將汽車作為能量源（二）：EV及PHEV的蓄電池與住宅相連

汽車一直是朝著舒適便捷的交通工具的方向發(fā)展的。但在東日本大地震中，把汽車作為應(yīng)急發(fā)電裝置和蓄電裝置的使用案例層出不窮。汽車可不可以作為新型“電源”，成為未來社會基礎(chǔ)設(shè)施的一部分呢？本連載將分三次，思考汽車的能量源問題。（第一回參見此處）

在配備大容量驅(qū)動蓄電池的混合動力車（HEV）、插電混合動力車（PHEV）及電動汽車（EV）實(shí)現(xiàn)普及之后，這些車輛能否作為巨大的蓄電裝置加以充分利用呢？業(yè)內(nèi)提出了將汽車與住宅，或者將汽車與電網(wǎng)雙向連接，由此來交換電力的“V2H（Vehicle to Home）”及“V2G（Vehicle to Grid）”構(gòu)想，有關(guān)探討正日趨活躍。

說起來，這原本是美國構(gòu)筑新一代電網(wǎng)即“智能電網(wǎng)”時(shí)迅速升溫的話題。當(dāng)PHEV及EV實(shí)現(xiàn)普及時(shí)，就很有可能會出現(xiàn)用戶回家后在夜間開始充電的情況。從美國看，其電網(wǎng)大多趨于老化，要想滿足用戶同時(shí)充電的需求，就必須要采取在電線桿上增設(shè)變壓器等成本投入非常大的對策。

作為防止成本上升的方法，電力企業(yè)開始研究通過管理和控制來盡量防止用戶同時(shí)為車輛充電，從而避免電網(wǎng)承受過大負(fù)荷。不過，在智能電網(wǎng)興起的同時(shí)，有設(shè)想認(rèn)為，既然要對充電進(jìn)行管理，所以不妨在電網(wǎng)電力不足時(shí)，或者在使發(fā)電量變動大的風(fēng)力及太陽能等可再生能源的電力平穩(wěn)化用途上，充分利用車輛的蓄電池。

日本汽車廠商態(tài)度積極

這一構(gòu)想也在計(jì)劃普及電動車輛的歐洲和中國興起，在全球范圍內(nèi)形成了探討之勢。但遺憾的是，在發(fā)生大地震之前的日本，電力公司卻一直堅(jiān)持“日本的電網(wǎng)質(zhì)量高。因此沒必要用電動車輛供電”的立場。而且，日本的汽車廠商當(dāng)初也認(rèn)為在行駛用途以外用車輛蓄電池供電容易引起電池的劣化，存在“誰來保證蓄電池質(zhì)量”等大問題，所以沒有積極參與。

不過，隨著這一構(gòu)想在歐美及中國興起，日本汽車廠商的觀念在近一兩年發(fā)生了改觀，態(tài)度日趨積極。其原因在于，汽車廠商認(rèn)識到對于通過車輛來供電的事宜，應(yīng)該讓汽車廠商來掌握主導(dǎo)權(quán)。在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省實(shí)施的“新一代能源及社會系統(tǒng)實(shí)證地區(qū)”項(xiàng)目中，豐田及日產(chǎn)將啟動實(shí)證試驗(yàn)。

豐田和日產(chǎn)正分別在愛知縣豐田市和神奈川縣橫浜市啟動實(shí)證試驗(yàn)。豐田計(jì)劃向普通消費(fèi)者實(shí)際銷售70戶帶蓄電池的住宅，向各戶出租配有可充放電的蓄電池的PHEV及EV，收集數(shù)據(jù)實(shí)施驗(yàn)證。

豐田的實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)在于將“汽車與住宅”的組合視為最小單位，首先以構(gòu)筑可實(shí)現(xiàn)V2H的系統(tǒng)為目標(biāo)。而且，豐田為了強(qiáng)化汽車與住宅的聯(lián)動，還強(qiáng)化了住宅部門的實(shí)力。2010年10月，豐田將旗下住宅事業(yè)部并入豐田住宅公司（Toyota Housing），并且電裝、愛信精機(jī)、豐田自動織機(jī)等豐田旗下9公司還向豐田住宅實(shí)施了新的出資。

豐田的目標(biāo)是在配有可充放電的蓄電池的電動車輛與帶蓄電池的住宅之間實(shí)施綜合控制。本圖摘自《日經(jīng)電子》2010年11月1日刊特輯“從住宅起步的蓄能社會”。

以“群”為單位充分利用EV

日產(chǎn)則在2010年12月快速推出了量產(chǎn)EV“LEAF”（中國名：聆風(fēng)），并啟動了利用EV的驗(yàn)證活動。日產(chǎn)打算不僅實(shí)現(xiàn)汽車與住宅的聯(lián)動，而且還考慮以“群”為單位對EV實(shí)施控制。“現(xiàn)實(shí)中的汽車有7成都處于泊車狀態(tài)”（日產(chǎn)），因此通過與泊車狀態(tài)的EV交換電力，不僅是住宅，還可為寫字樓及地區(qū)的電力穩(wěn)定化做出貢獻(xiàn)。而且，日產(chǎn)認(rèn)為可對EV廢棄的蓄電池也可以再利用，于2010年9月與住友商事成立了合資公司“4R ENERGY”。

雖然豐田和日產(chǎn)在各自推進(jìn)自己的舉措，但日本汽車廠商卻有著共同的認(rèn)識。這就是不通過一輛汽車來交換大電力。
 
其原因在于，如果通過特定的一輛汽車來反復(fù)存儲并輸出大電力的話，不僅會使電池加快劣化，而且在用戶重度使用車輛時(shí)也無法保證EV的行駛距離。因此，豐田考慮在住宅與車輛間進(jìn)行少量的電力融通；而日產(chǎn)則認(rèn)為，即使每輛車的電力很少，但作為EV群來看待的話，則可融通較大的電力。

         日產(chǎn)“LEAF”。配備的蓄電池可向家庭提供能夠使用兩天的24kWh電力。

可通過EV減少家庭用電

在夏季出現(xiàn)電力不足時(shí)，各個(gè)家庭、辦公室及企業(yè)最好是能夠?qū)⒏叻逵秒娏肯鳒p15％。這里通過家庭來考慮一下。如果將用電高峰時(shí)家庭的每小時(shí)用電量估計(jì)為2kWh，其15％就是300Wh。要想在用電6小時(shí)的過程中削減這一電量的話，只要用汽車供給1.8kWh的電力即可。而如果是與LEAF一樣配備有24kWh蓄電池的EV的話，只用了蓄電池容量的7.5％左右。這樣便足可解決問題。

而PHEV最多只配備有5kWh左右的蓄電池，要想在6小時(shí)內(nèi)削減上述電量的話，必須要供應(yīng)蓄電池容量的36％，因此僅靠蓄電池的話很難做到。不過，PHEV帶有發(fā)動機(jī)和大型發(fā)電機(jī)（馬達(dá)）。因此，不足的部分還可通過發(fā)動機(jī)發(fā)電來彌補(bǔ)。
 
由此可見，使EV及PHEV的蓄電池與住宅連接是非常有價(jià)值的舉措。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省和汽車業(yè)界于2011年5月19日舉行“汽車戰(zhàn)略研究會”，開始考慮如何在夏季用電高峰時(shí)通過充分利用EV等配備的蓄電池來削減用電量。