位于橫濱市港未來地區(qū)的“觀環(huán)居”，是由積水住宅建設(shè)的環(huán)保型住宅，是YSCP的示范地點。在此，日產(chǎn)汽車正在利用該公司生產(chǎn)的EV“聆風(fēng)”進行V2H（Vehicle to Home）實證實驗。通過快速充電端口、充放電PCS（Power Conditioning System），從分電盤向EV充電，或者由EV向住宅提供電力（照片1）。平時與系統(tǒng)電力協(xié)調(diào)實現(xiàn)節(jié)電，停電時與電力系統(tǒng)斷開用作緊急電源。
【照片1】在環(huán)保型住宅“觀環(huán)居”實施的V2H實證
與CEMS聯(lián)動，保持區(qū)域能源供需與EV充放電的平衡
負(fù)責(zé)EV充放電管理的HEMS（家庭能源管理系統(tǒng)），在根據(jù)EV的信息和住宅內(nèi)的用電量，通過PCS對EV的充電/供電進行控制的同時，與負(fù)責(zé)區(qū)域整體能源管理的CEMS（區(qū)域能源管理系統(tǒng)）進行聯(lián)動。
從而，例如當(dāng)區(qū)域內(nèi)電力供需緊張時，根據(jù)CEMS傳來的電力供需信息，改變EV的充電時間，或者由車載蓄電池進行供電。反之，當(dāng)太陽能發(fā)電等產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)剩余電力時，對EV進行充分充電。
根據(jù)EV行駛歷史數(shù)據(jù)制定充放電計劃
然而，重要的是“EV畢竟是一種交通工具”（日產(chǎn)企劃?先進技術(shù)開發(fā)本部技術(shù)企劃部主管近藤晴彥）。不能一直停泊用作家庭及區(qū)域的蓄電池。他說，因此“必須避免用車需要與充放電時間產(chǎn)生沖突”。
所以日產(chǎn)根據(jù)EV的使用計劃來制定充放電計劃（圖1左）。具體來說，就是HEMS根據(jù)聆風(fēng)發(fā)送給日產(chǎn)數(shù)據(jù)中心的行駛歷史數(shù)據(jù)等預(yù)測EV使用者的用車時間，同時根據(jù)天氣預(yù)報預(yù)測太陽能發(fā)電量以及家庭的用電量，進行綜合后制定出EV的充放電計劃。
【圖1】根據(jù)行駛歷史數(shù)據(jù)和發(fā)電預(yù)測制定的EV充放電計劃（左）與實際充放電（右）EV使用者改變使用計劃，充放電計劃也會隨之改變。
通過制定充放電計劃，可以更多地充分利用太陽能。例如，從圖1的充放電計劃可以看出，在夜間使用系統(tǒng)電力進行充電。但是，當(dāng)預(yù)測第二天能夠進行太陽能發(fā)電時，將不會實行完全充電，而是由第二天的太陽能發(fā)電充至滿電，從而最大限度地充分利用太陽能發(fā)電。
這樣可以減少對系統(tǒng)電力的依賴，在實現(xiàn)削峰的同時，通過促進家庭內(nèi)太陽能發(fā)電的自產(chǎn)自消，以期降低回流電力對電力系統(tǒng)的影響。
當(dāng)然，EV使用者也可以改變EV的使用計劃。充放電計劃也會根據(jù)改變后的使用計劃而自動進行改變。同時也提供了用于顯示使用者實際充放電和太陽能發(fā)電電力使用狀況的畫面，通過該畫面可以確認(rèn)系統(tǒng)電力的用電量減少程度（圖1右）。
通過快速充電器和蓄電池的組合保持電力供需穩(wěn)定
雖然EV有助于保持區(qū)域能源供需的穩(wěn)定，但是隨著將來EV的大規(guī)模普及，反過來也可能會給區(qū)域電力供需帶來一些問題。當(dāng)數(shù)臺EV同時進行快速充電時，將會發(fā)生急劇電力負(fù)荷高峰，影響系統(tǒng)電網(wǎng)的穩(wěn)定。
為了解決這個問題，吉坤日礦日石能源（以下簡稱吉坤能源）正在進行“蓄電?充電集成系統(tǒng)（BCIS：Battery & Charger Integration System）”的實證。其主要作用是當(dāng)電力供需緊張時，不使用系統(tǒng)電力，而是由蓄電池向EV充電，從而實現(xiàn)電力負(fù)荷的移峰。
實證實驗所用BCIS由2臺額定輸出功率為50kW的快速充電器、NEC制造的額定輸出功率為64kWh的鋰離子蓄電池，以及受電變電裝置（起著變換器的作用）和負(fù)責(zé)充電管理的電力控制器組成。該系統(tǒng)于2011年末完成，目前正在位于橫濱市內(nèi)的吉坤能源的工廠內(nèi)邊向EV充電，邊進行性能和可靠性驗證（照片2）。
【圖1】吉坤日礦日石能源橫濱工廠前設(shè)置的蓄電?充電集成系統(tǒng)（BCIS）
通過快速充電器和蓄電池的組合，在提高EV充電效率的同時保持電力供需的穩(wěn)定。
EV的普及同時也會帶來新的課題。作為充電基地的服務(wù)站里有可能會發(fā)生排長隊等待充電的情況。為了解決這個問題，就必須設(shè)置多臺快速充電器，同時向數(shù)臺EV進行充電。然而，服務(wù)站要想設(shè)置多臺快速充電器，并同時向數(shù)臺EV進行充電，就必須增加合同電力，完善受電設(shè)備，將會加大其成本負(fù)擔(dān)。而且，如前所述也有可能會對系統(tǒng)電網(wǎng)造成影響。
如果使用BCIS的話，即使不增加合同電力和受電設(shè)備，也可以以較低的成本同時向多臺EV提供充電服務(wù)。為了提高多臺快速充電器同時向多臺EV進行充電的效率，對電力控制器的控制算法也進行了優(yōu)化。
例如，雖然快速充電器的額定輸出功率為50kW，但是當(dāng)EV的充電率達到50％以上時，實際輸出功率就會降低到30kW。富余的20kW就可以分配給另外的充電器。由此，通過削峰既可以使用電不超過合同電力，又可以對多臺EV進行高效充電，提高了充電服務(wù)使用者的方便性。對于造成成本高企、價格不菲的鋰離子電池，吉坤能源和NEC認(rèn)為，“長遠來說價格將會大幅降低”。
2013年度同時向汽車導(dǎo)航儀和智能手機發(fā)送CEMS信息
在2013年度，準(zhǔn)備將橫濱智能城市項目（YSCP）的V2H實證對象擴大到普通住宅。另一方面，以一般EV為對象，由CEMS向汽車導(dǎo)航儀畫面以及EV使用者的智能手機發(fā)送電力供需緊張及剩余信息的計劃也將進入實施。對使用者根據(jù)收到的信息，自我調(diào)整充電時間的需求響應(yīng)（DR）進行實證。通過這兩方面的對策，將會實現(xiàn)區(qū)域能源管理的更加優(yōu)化。
計劃在2013年初，將BCIS也應(yīng)用于與CEMS進行聯(lián)動的區(qū)域電力供需調(diào)節(jié)。具體來說就是，當(dāng)從CEMS接收到“幾小時后由于電力供需緊張將會上調(diào)電價”的信息后，在價格上調(diào)之前，利用系統(tǒng)電力對蓄電池進行充電，在電價升高的時段從蓄電池向EV充電。
反之，收到“幾小時后將會下調(diào)電價”的信息后，優(yōu)先使用蓄電池向EV充電，在低電價時段利用系統(tǒng)電力向蓄電池充電。通過如此運行，力圖實現(xiàn)不僅可以給使用者帶來經(jīng)濟利益，還可以在區(qū)域電力供需調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。
目前，BCIS在與CEMS聯(lián)動方面，接收電力供需緊張和價格信息的接口和應(yīng)用程序已經(jīng)開發(fā)完成。正在研究在與CEMS聯(lián)動時，利用CEMS向汽車導(dǎo)航儀的信息傳送功能，同樣也進行BCIS的信息傳送，以強化與EV的聯(lián)動。
購買政策的導(dǎo)入，使日本的太陽能發(fā)電真正開始普及起來。因此，充分利用蓄電池，暫時儲存剩余電力，促進自產(chǎn)自消，抑制電力回流就成為必要。在區(qū)域能源管理中，EV作為蓄電池將會發(fā)揮越來越大的作用。
