专利标准化 | 海尔“防电墙”专利技术写入国际标准的历程

1895年全球首台热水器诞生于德国博世集团，是以燃气燃烧加热的“热水炉”。20世纪初，使用钢制水箱和以电替代燃料进行加热的“电热水器”诞生，60年代开始采用电子控制技术自动控制温度和水流量。至此很长时间内，电热水器被视为奢侈品走进少数富裕家庭。20世纪70年代，燃气热水器进入中国，80年代中期后储水式电热水器进入中国。受制于技术和话语权，当时的中国只能将国外的技术与标准全盘照搬。

然而，电热水器的使用对用电环境的要求很高，由于用电环境本身的带电性，比如无接地线或接地不良、线路老化、水管充当地线、使用劣质开关和插座、线路负荷不达标、超负荷运转等，若热水器没有配置足够可靠的防电技术，即使本身没质量问题也可导致事故频发。相比较于欧美等发达国家，中国等发展中国家的用电环境存在较大问题。

比如，中消协、中国家电协会等机构曾共同发布的《中国家庭用电环境调查报告》显示，1997年后的一段时间内，中国年均热水器伤人事故1000起以上；日本《日刊现代》杂志报道，日本每年因洗澡不当导致死亡的人数高达1.4万人。触电事故让“洗浴安全”成为全球热水器企业亟需解决的用户“痛点”。

凭借对中国用电环境、水质等情况的深入了解，从1995年开始，中国电热水器行业先后进行水电分离、漏电保护、出水断电的三次技术升级，如1997年推出漏电断电技术能够起到被动防御的作用，通俗讲就是先触电再断电，但该技术在潮湿环境下容易失效；1999年推出出水断电技术，只要用水就会断电，不能边洗边加热。这些技术虽然在某些程度上能解决一定的安全隐患，但也给电热水器的使用带来了不便。

直到2002年，通过大量反复试验验证，针对环境带电问题，海尔集团自主研发以“水电阻衰减隔离法”为核心的“防电墙”技术并获得专利权（ZL01135300.7），可有效解决用户在洗浴时可能遇到的热水器漏电、电源插座带电、地线带电、水体带电等安全隐患，实现边加热边洗而不用拔插头的需求，真正做到既满足使用需求，也能做到环境安全用电的要求，并将该技术应用到海尔热水器全线产品中，开启了安全洗浴新时代。2003年4月，海尔集团“防电墙”技术被科技部列为国际级火炬计划项目，旨在加强国际市场上的话语权争夺。

      “防电墙”技术是利用水本身所具有的电阻，通过对电热水器内通水管材质的选择、管径和距离的确定形成“隔电墙”，即在电热水器内部形成永久性电阻进而在人体和热水器之间形成大电阻，一旦发生漏电，该电阻将会为人体承受大部分电压电流。我国普通标准电压是220V，经过“防电墙”处理后的人体实际承受的最大电压相当于12V（相当于几节电池的电量），低于人体的安全电压36V，有效解决插座带电、水管带电、电线带电等漏电问题，保证绝对安全范围。

面对技术同质化的热水器市场，海尔集团不断改进电热水器的用电安全技术，比如2002年自主研发了“防电墙”专利技术，2007年升级实现智能安全预警，2016年增加可在电源插座异常发热时自动断电功能，解决电热水器安装环境不良引起火灾隐患。

据了解，电热水器性能的国际标准自1972年制定后，经历1980年、1982年和1987年的三次修订，形成包含水量、时间、恒温、24小时损耗等指标的测量方法。长期以来，我国的热水器安全标准等同采用国际电工委员会（IEC）标准，而且层次相对较低，不能及时应对我国国情的电热水器行业的发展和新技术变化。

为将“防电墙”专利技术普惠全球用户并获得在电热水器行业的引领地位，海尔集团决定将自主研发的“防电墙”专利技术做成国际标准。

2002年10月，海尔集团在第66届国际电工委员会（IEC）大会期间正式提出“防电墙”国际标准提案，2003年4月提案被国际电工委员会采纳。但之后的标准化征程并不顺利，踏上长达6年异常艰辛的争取之路。

据相关信息报道和披露，海尔集团“防电墙”技术写入国际标准，最初遭遇到德国、美国、西班牙、日本、丹麦、意大利等发达国家的强烈反对。这些国家认为“发达国家的家庭用电环境非常规范，接地足够安全，不会出现漏电的情况。在发达国家，电热水器是作为建筑一体化的配套设施早在施工安装阶段就配备好的，如果出现漏电的环境用电问题应该是建筑商的问题，不是家电制造商的事。而且，发达国家均把电热水器作为安全性级别最高的I类电器，基本要求就是必须采取接地措施而且必须接地性能良好，这是对电子产品安全等级最严格的类别。因此没必要出台防电墙标准。”

但IEC是由所有国家的电工委员会组成的世界范围内的标准化组织，制修订的国际标准供国际上使用并为各国委员会所承认，希望各国委员会在本国情况允许的范围内采用IEC标准的内容作为国家标准，其不仅适用于发达国家，也适用于发展中国家。一般来说，发展中国家因社会发展程度和技术先进程度的不同，其在用电环境方面往往存在较大的隐患，远不如欧美发达国家。因此，国际标准IEC在对电热水器制定按标准的考量中，必然也要考虑发展中国家在居住及使用环境下对热水器带来的安全隐患。这是我国家电企业切实需要解决的行业痛点问题所在，也是争取的焦点所在。为了实现话语权的夺得和兼顾发展中国家的电热水器安全问题，海尔集团的专家先后参加7次IEC现场会议，花费大量时间仔细研究，逐一回复每一条意见，并与各个有反对意见的国家进行细致的沟通。

经过不懈努力，终于在2007年12月，“防电墙”热水器提案被写入新版IEC国际标准（IEC60335-2-21），而且在第13.2条款中特别注明“对于类似中国等接地情况不良的国家，应该进行额外的泄漏电流测试”。该提案也成为了中国电热水器安全标准首次走向世界家电领域的国际标准，标志中国家电企业在IEC标准中实现“零的突破”。

由于IEC标准是各委员国在制定各自的安全标准所必须参考的重要依据，本次“防电墙”技术写入IEC标准修订中，也有效支撑我国GB4706.12-2006的制修订，可能会将环境带电问题的表述由附录提到正文中从而影响国家标准。2007年7月，我国正式实施电热水器新国家标准（GB4706.12-2006），海尔集团“防电墙”技术被列入国家电热水器强制安全标准，开创中国家电业由企业专利转化为国家标准的历史，成为行业首个大规模专利许可的技术。

据了解，在“防电墙”技术成为国家强制标准实施之前，若消费者在使用电热水器的过程中发生用电安全事故，责任难以划定，因为大部分电热水器出厂时均有“产品合格”的证明，我国用电环境问题也无法归责于建筑开发商。而在“防电墙”技术写入标准后，事故责任非常明确地归属于电热水器厂家。对于没有“防电墙”技术的国内外企业而言将是不小的打击。

回顾我国电热水器标准GB4706.12-2006的修订过程，可以看出各大厂商的博弈过程。2003年，由国内电热水器销量前3名的海尔、A.O史密斯、阿里斯顿和中国帅康、康泉组成电热水器标准制订委员会负责新标准的制定，但在是否将“防电墙”写入标准的问题上发生了激烈争论。以海尔和帅康一方的国内企业认为，防电墙是根据中国国情提出的，关系消费者生命安全，必须列入。A.O史密斯、阿里斯顿一方的国外企业认为，电热水器安全事故都是用电环境造成的，与电热水器质量本身无关，反对列入。最终，专家委员会以21票赞成、3票发对，将“防电墙”技术顺利通过了写入国家标准。

有人评论说，A.O史密斯等国外企业反对将防电墙列入新标准的重要原因之一，是海尔的专利技术已覆盖所有防电墙技术，包括国外知名品牌企业在内的其他大多数热水器厂商很难绕开这些技术壁垒。也有人认为，这次的“防电墙”技术标准之争，某程度上反映了国外知名企业进入中国市场上的“水土不服”，主要问题在于这些企业不重视其产品在中国的特殊适用环境，比如在电热水器方面，明知中国的用电环境容易导致安全事故，实际情况却以建筑商责任为由而不加以技术改进。

据相关资料显示，自海尔集团“防电墙”专利技术写入国际和国家标准且实施后，该专利累计授权许可多家生产货销售带有防电墙技术的热水器企业，专利许可收入超过一亿元人民币，带动海尔电热水器市场表现增长40%和中国电热水器行业整体销量增长8%，销往越来越多的发展中国家并受到用户认可，比如印度、越南等国家或地区，特别是在印度的市场占有率提升至市场份额前三。此外，“防电墙”的防漏电保护功能在行业内已被普遍应用，中国每10台畅销电热水器就有7台搭载“防电墙”专利技术，在保证用户生命安全的同时也为行业及企业带来效益，实现用户、企业、行业的共赢。而且，海尔热水器已连续18年实现用电安全事故为0，成为电热水器行业安全性的最佳典范。

海尔——家电专利标准先行者的探索

      截至 2022 年底，海尔智家累计主导和参与国际标准发布 92 项，国家/行业标准发布 637 项，是行业内唯一全面覆盖 IEC、ISO、IEEE、OCF、Matter 等国际组织智慧家庭标准的企业，全球唯一同时进入 IEC CB 理事局和 MSB 市场战略局的企业，使得公司能够深度参与国际标准化工作，掌握标准制定的话语权。

       海尔集团自创立后不断打磨“技术-专利-标准”的联动模式，实现自主研发掌握核心技术后也瞄准国际话语权的争夺，着力打造“标准生态”实现带动行业协同进步和共赢局面。标准制定过程往往面临诸多挑战，如何平衡各方利益是摆在参与标准制修订的所有参与方面前所必须考虑的问题。但基于广阔的市场价值和社会价值，各参与方也必然可以找到最终的平衡点，达成一致并推进技术的迅速转化。