以终为始，国际首创动态可重构电池网络

“实际上，动态可重构电池网络将是将互联网屏蔽个体差异性的技术引入到电池储能领域，从而将电池从电化学反应装置转变为数字储能装置。”2006年，慈松在全球首次提出“动态可重构电池网络”的思想与技术实现路径，颠覆了电池发明200多年来固定串并联的物理成组方式。

此前，慈松在任职美国内布拉斯加大学林肯分校及其他高校期间，一直从事计算机网络、嵌入式系统相关研究。在一次科研过程中，他注意到，很多电子系统使用电池作为电源，而电池的放电多少与使用方式、工况等多种因素有关，这使得电池变成一个具有非线性和不确定性的电源。

“我们研究电子系统的使用寿命时发现，如果电源具有不确定性，那么电子系统的使用寿命也是不确定的。因此，从网络优化的角度来看，当使用成组电池作为电子系统的电源时，这首先是一个电池系统的问题，其次才是一个电化学的问题。”

更进一步，这意味着在传统电池固定串并联的刚性体系里，纳入的电池单体数量越多，短板效应就越明显。电池系统中任意一个电池单体故障，就能把整个系统拖垮，从而影响到整个系统的经济性和安全性。

那么，如何解决电池系统的经济性和安全性问题？

“以终为始。”慈松顿了顿说道，“解决经济性和安全性问题关键要解决电池应用的短板效应问题。”

电池发明200多年至今，国内外电池厂一直在追求电池的一致性。也就是说，如果木桶每块板的高度差不多，短板效应就不那么明显，其中包括生产的一致性，以及用液冷方法做工况的一致性等。

“如果从第一性原理角度看这个问题，莱布尼茨的本体论已经告诉我们，世界上没有两片相同的树叶。同理，我们也无法生产出两个完全一样的电池单体，以及无法保证两个单体电池拥有完全一样的工况。”慈松强调，“这意味着差异性是绝对的，而一致性是相对的。那我们就要接纳和管理电池的差异性，而不是像传统电池系统解决方案那样努力避免差异性、追求一致性，这会使边际成本越来越高。”

电池管控原理对比示意

对于慈松的这个判断，水木清华校友种子基金创始合伙人杜艳印象颇深，“他不只是一位专家学者，还是一位具有哲学思维、大战略的企业家。”

“太极某种意义上传递着一种信念，这个爱好也使慈松博士身上有着最现代与最古老的文化结合点。”杜艳笑道，“以终为始，正如人生的起点就要认真思考终点的意义和价值，创业也是如此。”

早在2006年，慈松从接纳与管理差异性源头入手，从最终解决电池短板效应问题倒推，将互联网屏蔽终端差异性的技术体系引入电池领域，核心技术就是动态可重构电池网络，其背后则是一套分组交换的体系，即离散化、数字化、信息化、网络化管控体系。

彼时，在信息领域，对信号进行处理的数字化处理器件能力得到大幅提升，从原来处理毫瓦级的信号提升到处理几十到上百瓦信号的水平。

慈松认为，电池的电芯本身是一个低压小功率的器件，把电芯当做每个能量的管控节点来作为管控对象，从而每个电芯可以作为一个能量信号发生器。尽管每个电芯出来的信号都略微不同，但通过数字信号处理的体系，差异性带来的问题可以被屏蔽掉。

在英诺天使基金执行董事丁昳婷看来，“不同于传统的BMS，慈松博士的动态可重构电池网络通过调整每个电芯接入到充放电回路里的时间来做到能量管理和热管理，这是一套全新的能量计算管控的体系。”

该技术能在毫秒级遍历每个单体的状态，以最优的方式进行每个单体充放电，并可以在微秒级别把疑似故障单体切除，这等于从本质上保证了系统里没有任何一个单体过充过放。于是，过去沿用200多年的固定串并联刚性体系就变成一个由程序控制的柔性连接体系。

“我们看好信息技术未来在新能源领域发挥的重要作用。”丁昳婷强调，“2021年投资云储新能源时，当时储能市场的大多数项目是在工程化上做一些微创新的集成解决方案，壁垒相对有限。慈松博士的动态可重构电池网络技术独树一帜，是典型的交叉学科技术，这项技术把数字化、智能化、互联网的思路引入储能领域，通过软件定义的方式，真正从底层帮助解决经济性、安全性问题，极具颠覆性。”

“锲而不舍，金石可镂。”

慈松对此抱有深深的信念，“如果一个人首先提出一个想法，并认为它是有意义、有价值的，能够解决业主关心的问题、行业问题、国家问题，那么就应该一直坚持做下去。哪怕自己做不成，如果有人受到这套体系的启发，乃至做成了，也是我们对社会的贡献。”从科学家到企业家，慈松一直怀揣一种哲学家式的济世主义。

在这种信念的驱使下，慈松开始思考如何将动态可重构电池网络这个技术融入各种大规模电池应用场景。

2009年，慈松已然获得美国内布拉斯加大学林肯分校的终身副教授职务，本有机会停留在舒适圈的他意识到，要想推动动态可重构电池网络这一数字储能技术在电池储能领域的应用，就必须回国来做这件事。

当时，业界很少有人认可这个技术，也有人质疑这只是没有经过大规模应用的实验室技术。于是，慈松与两个创业伙伴用淘宝上买来的几十节电池作出了第一台样机。

“这些电池差异性很大，我们分别用动态可重构和固定串并联的方式测试，前者多放出一倍的电量。”慈松表示，在传统的固定串并联方式下，到了短板电池的截止电压整个系统都会停止，如果再充或放下去，短板电池就会过充或者过放，而在动态可重构方式下，可以把短板电池剔除，剩下的电池接着工作，效率就会提升。

第一台样机解决了从无到有的问题，接下来的产品销售又是一个挑战，几乎所有的主流电池厂和新能源汽车主机厂都拒绝与他们合作。

在2010年时，国家已经开始提倡新能源发展，慈松坚定地认为，只要发展新能源，就必然会存在储能的需求。因为风、光发电是“靠天吃饭”，所以要有一个巨大的像水库的装置把波动性能量存起来，使之变成稳定的电源，因此储能是发展新能源的关键性技术，而电化学储能是除抽水蓄能以外最为成熟的一种技术路线。

“电池系统短板效应这件事总得有人从根本上去解决。试想将几万、几十万甚至上百万节电池构建在大规模电池储能站，一旦出现问题，就有可能造成巨大的人身伤亡和财产损失。”慈松强调，“既然我发现一种能从本质上解决安全问题的方案，就要在产业中做出来。”

随着“双碳”目标的提出，以及新能源为主体的新型电力系统发展，未来中国的能源结构将发生革命性的变化。

构建以新能源为主体的新型电力系统必然推动传统电力系统从“即发即用”逐步改变为“随发随用”新范式。

储能无疑是这场能源革命的关键性技术，以及实现双碳目标的重要支撑技术之一。

云储新能源秉持着“能源互联网使能者”的使命，首先通过“动态可重构电池网络技术”这一储能系统级技术的变革和创新，推动电池储能系统从模拟到数字的断代演进。同时，云储新能源通过能量数字化处理技术实现能量流与信息流的深度耦合，从而将能量数字化、虚拟化为一种可视可管可控的新型互联网网络资源，赋能储能即服务的能源互联网商业模式。

山东烟台数字储能装备产业园效果图

慈松介绍，“就像移动互联网，有了智能手机才有移动支付，任何一个应用和商业模式的形成都需要一个物理载体或者基础设施。云储新能源目前的产品是构建能源互联网基础设施的一个核心装置，被称为‘数字能量计算机’。”

具体来讲，电池是能量的载体、能量的存储器件，如同信息领域里的硬盘，一个硬盘不能构建一个网络，中间还缺少一环“计算机”。只有一个个计算机得到普及，才能最终形成互联网。

所以电池作为能量存储的装置，在面向用户时，也需要一个系统级的技术，即一个管控能量的计算机。通过这个“数字能量计算机”，可以解决储能中的安全性和经济性问题，而其背后的核心技术则是基于能量数字化和信息化的动态可重构电池网络。随着一个个“数字能量计算机”的普及，能源才能作为一种新型网络资源，真正形成能源互联网。

“这个过程不是一蹴而就的，但不能怕这件事困难就不干了，只要这件事对，就一定要干，再难再痛苦也得干下去，否则就会前功尽弃。”

慈松坦言，这个过程其实是n个0-1闭环的嵌套和延续。从一个想法到一篇论文，这是学术上的0-1。做出第一台样机，这是产业化的0-1，是在技术层面的验证。做一个大规模的百兆瓦时的储能电站，这是大规模产业化的0-1。只有实现大规模产业化的0-1，别人才能相信这件事，才能在真正意义上把这件事接过去。

云储新能源之所以现在建生产基地，进行大规模的基础设施建设，就是为了完成真正大规模产业化。

为了得到市场验证，云储新能源必须从储能设备生产制造，到成套电站的装备生产制造，再到能量运维的云平台搭建，以及未来面向能源互联网的能量运营体系，完成这一个个0-1的闭环。

以云储新能源与华电集团的“大规模退役动力电池数字无损梯次利用储能系统”合作为例，双方共同承担了内蒙古科技重大专项“梯次利用动力电池规模化工程应用关键技术”，主持设计和完成了国际上首个单点最大规模的10MW/34MWh退役动力梯次利用电站，电站建设采用了近8000组退役大巴动力电池，该项目也是华电集团2021十大科技项目之首。

慈松提出的数字无损梯次利用是目前业内唯一一种无需进行单体层面硬性拆解、分选和成组的技术体系，该技术实现了电池从车上到车下的无缝衔接，是打通电池/电动汽车/新能源消纳/5G建设/固废环保等战略新兴产业之间价值链的核心技术。同时，数字储能也是目前业界唯一一种系统级本质安全的电池储能技术体系。

此外，云储新能源还与中国移动设计院信息能源所紧密合作，依托清华大学负责筹建的信息能源教育部-中国移动联合实验室，在信息-能源交叉领域开展了一系列开创性的工作，研发了一系列“电源IT化，软件可定义”的信息能源产品，获得多项奖励并被央视报道。

其中，数字能源机柜产品入选2020年四部委发布的“绿色技术推广目录”。其能量信息化技术从根本上解决了数据中心和5G建设中面临的供电效率、供电强度和供电密度的问题，在国际上首次实现了不同储能介质的数字化混用，提出并验证了用“摩尔定律”解决电池材料和电池系统的问题，从原理上将电池技术和电池系统进行了解耦，打破了电池储能应用完全依赖电化学体系进步的桎梏，为电化学储能行业的快速健康发展提供了一条全新路径。

从科学家到创业者，慈松明显察觉到自己角色的转变，“做科研需要一个纵向的能力，你沿着y轴往下扎，这个点可以很窄，但必须要扎得很深。而创业需要一个整合的能力，你沿着x轴横向走，它已经不是一个轴了，它是一个面，一个不断扩大的面，包含越来越多的人事、财务、商务、市场、销售、生产、供应链、研发、现场等细节。”

慈松坦言，一个人一言堂很难做出一个好企业，一个人不可能什么都懂，这就需要一个团队一起往前走。

在一次聚会上，慈松遇到时任日立ABB全球副总裁、在电力及工业行业领域有二十多年管理经验的高红。双方仅半小时的交流中，慈松提到，“云储新能源做的事情是可以改变能源行业的，虽然现在的云储新能源不是独角兽公司，但云储新能源有独角兽技术。”正是这次真诚的交流，促成了不久后高红的加入，成为云储新能源的总经理，全面负责公司运营。

“企业就像一个生态，多样性是维持生态稳定的要素，这与我们管理电池差异性的原理是一样的。”曾有着美国执教经历的慈松深刻意识到：多种背景的人聚在一起，大家关系和谐地为同一件事努力是十分重要的。

“上善若水，水善利万物而不争”，从作为科学家带领一个知识分子团队，到作为企业家打造一支经营团队，慈松希望云储新能源的文化具有水一般的宽广与包容，赋予团队以个体的丰富性、作战的韧性、发展的长期性。

在慈松看来，千人一面地去做一件创新的事情是不可能的，公司要想做大，需要各种人才加入，但前提则是大家的价值观一致。

“云储新能源的数字储能这套体系跟传统的解决方案相比，是颠覆性的创新，大家至少要对我们这套技术体系有基本的认同，否则如何向别人介绍云储新能源？价值观最终会体现在个人对内对外的交流上，它反映了个人对事情的看法。”

除了对价值观的强调，慈松也特别重视专业度和执行力。“有组织就会有规则，答应别人做的事情，哪怕再苦再难也一定要完成。”

不管对人还是对事，正是凭着这股“使命必达”的信念和行动，慈松带领下的云储新能源在18月里完成三轮融资，累计募集资金数亿元人民币。

据透露，公司新一轮融资正在进行，所募资金将用于产品研发、供应链建设、核心生产能力建设、市场布局、人才引进等方面，保证云储持续提升产品竞争力，巩固其在核心技术和商业模式方面的优势。