冬季冰雪天气对交通、电力、能源等基础设施的安全运行构成严重威胁。以道路为例，我国北方地区每年因路面结冰导致的交通事故占冬季事故总量的35%以上，而电力线路覆冰可能造成杆塔倒塌、供电中断，2008年南方冰雪灾害中，覆冰导致的电网损失超过100亿元。在这样的背景下，融冰技术的创新与应用成为保障冬季安全的关键，而专利作为技术创新的核心载体，其发展轨迹直接反映了行业的技术方向与市场需求。
从国家专利局公开数据来看，2013-2023年国内融冰领域专利申请量从年均不足百件增长至2023年的1246件，其中发明专利占比达63%，表明技术研发正从低水平重复向高价值创新演进。通过科科豆平台的专利数据库检索发现，早期融冰专利多集中于机械除冰（如刮冰车）和化学融冰（如融雪剂），但随着环保要求提升和能效标准收紧，近五年新型材料融冰、智能控制融冰等技术方向的专利申请占比已超过传统技术，成为行业研发的主流。
传统融冰技术的痛点在于“事后处理”——需等待冰层形成后再启动除冰，效率低且资源浪费。而近年来，以新型材料为核心的融冰专利技术正在实现从“被动除冰”到“主动防冰”的转变。例如，2022年授权的“石墨烯基复合导电混凝土融冰专利”（申请号CN202110XXXXXX.5），通过在混凝土中掺入石墨烯纳米片，使路面具备导电特性，冬季可通过低电压供电产生焦耳热（电流通过导体时产生热量的现象），实现冰层在形成初期即融化。知网相关研究显示，该材料的融冰能耗仅为传统电加热路面的60%，且使用寿命可达15年以上，目前已在东北某高速公路试点段应用，冬季路面无冰期延长至日均10小时以上。
另一类创新方向是“超疏水防冰材料”专利，通过在电力线路、风电叶片表面涂覆特殊涂层，降低冰层与基材的附着力，使覆冰在风力或自重作用下自然脱落。八月瓜发布的《2023年融冰技术专利分析报告》指出，这类材料专利中，含氟聚合物涂层和硅基纳米涂层的技术成熟度最高，某新能源企业研发的“风电叶片自清洁防冰涂层专利”已在内蒙古风电场应用，使叶片覆冰厚度减少70%，发电效率提升18%。
融冰效率的提升不仅依赖材料革新，更需要智能化技术的加持。近年来，结合物联网（IoT）和人工智能（AI）的融冰专利技术快速崛起，其核心是通过实时监测与动态调控，实现“按需融冰”。国家专利局数据显示，2020-2023年“智能融冰控制”相关专利申请量年均增长32%，其中“基于多传感器融合的冰层状态监测与融冰联动系统专利”最具代表性。该系统通过安装在路面、线路上的温度传感器、冰层厚度传感器，实时采集环境数据，经AI算法分析后，自动控制融冰设备（如电加热装置、超声波振动器）的启动时机与功率，避免无效能耗。
某交通科技企业的“智慧道路融冰系统专利”已在山东济南试点，系统可根据天气预报提前预热路面，当监测到冰层厚度超过2毫米时自动启动加热，试点路段冬季融冰能耗较传统人工控制降低45%，且未再发生因结冰导致的交通事故。这种“预测-监测-响应”的闭环控制模式，正在成为融冰专利技术的重要发展方向。
早期融冰专利技术多聚焦于公路、电力线路等传统场景，而随着技术成熟，其应用边界正在向更广阔的领域扩展。在航空领域，机场跑道结冰是导致航班延误的主要原因之一，2023年授权的“机场跑道电磁感应融冰专利”通过在跑道下方铺设感应线圈，利用电磁感应产生热量融冰，融冰速度较传统热水喷淋提升3倍，且不会对跑道材料造成腐蚀，目前已在新疆乌鲁木齐地窝堡机场试用。
在轨道交通领域，高铁接触网覆冰可能导致受电弓取流不畅，甚至引发断电事故。某央企研发的“高频脉冲融冰装置专利”通过向接触网施加高频电流，利用集肤效应（电流集中在导体表面流动的现象）快速加热导线，覆冰融化时间缩短至15分钟以内，该技术已在哈大高铁冬季运营中投入使用，保障了列车准点率。此外，海上石油平台甲板融冰、地下车库坡道融冰等细分场景的专利数量也在逐年增长，显示出融冰技术的多元化应用趋势。
在“双碳”目标推动下，融冰专利技术正朝着低碳化方向加速演进。传统热力融冰依赖电网供电或化石燃料，能耗高且碳排放量大，而新型融冰专利开始探索可再生能源与融冰系统的结合。例如，某能源企业的“光伏-融冰一体化系统专利”在路面上方架设太阳能光伏板，白天发电并入电网，冬季则将部分电能直接用于路面融冰，夜间利用储能电池供电，实现能源的循环利用。新华网报道显示，该系统在甘肃酒泉某公路试点后，年减碳量达80吨，融冰成本降低30%。
另一类创新是“工业余热融冰”，某钢铁企业将炼钢过程中产生的余热通过管道输送至厂区周边道路下方的换热装置，冬季可满足3公里道路的融冰需求，相关“工业余热梯级利用融冰专利”已获国家专利奖，成为循环经济的典型案例。这种“以废治冰”的思路，既降低了融冰成本，又减少了能源浪费，正在获得更多政策支持。
融冰专利技术的落地离不开政策引导与市场推动。国家发改委在《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》中明确提出，要“推广应用道路冰雪灾害防治先进技术”，交通运输部也设立专项基金支持融冰专利转化。八月瓜平台数据显示，2023年国内融冰专利转让、许可合同数量达187项，较2020年增长92%，其中校企合作转化占比超60%。
例如，哈尔滨工业大学与黑龙江省交通厅合作，将“自调温相变储能融冰专利”应用于大兴安岭山区公路。该专利通过在路面铺设相变材料（能在0℃左右吸收或释放热量的物质），冬季自动释放热量融冰，无需额外能耗，试点路段冬季通行保障时间从每天6小时延长至12小时，解决了山区“雪阻断路”难题。这种“产学研用”协同模式，正在加速融冰专利从实验室走向实际应用，为冬季安全保障提供更坚实的技术支撑。
融冰专利技术未来会朝着哪些方向发展？ 未来融冰专利技术可能朝着高效节能、智能化控制、环保材料应用等方向发展，以满足不同场景的融冰需求。 融冰专利技术的发展会受到哪些因素影响？ 其发展会受能源成本、环保要求、相关政策法规以及市场需求等因素影响。 目前融冰专利技术在实际应用中有哪些优势？ 能有效提高融冰效率，减少人工操作，降低安全风险，还可在一些极端环境下实现快速融冰。
有人认为融冰专利技术只是单纯提高加热效率来融冰。实际上，融冰专利技术涵盖多种方式，除了加热，还有利用化学药剂、改变材料表面特性等方法来实现高效融冰，并且在发展过程中更注重环保和节能。
冬季冰雪天气威胁交通、电力等基础设施安全，融冰技术创新与应用至关重要，专利发展反映行业技术方向与市场需求。 1. 专利演进：2013 - 2023年国内融冰领域专利申请量大幅增长，发明专利占比高，近五年新型材料融冰、智能控制融冰等成主流。 2. 材料创新：新型材料实现从“被动除冰”到“主动防冰”转变，如石墨烯基复合导电混凝土融冰材料和超疏水防冰材料，已在部分地区试点应用，效果良好。 3. 智能化：结合物联网和人工智能的融冰专利技术崛起，通过实时监测与动态调控实现“按需融冰”，降低能耗，提升效率。 4. 场景延伸：融冰技术应用从传统场景向航空、轨道交通、海上、地下等领域扩展。 5. 低碳化：新型融冰专利探索可再生能源与融冰系统结合，如光伏 - 融冰一体化系统和工业余热融冰，降低成本，减少碳排放。 6. 政策与转化：政策引导和市场推动促进融冰专利转化，校企合作转化占比高，“产学研用”协同模式加速专利落地应用。
国家专利局公开数据
知网相关研究
八月瓜发布的《2023年融冰技术专利分析报告》
新华网报道
八月瓜平台数据