如今，電動車不僅可以代步，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，插電式混合動力汽車(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。他的優勢在于能通過“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。

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。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”。

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。各廠商仍都希望通過V2H的實際應用，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。

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。

日產，以節約成本為先

圖2 日產汽車的V2H系統

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。此外，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。

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，進一步研究V2H系統在歐美國家的制造和銷售。日產準備在全世界銷售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。

本田汽車提供更大供電能力

圖4 本田正在試驗中的V2H系統。氫燃料電池車的后備箱內搭載了可移動電力轉換裝置。在不使用V2H系統時可以取出PCS，充分利用車內空間。

本田已經開始進行利用氫燃料電池車(FCV)“FCX Clarity”發電的供電應用試驗(圖4)。FCV的特點是供電能力更強，在停電等非常時期可以更加有效地作為應急電源使用。

與日產聆風中容量為24kWh的鋰電池相比，FCX Clarity擁有60 kWh供電能力，約為日產聆風的2.5倍，相當于普通家庭6天所需電量。擁有如此強大的供電能力，是因為FCX Clarity車內配備了大容量的氫氣罐，用以實現媲美汽油車的續航距離。

為了使汽車能夠儲蓄更多的能源，電力轉化裝置設計為可移動型。在非常時期可以將該套設備裝于汽車后備箱內，在幾個住宅或公共設施之間來回供電，與僅為一處住宅供電相比，該系統的利用率更高。

FCV的另一個特點就是氫氣可以在短時間內補充完畢。只要附近有氫氣補充站，車載氫氣罐3分鐘內便可充滿。而EV即使利用快速充電系統，充滿電也需要花費30分鐘左右，緊急情況下需要頻繁供電時使用就會難免受到限制。

FCX Clarity不僅擁有強大的供電能力，事實上輸出功率也相當高。依靠氫氣與空氣中的氧氣發生化學反應發電的氫燃料電池最大的輸出功率可以高達100kW，相當于30戶家庭的用電。本田公司的岡部稱，“FCX Clarity最終有作為‘移動發電站’使用的潛力”。

但是根據日本目前的電力事業法規定，輸出功率超過10kW的發電設備，將認定為發電站對其進行管理，必須取得經濟產業省的認可。因此，這次開發的產品將輸出功率控制在10kW以下。

具體來說，每臺汽車輸出功率為9kW，其中6 kW將通過電力轉換設備“可移動變電箱”提供給住宅，剩余3kW將為100V的插座提供電源。

圖5 電力轉換裝置

(a)最大輸出功率為9kW。家用電器直插接口3kW,對住宅供電6kW。通過為V2H系統新增的CHAdeMO接口與汽車相連輸出電流。(b)系統構成。使用V2H系統時，將住宅安裝的接線盒的插頭插入PCS中即可。

汽車本身主要改裝的地方就是需要增加CHAdeMO接口。與EV和PHV不同的是，FCV以氫氣作為燃料，因此車上沒有普通充電和快速充電用的接口。不能利用現有的這些充電接口，FCX Clarity便在后備箱內加裝了CHAdeMO接口。

將接線盒的插頭插入汽車的CHAdeMO接口后，便可從汽車中獲取直流電。而汽車和接線盒之間只有進行CAN通信 (Controller Area Network)確認安全后才會輸出電流。

本田計劃在2015年對FCV進行量產，屆時也將計劃安裝與V2H相應的端口。由于FCV同時還需要提供氫氣相關的基礎設施建設，因此關于面向個人的V2H量產商品的普及時間問題，岡部說，“以10到15年后，也就是2015至2030年為目標”。

豐田汽車結合使用住宅蓄電池

豐田汽車的實驗車輛為在“普銳斯PHV”上增加了供電功能的改良款。但是這種車型的電池容量只有4.4kWh，輸出功率為1.5kW，相比蓄電池車和FCX都要低。因此,為了彌補較小的輸出功率，汽車的電力將輸送進家用蓄電系統儲存。在需要時通過蓄電系統利用分電盤為家庭輸出電力(如圖6)。

圖6 豐田汽車正在試驗中的V2H系統

(a)從普銳斯PHV的普通充電接口將電力輸送給室內的蓄電池儲存。(b)日常使用時將汽車輸出的電力儲存于蓄電池內使用。

這種使用方式有兩個優點。一是由于利用了家用蓄電系統，汽車內安裝的電力轉換裝置便可以做到低成本和小型化；二是即使從汽車中輸出的電流不夠穩定，經過家用蓄電池內部的電力轉換裝置后也可以獲得穩定電流。

一般1kW左右家用蓄電池的價格通常在20萬日元以上，如果汽車包含了蓄電池，成本就會相應增加。而利用家用蓄電池的普銳斯PHV電力轉換裝置因此成功地降低了成本。

在豐田的應用試驗中，普銳斯PHV還可以進行日產和本田的系統無法進行的系統連接。住宅本身的蓄電系統已經通過個別協議獲得了系統聯系的許可，因此在住宅內可以同時用電力公司和汽車來供電，這樣一來豐田的系統的利用率相對更高。

汽車配備了日常用與應急用兩種對住宅供電的電源線。在錯峰用電時使用日常用電源線將汽車電力輸送進蓄電池內存儲，需要時通過分電盤將蓄電池內電量輸送進家庭內使用。

另一方面，在停電等特殊情況下，住戶可以手動切換電源線，利用應急電源線為住宅內的專用插座(100V交流電)直接供電。這種特殊情況下可以不用通過分電盤便能對住宅進行供電。在應急使用時普銳斯PHV可以利用汽油維持汽車發電機的運轉，加上車載電池(4.4kWh)一共可以確保40kWh(可供一般家庭使用4天)的電力供給能力。

在今后，作為和家庭分電盤連接的自家發電裝置(可以進行系統連接的自家發電裝置)，如果電動汽車(EV、PHV和FCV等)能夠和住宅用太陽能發電系統、蓄電池、燃料電池一樣，獲得汽車電力轉換裝置許可的話，那么V2H功能的使用將會更加簡便。

在豐田的應用試驗中，除了由豐田公司負責整體操作以及提供汽車實驗之外，電裝公司負責參與了HEMS(家庭能源管理系統)和充放電站的工作，豐田房地產則為之提供了住宅。

日本充電器廠商制定指導方針

在汽車制造商不斷強化V2H系統結構的同時，充電器廠商也在致力于開展標準化生產。雖然目前充電器只面向日本的汽車制造商銷售，但充電器廠商預計在今后國外的汽車制造商也將陸續在日本國內推出EV以及PHV等產品。隨之而來的是國外充電器廠商逐漸進入市場，由此可能會帶來V2H方式的多樣化。

由各充電器廠商加盟組成的EVPOSSA(電動汽車用電力供給系統商討會)在2014年4月末公布了V2H的指導方針。該指導方針對使用普通充電以及快速充電接口的V2H系統制定了相關規定。它的發布也將有利于促進國外制造商采用日本研發的V2H系統。

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