日本汽車未來(lái)將成為“移動(dòng)發(fā)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(jīng)在電動(dòng)汽車上開(kāi)始了實(shí)際應(yīng)用，外充電式混合動(dòng)力汽車(PHV)和燃料電池車(FCV)的此項(xiàng)功能也在開(kāi)發(fā)之中。這是以往的汽油車所不能比擬的。未來(lái)汽車與家庭之間的能源轉(zhuǎn)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(jīng)開(kāi)始探索最適合將電動(dòng)汽車普及到大眾的V2H系統(tǒng)。

    V2H的優(yōu)勢(shì)在于，它能通過(guò)“錯(cuò)峰用電”減少家庭的電費(fèi)支出，并在停電時(shí)作為應(yīng)急電源使用。使用V2H，在夜晚用相對(duì)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(fèi)支出。

    而一旦汽車的能源可以轉(zhuǎn)化為電力，在停電等非常時(shí)期該項(xiàng)功能便可以使汽車作為家用電源來(lái)使用。

    自從東日本大地震后，日本實(shí)行的計(jì)劃停電政策使得因臺(tái)風(fēng)和暴風(fēng)等自然災(zāi)害造成的停電情況增多，日產(chǎn)汽車公司指出，“消費(fèi)者對(duì)V2H的實(shí)際需求正在增加”。
以提升電動(dòng)汽車的附加價(jià)值為目標(biāo)

    目前，致力于研發(fā)V2H功能的汽車廠商主要有日產(chǎn)、本田和豐田三家企業(yè)。日產(chǎn)目前已經(jīng)開(kāi)始了實(shí)際應(yīng)用，而本田與豐田正處于應(yīng)用試驗(yàn)階段。盡管功能都是減少高峰用電和作為應(yīng)急電源，不同汽車廠商的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、輸出功率與供電能力等都有一些不同。

圖1為V2H的基本結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用電力轉(zhuǎn)換裝置(PCS)將直流電轉(zhuǎn)化為交流電對(duì)家庭進(jìn)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(jīng)有太陽(yáng)能發(fā)電、家用蓄電池、家用燃料電池和天然氣發(fā)電等多種住宅自家發(fā)電設(shè)備。汽車廠商將V2H功能加入到電動(dòng)汽車后，有的廠商旨在簡(jiǎn)化現(xiàn)有家庭發(fā)電系統(tǒng)，也有廠商與現(xiàn)有系統(tǒng)相結(jié)合，讓使用方式更加靈活多樣。

    盡管電動(dòng)汽車有EV(電動(dòng)汽車)、PHV(外充電式混合動(dòng)力汽車)等多種選擇，但從實(shí)際銷售來(lái)看，除了混合動(dòng)力汽車(HV)之外，其它種類目前都面臨著市場(chǎng)普及不足問(wèn)題。

    豐田與本田預(yù)計(jì)在2015年發(fā)售的FCV(氫燃料電池車)中的氫氣補(bǔ)充站的建設(shè)等，也需要更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)推廣。然而，各廠商仍都希望通過(guò)V2H的實(shí)際應(yīng)用，在一定意義上提高電動(dòng)汽車的附加價(jià)值，并以此推動(dòng)電動(dòng)汽車進(jìn)一步普及。

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

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

    在日本國(guó)內(nèi)銷售的4萬(wàn)臺(tái)聆風(fēng)中，有5%的客戶選擇了購(gòu)買(mǎi)這一系統(tǒng)，推廣的主要賣(mài)點(diǎn)就是注重宣傳該系統(tǒng)可以通過(guò)錯(cuò)峰用電來(lái)減少電費(fèi)。

    這一系統(tǒng)目前算上補(bǔ)貼的價(jià)格為34萬(wàn)日元。利用相對(duì)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(jù)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(tǒng)相比，日產(chǎn)系統(tǒng)更加重視實(shí)用性。

    為了讓V2H系統(tǒng)更加實(shí)用，日產(chǎn)公司高效利用現(xiàn)有的系統(tǒng)以控制生產(chǎn)成本。利用原有的快速充電接口“CHAdeMO”可以從聆風(fēng)中快速輸出電力，與改裝新接口相比節(jié)省了更多成本和人工。只要將EV發(fā)電站的電源插頭插入聆風(fēng)的快速充電接口中，按下EV發(fā)電站的開(kāi)關(guān)即可實(shí)現(xiàn)向家庭供電。

    日產(chǎn)考慮在歐美國(guó)家制造和銷售該系統(tǒng)

    日產(chǎn)在家庭切換使用電力公司和汽車供電這一點(diǎn)上同樣采取了節(jié)約成本的方案(圖3)。對(duì)電力公司來(lái)說(shuō)，要想將發(fā)電設(shè)備直接接入電力公司的電力網(wǎng)(稱為系統(tǒng)連接)，每個(gè)接入設(shè)備都要取得地方電力公司的許可。對(duì)于面向家庭普及的量產(chǎn)商品而言，這種認(rèn)證手續(xù)不免耗費(fèi)用戶大量時(shí)間。

    因此，EV發(fā)電站在分電盤(pán)上安裝了切換開(kāi)關(guān)，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(fēng)汽車供電時(shí)，分電盤(pán)便可以在物理上將汽車與電力網(wǎng)隔開(kāi)，這樣一來(lái)便不再需要系統(tǒng)連接的單獨(dú)許可。

    該項(xiàng)課題也在根據(jù)消費(fèi)者的建議進(jìn)行改進(jìn)調(diào)整。EV發(fā)電站在一開(kāi)始無(wú)法在屋內(nèi)觀察電池剩余電量和設(shè)置開(kāi)始時(shí)間，必須去屋外的EV發(fā)電站上進(jìn)行設(shè)置。而從2014年1月開(kāi)始，系統(tǒng)增加了在室內(nèi)設(shè)置時(shí)間和觀察電量的監(jiān)控設(shè)備，更加方便了用戶使用。

    盡管EV發(fā)電站的銷售量只有2000臺(tái)，但日產(chǎn)仍計(jì)劃進(jìn)行新的開(kāi)發(fā)方案。目前的設(shè)備雖然主要由尼吉康生產(chǎn)制造，但在今后，日產(chǎn)準(zhǔn)備更廣泛采用零部件制造商的產(chǎn)品，用于“以高性能和低成本來(lái)參與競(jìng)爭(zhēng)”。日產(chǎn)現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始使用日產(chǎn)椿本興業(yè)的系統(tǒng)在設(shè)備上進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。

    日產(chǎn)公司同樣開(kāi)始進(jìn)一步研究V2H系統(tǒng)在歐美國(guó)家的制造和銷售。日產(chǎn)公司準(zhǔn)備在全世界銷售10萬(wàn)臺(tái)以上聆風(fēng)汽車，尤其是美國(guó)的夜間電力比日本價(jià)格更加低廉，“如果用汽車儲(chǔ)存深夜電力后用于日間發(fā)電的話，用戶2到3年內(nèi)便可收回成本，這比在日本的時(shí)間更短”，日產(chǎn)汽車企劃與