将汽车作为能量源(二):EV及PHEV的蓄电池与住宅相连

2011-08-22 19:07:58来源: 技术在线

  汽车一直是朝着舒适便捷的交通工具的方向发展的。但在东日本大地震中,把汽车作为应急发电装置和蓄电装置的使用案例层出不穷。汽车可不可以作为新型“电源”,成为未来社会基础设施的一部分呢?本连载将分三次,思考汽车的能量源问题。(第一回参见此处)

  在配备大容量驱动蓄电池的混合动力车(HEV)、插电混合动力车(PHEV)及电动汽车(EV)实现普及之后,这些车辆能否作为巨大的蓄电装置加以充分利用呢?业内提出了将汽车与住宅,或者将汽车与电网双向连接,由此来交换电力的“V2H(Vehicle to Home)”及“V2G(Vehicle to Grid)”构想,有关探讨正日趋活跃。

  说起来,这原本是美国构筑新一代电网即“智能电网”时迅速升温的话题。当PHEV及EV实现普及时,就很有可能会出现用户回家后在夜间开始充电的情况。从美国看,其电网大多趋于老化,要想满足用户同时充电的需求,就必须要采取在电线杆上增设变压器等成本投入非常大的对策。

  作为防止成本上升的方法,电力企业开始研究通过管理和控制来尽量防止用户同时为车辆充电,从而避免电网承受过大负荷。不过,在智能电网兴起的同时,有设想认为,既然要对充电进行管理,所以不妨在电网电力不足时,或者在使发电量变动大的风力及太阳能等可再生能源的电力平稳化用途上,充分利用车辆的蓄电池。

日本汽车厂商态度积极

  这一构想也在计划普及电动车辆的欧洲和中国兴起,在全球范围内形成了探讨之势。但遗憾的是,在发生大地震之前的日本,电力公司却一直坚持“日本的电网质量高。因此没必要用电动车辆供电”的立场。而且,日本的汽车厂商当初也认为在行驶用途以外用车辆蓄电池供电容易引起电池的劣化,存在“谁来保证蓄电池质量”等大问题,所以没有积极参与。

  不过,随着这一构想在欧美及中国兴起,日本汽车厂商的观念在近一两年发生了改观,态度日趋积极。其原因在于,汽车厂商认识到对于通过车辆来供电的事宜,应该让汽车厂商来掌握主导权。在日本经济产业省实施的“新一代能源及社会系统实证地区”项目中,丰田及日产将启动实证试验。

  丰田和日产正分别在爱知县丰田市和神奈川县横浜市启动实证试验。丰田计划向普通消费者实际销售70户带蓄电池的住宅,向各户出租配有可充放电的蓄电池的PHEV及EV,收集数据实施验证。

  丰田的实验的特点在于将“汽车与住宅”的组合视为最小单位,首先以构筑可实现V2H的系统为目标。而且,丰田为了强化汽车与住宅的联动,还强化了住宅部门的实力。2010年10月,丰田将旗下住宅事业部并入丰田住宅公司(Toyota Housing),并且电装、爱信精机、丰田自动织机等丰田旗下9公司还向丰田住宅实施了新的出资。

 
丰田的目标是在配有可充放电的蓄电池的电动车辆与带蓄电池的住宅之间实施综合控制。本图摘自《日经电子》2010年11月1日刊特辑“从住宅起步的蓄能社会”。

以“群”为单位充分利用EV

  日产则在2010年12月快速推出了量产EV“LEAF”(中国名:聆风),并启动了利用EV的验证活动。日产打算不仅实现汽车与住宅的联动,而且还考虑以“群”为单位对EV实施控制。“现实中的汽车有7成都处于泊车状态”(日产),因此通过与泊车状态的EV交换电力,不仅是住宅,还可为写字楼及地区的电力稳定化做出贡献。而且,日产认为可对EV废弃的蓄电池也可以再利用,于2010年9月与住友商事成立了合资公司“4R ENERGY”。

  虽然丰田和日产在各自推进自己的举措,但日本汽车厂商却有着共同的认识。这就是不通过一辆汽车来交换大电力。

  其原因在于,如果通过特定的一辆汽车来反复存储并输出大电力的话,不仅会使电池加快劣化,而且在用户重度使用车辆时也无法保证EV的行驶距离。因此,丰田考虑在住宅与车辆间进行少量的电力融通;而日产则认为,即使每辆车的电力很少,但作为EV群来看待的话,则可融通较大的电力。

 
日产“LEAF”。配备的蓄电池可向家庭提供能够使用两天的24kWh电力。

可通过EV减少家庭用电

  在夏季出现电力不足时,各个家庭、办公室及企业最好是能够将高峰用电量削减15%。这里通过家庭来考虑一下。如果将用电高峰时家庭的每小时用电量估计为2kWh,其15%就是300Wh。要想在用电6小时的过程中削减这一电量的话,只要用汽车供给1.8kWh的电力即可。而如果是与LEAF一样配备有24kWh蓄电池的EV的话,只用了蓄电池容量的7.5%左右。这样便足可解决问题。

  而PHEV最多只配备有5kWh左右的蓄电池,要想在6小时内削减上述电量的话,必须要供应蓄电池容量的36%,因此仅靠蓄电池的话很难做到。不过,PHEV带有发动机和大型发电机(马达)。因此,不足的部分还可通过发动机发电来弥补。

  由此可见,使EV及PHEV的蓄电池与住宅连接是非常有价值的举措。日本经济产业省和汽车业界于2011年5月19日举行“汽车战略研究会”,开始考虑如何在夏季用电高峰时通过充分利用EV等配备的蓄电池来削减用电量。

关键字:汽车  作为  能量

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0822/article_4253.html
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