6年前他的构想没人理睬 如今分布式储能还谁不知道？

《三体》作者、电工刘慈欣说：我们可能处在一种技术进步的假象中，IT技术的飞速发展掩盖了其他领域技术进步的缓慢。我现在工作的发电厂的火力发电技术和IT技术相比进展缓慢，没有突破。发电系统早就在设想一种新的发电机，叫等离子发电，它的发电效率很高，上世纪60年代提出的，一直研制到现在，没有任何突破。其他的能源技术，比如核聚变，从上世纪50年代就开始研究了，到现在投入了巨大的人力、资金，但没有什么突破性的进展。唯独IT行业技术的发展，提前跨入了未来，这就是2013年我们面对的现实。遗憾的是这种现实没有被很多人认识到。

刘慈欣忘记说储能技术的落后了。很多行业都卡在储能的技术瓶颈那儿，比如手机的充电问题、电动汽车的里程焦虑、新能源弃风弃光的问题。都说下一个技术明星一定是储能技术的突破，这几年储能的投资热度不减，钠硫、铁铬、全钒、锌空、铝空等储能电池层出不穷，储能技术正出现爆发性增长态势，但光明一定在前方么?还是继续落后于信息技术的飞速发展?

刘慈欣看到了硬币的两面，但慈松看到的是一个硬币：用信息技术来解决储能技术遇到的难题。

慈松是清华大学能源互联网创新研究院首席研究员，中国普天技术能源互联网首席科学家。美国内布拉斯加大学林肯分校博士。先后在美国几个高校从事教职工作，是美国内布拉斯加大学林肯分校终身教授，该校智能泛在计算实验室主任。

2006年，一直泡在美国互联网信息领域的慈松，因为听朋友讨论电池，对储能技术大感兴趣。之前他并不知道，因为电池内部的化学反应复杂性，导致每一个电池都有自己的独特工况，实现电池组的一致性是储能技术面临的头等难题。

慈松觉得，从理论上来讲，可以用信息技术实时掌握每一个电池的性能参数，并通过芯片等技术来控制电池中的能量流，使电池组中的各个电池都达到均衡一致的状态。

特斯拉风靡之后，BMS(电池管理系统)已经广为人知了，不难看出，慈松早期思考的逻辑和BMS有相似之处。但在当时，很多人听了慈松的想法，都觉得是天方夜谭。2008年，慈松关于能源与信息深度融合的技术思路得到了美国国家科学基金会(NSF)的资助，尽管如此，他2009年回国找合作伙伴的时候，还是碰了一鼻子灰，大家都认为他不懂电池。

最后，不懂电池的人，思路被证明了是正确的。特斯拉风靡全球之后，BMS系统全球瞩目，再回国慈松掌握了主动权，他说，我现在只和行业中最顶尖的公司合作。

这种底气建立在他成功完成了自己的实验项目，并且比特斯拉的BMS系统更进一步。

2009年后，推销无门，慈松打算自己先做出来一套系统。“创新的事情就是这样，你要是自己干不了，你跟现有的这些人是没法谈的。传统行业的很难理解，大家必须看到一个东西才会再去思考这个事情。所以那年我就闷着头开始弄。”

2010年慈松成功研发了第一套自适应动态可重构电池网络系统，实验数据证明，同等负载条件下，该套电池系统的放电时间可以延长一倍。

慈松研发的自适应动态可重构电池网络系统不仅仅可以用于电动汽车，而是可以满足各个领域的储能需求。

目前，慈松团队的分布式储能系统已经在多个领域落地，在山东某数据中心以及联通某基站，慈松团队的智能分布式不间断储能电源都得到了成功应用，此外，车电分离、电池自选、能量运营的新型电动汽车能量利用方式也在两款电动车上完成了测试工作。

慈松和央企中国普天的合作已经开始。他将公司未来的业务分为五个方向，每个方向都要找行业中最顶级的公司合作，慈松团队以技术入股30%，再加上投资方、运营方等，组建公司，快速推进。

分布式储能系统的五根柱子

由于电动汽车正热，且电动汽车是面向C端的产品，因此文章后半部分将重点剖析慈松的分布式储能系统在电动汽车上的应用可能性及重大意义。

站在未来看现在，电动汽车目前只是刚刚起步。但我们已经看到了不同公司从不同角度理解电动汽车的能源利用，以特斯拉等为代表的车企是站在车的角度，以国家电网等为代表的能源供应商是站在电的角度，而慈松从一开始构想他的分布式储能网络，就是从储能的角度出发。

不同的角度，带来的是对电动汽车用能方式的不同理解。特斯拉等车企看到的是车作为一个新的信息载体，其中蕴藏的巨大市场，电池技术的革新是为了突破原有储能技术对电动汽车这一全新载体的阻碍，是为电动汽车服务的，建设充电桩也是为电动汽车服务的;国家电网等能源供应商看到的是随着电动汽车的发展，用电需求将大大增加，每一个充电站都将是一只只吃电的“老虎”，他们需要占领这些用电市场;而慈松看到的则是只有把电池的利用方式完全革新，把电池从车、从电中解放出来，作为普通的商品流通，在现有的技术基础上完全可以破解各行各业的储能瓶颈。

很难说，慈松从储能的角度来理解电动汽车一定比从车或者从电的角度来的高明，但是不同的主体各自从自己最擅长的部分来解决电动汽车目前存在的种种问题，必将促使电动汽车的发展更快更好。

比如，慈松的分布式储能技术对电池能量密度的提升，远远优于特斯拉等车企目前采用的BMS系统。

以特斯拉ModelS为例，其采用的3.1Ah18650电芯的能量密度达到了252Wh/Kg，但电池组的能量密度为156Wh/Kg(数据来源：《高工锂电》)。这正是目前市场上常见的BMS系统的缺陷，由于信息系统是架构在单体电池物理实体之上，不能控制单体电池的能量流，提高电池组的均衡一致性是通过实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，从而保持整组电池运行的可靠性和高效性。

慈松的分布式储能系统则采用能量信息化思想，以电池单体作为能量离散化存储装置，进而采用数字化与互联网络化的分布式处理管控思想，将数千节电池单体互联成电池网络，通过电池网络处理专用ASIC进行电池网络拓扑动态可重构技术，实现了基于能量信息化与互联技术的能量数字化处理和管控，进而从根本上彻底解决了传统电池组管理中的一系列关键问题，如效率、均衡、可靠性与安全性等问题。

相比特斯拉等车企采用的BMS系统，慈松的分布式储能系统中的电池组能量密度就是单体电池的能量密度。“我们不再把电池焊到一起，我们是做成活的，可以让你看到每一节电池、管控到每一节电池、可以换每一节电池，这样你的单体寿命就是你的pack寿命。”

慈松说，这就是他们的颠覆性所在。“这个事我认为是很颠覆的一个事情。现在谁敢说你的Pack就能做到跟单体一样，没有人吧?我们现在就能干这个事。”

他们研制的世界首套基于能量信息化与互联技术的分布式能量管控系统，有管控节点1792个(同互联网一样，电池网络理论上的可扩展能力为无穷大)，实现了能量与信息的紧密融合，并可通过互联网管控每一节单体电池，实现了毫秒级电池网络拓扑动态重构和纳秒级单体电池通断(能量的线上和线下)，实现了电池储能系统非线性的线性近似，极大提高了系统的效率、安全性、可靠性、可扩展性和易用性。

之所以能够比特斯拉等车企走的更远，是因为慈松对电池的理解更深入一层。解耦，把电池组中此前耦合的各个单体电池解耦，把单体电池中此前耦合的电(能量)与电池容器解耦，只有解耦了，人们才可以只使用电池中的能量。“能量是消耗品，电池不是，没有人需要电池。人们需要的是桶里的水，不需要桶。现在是买电池不仅买了水，还要把桶也买走。”

和许多技术牛们仍在攀爬储能技术的大山不同，慈松认为储能技术经过200多年的发展，技术已经很好了。

“目前我们真正缺乏的是电池应用的系统级技术，真正把电池单体变成一种可流通资源的技术，其深层次的驱动力是由于电池已经从过去的耗材变成了一种新的可作为能量载体的固定资产。我们需要从C端重新审视电池应用模式和展望新能源行业的发展未来。”

如果电池不是耗材，而是固定资产，相对应的商业模式和当前则会完全不同，而这种新的视角带来的新商业模式——自主换电模式，将会解决电动汽车目前面临的几大棘手难题。

电动汽车目前面临的难题，首当其冲就是电池的能量密度远远低于汽油，由此带来电池自身重量大、汽车续航里程短等天然缺陷。

电池的能量密度在左下角最低的地方

此外，电动汽车跑的时间没有停的时间长，且电池组只有不到20%的可用容量利用，所以一辆电动汽车上配置的昂贵且巨大的电池组资源，在实际利用过程中多数能量是被浪费掉的。

慈松认为，分布式储能系统将使电动汽车的电池利用进入自主换电模式。所谓自主换电，是指在电池能量信息化和互联网化管控技术的支撑下，电池演变为一种新型的可计算资源得以在电池应用市场中实现真正流通，而电动汽车可以随处获取以电池能量块形态存在的移动电源，进而可以通过电池能量云平台来进行管理和控制及运营，通过能量大数据平台，管理数量庞大的、在市场流通的电池能量块，从而使电池能量运营以虚拟电厂的形态在C端实现与电网平等的市场地位。

如果描绘一下这个图景，则是这样的：

在自主换电模式下，用户可以根据自己的出行需求来自由地选择不同厂家，不同批次，不同新旧程度，不同型号，甚至是不同质量的“电池能量块”给自己的电动汽车进行按需能量配置。例如，用户通常知道自己当前出行的目的地和里程，因此可以给当次出行配置相关的电池容量。在出行过程中，如果发生行程有变能量不足的情况，用户可在附近的便利店/加油站等场所随时找到可更换的电池能量块，甚至可以用“电池Uber”的电池能量O2O和移动互联网找到能够提供电池能量块的其他车主，自取自换，实现真正的C端能量共享和运营。基于电池碎片化和能量信息化及互联网化管控技术的电池能量块可以实现真正意义上的具有”互联网+电池“属性的移动电源。

慈松表示，只有移动电源变为现实，用户侧C端能源的自由流通和交易才将变成可能，人-车-电池-桩-网才能消除条块分割，进行统筹优化，支撑和促进能源革命，实现”互联网+智慧能源“的愿景。届时作为移动用电负载的电动汽车才可以自由行驶，再无丝毫羁绊。

这是我们听过的关于能源互联网最大胆的想象：共享、解耦、互联网+，慈松构建的新未来符合这些最热的话题，而如果顺着慈松的逻辑发散开来，一定还有很多有趣的未来等待被发现。