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文檔簡介
1、電池Uber:基于能量信息化和互聯(lián)網(wǎng)化管控的存量電池盤活慈松 博士個人簡介教育背景本科,山東大學(xué)碩士,中國科學(xué)院博士,美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校工作經(jīng)歷1992-1995,山東省郵電管理局工程公司2001,美國3COM公司無線系統(tǒng)部,研發(fā)工程師2002-,先后在美國密歇根大學(xué)弗林特分校,美國馬薩諸塞大學(xué)波士頓分校,和美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校(公立學(xué)校排名Top 50, US News),終身教職副教授,智能泛在計算實驗室主任2008-,中科院百人計劃特聘研究員,山東大學(xué)講座教授,國防科大特聘教授,北京郵電大學(xué)客座教授,上??萍即髮W(xué)特聘教授2010-,F(xiàn)ounder,Nova Greentec
2、h, Inc.2012-2015,中科院聲學(xué)所高性能網(wǎng)絡(luò)實驗室主任2015-,清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院特聘研究員個人簡介主要研究方向是復(fù)雜系統(tǒng)建模和優(yōu)化并用于互聯(lián)網(wǎng)和分布式能量管控領(lǐng)域。近5年已在國際/國內(nèi)期刊、國際會議發(fā)表已檢索學(xué)術(shù)論文121篇(其中:SCI檢索24篇,EI檢索97篇),申請發(fā)明專利34項;專著一本4G視頻通信,John Wiley&Sons, 2009擔任IEEE Access, IEEE Transactions on CSVT, IEEE Transactions on Vehicular Technology,IEEE Transactions on Multim
3、edia,IEEE Network,Wiley WCMC等多種學(xué)術(shù)期刊的編委和特邀編委美國NSF(混合系統(tǒng),智能系統(tǒng)和智能電網(wǎng)等),GENI(下一代互聯(lián)網(wǎng)項目),和香港創(chuàng)新科技委等組織的項目評審專家IEEE國際會議的大會技術(shù)委員會主席并在50多個國際會議(如INFOCOM,ICC,Globecom)上擔任分會主席和技術(shù)委員會成員國家能源局中國能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究課題組首席科學(xué)家,國家能源互聯(lián)網(wǎng)行動計劃戰(zhàn)略預(yù)研課題“能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)特征與系統(tǒng)架構(gòu)”負責人,中國電子學(xué)會云計算專委會委員,中國通信協(xié)會通信軟件專委會委員提綱1、背景:2、商業(yè)模式:3、收入模式4、市場前景5、核心競爭力6、公司價值(社會影
4、響力和經(jīng)濟發(fā)展)7、市場進入方法8、技術(shù)平臺特點9、近期工作背景目前存在大量的碎片化的鉛酸電池負資產(chǎn)各行各業(yè)備用電源電池通信基站和數(shù)據(jù)中心機房金融交通鐵路電動車。以鐵塔為例,目前有超過180億ah的存量電池,并以每年30%的速度增長問題:大量電池處于閑置狀態(tài)(超過90%的時間閑置,且消耗大量運維資源,如人工,替換,發(fā)電,電費等),另一方面分布式能源電動汽車售電公司等新的應(yīng)用需要大量的儲能設(shè)備儲能系統(tǒng):能量流的離散化和數(shù)字化的物理載體,能源互聯(lián)網(wǎng)的“緩存系統(tǒng)”,有效屏蔽發(fā)電和用電之間的動態(tài)不匹配,顛覆即發(fā)即用及端到端實時控制模式,實現(xiàn)電能O2O和電網(wǎng)OTT模式的使能技術(shù)儲能系統(tǒng):既可以作為能量來
5、源,也可以作為負載,是平抑波動,削峰填谷,提高網(wǎng)絡(luò)運行穩(wěn)定性和供電質(zhì)量,延緩基礎(chǔ)設(shè)施改造的核心設(shè)備,尤其是可再生能源發(fā)電的接入和應(yīng)用的使能技術(shù)。備用電源電池系統(tǒng)目前電池成組的主要技術(shù)難題 木桶效應(yīng)系統(tǒng)效率,可靠性,安全性,成本(建設(shè),運維,回收利用)和環(huán)保等問題問題:具有差異化的個體 + 剛性組織管理方式 由60008000多節(jié)18650單體鋰電池組成的電池組,依然是剛性連接 單體電池無法管理,造成電池全生命周期數(shù)據(jù)缺失,管理粗放(電池更換,效率,可靠性,安全性,循環(huán)利用等問題)例子:Tesla的電池解決方案目前電池應(yīng)用的技術(shù)難題 缺乏對單體電池的能量管控系統(tǒng),單體電池的全生命使用數(shù)據(jù)缺失,無
6、法支撐時分或空分細粒度復(fù)用模式;系統(tǒng)使用狀況不透明造成超配現(xiàn)象嚴重;目前的鉛炭電池15年4000次,鋰電20年10000次,電池作為能量載體的應(yīng)用模式不對目前電池應(yīng)用的模式難題 大量負資產(chǎn)閑置存量,經(jīng)濟性極差,環(huán)保壓力很大(如三大運營商有近180億ah的鉛酸電池長時間閑置商業(yè)模式:通過獨有技術(shù)貫穿電池產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈產(chǎn)業(yè)鏈電池單體電池組電池應(yīng)用建筑儲能電網(wǎng)儲能EV儲能UPS儲能電池網(wǎng)絡(luò)技術(shù)電池廠PACK廠行業(yè)系統(tǒng)集成商商業(yè)模式愿景:基于能量信息化的能量O2O與C2CC2B能量運營(用輕資產(chǎn)盤活重資產(chǎn),存量盤活存量負資產(chǎn)上億安時的閑置鉛酸和鋰電池資源)基于動態(tài)電池網(wǎng)絡(luò)的能量云、能量大數(shù)據(jù)平臺和定制
7、化能量服務(wù)能量互聯(lián)網(wǎng)Ready的電池能量單元(給電池插上網(wǎng)卡)通過部署能量互聯(lián)ready的電池,開發(fā)部署運營P2P式的能量運營模式,實現(xiàn)與電網(wǎng)市場地位平等思考:互聯(lián)網(wǎng)P2P應(yīng)用的發(fā)展路程收入模式:產(chǎn)品服務(wù)以鐵塔為例,配置1000ah鉛酸電池單站每年的收入來源于三部分:電池替換:3000年發(fā)電成本降低:目前單站每年發(fā)電成本為6500,通過能量信息化管控,效率提高30%,節(jié)省發(fā)電成本:1950年峰谷價差收益:以單站年發(fā)電300天,每天30的容量(300ah)用于峰谷價差收益即15度電,每度電價差0.5:2250/年共計:7200/年計劃單站改造成本為1萬元(10年折舊),含電池網(wǎng)卡,能量交換機,連
8、線等。市場前景鐵塔公司(單站平均1000ah備用電池)2015年200萬個基站2016年300萬個基站2017年400萬個基站數(shù)據(jù)中心50萬個數(shù)據(jù)中心,每中心100kwh的備用電池電動汽車2030年保有量為500萬輛,年產(chǎn)量200萬輛,每輛20kwh的電池此外,高速公路,智慧城市,軌道交通等行業(yè)有大量的備用電池核心競爭力:電池網(wǎng)絡(luò)管控系統(tǒng) “能量計算機” 打造智能、高效、可靠、安全、環(huán)保的能源互聯(lián)網(wǎng)能量單元超級電容陣列電池網(wǎng)絡(luò)智能電池組管理專用ASIC芯片技術(shù)依托:單體和成組電池的狀態(tài)參數(shù)精確估算技術(shù)基于自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃的多元能量調(diào)度技術(shù)基于模糊測度的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)快速計算技術(shù)芯片和電力電子線路設(shè)計能
9、力組網(wǎng)通信協(xié)議設(shè)計能力技術(shù)特點:智能化,自動市電檢測,支持用戶監(jiān)控。放電均衡性好,放電時間延長充電均衡性好,充電速度快屏蔽差異性,電池組壽命延長克服電池組的單點故障和差異性問題過壓,過流,過溫保護,系統(tǒng)安全性高單元可空間疊加,彈性部署,系統(tǒng)擴展性好電化學(xué)特性透明,不依賴于特定電池互聯(lián)網(wǎng)化管控,運維成本低支持電池梯次利用和商品流通,環(huán)保和電化學(xué)特性和電池單體容量無關(guān),目前完成多種型號鋰電和鉛酸單體的管控測試基于能量信息化的分布式電池能量互聯(lián)網(wǎng)化管控世界首套基于能源互聯(lián)網(wǎng)的分布式電池能量管控系統(tǒng),電池網(wǎng)絡(luò)管控節(jié)點1792個(同互聯(lián)網(wǎng)一樣,理論上該技術(shù)體系的可擴展能力無窮大),實現(xiàn)了能量與信息的真正
10、融合,可以管控到每一節(jié)單體電池,毫秒級電池網(wǎng)絡(luò)拓撲重構(gòu),和納秒級單體電池通斷(上線或下線)。通過能量信息化和互聯(lián)網(wǎng)化管控技術(shù)將鉛酸電池存量盤活,用信息輕資產(chǎn)增量盤活鉛酸電池的重資產(chǎn)存量,使邊際成本降低,利潤率提升公司價值通過能量信息化與能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)貫穿新能源產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈,解決國家和行業(yè)發(fā)展中的重大問題成為能源互聯(lián)網(wǎng)時代的BAT市場進入方法采用產(chǎn)品服務(wù)的手段分三步走小范圍試點,鐵塔公司的50100個站鐵塔公司的一個地市鐵塔公司全國范圍內(nèi)推廣,同時開拓其他存量市場如數(shù)據(jù)中心和電動汽車技術(shù)平臺特點C端模式,改造成本低,不改變用戶習(xí)慣采用互聯(lián)網(wǎng)方式管控,系統(tǒng)頑健性和可擴展性好軟件定義的電池網(wǎng)絡(luò),與
11、電池種類和電化學(xué)特性無關(guān)預(yù)留售電接口預(yù)留能源互聯(lián)網(wǎng)電動車接口(車電分離,電池配送,能量運營)基礎(chǔ)理論研究 能源互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 復(fù)雜系統(tǒng)建模與優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān) 能量和信息的耦合關(guān)系 分布式能量管理與協(xié)同控制 電池網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能量的信息化和互聯(lián)網(wǎng)化能量運營核心產(chǎn)品研制 能量路由器 分布式能量刀片綠色數(shù)據(jù)中心/移動基站移動能源系統(tǒng)(充電樁)建筑儲能系統(tǒng)近期工作:電池Uber的示范項目數(shù)據(jù)中心分布式UPS儲能(機房PUE降低0.2?。?應(yīng)用場景:第三方數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運維商多臺鋰電池網(wǎng)絡(luò)單元并聯(lián)為大功率機柜供電采用12VDC IT設(shè)備和12V直流母線系統(tǒng)交流 直流,只有一次轉(zhuǎn)換,效率高集中 分布,無UPS室
12、,可靠性高 鉛酸電池 鋰電池網(wǎng)絡(luò)單元+超級電容陣列,性能好所有電池能量單元構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)化的分布式能量管控系統(tǒng)分布式12VDC UPS儲能系統(tǒng)(美國某數(shù)據(jù)中心)傳統(tǒng)方案(中國電信內(nèi)蒙古云計算中心)以一個900KW,300個機架的數(shù)據(jù)中心為例:我們的UPS系統(tǒng)的初次投資比傳統(tǒng)UPS高49萬元,但是由于它每年比傳統(tǒng)UPS節(jié)省126萬元的開支, 額外的初次投資將在5個月內(nèi)收回,之后它將持續(xù)每年節(jié)省126萬元。即使我們不考慮額外的空間新增的機架帶來的收入,高出的初次投資也將在9個月內(nèi)收回,之后它將持續(xù)每年節(jié)省66萬元移動通信基站的應(yīng)用4個12V鋰電池網(wǎng)絡(luò)單元串聯(lián)形成48V UPS系統(tǒng)。解決了現(xiàn)有鉛酸電池UPS系統(tǒng)缺乏電池管理,損耗大,運維費用高,安全可靠性低,可監(jiān)控性差的特點。已在聯(lián)通的移動基站運行超過8個月,運行正常。基站在一個月中曾記錄到6次停電,從0.5到20分鐘不等,我們的UPS系統(tǒng)保障了基站的無中斷運行。設(shè)備投資比傳統(tǒng)鉛酸電池UPS要高,但有利的方面包括:已開始設(shè)計用大安時電池的系統(tǒng),以降低管理系統(tǒng)所占成本系統(tǒng)運維成本低可以部分彌補設(shè)備投資鋰電池價格會逐步下降基于環(huán)??紤],減少鉛酸電池的使用成為政策和社會要求解決了鉛酸電池和供電系統(tǒng)的超配問題,節(jié)省了
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