你的车可以是家用紧急发电机？

无论你的车子是内燃引擎(ICE)汽车、混合动力车(HEV)还是纯电动车(EV)，在有需要的时候(例如停电)，把它用来作为基本能源为住所提供交流电(AC)使用，这可能吗？

因特网上充斥着各种资源，描述在AC电源中断的情况下，如何实现车辆对家庭的供电(Vehicle-to-Home，V2H)。这些方案有一些是可信的，有些并不可取，毕竟在供电时经常受到许多因素的影响，如负载、ICE/HEV燃油箱中的燃料量，或是EV内部电池组的电量等。为了将EV的电力馈送回电网(即Vehicle-to-Grid，V2G)，业界持续不懈地努力，但这与断电时为房屋供电完全不同。

这些解决方案所采用的方法都是连接到12V电池，然后再利用DC/AC逆变器产生120VAC (或230VAC)电压。不同方案的情况会有所不同，但是无论12V电池本身如何进行充电，这些逆变器都能从中汲取足够的电流，提供1,000~1,200W的最大功率。

无论是哪种类型的车辆，其电源路径中都有许多功能模块在降低效率。就算连接到电池也不是件简单的事，因为它要处理的电流是100A级，必须使用牢固的线夹、坚固的螺钉以及大口径的缆线，以最大程度地减少不良的连接、不必要的IR压降以及甚至是产生火花的可能。而且，现代的车子不再是以电池为核心的简单直流(DC)电路。有一个网站专门介绍如何将日产(Nissan) Leaf车款作为电源使用，其中有一段这样的描述，“LEAF接地不应连接到电池地线，因为这样可能损坏测量电流的传感器。”

我注意到最近军中会将悍马车(这是一种广为使用的高机动性多用途车辆，即HMMWV或Humvee)进行改装，将其用作AC电源，却不至于影响其作为车辆的主要用途。它无需增加逆变器和悬挂缆线，这种改装真正将车辆变成了一个电源。

改装悍马车的关键在于用来取代标准动力传动系统的设备，同时也是交流发电机，其封装尺寸不变，且不会影响悍马车传动系统的总长度(图1)。这是一项工程的壮举，由主要的军事承包商Leonardo DRS与Allison Transmission密切合作完成。Allison Transmission是最早的悍马车变速箱开发商，也是全球最大的中/重型商用车辆全自动变速箱制造商。

图1：新的变速箱在设计中整合了高输出永磁交流发电机。

(来源：Leonardo DRS)

他们成功将一个大电源“挤进”变速箱的位置，甚至可以在野战仓库中将其改装为动力传动，不必一定得在工厂完成(如图2所示)，而且无需改动现有引擎或车辆交流发电机。

图2：整合式变速箱/交流发电机可加载与现有动力传动系统尺寸相同的外壳中，无需延长传统线，改装也相对简单。

(来源：Leonardo DRS)

悍马车用的Leonardo TITAN车载电源(OBVP)系统是普通车辆的升级版，让车辆在静止状态下可提供30kW (120/208VAC三相)功率，在行驶中可提供10kW功率，这是采用逆变器和悬挂电缆无法做到的。值得注意的是，标准版悍马车引擎本身的额定功率为150HP/113kW@3,000rpm以及190HP/142kW@3,400rpm。

整个系统包括永磁交流发电机、功率控制单元以及纯正弦波逆变器(图3)。永磁交流发电机安装在引擎和变速箱之间，但仍位于变速箱外壳中。有些成本更低的逆变器会产生步进正弦波，这对于某些负载来说是可接受的，但对于其他负载则否。

图3：完整的系统还包括外部电源转换和控制单元，用于处理高达30kW的输出。

(来源：Leonardo DRS)

其总体效率比起使用独立式发电机至少提高了20%，而且装配更快，不需要特殊维护——这听起来似乎实现了理想的车载发电机(如图4所示)。此外，新组件还包括一个SAEJ1939接口，这是一组定义了重型车辆中引擎控制单元(ECU)如何透过CAN总线进行通讯的标准。

图4：系统的另一个优点是提高了燃料发电效率，并减少后勤支持。

(来源：Leonardo DRS)

我们不得不佩服这些电气和机械工程师的创造力、专业知识以及甚至胆量，他们说：“我们可以做到！”然后就真的实现了。由于针对替换组件的外形尺寸、野战仓库的升级能力，以及通用军用设备的耐用性等各方面都有严苛的限制，因此这是一项极具挑战的任务。Leonardo目前正升级该技术使其适用于其他类似尺寸的车辆中，同时还在开发大型卡车即插即用型变速箱，在行驶中提供高达55kW的功率，静止时提供125kW的功率。

或许这只是一个梦想，但如果可以将这种变速箱设计进行一些改变，作为消费者ICE/HEV/EV车辆动力传动的标准配备，岂不是很好？或许还可以提供所需的动力转换子系统(显然EV只需要逆变器)。这将变得非常具有吸引力，因为在危机情况下，拥有更高效的能源库远胜过1kW的逆变器。

不过，可别开始迫不及待地等着这一切成为现实，因为它在工程上还面临巨大挑战，即使增加一个组件(或只是作为一个选配)，都会相应增加车辆的基础设施，其成本将大幅提高且由所有的车辆分担。但我们仍然充满期待。

当家里停电的时候，将ICE、HEV或EV车辆当做备用AC电源，你认为这一应用是否存在需求？其实用性如何？除了增加一个连接到电池的逆变器，是否还有其他更好的方法来提供超过1kW的功率？或者，标准的独立发电机才是更好的选择？无论是支持还是反对独立发电机，理由都很充份。为了防患于未然，如果足以负担高额成本，或许投资Tesla Powerwall (一种Generac型的甲烷/丙烷燃气系统)或Generac PWRcell储能系统才是更好的选择？

责编：Yvonne Geng

(参考原文：Use Your Car as a Vehicle-to-Home Power Plant?，by Bill Schweber)