日本汽車未來將成為“移動發電站”

    鋰電世界  如今，日本的汽車不僅可以代步，還能給家里供電。擁有這一特性的“V2H(Vehicle to home)”功能已經在電動汽車上開始了實際應用，外充電式混合動力汽車(PHV)和燃料電池車(FCV)的此項功能也在開發之中。這是以往的汽油車所不能比擬的。未來汽車與家庭之間的能源轉換，極有可能為汽車增添新的附加值。

    目前，日本的研究人員已經開始探索最適合將電動汽車普及到大眾的V2H系統。

    V2H的優勢在于，它能通過“錯峰用電”減少家庭的電費支出，并在停電時作為應急電源使用。使用V2H，在夜晚用相對便宜的深夜電力給汽車充電后，白天用電高峰期用汽車給家庭供電，這樣就可以減少電費支出。

    而一旦汽車的能源可以轉化為電力，在停電等非常時期該項功能便可以使汽車作為家用電源來使用。

    自從東日本大地震后，日本實行的計劃停電政策使得因臺風和暴風等自然災害造成的停電情況增多，日產汽車公司指出，“消費者對V2H的實際需求正在增加”。
以提升電動汽車的附加價值為目標

    目前，致力于研發V2H功能的汽車廠商主要有日產、本田和豐田三家企業。日產目前已經開始了實際應用，而本田與豐田正處于應用試驗階段。盡管功能都是減少高峰用電和作為應急電源，不同汽車廠商的系統結構、輸出功率與供電能力等都有一些不同。

圖1為V2H的基本結構。通過使用電力轉換裝置(PCS)將直流電轉化為交流電對家庭進行供電。不同汽車廠商的PCS配置、汽車輸出電力方式各不相同。

    日本目前已經有太陽能發電、家用蓄電池、家用燃料電池和天然氣發電等多種住宅自家發電設備。汽車廠商將V2H功能加入到電動汽車后，有的廠商旨在簡化現有家庭發電系統，也有廠商與現有系統相結合，讓使用方式更加靈活多樣。

    盡管電動汽車有EV(電動汽車)、PHV(外充電式混合動力汽車)等多種選擇，但從實際銷售來看，除了混合動力汽車(HV)之外，其它種類目前都面臨著市場普及不足問題。

    豐田與本田預計在2015年發售的FCV(氫燃料電池車)中的氫氣補充站的建設等，也需要更長時間來推廣。然而，各廠商仍都希望通過V2H的實際應用，在一定意義上提高電動汽車的附加價值，并以此推動電動汽車進一步普及。

    日產生產的世界第一個V2H系統——“EV發電站”(尼吉康制造)至今銷售了約2000臺。這一套裝置最多可以從EV“聆風(LEAF)”的車載鋰電池中轉化出6kW的電力供家庭使用。

    圖2為日產汽車的V2H系統。采用了尼吉康生產的電力轉化裝置(PCS)——“EV發電站。”這一裝置可以從日產汽車電池的快速充電接口中輸出直流電、在PCS內部會轉化為交流電為家庭輸出電力。

    在日本國內銷售的4萬臺聆風中，有5%的客戶選擇了購買這一系統，推廣的主要賣點就是注重宣傳該系統可以通過錯峰用電來減少電費。

    這一系統目前算上補貼的價格為34萬日元。利用相對便宜的深夜電力為電池充電后，在白天為家庭提供一部分電力，據稱用這種方式大約7年便可收回初期成本。而且汽車本身幾乎不需重新改裝接口，與豐田和本田的系統相比，日產系統更加重視實用性。

    為了讓V2H系統更加實用，日產公司高效利用現有的系統以控制生產成本。利用原有的快速充電接口“CHAdeMO”可以從聆風中快速輸出電力，與改裝新接口相比節省了更多成本和人工。只要將EV發電站的電源插頭插入聆風的快速充電接口中，按下EV發電站的開關即可實現向家庭供電。

    日產考慮在歐美國家制造和銷售該系統

    日產在家庭切換使用電力公司和汽車供電這一點上同樣采取了節約成本的方案(圖3)。對電力公司來說，要想將發電設備直接接入電力公司的電力網(稱為系統連接)，每個接入設備都要取得地方電力公司的許可。對于面向家庭普及的量產商品而言，這種認證手續不免耗費用戶大量時間。

    因此，EV發電站在分電盤上安裝了切換開關，用戶可用于選擇切換使用汽車供電或者電力公司供電;而使用聆風汽車供電時，分電盤便可以在物理上將汽車與電力網隔開，這樣一來便不再需要系統連接的單獨許可。

    該項課題也在根據消費者的建議進行改進調整。EV發電站在一開始無法在屋內觀察電池剩余電量和設置開始時間，必須去屋外的EV發電站上進行設置。而從2014年1月開始，系統增加了在室內設置時間和觀察電量的監控設備，更加方便了用戶使用。

    盡管EV發電站的銷售量只有2000臺，但日產仍計劃進行新的開發方案。目前的設備雖然主要由尼吉康生產制造，但在今后，日產準備更廣泛采用零部件制造商的產品，用于“以高性能和低成本來參與競爭”。日產現在已經開始使用日產椿本興業的系統在設備上進行應用試驗。

    日產公司同樣開始進一步研究V2H系統在歐美國家的制造和銷售。日產公司準備在全世界銷售10萬臺以上聆風汽車，尤其是美國的夜間電力比日本價格更加低廉，“如果用汽車儲存深夜電力后用于日間發電的話，用戶2到3年內便可收回成本，這比在日本的時間更短”，日產汽車企劃與