电池Uber：基于能量信息化和互联网化管控的存量电池盘活课件

1、电池Uber：基于能量信息化和互联网化管控的存量电池盘活慈松 博士个人简介教育背景本科，山东大学硕士，中国科学院博士，美国内布拉斯加大学林肯分校工作经历1992-1995，山东省邮电管理局工程公司2001，美国3COM公司无线系统部，研发工程师2002-，先后在美国密歇根大学弗林特分校，美国马萨诸塞大学波士顿分校，和美国内布拉斯加大学林肯分校(公立学校排名Top 50, US News），终身教职副教授，智能泛在计算实验室主任2008-，中科院百人计划特聘研究员，山东大学讲座教授，国防科大特聘教授，北京邮电大学客座教授，上海科技大学特聘教授2010-，Founder，Nova Greentec

2、h, Inc.2012-2015，中科院声学所高性能网络实验室主任2015-，清华大学能源互联网创新研究院特聘研究员个人简介主要研究方向是复杂系统建模和优化并用于互联网和分布式能量管控领域。近5年已在国际/国内期刊、国际会议发表已检索学术论文121篇（其中：SCI检索24篇，EI检索97篇），申请发明专利34项；专著一本4G视频通信，John Wiley&Sons, 2009担任IEEE Access, IEEE Transactions on CSVT, IEEE Transactions on Vehicular Technology，IEEE Transactions on Multim

3、edia，IEEE Network，Wiley WCMC等多种学术期刊的编委和特邀编委美国NSF（混合系统，智能系统和智能电网等），GENI（下一代互联网项目），和香港创新科技委等组织的项目评审专家IEEE国际会议的大会技术委员会主席并在50多个国际会议（如INFOCOM，ICC，Globecom）上担任分会主席和技术委员会成员国家能源局中国能源互联网战略研究课题组首席科学家，国家能源互联网行动计划战略预研课题“能源互联网形态特征与系统架构”负责人，中国电子学会云计算专委会委员，中国通信协会通信软件专委会委员提纲1、背景：2、商业模式：3、收入模式4、市场前景5、核心竞争力6、公司价值（社会影

4、响力和经济发展）7、市场进入方法8、技术平台特点9、近期工作背景目前存在大量的碎片化的铅酸电池负资产各行各业备用电源电池通信基站和数据中心机房金融交通铁路电动车。以铁塔为例，目前有超过180亿ah的存量电池，并以每年30%的速度增长问题：大量电池处于闲置状态（超过90%的时间闲置，且消耗大量运维资源，如人工，替换，发电，电费等），另一方面分布式能源电动汽车售电公司等新的应用需要大量的储能设备储能系统：能量流的离散化和数字化的物理载体，能源互联网的“缓存系统”，有效屏蔽发电和用电之间的动态不匹配，颠覆即发即用及端到端实时控制模式，实现电能O2O和电网OTT模式的使能技术储能系统：既可以作为能量来

5、源，也可以作为负载，是平抑波动，削峰填谷，提高网络运行稳定性和供电质量，延缓基础设施改造的核心设备，尤其是可再生能源发电的接入和应用的使能技术。备用电源电池系统目前电池成组的主要技术难题 木桶效应系统效率，可靠性，安全性，成本（建设，运维，回收利用）和环保等问题问题：具有差异化的个体 + 刚性组织管理方式 由60008000多节18650单体锂电池组成的电池组，依然是刚性连接 单体电池无法管理，造成电池全生命周期数据缺失，管理粗放（电池更换，效率，可靠性，安全性，循环利用等问题）例子：Tesla的电池解决方案目前电池应用的技术难题 缺乏对单体电池的能量管控系统，单体电池的全生命使用数据缺失，无

6、法支撑时分或空分细粒度复用模式；系统使用状况不透明造成超配现象严重；目前的铅炭电池15年4000次，锂电20年10000次，电池作为能量载体的应用模式不对目前电池应用的模式难题 大量负资产闲置存量，经济性极差，环保压力很大（如三大运营商有近180亿ah的铅酸电池长时间闲置商业模式：通过独有技术贯穿电池产业链和价值链产业链电池单体电池组电池应用建筑储能电网储能EV储能UPS储能电池网络技术电池厂PACK厂行业系统集成商商业模式愿景：基于能量信息化的能量O2O与C2CC2B能量运营（用轻资产盘活重资产，存量盘活存量负资产上亿安时的闲置铅酸和锂电池资源）基于动态电池网络的能量云、能量大数据平台和定制

7、化能量服务能量互联网Ready的电池能量单元（给电池插上网卡）通过部署能量互联ready的电池，开发部署运营P2P式的能量运营模式，实现与电网市场地位平等思考：互联网P2P应用的发展路程收入模式：产品服务以铁塔为例，配置1000ah铅酸电池单站每年的收入来源于三部分：电池替换：3000年发电成本降低：目前单站每年发电成本为6500，通过能量信息化管控，效率提高30%，节省发电成本：1950年峰谷价差收益：以单站年发电300天，每天30的容量（300ah）用于峰谷价差收益即15度电，每度电价差0.5：2250/年共计：7200/年计划单站改造成本为1万元（10年折旧），含电池网卡，能量交换机，连

8、线等。市场前景铁塔公司（单站平均1000ah备用电池）2015年200万个基站2016年300万个基站2017年400万个基站数据中心50万个数据中心，每中心100kwh的备用电池电动汽车2030年保有量为500万辆，年产量200万辆，每辆20kwh的电池此外，高速公路，智慧城市，轨道交通等行业有大量的备用电池核心竞争力：电池网络管控系统 “能量计算机” 打造智能、高效、可靠、安全、环保的能源互联网能量单元超级电容阵列电池网络智能电池组管理专用ASIC芯片技术依托：单体和成组电池的状态参数精确估算技术基于自适应动态规划的多元能量调度技术基于模糊测度的复杂网络快速计算技术芯片和电力电子线路设计能

9、力组网通信协议设计能力技术特点：智能化，自动市电检测，支持用户监控。放电均衡性好，放电时间延长充电均衡性好，充电速度快屏蔽差异性，电池组寿命延长克服电池组的单点故障和差异性问题过压，过流，过温保护，系统安全性高单元可空间叠加，弹性部署，系统扩展性好电化学特性透明，不依赖于特定电池互联网化管控，运维成本低支持电池梯次利用和商品流通，环保和电化学特性和电池单体容量无关，目前完成多种型号锂电和铅酸单体的管控测试基于能量信息化的分布式电池能量互联网化管控世界首套基于能源互联网的分布式电池能量管控系统，电池网络管控节点1792个（同互联网一样，理论上该技术体系的可扩展能力无穷大），实现了能量与信息的真正

10、融合，可以管控到每一节单体电池，毫秒级电池网络拓扑重构，和纳秒级单体电池通断（上线或下线）。通过能量信息化和互联网化管控技术将铅酸电池存量盘活，用信息轻资产增量盘活铅酸电池的重资产存量，使边际成本降低，利润率提升公司价值通过能量信息化与能源互联网技术贯穿新能源产业链和价值链，解决国家和行业发展中的重大问题成为能源互联网时代的BAT市场进入方法采用产品服务的手段分三步走小范围试点，铁塔公司的50100个站铁塔公司的一个地市铁塔公司全国范围内推广，同时开拓其他存量市场如数据中心和电动汽车技术平台特点C端模式，改造成本低，不改变用户习惯采用互联网方式管控，系统顽健性和可扩展性好软件定义的电池网络，与

11、电池种类和电化学特性无关预留售电接口预留能源互联网电动车接口（车电分离，电池配送，能量运营）基础理论研究 能源互联网体系结构 复杂系统建模与优化关键技术攻关 能量和信息的耦合关系 分布式能量管理与协同控制 电池网络技术能量的信息化和互联网化能量运营核心产品研制 能量路由器 分布式能量刀片绿色数据中心/移动基站移动能源系统（充电桩）建筑储能系统近期工作：电池Uber的示范项目数据中心分布式UPS储能（机房PUE降低0.2！） 应用场景：第三方数据中心建设和运维商多台锂电池网络单元并联为大功率机柜供电采用12VDC IT设备和12V直流母线系统交流 直流，只有一次转换，效率高集中 分布，无UPS室

12、，可靠性高 铅酸电池 锂电池网络单元+超级电容阵列，性能好所有电池能量单元构成一个网络化的分布式能量管控系统分布式12VDC UPS储能系统（美国某数据中心）传统方案（中国电信内蒙古云计算中心）以一个900KW，300个机架的数据中心为例：我们的UPS系统的初次投资比传统UPS高49万元，但是由于它每年比传统UPS节省126万元的开支, 额外的初次投资将在5个月内收回，之后它将持续每年节省126万元。即使我们不考虑额外的空间新增的机架带来的收入，高出的初次投资也将在9个月内收回，之后它将持续每年节省66万元移动通信基站的应用4个12V锂电池网络单元串联形成48V UPS系统。解决了现有铅酸电池UPS系统缺乏电池管理，损耗大，运维费用高，安全可靠性低，可监控性差的特点。已在联通的移动基站运行超过8个月，运行正常。基站在一个月中曾记录到6次停电，从0.5到20分钟不等，我们的UPS系统保障了基站的无中断运行。设备投资比传统铅酸电池UPS要高，但有利的方面包括：已开始设计用大安时电池的系统，以降低管理系统所占成本系统运维成本低可以部分弥补设备投资锂电池价格会逐步下降基于环保考虑，减少铅酸电池的使用成为政策和社会要求解决了铅酸电池和供电系统的超配问题，节省了