[日經產業報告] 汽車就是你家供電器!

2014.10.14 by
日經BP科技產業報告
[日經產業報告] 汽車就是你家供電器!
電動車(EV)的V2H (Vehicle to Home,電動車向住家放電) 功能已正式上市,預期可降低家用電費,並且在停電時作為緊急供電裝...

電動車(EV)的V2H (Vehicle to Home,電動車向住家放電) 功能已正式上市,預期可降低家用電費,並且在停電時作為緊急供電裝置。使用者如在白天的用電高峰期間以電動車作為住家電力來源,除了可以減少電費帳面數字,也可讓電費率下降。電費率降低是指若利用夜間電費較低廉的時段為電動車充電,並將儲存的電力移至白天使用,就可以減少在電費高峰期用電量,讓平均電費降低。

另一方面,如果能將交通工具的動能轉移為一般電力,就可以作為突發斷電狀況下的臨時電力來源。近年來日本多次遭遇大規模自然災害,例如關東大地震、颱風、強風等,時常會遇到計畫性的斷電,Nissan汽車表示,這個狀況「造就了一群對V2H感興趣的消費者,而且人數明顯增加中。」

Nissan、本田以及豐田汽車皆著手發展V2H技術。Nissan汽車已將V2H落實應用,而本田和豐田目前處於測試階段。不管是哪間公司生產的V2H系統,都可以降低用電高峰期的用電量,並作為緊急供電系統,但其配置系統以及輸出電量、供電能力則因車款、車商不同有些許差異。

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目前住家電力來源包含太陽能發電、家用蓄電系統、燃料電池、燃氣發電。汽車製造商希望能讓發電系統更簡化,讓裝配在電動車上的V2H的功能與傳統發電系統相互搭配,使V2H可以更靈活地被應用。

目前市面上有越來越多電動車種類,包含EV、PHEV,但除了HEV外的車種銷售狀況都不如預期。豐田汽車與本田汽車原計畫在2015年公開FCVs,但由於牽涉到氫能構造體的研發,會需要更久一些時間才能讓市場開始熟悉產品。汽車製造商希望能利用V2H的高應用性,增加電動車的附加價值,藉此提升電動車的普及率。Nissan汽車至今已售出約2千台世界第一套V2H系統:由尼吉康(Nichicon)製造的「EV Power Station」。此系統可透過裝配在Leaf車內的鋰離子電池,供給住家高達6千瓦的電力。

這個銷售量佔了Leafs車款總銷售量的5%,也就是40,000台車,造就顯著普及率的關鍵在於成功轉移用電高峰期的用電量,消費者可明顯感受省電效果並受惠於此功能。
EV Power Station的售價大約是340,000日圓,但如果使用者利用夜間電費減免時段為Leaf充電,並在白天使用部分儲存電力,就可在七年內回收這筆投資金額。裝配此系統時需要對車體進行一些小改造,因此,Nissan汽車將焦點放在比較自家系統與豐田汽車、本田汽車開發的系統在實際應用上的差異。

為了降低成本,現有的V2H系統都以「發揮最大效益」為目標。自Leaf車款導出電力時,他們沿用CHAdeMO的快速充電規格,而非研發新型終端,以降低成本並節省研發時間。將電力轉至家用的步驟非常簡單,只要在EV Power Station專用的傳輸線末端安裝專用接頭,再連接到Leaf上的CHAdeMO端點,然後把EV發電站的開關打開即可。

本田汽車正在針對FCX Clarity的燃料電池汽車(FCV)進行一個驗證測試,研究是否能將其電力轉移至一般設備。FCV很明顯地擁有較高的供電能力,因此可在停電時提供緊急電源。

Leaf車款使用的是24kWh的鋰離子電池,而FCX Clarity的供電量則為60kWh,約等於一般住家的六天用電量,接近Leaf的三倍。FCX Clarity因為搭載了高容量氫氣槽,因此擁有如此高的電量供給能力,並讓駕駛里程數與汽油動力車並駕齊驅。汽車可配備一個可移動式的動力調節系統,用以充分發揮這個高電力儲存容量。如果遇到緊急狀況,電力調節系統可被安裝在車子的行李箱,提供電力給多個住宅大樓、公共設備。因此,它的用途更廣、應用機會更高,且供電對象不僅限於住宅用戶。

豐田的實驗車款增加了供電功能,透過額外安裝的設備增擴增功能,視為Prius PHV油電混合車(PHEV)的進化版。然而,因為使用4.4kWh的小型電池,輸出電力受限於1.5kW以下,大幅低於Leaf和FCX Clarity。為了彌補輸出電量的不足,豐田汽車讓被導出的電力儲存在家用電力儲存系統中,在需要時透過配電板供住戶使用。

這個系統有兩個優點。第一,使用家用電力儲存系統可以降低成本,並縮小必須安裝在車體上的電力調節系統體積。第二,如自汽車導出的電力發生不穩定的狀況,蓄電池中的電力調節系統中可協助穩定電流。

如果將蓄電池的價格(大約是200,000日圓以上/1kWh)納入考量,總成本會非常的驚人,但就Prius PHV上的V2H電力調節系統而言,安裝成本相對降低許多。
在汽車製造業積極研發V2H系統的同時,充電器製造商也開始嘗試把規格標準化。過去這些充電器製造商是日產車商的元件供應者,但隨著外國車商開始在日本銷售EV和PHEV,外國充電器製造商也會加入日本市場,V2H系統將有分歧產生。

充電器廠商成立的電動車動力公會(EVPOSSA, Electric Vehicle Power Supply System Association)在2014年四月公布了針對V2H制定的規格準則。這個準則規範出V2H系統適用的標準充電接頭及快速充電接頭,目的是鼓勵外國製造商遵循日本現已研發的V2H系統。

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