TDK邀请专家共同探讨能源行业变化以及未来一些看法

 

由TDK集团风险投资子公司TDK Ventures举办的“2021年能源周活动”于2021年10月期间顺利举行。在本次活动中我们邀请到了30多位电池和能源领域的专家，共同探讨了对能源行业的变化以及未来的一些看法。

 

TDK Ventures 2021年能源周在线论坛第2天，与会的专家们一致认为，开发现实生活中的商用和家用电池应用面临着一系列需要解决的问题。来自工业界、科研界、学术界和投资界的专家们就什么时候、如何克服这些问题，以及它们将如何影响可再生能源储能的商业化和治理方案分享了各自的见解。

2021年10月19日进行的能源周第二场小组讨论中，专家们讨论了电池数据分析和管理系统及其相关技术的进展以及未来的发展方向，包括电池材料研究、电解液开发、电池安全、电池数据云端检测管理、BMS、人工智能/机器学习、质量控制等等话题。

许多人同意Qnovo技术副总裁DaniaGhantous女士的观点，她认为有必要制定电池结构和性能的测量标准。

她说，与数据分析和测试相关的电池技术改进可展现在两个不同的方面：一方面是针对初创企业，以及新兴技术的应用，比对机器学习的发掘运用；另一方面针对这些企业和技术成熟以后行业的整体发展情况。两者都影响技术成熟水平。

Voltaiq创始人兼首席执行官TalSholklapper先生表示，研究人员和公司需要从生产过程中了解他们的决策和使用的材料如何影响电池性能。这包括不断地对化学成分、能量密度和其他变化进行实验，这在许多研发部门都很常见。他解释说，因为其中一些变量组合从一开始就存在，所以“从零开始”收集和记录数据是有帮助的。自动化数据管理并授予决策者和工程师访问权限可促进持续创新、快速试错和优化生产力。

 

当然，说起来容易做起来难。

“电池是一个封闭的系统，你看不见内部。因此，你无法轻松诊断故障。” 卡内基梅隆大学机械工程助理教授Venkat Viswanathan先生指出。

他说，与简单的移动无质量质子或电子的设备不同，电池移动的是整个锂原子，锂原子具有质量，因此增加了故障点的数量。找出和解决所有这些潜在的问题需要研究人员匹配和分析负极、正极、电解液和其他电池材料的性能测试数据。

罗密欧电力公司首席技术官AK Srouji先生表示：“端到端智能是电池工程和建设不可或缺的技术组成部分。”

“这些系统是高度非线性的。不同的电池使用时间不同，被使用的方式存在着很大的历史独立性。”Srouji说。

他说，为了预测电池老化及其影响，他的公司正在试验将车载显示器与基于云计算的模型相结合，以降低电池系统本身的成本和计算负担。

Argonne国家实验室项目负责人SusanBabinec女士呼吁全面共享电池数据，并指出“算法的质量不仅反映了数据科学家和电化学专家的能力，还反映了数据的绝对数量”。

SES的创始人兼首席执行官胡启朝先生表示，电池的健康状况与人类的健康状况类似。这一部分取决于电池的“DNA”，也就是它的构造组成。它的“生活方式”也发挥了作用。电池的燃料电化学成分代表了它的营养，它的应用过程体现了它的生活方式/运动习惯。

MVDB Advisors创始人MarcVan Den Berg先生表示，私募股权和风险资本市场失衡，经验丰富的投资者对早期和中期机会保持观望态度。

他说，这是因为他们在上一波清洁技术革命中的经验。资本不再在一千家公司中参股，希望其中几百家公司能兴旺发达，而是集中在少数几家企业。Van Den Berg强调说，早期的初创公司并不被看好。

要改变这样的局势，才能确保产品开发有一个稳定管道。

专家小组预测了未来10年，哪些技术创新将颠覆行业。Argonne实验室的Babinec表示，电池的二次利用将改变电池供应链。她说，目前投用的电池数量还不够多，电池的二次利用还不是问题。

“但用不了多久——八年左右——当大规模的电池使用为我们带来大量还有剩有80%容量的废弃电池时，我们将不得不应对这一问题。这里面有几个技术挑战。第一，快速评估电池的健康状况，我不是指快速检查容量。我指的是查看各种阻力。”她说，“第二个挑战是能够在不分解整个模块的情况下分离电芯并使其失效，这将破坏经济效益。第三个是找出这些东西的去向，这样你就能在它们的使用寿命中获取最大的经济价值。”

Van Den Berg选择解决围绕热力学第一定律的问题，以实现性价比，作为未来10年要攀登的最大山峰。

“在管理势能和动能时，我们需要通过云图和根图找出管理冲击和振动、完全恢复制动能量和管理热电能的能力。”他解释说，“需要解决电池组、BMS以及与主控级汽车控制器的集成问题，这样我们就可以用目前成本的一半左右获得2到3倍的性能。”

Ghantous说，随着电动汽车的采用更为广泛，这一类的问题将会增加。

“未来10年是规模化的10年。特斯拉已经证明电动汽车是真实可行的，你可以大规模生产，而人们也想买一辆电动汽车。” 她说，“我们如何才能从现在的情况发展到拥有数千万辆电动汽车，并让人们放心地购买它们？你必须审视整个生态系统，从材料开采到回收再利用。我们需要在整个过程中不断改进。但电池是这一切的核心。你将会看到相关的工厂遍布全球。你会在不同公司的具体业务中看到不同的情况。”

她说，她预计电动汽车发展过程中会出现很多问题。

“这就是为什么我们必须不断地对电池进行实时探测和管理的原因，以便准确地了解它在做什么，并能够对其采取行动，预测其性能并保持其健康。”她说。

Viswanathan说，一项创新从提出概念到实现市场化的间隔过长，开发可行产品所需的巨大实验数量，以及风险资本的随机盲目的天性“在我们必须应对的气候挑战中，这不是可行的战略。”

那如何解决？“机器人，机器人，机器人。”

 

Viswanathan说，他在四年前一个夏季项目里观察到一位电解质科学家所做的实验，现在他已经将实验的每一步都自动化了。他的公司已经制造了两个复制这些实验的机器人。评估电解液在特定应用中的效用现在只需要7分钟，并且可以完全自动地完成。

“我们在新冠疫情期间的生产力提高了3倍，因为（由于自动化），我们可以实现24小时运行，因为实验室里没有人。以前，我们只能在有人在试验室时运行，所以我们只能运行8小时，”他解释说。“我们运行了3个半月。有人每周做一次溶液补给，但这是唯一需要人工的一步。机器人实验的力量将是不可想象的。如果你把它与我们所说的未来五年将要实现的所有创新结合起来，你会发现我们将进行十分巨大的创新。”

Romeo Power公司的Srouji说，电池管理系统是未来的潮流，尤其是在商用车队方面。

“商用车队应用更加自主，电池和电网之间的连接也更加紧密。”他说。“没有理由将每个电池视为一个独立的电池。能够收集数据的网络链接和基础设施现在可以做出支持整个车队的决策，而不是独立地为某个特定的电池做出单个决策。我们可以在AI整体控制这些电池的情况下不断优化电池系统。”

在让创新产生成效方面，Sholklapper指出，“为了让这个行业真正腾飞，我们需要学习从安全预测和性能的可预测性两个方面更深入地了解他们的电池系统。”

他说，另一种选择是继续大规模的失效召回和项目启动过程中代价高昂的延误，这正是许多公司无法生存的原因。

Babinec指出，固定式蓄电池不具备移动模型中内置的误差空间，移动模型的容量可能为300英里，但平均每天的使用量仅为50英里。

“设计了固定系统，电池的利用率几乎达到100%，”她说。“电网是纯经济的。这是一种更为苛刻的情况，因为你必须一直使用电池。人们预计，一项电网的投资需要持续20年。”

她说，管理性能需要开放源代码数据或以保密方式处理数据，因为网格问题无法从单一数据源解决。”

最后，SES的胡启朝强调需要在不影响性能和使用范围基础之上确保电池的安全性，因为在短期内，随着能量密度的增加，安全方面将受到影响。

“在短期内，我们可能可以通过软件减轻车辆和包装层面的安全风险，但在长期内，我们应该开发新材料、新电解液或负极，它们仍然可以提供高能量密度，同时提供始终如一的安全性。”他说。

TDK Ventures对能源周活动的成功举办感到非常高兴。论坛第二天的精彩讨论预示着在接下来的时间里，专家小组成员和主持人会不断为大家带来宝贵的行业信息。我们设计本次活动的初衷是激励新一代发明家和创业者，他们将帮助我们解决在能源行业中面临的最大问题。我们相信，能源周期间提供的信息将帮助初创企业和投资者寻找更多机会，为可持续的地球做出贡献——这一目标与TDK Ventures的使命完全一致。通过与能源行业从业人员的深入讨论，我们希望在能源转型社区中激发长期的对话和参与，这将产生有意义的行动，并帮助我们为地球带来经得起时间考验的改善措施。

未来几周，我们将定期回顾能源周论坛中提出的见解，并根据其中特定的某些问题、挑战和机遇发表一系列文章，敬请期待。您也可以关注我们，加入我们，给我们留言，您的反馈将促使我们做出更有价值的回复和行动。

原文标题：TDK Ventures 2021年能源周活动精彩回顾②：电池数据/BMS分析领域的观点梳理

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　　审核编辑：彭菁