电极与负载控制器(2)电连接；
电解器(6)的氢气出口连接储氢罐7；
储氢罐(7)的氢气出口连接至燃料电池堆(8)的氢气入口；
燃料电池堆(8)的废气出口经管路连接吸收式制冷器(9)；
燃料电池堆(8)的正、负极输出端连接负载控制器(2)；
所述燃料电池混合动力系统还包括负载(4)，所述负载(4)经所述电流转化器(3)与所述负载控制器(2)电连接；
所述燃料电池堆(8)产生的电能反馈到所述负载控制器(2)、电流转化器(3)和用电设备回路中；
所述负载控制器（2）将一部分直流电通过电流转化器变成交流电或直流电；
所述负载（4）是车辆的驱动电机，以及车载的用电器。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人于2019年07月29日提交了权利要求书的全文修改替换页，共包括8项权利要求。经审查，所作的修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所针对的审查文本为：复审请求人于2019年07月29日提交的权利要求第1-8项，申请日2016年04月07日提交的说明书第1-4页、说明书附图第1页、说明书摘要和摘要附图。
2、关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，如果部分区别技术特征被其它对比文件公开且作用相同，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，则该权利要求不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定和复审通知书引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN102497000A，公开日为2012年06月13日；
对比文件2：CN203608136U，授权公告日为2014年05月21日。
权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性，具体理由如下：
2.1、权利要求1请求保护一种燃料电池混合动力系统。对比文件1公开了一种太阳能光伏-氢储能发电系统，并具体公开了以下内容（参见说明书第[0006]-[0028]段和附图1）：该发电系统包括系统动力源太阳能光伏电池、功率控制分配器（相当于负载控制器）、直流负载和由电解槽（相当于电解器）、储氢罐、燃料电池组成的储能再发电装置（相当于燃料电池混合动力系统）；其中，氢气和氧气在燃料电池的质子反应堆（即燃料电池堆）内进行化学反应产生电能，太阳能光伏电池的输出端通过导线与功率分配器的输入端电连接，功率分配器的I输出端口通过导线与直流负载的输入端电连接，II输出端口通过导线与电解槽的正、负电极电连接；太阳能光伏电池与电解槽的容量根据直接耦合连接的匹配原则进行合理匹配，采用由4片光伏电池（相当于太阳能发电板）并联而成的光伏电池组与电解槽直接耦合连接；在氢储能再发电装置中，电解槽产氢出口通过管路与储氢罐入口连接，储氢罐出口通过管路与燃料电池入口连接，燃料电池的输出端通过导线与直流负载的输入端电连接；其中，所述的直流负载，在经过DC/AC逆变器（即电流转化器）将直流电转化为交流电后也可以为交流负载（结合图1的连接关系可知，此时相当于公开了太阳能发电板经负载控制器电连接电流转化器，负载经电流转化器与负载控制器电连接，负载控制器将一部分直流电通过电流转化器变成交流电）。
权利要求1有关“将一部分直流电通过电流转化器变成交流电”的技术方案与对比文件1相比，区别技术特征在于：（1）该系统还包括吸收式制冷器，燃料电池堆的废气出口经管路连接吸收式制冷器，燃料电池堆的正、负极输出端连接负载控制器，燃料电池堆产生的电能反馈到负载控制器、电流转化器和用电设备回路中；（2）该系统还包括水箱，水箱经水管连接电解器的入水口，负载是车辆的驱动电机以及车载的用电器。基于上述区别技术特征可以确定，权利要求1实际解决的技术问题是：（1）回收燃料电池的废热、更好地匹配和分配燃料电池产生的电能；（2）提供电解水的水源以及选择负载。
对于上述区别技术特征（1），对比文件2公开了一种热电联供系统，并具体公开了以下内容（参见说明书第[0027]-[0037]段和附图4）：该系统包括太阳能光伏发电子系统和固体氧化物燃料电池子系统，固体氧化物燃料电池子系统的热力输出端连接外部热力负载，即电堆304的热力输出端输出的气体（即废气）经管路连接进气加热换热器302后连接外部热力负载，外部热力负载主要是通过热水换热器305为用户提供生活热水（上述进气加热换热器302和热水换热器305共同相当于吸收式制冷器）；电堆304的正负极输出端连接电能控制器102（即负载控制器），然后为直流负载106和交流负载105（途经逆变器104，即电流转化器）供电（相当于燃料电池堆产生的电能反馈到负载控制器、电流转化器和用电设备回路中）。由此可见，上述区别技术特征（1）被对比文件2公开，而且该技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中的作用相同，都是用来回收利用燃料电池产生的废热以及更好地匹配和分配燃料电池产生的电能，即，对比文件2给出了将上述区别技术特征（1）应用到对比文件1以进一步解决其技术问题的启示。
对于上述区别技术特征（2），为了确保电解原料的充足，设置水箱以储存电解用水并将水箱经水管连接电解器的入水口属于本领域的常用技术手段，是本领域技术人员容易想到和实现的，其相应的技术效果也是可以合理预期的；将燃料电池混合动力系统应用到电动车上属于本领域的常用技术手段，而电动车上的用电负载包括车辆的驱动电机以及车载用电器，因而将负载设置为车辆的驱动电机以及车载的用电器是本领域技术人员容易想到和实现的。
对于权利要求1有关“将一部分直流电通过电流转化器变成直流电”的并列技术方案，对本领域技术人员来说，当供给的直流电压和电流不满足用电负载的要求时，通过电流转化器将其变成满足用电负载要求的直流电属于本领域的常用技术手段，是本领域技术人员容易想到和实现的。
因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识以得到权利要求1请求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1的技术方案不具有突出的实质性特点，因而不具备创造性。
2.2、权利要求2引用权利要求1，为了利用吸收式制冷器的热量，使其热气出口经管道连接用热设备是本领域技术人员容易想到和实现的。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2也不具备创造性。
2.3、权利要求3引用权利要求1，具有外壳是为了提供对燃料电池堆的保护，空气入口和氢气入口设置于外壳一侧部而废气出口设置于外壳的另一侧部属于燃料电池堆的常见设置，是本领域技术人员容易想到和实现的。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求3也不具备创造性。
2.4、权利要求4和5均引用权利要求1，对储氢罐储氢压力的选择是本领域技术人员根据需要容易做出的常规选择，储氢罐的氢气出口安装有稳压阀和调节阀属于本领域的常规设置，是本领域技术人员容易想到和实现的。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求4和5也不具备创造性。
2.5、权利要求6请求保护基于权利要求1至5任一项所述的一种燃料电池混合动力系统的工作方法。如前所述，权利要求1-5不具备创造性。对比文件1还公开了以下内容（参见说明书第[0006]-[0028]段和附图1）：太阳能光伏电池（相当于太阳能发电板）的输出端通过导线与功率分配器（相当于负载控制器）的输入端电连接，功率分配器的I输出端口通过导线与直流负载的输入端电连接，II输出端口通过导线与电解槽的输入端电连接；太阳能光伏电池与电解槽的容量根据直接耦合连接的匹配原则进行合理匹配，采用由4片光伏电池并联而成的光伏电池组与电解槽直接耦合连接；在氢储能再发电装置中，电解槽产氢出口通过管路与储氢罐入口连接（相当于氢气进入储氢罐中进行储存），储氢罐出口通过管路与燃料电池入口（即阳极）连接，氢气跟氧气在燃料电池的质子反应堆内进行化学反应产生电能，氧气从吸入的大气中直接获取（相当于空气中的氧气进入燃料电池堆的阴极），燃料电池的输出端通过导线与直流负载的输入端电连接；其中，所述的直流负载，在经过DC/AC逆变器（即电流转化器）将直流电转化为交流电后也可以为交流负载（相当于太阳能发电板产生直流电，经过负载控制器将一部分直流电通过电流转化器变成交流电，提供给用电设备）。
权利要求6有关“将一部分直流电通过电流转化器变成交流电”的技术方案与对比文件1相比，进一步的区别技术特征在于：（1）燃料电池堆产生的废气经过吸收式制冷器后，供给用热设备；（2）电解器中的水来自水箱。基于该区别技术特征可以确定，权利要求6实际解决的技术问题是：（1）回收燃料电池的废热；（2）提供电解水的水源。
对于上述区别技术特征（1），对比文件2公开了一种热电联供系统，并具体公开了以下内容（参见说明书第[0027]-[0037]段和附图4）：该系统包括太阳能光伏发电子系统和固体氧化物燃料电池子系统，固体氧化物燃料电池子系统的热力输出端连接外部热力负载，即电堆304的热力输出端输出的气体（即废气）经管路连接进气加热换热器302后连接外部热力负载，外部热力负载主要是通过热水换热器305为用户提供生活热水（上述进气加热换热器302和热水换热器305共同相当于吸收式制冷器）。由此可见，上述区别技术特征（1）被对比文件2公开，而且该技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中的作用相同，都是用来回收利用燃料电池产生的废热，即，对比文件2给出了将上述区别技术特征（1）应用到对比文件1以进一步解决其技术问题的启示。
对于上述区别技术特征（2），为了确保电解原料的充足，设置水箱以储存电解用水属于本领域的常用技术手段，是本领域技术人员容易想到和实现的，其相应的技术效果也是可以合理预期的。
对于权利要求6有关“将一部分直流电通过电流转化器变成直流电”的并列技术方案，对本领域技术人员来说，当供给的直流电压和电流不满足用电设备的要求时，通过电流转化器将其变成满足用电设备要求的直流电属于本领域的常用技术手段，是本领域技术人员容易想到和实现的。
因此，参见对权利要求1-5的评述可知，权利要求6也不具备创造性。
2.6、权利要求7引用权利要求6，对比文件2还公开了以下内容（参见图4）：电堆304的输出端连接电能控制器102（即负载控制器），然后为直流负载106和交流负载105（途经逆变器104，即电流转化器）供电（相当于燃料电池堆产生的电能反馈到负载控制器、电流转化器和用电设备回路中）。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求7也不具备创造性。
2.7、权利要求8引用权利要求6，氢气进入储氢罐前先后经过氢/水分离、干燥除湿和加压处理是为了获得干燥的氢气和提高储氢密度，属于本领域的常用技术手段。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求8也不具备创造性。
3、关于复审请求人的意见陈述
对于复审请求人答复复审通知书时的意见陈述，合议组认为：（1）本申请权利要求1中限定的是“所述负载控制器（2）将一部分直流电通过电流转化器变成交流电或直流电”，而对比文件1公开了所述的直流负载，在经过DC/AC逆变器（即电流转化器）将直流电转化为交流电后也可以为交流负载（参见说明书第[0024]段），即对比文件1公开了本申请中将直流电通过电流转化器变成交流电的情形，对于将直流电通过电流转化器变成直流电的情形，在对比文件1公开的可为直流负载的基础上，为了在电流和电压上匹配负载与电源，本领域技术人员容易想到采用本领域常用的电流转化器对直流电进行相应的转化，其相应的技术效果也是可以合理预期的。（2）本申请权利要求1中并未对燃料电池的类型进行具体限定，因而并未排除固体氧化物燃料电池的使用；对比文件1说明书第[0028]段指出，所述的燃料电池可以为碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池或质子交换膜燃料电池，而对比文件2公开的是其中的固体氧化物燃料电池，因而对比文件2与对比文件1在燃料电池的类型上并不相互排斥，在结合上不存在障碍和困难；由对比文件2的附图1可知，燃料电池电堆304与光伏电池板101均可为电力负载供电，而本申请与对比文件1也为燃料电池、太阳能电池均可为负载供电，由此可见，对比文件2与本申请、对比文件1在供电关系上是相同的。
综上所述，复审请求人的意见陈述不具有说服力，合议组不予支持。
基于上述事实和理由，合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年12月28日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
