发明创造名称:用于在飞行器电力系统与储能装置之间传递功率的系统和方法
外观设计名称:
决定号:199756
决定日:2020-01-08
委内编号:1F269187
优先权日:2009-04-30
申请(专利)号:201510441213.2
申请日:2010-03-12
复审请求人:通用电气航空系统有限责任公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:张海春
合议组组长:柴德娥
参审员:李路
国际分类号:H02J3/32
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项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,但是该区别技术特征属于本领域公知常识,而且也未产生任何预料不到的技术效果,则该权利要求的技术方案整体对本领域技术人员来说是显而易见的,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510441213.2,名称为“用于在飞行器电力系统与储能装置之间传递功率的系统和方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请为申请号为“201080019454.3”的母案的分案申请,申请人为通用电气航空系统有限责任公司,申请日为2010年03月12日,分案申请递交日为2015年07月24日,优先权日为2009年04月30日,公开日为2015年10月21日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年09月04日发出驳回决定,以权利要求1-20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。驳回决定中认为:权利要求1与对比文件1(CN101238005A,公开日为2008年08月06日)的区别技术特征为:(1)电源为发电机;(2)发电机的预定功率的定义,即选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;(3)经由双向上/下转换器进行功率转换。该区别技术特征(1)是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的,区别技术特征(2)和(3)属于本领域公知常识,因此权利要求1不具备创造性。权利要求7与对比文件1的区别技术特征为:(1)电源类型为发电机;(2)发电机的预定功率的定义,即选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;(3)还可以包括多个储能装置,传递功率时至少一个储能装置参与;(4)经由双向上/下转换器进行功率转换。该区别技术特征(1)是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的,区别技术特征(2)-(4)属于本领域公知常识,因此权利要求7不具备创造性。权利要求14根据储能装置为一个或多个划分为技术方案一与技术方案二,权利要求14的技术方案一与对比文件1的区别技术特征为:(1)确定部件还用于确定可从储能装置获得的功率,还包括用于将从储能装置可获得功率与电力系统所需功率进行比较的比较部件并且根据比较结果确定功率流向;(2)经由双向上/下转换器进行功率转换;权利要求14的技术方案二与对比文件1的区别技术特征除了上述区别技术特征(1)、(2)之外,还包括:(3)可以有多个储能装置,且比较部件使用多个储能装置的至少一个获得的功率。该区别技术特征(1)-(3)属于本领域公知常识,因此权利要求14不具备创造性。权利要求2-6、8-13、15-20的附加技术特征或者被对比文件1公开、或者属于本领域公知常识,因此这些权利要求不具备创造性。驳回决定所依据的文本为:2017年11月28日提交的权利要求第1-20项,分案申请递交日2015年07月24日提交的说明书第1-37段、说明书附图图1-8、说明书摘要、摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种飞行器中用于在储能装置与电力系统之间传递功率的方法,所述方法包括:
确定所述电力系统需要的功率量;
确定发电机的预定功率,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;
比较所述电力系统需要的所述功率与所述发电机的所述预定功率;以及
基于所述比较经由双向上/下转换器将功率从所述电力系统传递到所述储能装置或将功率从所述储能装置传递到所述电力系统。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述储能装置是电池、电容器、超级电容器、或飞轮。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述电力系统是270V dc电力系统。
4. 根据权利要求1所述的方法,其中,如果所述发电机的所述预定功率小于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述储能装置传递到所述电力系统。
5. 根据权利要求1所述的方法,其中,如果所述发电机的所述预定功率大于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述电力系统传递到所述储能装置。
6. 根据权利要求1所述的方法,还包括: 基于所述比较将功率从所述电力系统传递到第一储能装置和/或第二储能装置,或将功率从所述储能装置和/或附加的储能装置传递到所述电力系统。
7. 一种配置成在一个或多个储能装置与电力系统之间传递功率的飞行器电力系统,所述系统包括:
处理器,其编程为:
确定所述电力系统需要的功率量;
确定发电机的预定功率,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;
比较所述电力系统需要的所述功率与所述发电机的所述预定功率;以及
基于所述比较经由双向上/下转换器将功率从所述电力系统传递到所述一个或多个储能装置的至少一个,或将功率从所述一个或多个储能装置的所述至少一个传递到所述电力系统。
8. 根据权利要求7所述的系统,其中,所述储能装置是电池、电容器、超级电容器、或飞轮。
9. 根据权利要求7所述的系统,其中,所述电力系统是270V dc电力系统。
10. 根据权利要求7所述的系统,其中,如果所述发电机的所述预定功率小于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述储能装置传递到所述电力系统。
11. 根据权利要求7所述的系统,其中,如果所述发电机的所述预定功率大于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述电力系统传递到所述储能装置。
12. 根据权利要求7所述的系统,其中,所述处理器还编程为: 基于所述比较将功率从所述电力系统传递到所述一个或多个储能装置的所述至少一个和/或所述一个或多个储能装置的附加储能装置,或将功率从所述储能装置和/或所述一个或多个储能装置的所述附加储能装置传递到所述电力系统。
13. 根据权利要求7所述的系统,其中,所述第二储能装置是电池、电容器、超级电容器、或飞轮。
14. 一种配置成在一个或多个储能装置与电力系统之间传递功率的蓄电单元(EAU),所述EAU包括:
所述一个或多个储能装置;以及
计算装置,其包括:
确定部件,其用于确定所述电力系统需要的功率以及可从所述一个或多个储能装置获得的功率;
比较部件,其用于比较所述电力系统需要的所述功率与可从所述一个或多个储能装置的至少一个获得的所述功率;以及
能量传递转换器,其用于基于所述比较将功率从所述电力系统传递到所述一个或多个储能装置的所述至少一个,或将功率从所述一个或多个储能装置的所述至少一个传递到所述电力系统;
其中,该能量传递转换器包括双向上/下转换器。
15. 根据权利要求14所述的EAU,其中,所述一个或多个储能装置是如下之一或其组合:电池、电容器、超级电容器、和飞轮。
16. 根据权利要求14所述的EAU,其中,如果所计算的预定发电机功率小于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述一个或多个储能装置的所述至少一个传递到所述电力系统,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率。
17. 根据权利要求14所述的EAU,其中,如果所计算的预定发电机功率大于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述电力系统传递到所述一个或多个储能装置的所述至少一个,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率。
18. 根据权利要求14所述的EAU,其中,在两个双向上/下转换器内将所述第一储能装置和所述第二储能装置串联连接。
19. 根据权利要求14所述的EAU,其中,在两个双向上/下转换器内将所述第一储能装置和所述第二储能装置并联连接。
20. 根据权利要求19所述的EAU,还包括在三个双向上/下转换器内与所述第一储能装置和所述第二储能装置串联连接的第三储能装置。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年12月19日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求的修改文本(共20项权利要求),修改涉及:将权利要求1、7中的特征“经由双向上/下转换器”删除,将权利要求14中的特征“其中,该能量传递转换器包括双向上/下转换器”删除。复审请求人认为:(1)“电源为发电机”构成权利要求1与对比文件1的区别技术特征之一,对比文件1涉及电动汽车技术领域,具体涉及将燃料电池系统作为电源的电动汽车,飞行器技术领域的普通技术人员不会在完全不同领域的对比文件1的基础上得到启发而很容易地想到采用发电机作为飞行器电源获得发电机的预定功率。(2)对比文件1没有涉及如何确定发电机的预定功率,更没有涉及将预定功率确定为“选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率”,也没有给予相关的教导或是启示。(3)“比较所述电力系统需要的所述功率与所述发电机的所述预定功率”构成权利要求1与对比文件1的区别技术特征之一,对比文件1涉及的是基于关于车轮的加速A和减速B的两个步骤来比较峰值发电机功率,以确定功率是否传递到存储装置,权利要求1涉及的是直接比较电力系统所需的电力与发电机的预定电力,以确定功率是否传递到存储装置,两者比较的前提和过程不相同。提复审请求时新修改的权利要求1、7、14如下:
“1. 一种飞行器中用于在储能装置与电力系统之间传递功率的方法,所述方法包括:
确定所述电力系统需要的功率量;
确定发电机的预定功率,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;
比较所述电力系统需要的所述功率与所述发电机的所述预定功率;以及
基于所述比较将功率从所述电力系统传递到所述储能装置或将功率从所述储能装置传递到所述电力系统。
7. 一种配置成在一个或多个储能装置与电力系统之间传递功率的飞行器电力系统,所述系统包括:
处理器,其编程为:
确定所述电力系统需要的功率量;
确定发电机的预定功率,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;
比较所述电力系统需要的所述功率与所述发电机的所述预定功率;以及
基于所述比较将功率从所述电力系统传递到所述一个或多个储能装置的至少一个,或将功率从所述一个或多个储能装置的所述至少一个传递到所述电力系统。
14. 一种配置成在一个或多个储能装置与电力系统之间传递功率的蓄电单元(EAU),所述EAU包括:
所述一个或多个储能装置;以及
计算装置,其包括:
确定部件,其用于确定所述电力系统需要的功率以及可从所述一个或多个储能装置获得的功率;
比较部件,其用于比较所述电力系统需要的所述功率与可从所述一个或多个储能装置的至少一个获得的所述功率;以及
能量传递转换器,其用于基于所述比较将功率从所述电力系统传递到所述一个或多个储能装置的所述至少一个,或将功率从所述一个或多个储能装置的所述至少一个传递到所述电力系统。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年12月26日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为:(1)对比文件1中公开了一种电压控制系统,且该系统可以用于飞机(参见说明书第14页第7行)。而正如复审请求人所述,常规飞行器电力系统包括发电机,因此,本领域技术人员很容易想到设置电源为发动机。(2)本申请背景技术中记载常规飞行器包括两个电池电源,一个作为引擎控制器的主储能装置的一次电池,一个作为一次电池的后备的二次电池,在一次电池失效或耗尽的情况,引擎控制器从二次电池汲取功率,但是采用两个电池冗余且增加飞行器重量。而对比文件1中,虽然也是包括两个电池电源,但是二次电池并不是仅作为一次电池的冗余后备,而是当电力系统需要的电力(相当于电力系统需要的功率量)超过能由燃料电池产生的最大电力量(相当于发电机的预定功率)时,二次电池(相当于储能装置)补偿电力短缺量(相当于将功率从储能装置传递到电力系统),当由燃料电池产生的最大电力量(相当于发电机的预定功率)大于电力系统需要的电力时,二次电池被多余电力充电(相当于将功率从电力系统传递到储能装置)。与本申请的权利要求1中记载的将功率从电力系统传递到所述储能装置或将功率从储能装置传递到电力系统一致。而在选择“预定功率”的具体确定时,其解决的技术问题并不是复审请求人主张的“发电机长期满载运行”的技术问题,而是在电力系统中选择预先确定的功率时,既满足高峰电力需求又节约成本平稳运行的技术问题,是本领域技术人员在选择预定功率时常见的参考因素。而在对比文件1已经公开了最大电力量(相当于预定功率)的情况下,出于满足负载在短期内的较高电力需求(即重载或过负载)的考虑,可以按产生最大电力量的方式运行(满载运行);出于维持发电机的长期稳定运行的考虑,可以按发电机满足所带的常规负载的容量运行(额定运行)。前者(最大电力量)相较于后者的运行方式通常为一种紧急情况下的短期运行方式,因为发电机长期按满载的方式运行会对发电机自身造成损害,为避免这种损害,发电机通常按额定负载运行,而对于由发电机、储能装置、负载构成的系统而言,发电机的额定负载通常匹配为选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率,这种设置是本领域常用技术手段。(3)首先,本申请仅涉及了功率比较,并没有具体限定功率比较所采用的具体方式,而复审请求人主张的关于车轮加速的比较,仅是对比文件1中关于电压控制系统应用于车辆的实施例,而对比文件1中还公开了电压控制系统可以应用于飞机的情况,在该实施例下,自然不涉及车轮的加速,且对比文件1中在电力系统需要的电力(相当于电力系统需要的功率量)与能由燃料电池(对应于发电机)产生的最大电力量(相当于预定功率)二者大小关系不同时采用不同的控制,隐含公开了功率比较的技术特征。因而坚持驳回决定。
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05月14日向复审请求人发出复审通知书,认为权利要求1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体理由为:权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于:发电机、所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;该区别技术特征属于本领域公知常识,因此权利要求1不具备创造性。权利要求7根据储能装置为一个或多个划分为技术方案一与技术方案二,权利要求7的技术方案一与对比文件1的区别技术特征在于:发电机、所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;权利要求7的技术方案二与对比文件1的区别技术特征除了上述区别技术特征以外,还在于:多个储能装置及其相应技术特征;上述区别技术特征均属于本领域公知常识,因此权利要求7不具备创造性。权利要求14根据储能装置为一个或多个划分为技术方案一与技术方案二,权利要求14的技术方案一与对比文件1的区别技术特征在于:用于将从储能装置可获得功率与电力系统所需功率进行比较的比较部件并且根据比较结果确定功率流向;权利要求14的技术方案二与对比文件1的区别技术特征除了上述区别技术特征以外,还在于:多个储能装置及其相应技术特征;上述区别技术特征均属于本领域公知常识,因此权利要求14不具备创造性。权利要求2-6、8-13、15-20的附加技术特征或者被对比文件1公开、或者属于本领域公知常识,因此这些权利要求不具备创造性。针对复审请求人的意见陈述,合议组认为:(1)由发电机、储能装置、负载构成的能量配置系统是飞行器电力系统的常规配置,这在本申请公布文本的背景技术中也提到了,所以将飞行器电源配置为发电机属于本领域的公知常识。(2)对于由发电机、储能装置、负载构成的系统而言,发电机的额定负载通常匹配为平均周期内的平均负载功率加储能装置的平均充电功率,这种设置属于本领域的公知常识。(3)对比文件1的说明书第5页第2段记载了,当电力系统需要的电力超过能由燃料电池产生的最大电力量时,二次电池补充此电力短缺量,当由燃料电池系统正在产生的电力量大于所需电力故而正在产生多余电力时,二次电池被多余电力充电。可见,其比较的对象也是电力系统所需的电力与电源提供者的预定电力,二者的比较前提和过程是相同的。此外,针对复审请求人提到的“关于车轮的加速A和减速B的两个步骤”,其只是确定系统所需电力的一种实施方式,而非“比较峰值发电机功率”。因此,复审请求人的意见合议组不予支持。
复审请求人于2019年12月13日提交了意见陈述书,并提交了权利要求的修改文本(共12项权利要求)。修改涉及:在权利要求1、7中增加特征“所述储能装置包括在两个双向上/下转换器内串联连接或并联连接的第一储能装置和第二储能装置,所述第一储能装置和所述第二储能装置是电池、电容器、超级电容器和飞轮中的两个的组合”、“通过所述双向上/下转换器”、“每个双向上/下转换器包括第一相位桥臂和第二相位桥臂,以及分别与所述第一相位桥臂和所述第二相位桥臂对应的第一工作周期和第二工作周期”分别构成新的权利要求1、5,在权利要求14中增加特征“所述一个或多个储能装置,其包括在两个双向上/下转换器内串联连接或并联连接的第一储能装置和第二储能装置,所述第一储能装置和所述第二储能装置是电池、电容器、超级电容器和飞轮中的两个的组合”、“通过所述双向上/下转换器”、“每个双向上/下转换器包括第一相位桥臂和第二相位桥臂,以及分别与所述第一相位桥臂和所述第二相位桥臂对应的第一工作周期和第二工作周期”构成新的权利要求9,删除原权利要求2、6、8、12、13、15、18、19,并对其它权利要求的编号和引用关系进行相应调整。复审请求人认为:通过修改,本申请与对比文件1的区别技术特征包括:双向上/下转换器包括两个相位桥臂以及分别与两个相位桥臂对应的工作周期,并且提供了至少两种储能装置的组合。答复复审意见时提交的修改后的权利要求书如下:
“1. 一种飞行器中用于在储能装置与电力系统之间传递功率的方法,所述方法包括:
确定所述电力系统需要的功率量;
确定发电机的预定功率,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率,其中所述储能装置包括在两个双向上/下转换器内串联连接或并联连接的第一储能装置和第二储能装置,所述第一储能装置和所述第二储能装置是电池、电容器、超级电容器和飞轮中的两个的组合;
比较所述电力系统需要的所述功率与所述发电机的所述预定功率;以及
基于所述比较将功率通过所述双向上/下转换器从所述电力系统传递到所述储能装置或将功率通过所述双向上/下转换器从所述储能装置传递到所述电力系统,
其中,每个双向上/下转换器包括第一相位桥臂和第二相位桥臂,以及分别与所述第一相位桥臂和所述第二相位桥臂对应的第一工作周期和第二工作周期。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述电力系统是270V dc电力系统。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中,如果所述发电机的所述预定功率小于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述储能装置传递到所述电力系统。
4. 根据权利要求1所述的方法,其中,如果所述发电机的所述预定功率大于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述电力系统传递到所述储能装置。
5. 一种配置成在一个或多个储能装置与电力系统之间传递功率的飞行器电力系统,所述系统包括:
处理器,其编程为:
确定所述电力系统需要的功率量;
确定发电机的预定功率,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率,其中所述储能装置包括在两个双向上/下转换器内串联连接或并联连接的第一储能装置和第二储能装置,所述第一储能装置和所述第二储能装置是电池、电容器、超级电容器和飞轮中的两个的组合;
比较所述电力系统需要的所述功率与所述发电机的所述预定功率;以及
基于所述比较将功率通过所述双向上/下转换器从所述电力系统传递到所述一个或多个储能装置中的至少一个,或将功率通过所述双向上/下转换器从所述一个或多个储能装置中的所述至少一个传递到所述电力系统,
其中,每个双向上/下转换器包括第一相位桥臂和第二相位桥臂,以及分别与所述第一相位桥臂和所述第二相位桥臂对应的第一工作周期和第二工作周期。
6. 根据权利要求5所述的系统,其中,所述电力系统是270V dc电力系统。
7. 根据权利要求5所述的系统,其中,如果所述发电机的所述预定功率小于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述储能装置传递到所述电力系统。
8. 根据权利要求5所述的系统,其中,如果所述发电机的所述预定功率大于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述电力系统传递到所述储能装置。
9. 一种配置成在一个或多个储能装置与电力系统之间传递功率的蓄电单元(EAU),所述EAU包括:
所述一个或多个储能装置,其包括在两个双向上/下转换器内串联连接或并联连接的第一储能装置和第二储能装置,所述第一储能装置和所述第二储能装置是电池、电容器、超级电容器和飞轮中的两个的组合;以及
计算装置,其包括:
确定部件,其用于确定所述电力系统需要的功率以及可从所述一个或多个储能装置获得的功率;
比较部件,其用于比较所述电力系统需要的所述功率与可从所述一个或多个储能装置中的至少一个获得的所述功率;以及
能量传递转换器,其用于基于所述比较将功率通过所述双向上/下转换器从所述电力系统传递到所述一个或多个储能装置中的所述至少一个,或将功率通过所述双向上/下转换器从所述一个或多个储能装置中的所述至少一个传递到所述电力系统,
其中,每个双向上/下转换器包括第一相位桥臂和第二相位桥臂,以及分别与所述第一相位桥臂和所述第二相位桥臂对应的第一工作周期和第二工作周期。
10. 根据权利要求9所述的EAU,其中,如果所计算的预定发电机功率小于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述一个或多个储能装置中的所述至少一个传递到所述电力系统,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率。
11. 根据权利要求9所述的EAU,其中,如果所计算的预定发电机功率大于所述电力系统需要的所述功率量,则将功率从所述电力系统传递到所述一个或多个储能装置中的所述至少一个,所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率。
12. 根据权利要求9所述的EAU,还包括在三个双向上/下转换器内与所述第一储能装置和所述第二储能装置串联连接的第三储能装置。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人于2019年12月13日提交复审意见答复时,提交了权利要求的修改文本(共12项权利要求)。经合议组审查,该修改符合专利法实施细则第61条第1款以及专利法第33条的规定。本复审决定所针对的文本为:2019年12月13日提交的权利要求第1-12项,分案申请递交日2015年07月24日提交的说明书第1-37段、说明书附图图1-8、说明书摘要、摘要附图。
2、关于专利法第22条第3款
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。
如果一项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,但是该区别技术特征属于本领域公知常识,而且也未产生任何预料不到的技术效果,则该权利要求的技术方案整体对本领域技术人员来说是显而易见的,不具备创造性。
本复审决定引用的对比文件与复审通知书和驳回决定引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN101238005A,公开日为2008年08月06日。
2.1、权利要求1不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求1要求保护一种飞行器中用于在储能装置与电力系统之间传递功率的方法。对比文件1公开了一种电压控制系统及其方法,并具体公开了(参见说明书第5页第2段、第7页第21-23行、第13页倒数第4行-第14页第3行,附图1-2):其可以用于飞机(参见第14页第7行);当电力系统需要的电力(相当于功率量)超过(相当于比较)能由燃料电池(其为产生电力的装置,对应于权利要求1中的发电机)产生的最大电力量(相当于发电机的预定功率)时,二次电池补偿电力短缺量(相当于将功率从储能装置传递到电力系统),当由燃料电池系统正在产生的电力量大于(相当于比较)所需电力故而正在产生多余电力时,二次电池被多余电力充电(相当于将功率从电力系统传递到储能装置)。从此处公开的内容可知,能进行电力系统需要的电力与燃料电池产生的最大电力量之间的比较,一定是基于确定了这两个值的基础上才进行的,即隐含公开了确定电力系统需要的电力和确定能由燃料电池产生的最大电力量。变换器44(相当于双向上/下转换器)被布置为在加速过程中将供自电力系统4的二次侧的DC电力转换为任何希望的幅值的三相AC电力并将之供给其相应的牵引电动机45,在减速过程中能够将供自它们相应的牵引电动机45的再生三相AC电力转换为与之对应的DC电力并将之供到二次电池40。蓄电装置(相当于储能装置)可以采用二次电池也可以采用电容器。
此外,说明书第7页第21-23行记载:“应当明了,也可以实际上不直接检测车轮46处于自由旋转状态,而是代之以基于牵引电动机45的电力消耗的增大或减小来认识到所需电力的增大或减小”;说明书第13页倒数第4行-第14页第3行中记载:“当包含在使用系统电压的系统中的一个电力消耗装置所需电力的增加或减小量大于预定量时,控制电力传送,例如预定量参照电力消耗装置的容量被确定”,可知,对比文件1公开了基于功率量控制电力的传送。
权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于:(1)发电机、所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;(2)其中所述储能装置包括在两个双向上/下转换器内串联连接或并联连接的第一储能装置和第二储能装置,所述第一储能装置和所述第二储能装置是电池、电容器、超级电容器和飞轮中的两个的组合;其中,每个双向上/下转换器包括第一相位桥臂和第二相位桥臂,以及分别与所述第一相位桥臂和所述第二相位桥臂对应的第一工作周期和第二工作周期。基于该区别技术特征可以确定,其实际解决的技术问题是:(1)构建能量在发电机、储能装置、负载(电力系统需要的功率量)三者之间流动的判据,以更好的实现能量的分配;(2)构建能量传递通道,以更好的实现能量的存储。
针对区别技术特征(1),本领域公知,由发电机、储能装置、负载构成的能量配置系统是飞行器电力系统的常规配置,该系统中,发电机作为能量提供者、储能装置作为能量暂存者、负载作为能量消耗者共同完成能量的配置。作为能量提供者的发电机出于不同的考虑有不同的运行方式,比如出于满足负载在短期内的较高电力需求(即重载、或过负荷)的考虑,可以按产生最大电力量的方式运行(满载运行);出于维持发电机的长期稳定运行的考虑,可以按发电机满足所带的常规负载的容量运行(额定运行)。前者(最大电力量)相较于后者的运行方式通常为一种紧急情况下的短期运行方式,因为发电机长期按满载的方式运行会对发电机自身造成损害,为避免这种损害,发电机通常按额定负载来运行。而对于由发电机、储能装置、负载构成的系统而言,发电机的额定负载通常匹配为平均周期内的平均负载功率加储能装置的平均充电功率,这种设置是惯用的技术手段,属于本领域公知常识。
针对区别技术特征(2),电池、电容器、超级电容器和飞轮都是本领域公知的储能器件,其优缺点也是是本领域公知的,本领域技术人员可以根据实际需求选择合适的储能器件实现能量存储,同时,兼顾系统的容量和成本需求,混合配置储能装置并且对之进行相应的储能/放电操作从而扩充蓄电的容量是本领域的常规技术手段;此外,为实现能量的双向传递,转换器具有两个相位桥臂以及对应的两个工作周期是本领域的常见电力变换拓扑结构,例如,本领域公知的全桥变换电路、桥式可逆斩波电路、双管升降压电路等等。即,区别技术特征(2)属于本领域公知常识。
因此,在对比文件1的基础上结合上述公知常识得到权利要求1的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的,因而权利要求1不具备突出的实质性特点,不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.2、权利要求2不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求2为权利要求1的从属权利要求,但是对于本领域技术人员来说,采用270V DC系统作为飞机的电力系统为本领域的常规设计。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,权利要求2不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.3、权利要求3不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求3为权利要求1的从属权利要求,对比文件1公开了当燃料电池系统产生的最大电力量小于电力系统所需功率,则将功率从二次电池传递到电力系统(参见说明书第5页第2段)。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,权利要求3不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.4、权利要求4不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求4为权利要求1的从属权利要求,对比文件1公开了当燃料电池系统产生的最大电力量大于电力系统所需功率,则将功率从燃料电池(属于电力系统)传递到蓄电装置(参见说明书第5页第2段)。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,权利要求4不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.5、权利要求5不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求5要求保护一种配置成在一个或多个储能装置与电力系统之间传递功率的飞行器电力系统。对比文件1公开了一种电压控制系统,并具体公开了(参见说明书第5页第2段、第7页第21-23行、第13页倒数第4行-第14页第3行,附图1-2):其可以用于飞机(参见第14页第7行),其包括控制单元,该控制单元为CPU(即处理器),实现以下功能:当电力系统需要的电力(相当于电力系统需要的功率量)超过(相当于比较)能由燃料电池(其为产生电力的装置,对应于权利要求7中的发电机)产生的最大电力量(相当于发电机的预定功率)时,二次电池(相当于储能装置)补偿电力短缺量(相当于将功率从储能装置传递到电力系统),当燃料电池系统正在产生的电力量大于(相当于比较)所需电力故而正在产生多余电力时,二次电池被多余电力充电(相当于将功率从电力系统传递到储能装置);从此处公开的内容可以直接、毫无疑义地确定能进行电力系统需要的电力与燃料电池产生的最大电力量之间的比较,一定是基于确定了这两个值的基础上才进行的,即隐含公开了确定电力系统需要的电力和确定能由燃料电池产生的最大电力量。变换器44(相当于双向上/下转换器)被布置为在加速过程中将供自电力系统4的二次侧的DC电力转换为任何希望的幅值的三相AC电力并将之供给其相应的牵引电动机45,在减速过程中能够将供自它们相应的牵引电动机45的再生三相AC电力转换为与之对应的DC电力并将之供到二次电池40。蓄电装置(相当于储能装置)可以采用二次电池也可以采用电容器。此外,基于与意见2.1中同样的理由,对比文件1公开了基于功率量控制电力的传送。
权利要求5与对比文件1的区别技术特征在于:(1)发电机、所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;(2)其中所述储能装置包括在两个双向上/下转换器内串联连接或并联连接的第一储能装置和第二储能装置,所述第一储能装置和所述第二储能装置是电池、电容器、超级电容器和飞轮中的两个的组合;其中,每个双向上/下转换器包括第一相位桥臂和第二相位桥臂,以及分别与所述第一相位桥臂和所述第二相位桥臂对应的第一工作周期和第二工作周期。基于该区别技术特征可以确定,其实际解决的技术问题是:(1)构建能量在发电机、储能装置、负载(电力系统需要的功率量)三者之间流动的判据,以更好的实现能量的分配;(2)构建能量传递通道,以更好的实现能量的存储。
具体参见上述意见2.1,区别技术特征(1)和(2)均属于本领域公知常识。因此,在对比文件1的基础上结合上述公知常识得到权利要求5的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的,因而权利要求5不具备突出的实质性特点,不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.6、权利要求6不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求6为权利要求5的从属权利要求,但是对于本领域技术人员来说,采用270V DC系统作为飞机的电力系统为本领域的常规设计,因此,在其引用的权利要求5不具备创造性的情况下,权利要求6不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.7、权利要求7不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求7为权利要求5的从属权利要求,对比文件1公开了当燃料电池系统产生的最大电力量小于电力系统所需功率,则将功率从二次电池传递到电力系统。由此可见,在其引用的权利要求5不具备创造性的情况下,权利要求7不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.8、权利要求8不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求8为权利要求5的从属权利要求,对比文件1公开了当燃料电池系统产生的最大电力量大于电力系统所需功率,则将功率从燃料电池(属于电力系统)传递到蓄电装置。由此可见,在其引用的权利要求5不具备创造性的情况下,权利要求8不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.9、权利要求9不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求9要求保护一种配置成在一个或多个储能装置与电力系统之间传递功率的蓄电单元。对比文件1公开了一种在二次电池与电力系统之间传递功率的蓄电单元,并具体公开了(参见说明书第5页第2段、第7页第21-23行、第13页倒数第4行-第14页第3行,附图1-2):包括二次电池40(相当于储能装置);控制单元50和电池计算器51构成计算装置,实现以下功能:当电力系统需要的电力(相当于确定电力系统需要的功率量)超过能由燃料电池产生的最大电力量时,二次电池补偿电力短缺量(相当于将功率从储能装置传递到电力系统),当由燃料电池产生的最大电力量大于电力系统需要的电力时,二次电池被多余电力充电(相当于将功率从电力系统传递到储能装置),上述完成确定的部件对应确定部件;变换器44构成能量传递转换器。
权利要求9与对比文件1的区别技术特征在于:(1)发电机、所述发电机的预定功率是选定的平均期间计算的平均负载功率加维持储能装置的平均充电状态需要的功率;(2)其中所述储能装置包括在两个双向上/下转换器内串联连接或并联连接的第一储能装置和第二储能装置,所述第一储能装置和所述第二储能装置是电池、电容器、超级电容器和飞轮中的两个的组合;其中,每个双向上/下转换器包括第一相位桥臂和第二相位桥臂,以及分别与所述第一相位桥臂和所述第二相位桥臂对应的第一工作周期和第二工作周期。基于该区别技术特征可以确定,其实际解决的技术问题是:(1)构建能量在发电机、储能装置、负载(电力系统需要的功率量)三者之间流动的判据,以更好的实现能量的分配;(2)构建能量传递通道,以更好的实现能量的存储。
具体参见上述意见2.1,区别技术特征(1)和(2)均属于本领域公知常识。因此,在对比文件1的基础上结合上述公知常识得到权利要求9的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的,因而权利要求9不具备突出的实质性特点,权利要求9不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.10、权利要求10不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求10为权利要求9的从属权利要求,对比文件1公开了包括确定燃料电池(相当于发电机)的最大电力量,当燃料电池的最大电力量小于电力系统所需功率,则将功率从蓄电系统传递到电力系统。关于预定功率的定义:在发电机、储能装置、负载构成的能量配置系统中,发电机作为能量提供者、储能装置作为能量暂存者、负载作为能量消耗者共同完成能量的配置。作为能量提供者的发电机出于不同的考虑有不同的运行方式,比如出于满足负载在短期内的较高电力需求的考虑,可以按产生最大电力量的方式运行(满载运行)、出于保持发电机的长期稳定需求的考虑,可以按发电机满足所带的常规负载的容量运行(额定运行)。前者(最大电力量)相较于后者的运行方式通常为一种紧急情况下的短期运行方式,因为发电机长期按满载的方式运行会对发电机自身造成损害,为避免这种损害,发电机通常按额定负载来运行。而对于由发电机、储能装置、负载构成的系统而言,发电机的额定负载通常匹配为平均周期内的平均负载功率加储能装置的平均充电功率,这种设置是惯用的手段,属于本领域的公知常识。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求10不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.11、权利要求11不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求11为权利要求9的从属权利要求,对比文件1公开了当燃料电池的预定功率大于电力系统所需功率,则将功率从燃料电池(属于电力系统)传递到蓄电装置。对于预定功率的定义参见前述2.10的评述,发电机的额定负载通常匹配为平均周期内的平均负载功率加储能装置的平均充电功率,这种设置属于本领域的公知常识。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求11不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.12、权利要求12不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求12为权利要求9的从属权利要求,对于本领域技术人员来说,采用双向上/下转换器将多个储能装置采用串联方式连接在电力系统中从而进行充放电操作以扩充储能容量,是本领域技术人员的惯用手段,属于本领域公知常识,因此在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求12不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
复审请求人认为:通过修改,本申请与对比文件1的区别技术特征包括:双向上/下转换器包括两个相位桥臂以及分别与两个相位桥臂对应的工作周期,并且提供了至少两种储能装置的组合。
对此,合议组认为:电池、电容器、超级电容器和飞轮都是本领域公知的储能器件,其优缺点也是本领域公知的,本领域技术人员可以根据实际需求选择合适的储能器件实现能量存储,同时,兼顾系统的容量和成本需求,混合配置储能装置并且对之进行相应的储能/放电操作从而扩充蓄电的容量是本领域的常规技术手段;此外,为实现能量的双向传递,转换器具有两个相位桥臂以及对应的两个工作周期是本领域常见的电力变换拓扑结构,例如,本领域公知的全桥变换电路、桥式可逆斩波电路、双管升降压电路等等。即,该区别技术特征属于本领域公知常识。
因此,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,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月04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,复审请求人可自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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