[会展报道] 基于电池网络的大规模分布式储能系统
近日，由国家能源局指导，中关村储能产业技术联盟与杜塞尔多夫展览有限公司共同主办的“储能国际峰会2015”在北京召开。在储能技术分论坛上，美国内布拉斯加林肯大学慈松教授发表题为《基于电池网络的大规模分布式储能系统》的演讲，以下为演讲内容。
美国内布拉斯加林肯大学慈松教授：
我们之所以发展储能，是因为发电曲线和用电曲线不匹配，储能的作用就是要把这两条曲线拉直成一条直线。
储能技术层出不穷，但没有哪种技术是可以在各种场景下都可以使用的，只要能解决实际问题的都是好技术。
根据美国能源部相关定义，锂电池储能技术的最大的优势在于动态技术非常快，在100微秒的时候就可以做出响应，效率非常高，是一种可以移动部署的电池储能技术。截止到2013年底，美国大概部署了15个兆瓦级的锂电池储能项目。
今天我们重点探讨电池的应用问题。电池本身是一个能循环几千次，使用十几年的装置，在市场销售中类似于桶装水，桶是一次性交费，水是用多少交多少费用，电池也是如此。
任何一个大容量电池都是用小容量堆积起来的，不论是锂电池、铅电池、镍氢电池，都必须先做成电池组，我们打开笔记本电池后会发现里面的也是由多个电池组成的。现在，中国做BMS电池管理系统的企业有100多家。我们认为在电池管理系统中还存在一些问题，比如在一些设计中，第一个电池放不出电的时候才会让第二个电池放电，或者是6个电池中只要有3个好的也可以用。但这样的设计降低电池组的系统效率、可靠性，在安全回收、环保再利用等方面存在问题。因为，任意两节电池都不会完全一样，电池发明至今已经有150多年的历史，但电池在刚性组织管理下的结构从来没有改变过。
锂电池的差异性比较大，我们从2006年开始做相关研究，发现垂直简单集成的方法不能解决锂电池的非线性差异性。另外，在能量密度方面，锂电池的提高速度也比较慢，大概提高一倍能量密度用了12年的时间。在有效的系统构架下，做好单体电池比做好应用系统更重要，否则使用锂电池还不如铅电池。
电池是化学能和电能转换的装置，这里的化学反应是非线性的，从系统参数上会显示的淋漓尽致。在使用电池的时候，放在电动汽车里的电池会呈现出不同管控模式。在一个有6个电芯的电池组中，如果有2个坏了，我们是否可以重构一下，只将电池组中的部分电池换掉，解决管控问题?我们是否可以让新电池与旧电池放在一起使用?是否可以让锂电池和铅电池放在一起使用?这就是现在讲的能源互联网概念，就是构建一个平等的接入方式，能力强的出力多一点，弱的就出力少一点。在这方面我们的一个解决办法是计算机分布式构架，在系统中，整个结构可以在毫秒级进行重构，电池单体可以在纳秒级关断一次，这也就是能量和信息如何融合的问题。
特斯拉汽车中有7000多节18650电池，这些电池被焊接在一起。我们在单体管控水平上已经超越了特斯拉，我们做的研究相当于给电池加了神经网络，可以管控到每一节电池。
2010年时，我们做了一个大规模分布式电池储能项目。在我看来，构建一个大规模储能系统，本身并不难。其难点在于将通信、计算和控制这三者和物理系统能量之间，形成控制和持续融合，这也就是工业4.0的核心问题。我们的系统做了管控能量的计算机、做了CPU和主板，将电池放在上面，这样做下来，我们将能量信息化和互联网管控能力结合到了一起。
在二手车销售市场中，一辆二手车能够卖出去是因为有大量的使用信息在后面做支撑。我们做电网储能，也需要有数据中心，做好电池的能量管控。
我们对能源互联网发展的愿景是，如果用户数越多，系统的效率可靠性就越高，最终我们会变成电池能量运营商，支撑电网能量平衡，与运营商脱离关系，形成C2C模式。我们的目标是要将电池组的寿命做到跟单体电池一样，而且可以做到互换。
我们在能源互联网、数据中心的UPS储能、移动电源、通信基站效率等方面都做了研究，希望能够通过互联网管控到每一节电池的充放电情况。
在能源互联网电动车项目中，我们也彻底颠覆了“电动车要配充电桩”的概念，因为车是自由的，充电桩是固定的，我们不能让把电动车束缚在有限的充电桩网络中。我们要做可替换电池的电动车，但在此背后也存在能量信息化。针对这个项目我们总结了12个字：车电分离、电池配送、能量运营。这就是我要讲的内容，谢谢大家!
关于德国工业4.0，越来越多的人在说，也有不少的人在写。但是对于大部分听众和读者来说，它依然是一个模糊的概念。
12月中旬，德国法兰克福总领馆经商室举行了一场别开生面的中资企业新年招待会，没有热闹的场面，也没有丰盛的晚宴，只有5名来自全德华人机电工程学会的博士，用整整一个下午的时间，为20多家中企和媒体的约40名代表，介绍了他们对于德国工业4.0的研究。
这5位博士是机电工程学会主席、全球汽车精英组织海外成员张式程、副主席陈祯福、理事武震宇、特聘专家葛杰和安琪。
归纳5位博士的介绍，大体可以解答以下几个有关工业4.0的核心问题：国家战略，不是国际标准德国工业4.0，是德国政府出于领先意识、危机意识和机遇意识，为了确保未来德国在世界上的经济竞争力和技术领先地位，于2013年在《德国高技术战略2020》中提出的国家发展战略，是给德国企业明确的一个努力方向。工业4.0，意即“第四次工业革命”，其总体目标是实现“绿色的”智能化生产。
这是德国试图以高科技带动工业生产发展的国家战略，而不是国际标准，也就是说，各国没有跟上的义务。事实上，许多国家都发表了类似的纲领性文件，只不过各有不同的提法，如美国的“先进制造业国家战略计划”、日本的“科技工业联盟”、英国的“工业2050战略”和中国的“智能加工”等等。自然，谁能早日实现这一战略，谁就在国际上获得了“先发制人”的先机，拥有了标准制定者的地位。资源整合，并非创造发明德国工业4.0的目标，是在2020年至2030年之间，实现“第四次工业革命”，即“以信息物理系统为基础的智能化生产”。
工业4.0的基础，是已经实现的前三次工业革命。按一般的划分，第一次工业革命开始于18世纪后半叶，其主要标志是以蒸汽机的发明带来的机械化生产;第二次工业革命开始于19世纪后半叶，主要标志是以电力的发明带来的电气化和大规模流水线生产;第三次工业革命开始于20世纪后半叶，主要标志是通过信息技术和电气化的结合实现的自动化生产。第四次工业革命，从现在开始，其主要特征就是综合利用第一次和第二次工业革命创造的“物理系统”和第三次工业革命带来的日益完备的“信息系统”，通过两者的融合，实现智能化生产。
