日本推出電動汽車家庭供電系統 可實現”錯峰用電“

如今，電動汽車不僅可以代步出行，還可以為家里供電。具有這一特性的“V2H（車載）”功能已應用于電動汽車，插電式混合動力汽車（PHV）和燃料電池汽車（FCV）的這一功能也在開發中。這是以前的汽油車無法比擬的。未來，汽車和家庭之間的能源轉換可能會為汽車增加新的附加值。

目前，日本研究人員已經開始探索最適合向公眾普及電動汽車的V2H系統。他的優點是，他可以通過“錯峰用電”來減少家庭電費，并在停電時將其用作應急電源。

目前，日本國內擁有太陽能發電、家用電池、家用燃料電池和天然氣發電等多種發電設備。自東日本大地震以來，日本實施的計劃停電政策增加了臺風和風暴等自然災害造成的停電。日產汽車公司指出，“消費者對V2H的實際需求正在增加”。

汽車制造商在電動汽車中添加V2H功能后，一些制造商旨在簡化現有的家用發電系統，一些制造商與現有系統相結合，使其使用更加靈活多樣。制造商仍然希望通過V2H的實際應用來提高電動汽車的附加值，從而推動電動汽車的進一步普及。

圖1顯示了V2H的基本結構。通過使用電力轉換裝置（PCS），將直流電轉換為交流電，為家庭供電。不同的汽車制造商有不同的PCS配置和汽車動力輸出模式。

日產，將節約成本作為首要任務。

圖2日產V2H系統。

日產生產的世界上第一個V2H系統——“電動汽車發電站”（尼希康制造）迄今已售出約2000套。這套設備最多可以從電動汽車LEAF的鋰電池中轉換6kW的電力供家用。

圖2顯示了日產的V2H系統。采用了日本電力公司生產的“電動汽車電站”電力轉換裝置。該設備可以從日產汽車電池的快速充電接口輸出直流電，并在PCS內部轉換為交流電，為家庭輸出電力。

在日本銷售的4萬片葉片中，有5%的客戶選擇購買該系統，而推廣的主要賣點是注意宣傳該系統可以通過錯峰用電來減少電費。

包括補貼在內，該系統目前的價格為34萬日元。據說，通過用相對便宜的深夜電力為電池充電，并在白天為家庭提供一些電力，可以在大約7年內收回初始成本。此外，幾乎沒有必要對汽車本身的接口進行改裝。與豐田和本田的系統相比，日產更注重實用性。

為了使V2H系統更加實用，日產高效地使用現有系統來控制生產成本。使用原有的快速充電接口“CHAdeMO”可以快速輸出風能，與修改新接口相比，節省了更多的成本和勞動力。此外，電動汽車發電站在配電板上配備了一個開關，用戶可以使用該開關在汽車或電力公司的供電之間進行切換。當Leaf汽車用于供電時，分銷商可以將汽車與電網物理分離，從而無需單獨的許可證進行系統連接。

盡管電動汽車電站的銷量只有2000輛，但日產仍計劃進行新的開發計劃，并進一步研究V2H系統在歐美的制造和銷售。日產將在世界各地銷售超過10萬輛Leaf汽車，尤其是在美國，那里的夜電比日本便宜。如果你用汽車儲存深夜電力并用于白天發電，用戶可以在兩到三年內收回成本，這比日本更短。

本田提供了更大的供電能力。

圖4本田V2H sy……

em正在測試中。一種可移動的電力轉換裝置安裝在氫燃料電池汽車的后備箱中。當不使用V2H系統時，可以取出PCS以充分利用內部空間。

本田已經開始使用氫燃料電池汽車（FCV）“FCX Clarity”發電進行電源應用測試（圖4）。FCV的特點是供電能力更強，在停電等非常時期可以更有效地用作應急電源。

與日產聆風24kWh的鋰電池相比，FCX Clarity的供電能力為60 kWh，約為日產聆氣的2.5倍，相當于普通家庭6天所需的電量。憑借如此強大的供電能力，FCX Clarity配備了大容量氫罐，實現了與汽油車相當的續航里程。

為了使汽車更節能，動力轉換裝置被設計為可移動的。這套設備可以在緊急情況下安裝在汽車的后備箱中，并且可以在幾個房屋或公共設施之間來回供電。與只為一戶人家供電相比，該系統的利用率更高。

FCV的另一個特點是可以在短時間內補充氫氣。只要附近有加氫站，車載氫罐就可以在3分鐘內裝滿。即使電動汽車使用快速充電系統，也需要大約30分鐘才能充滿電，并且在緊急情況下需要頻繁供電時，它將不可避免地受到限制。

FCX Clarity不僅具有強大的供電能力，而且具有相當高的輸出功率。氫燃料電池通過空氣中氫氣和氧氣的化學反應發電，其最大輸出功率可達100kW，相當于30戶家庭的用電量。本田的Okabe表示，“FCX Clarity終于有潛力被用作‘移動發電站’”。

但是，根據日本現行的電力法，輸出功率超過10kW的發電設備將被認定為發電站，必須得到經濟產業省的批準。因此，本次開發的產品將把輸出功率控制在10kW以下。

具體來說，每輛車的輸出功率為9kW，其中6kW將通過電力轉換設備“移動變電站箱”提供給住宅，其余3kW將為100V插座供電。

圖5功率轉換裝置

（a） 最大輸出功率為9kW。家用電器插入接口3kW，為房子供電6kW。通過為V2H系統增加的CHAdeMO接口與汽車連接輸出電流。（b） 系統組成。使用V2H系統時，只需將安裝在室內的接線盒插頭插入PCS即可。

汽車本身的主要修改是需要添加CHAdeMO接口。與電動汽車和PHV不同，FCV使用氫氣作為燃料，因此車內沒有普通充電和快速充電的接口。由于無法使用這些現有的充電接口，FCX Clarity在中繼線中安裝了一個CHAdeMO接口。

將接線盒的插頭插入汽車的CHAdeMO接口后，您可以從汽車中獲得直流電。然而，只有在確認汽車和接線盒之間的CAN通信（控制器局域網）安全后，才會輸出電流。

本田計劃在2015年大規模生產FCV，屆時還將計劃安裝與V2H對應的端口。由于FCV還需要提供與氫氣相關的基礎設施建設，Okabe表示，五氧化二釩量產產品對個人的普及時間應該是“10到15年后，即2015年到2030年”。

豐田與住宅蓄電池相結合。

豐田的實驗車是一款改進型，在普銳斯PHV上增加了電源功能。然而，該車型的電池容量僅為4.4kWh，輸出功率為1.5kW，低于電池車和FCX。因此，為了彌補較小的輸出功率，汽車的功率將被輸送到家用儲能系統中進行儲存。必要時，儲電系統使用配電板為家庭輸出電力（如圖6所示）。

圖6豐田正在測試的V2H系統。

（a） 電力從……的普通充電接口傳輸……

ius PHV連接到室內蓄電池進行存儲。（b） 將汽車輸出的電力儲存在蓄電池中，以備日常使用。

這種使用方式有兩個優點。首先，由于使用了家用儲能系統，安裝在車內的電力轉換裝置可以實現低成本和小型化；

第二，即使汽車輸出的電流不夠穩定，也可以在通過家用電池內部的功率轉換裝置后獲得穩定的電流。

一般情況下，1千瓦左右的家用電池的價格通常在20萬日元以上。如果一輛汽車包含一個電池，那么成本就會相應增加。使用家用蓄電池的普銳斯PHV功率轉換裝置成功降低了成本。

在豐田的應用測試中，普銳斯PHV還可以連接日產和本田無法連接的系統。房子本身的儲電系統通過個別協議獲得了系統聯系的許可，因此可以使用電力公司和汽車在房子里同時供電，因此豐田的系統使用率相對較高。

這輛車配備了兩種電源線，用于日常使用和緊急使用，為房子供電。高峰用電時，日常電源線將汽車電源輸送到蓄電池中儲存，必要時通過配電板將蓄電池中的電力輸送到家中。

另一方面，在停電等特殊情況下，居民可以手動切換電源線，使用應急電源線直接向屋內的專用插座（100V交流電）供電。在這種特殊情況下，可以在不使用配電盤的情況下為房屋供電。在緊急使用情況下，普銳斯PHV可以使用汽油來維持汽車發電機的運行，汽車電池（4.4kWh）可以確保40kWh的供電能力（普通家庭可以使用4天）。

未來，作為連接到家庭配電板的家庭發電設備（可以與系統連接的家庭發電裝置），如果電動汽車（EV、PHV和FCV等）可以被許可作為太陽能發電系統、蓄電池和燃料電池用于住宅，V2H功能的使用將更加方便。

在豐田的應用測試中，除了豐田的整體運營和提供汽車實驗外，電裝負責參與HEMS（家庭能源管理系統）和充放電電站，豐田房地產為其提供住房。

日本充電器制造商制定指南

在汽車制造商不斷加強V2H系統結構的同時，充電器制造商也致力于標準化生產。盡管該充電器目前只賣給日本汽車制造商，但預計未來外國汽車制造商將在日本推出電動汽車和PHV產品。隨著這一點，國外充電器制造商逐漸進入市場，這可能會帶來V2H模式的多樣化。

由各種充電器制造商組成的EVPOSSA（電動汽車供電系統討論會）于2014年4月底宣布了V2H的指導方針。本指南為使用普通充電和快速充電接口的V2H系統提供了相關規定。它的發布也將有助于促進外國制造商采用日本開發的五氧化二釩系統。如今，電動汽車不僅可以代步出行，還可以為家里供電。具有這一特性的“V2H（車載）”功能已應用于電動汽車，插電式混合動力汽車（PHV）和燃料電池汽車（FCV）的這一功能也在開發中。這是以前的汽油車無法比擬的。未來，汽車和家庭之間的能源轉換可能會為汽車增加新的附加值。

目前，日本研究人員已經開始探索最適合向公眾普及電動汽車的V2H系統。他的優點是，他可以通過“錯峰用電”來減少家庭電費，并在停電時將其用作應急電源。

目前，日本國內擁有太陽能發電、家用電池、家用燃料電池和天然氣發電等多種發電設備。自東日本大地震以來，日本實施的計劃停電政策增加了臺風和風暴等自然災害造成的停電。日產汽車公司指出，“消費者對V2H的實際需求正在增加”。

汽車制造商在電動汽車中添加V2H功能后，一些制造商旨在簡化現有的家用發電系統，一些制造商與現有系統相結合，使其使用更加靈活多樣。制造商仍然希望通過實際應用來提高電動汽車的附加值……

V2H的普及，從而推動電動汽車的進一步普及。

圖1顯示了V2H的基本結構。通過使用電力轉換裝置（PCS），將直流電轉換為交流電，為家庭供電。不同的汽車制造商有不同的PCS配置和汽車動力輸出模式。

日產，將節約成本作為首要任務。

圖2日產V2H系統。

日產生產的世界上第一個V2H系統——“電動汽車發電站”（尼希康制造）迄今已售出約2000套。這套設備最多可以從電動汽車LEAF的鋰電池中轉換6kW的電力供家用。

圖2顯示了日產的V2H系統。采用了日本電力公司生產的“電動汽車電站”電力轉換裝置。該設備可以從日產汽車電池的快速充電接口輸出直流電，并在PCS內部轉換為交流電，為家庭輸出電力。

在日本銷售的4萬片葉片中，有5%的客戶選擇購買該系統，而推廣的主要賣點是注意宣傳該系統可以通過錯峰用電來減少電費。

包括補貼在內，該系統目前的價格為34萬日元。據說，通過用相對便宜的深夜電力為電池充電，并在白天為家庭提供一些電力，可以在大約7年內收回初始成本。此外，幾乎沒有必要對汽車本身的接口進行改裝。與豐田和本田的系統相比，日產更注重實用性。

為了使V2H系統更加實用，日產高效地使用現有系統來控制生產成本。使用原有的快速充電接口“CHAdeMO”可以快速輸出風能，與修改新接口相比，節省了更多的成本和勞動力。此外，電動汽車發電站在配電板上配備了一個開關，用戶可以使用該開關在汽車或電力公司的供電之間進行切換。當Leaf汽車用于供電時，分銷商可以將汽車與電網物理分離，從而無需單獨的許可證進行系統連接。

盡管電動汽車電站的銷量只有2000輛，但日產仍計劃進行新的開發計劃，并進一步研究V2H系統在歐美的制造和銷售。日產將在世界各地銷售超過10萬輛Leaf汽車，尤其是在美國，那里的夜電比日本便宜。如果你用汽車儲存深夜電力并用于白天發電，用戶可以在兩到三年內收回成本，這比日本更短。

本田提供了更大的供電能力。

圖4本田V2H系統在測試中。一種可移動的電力轉換裝置安裝在氫燃料電池汽車的后備箱中。當不使用V2H系統時，可以取出PCS以充分利用內部空間。

本田已經開始使用氫燃料電池汽車（FCV）“FCX Clarity”發電進行電源應用測試（圖4）。FCV的特點是供電能力更強，在停電等非常時期可以更有效地用作應急電源。

與日產聆風24kWh的鋰電池相比，FCX Clarity的供電能力為60 kWh，約為日產聆氣的2.5倍，相當于普通家庭6天所需的電量。憑借如此強大的供電能力，FCX Clarity配備了大容量氫罐，實現了與汽油車相當的續航里程。

為了使汽車更節能，動力轉換裝置被設計為可移動的。這套設備可以在緊急情況下安裝在汽車的后備箱中，并且可以在幾個房屋或公共設施之間來回供電。與只為一戶人家供電相比，該系統的利用率更高。

FCV的另一個特點是可以在短時間內補充氫氣。只要附近有加氫站，車載氫罐就可以在3分鐘內裝滿。即使電動汽車使用快速充電系統，也需要大約30分鐘才能充滿電，而且……

當在緊急情況下需要頻繁供電時，t將不可避免地受到限制。

FCX Clarity不僅具有強大的供電能力，而且具有相當高的輸出功率。氫燃料電池通過空氣中氫氣和氧氣的化學反應發電，其最大輸出功率可達100kW，相當于30戶家庭的用電量。本田的Okabe表示，“FCX Clarity終于有潛力被用作‘移動發電站’”。

但是，根據日本現行的電力法，輸出功率超過10kW的發電設備將被認定為發電站，必須得到經濟產業省的批準。因此，本次開發的產品將把輸出功率控制在10kW以下。

具體來說，每輛車的輸出功率為9kW，其中6kW將通過電力轉換設備“移動變電站箱”提供給住宅，其余3kW將為100V插座供電。

圖5功率轉換裝置

（a） 最大輸出功率為9kW。家用電器插入接口3kW，為房子供電6kW。通過為V2H系統增加的CHAdeMO接口與汽車連接輸出電流。（b） 系統組成。使用V2H系統時，只需將安裝在室內的接線盒插頭插入PCS即可。

汽車本身的主要修改是需要添加CHAdeMO接口。與電動汽車和PHV不同，FCV使用氫氣作為燃料，因此車內沒有普通充電和快速充電的接口。由于無法使用這些現有的充電接口，FCX Clarity在中繼線中安裝了一個CHAdeMO接口。

將接線盒的插頭插入汽車的CHAdeMO接口后，您可以從汽車中獲得直流電。然而，只有在確認汽車和接線盒之間的CAN通信（控制器局域網）安全后，才會輸出電流。

本田計劃在2015年大規模生產FCV，屆時還將計劃安裝與V2H對應的端口。由于FCV還需要提供與氫氣相關的基礎設施建設，Okabe表示，五氧化二釩量產產品對個人的普及時間應該是“10到15年后，即2015年到2030年”。

豐田與住宅蓄電池相結合。

豐田的實驗車是一款改進型，在普銳斯PHV上增加了電源功能。然而，該車型的電池容量僅為4.4kWh，輸出功率為1.5kW，低于電池車和FCX。因此，為了彌補較小的輸出功率，汽車的功率將被輸送到家用儲能系統中進行儲存。必要時，儲電系統使用配電板為家庭輸出電力（如圖6所示）。

圖6豐田正在測試的V2H系統。

（a） 動力從普銳斯PHV的普通充電接口傳輸到室內蓄電池進行儲存。（b） 將汽車輸出的電力儲存在蓄電池中，以備日常使用。

這種使用方式有兩個優點。首先，由于使用了家用儲能系統，安裝在車內的電力轉換裝置可以實現低成本和小型化；

第二，即使汽車輸出的電流不夠穩定，也可以在通過家用電池內部的功率轉換裝置后獲得穩定的電流。

一般情況下，1千瓦左右的家用電池的價格通常在20萬日元以上。如果一輛汽車包含一個電池，那么成本就會相應增加。使用家用蓄電池的普銳斯PHV功率轉換裝置成功降低了成本。

在豐田的應用測試中，普銳斯PHV還可以連接日產和本田無法連接的系統。房子本身的儲電系統通過個別協議獲得了系統聯系的許可，因此可以使用電力公司和汽車在房子里同時供電，因此豐田的系統使用率相對較高。

這輛車配備了兩種電源線，用于日常使用和緊急使用，為房子供電。高峰用電時，日常電源線將汽車電源輸送到蓄電池中儲存，必要時通過配電板將蓄電池中的電力輸送到家中。

另一方面，在停電等特殊情況下，居民可以手動切換電源線，使用應急電源線直接向屋內的專用插座（100V交流電）供電。在這種特殊情況下，可以在不使用配電盤的情況下為房屋供電。在緊急使用情況下，普銳斯PHV可以使用汽油來維持汽車發電機的運行，汽車電池（4.4kWh）可以確保40kWh的供電能力（普通家庭可以使用4天）。

未來，作為連接到家庭配電板的家庭發電設備（可以與系統連接的家庭發電裝置），如果電動汽車（EV、PHV和FCV等）可以被許可作為太陽能發電系統、蓄電池和燃料電池用于住宅，V2H功能的使用將更加方便。

在豐田的應用測試中，除了豐田的整體運營和提供汽車實驗外，電裝負責參與HEMS（家庭能源管理系統）和充放電電站，豐田房地產為其提供住房。

日本充電器制造商制定指南

在汽車制造商不斷加強V2H系統結構的同時，充電器制造商也致力于標準化生產。盡管該充電器目前只賣給日本汽車制造商，但預計未來外國汽車制造商將在日本推出電動汽車和PHV產品。隨著這一點，國外充電器制造商逐漸進入市場，這可能會帶來V2H模式的多樣化。

由各種充電器制造商組成的EVPOSSA（電動汽車供電系統討論會）于2014年4月底宣布了V2H的指導方針。本指南為使用普通充電和快速充電接口的V2H系統提供了相關規定。它的發布也將有助于促進外國制造商采用日本開發的五氧化二釩系統。

標簽：日產豐田本田大眾

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