2007年，日本的福田康夫內閣第一次在其《年度環(huán)境白皮書及循環(huán)型社會白皮書》中提出了“低碳消費社會”的概念。其目的，是為建設一個更少地排放二氧化碳這一產生溫室效應氣體的社會。但是，為了實現低碳消費社會，需要從根本上改變人類社會長久以來追求舒適生活這一基本理念，同時還要確立新的技術模式、新的市場評價體系和建立新的價值觀。

為順應這一潮流，2012年豐田汽車公司(以下簡稱為豐田)推出了下一代環(huán)保車——插電式混合動力車(PHV)和電動車(EV)(以下如無特別區(qū)分的必要，一律統(tǒng)稱為電動車)。在研發(fā)電動車的過程中，豐田意識到：驅動電動車所需電量是很大的。據估算，電動車每天使用的電量，要超過一般家庭用電量的3成以上。當電動車普及到一定程度，這種程度的用電增幅，就會出現充電時間集中在某個特定時間帶的現象，而不可避免地會增加電網的負擔。這個問題如果不能得到妥善解決，最后會成為影響車輛銷售的重大問題。

2000年代，美國政府及相關部門首次提出了智能網絡的概念，即通過有效地控制用輸電網所連接的從發(fā)電設施、蓄電設施到電力用戶等各個要素，而實現整個電網的效率化運轉。同時減少整個過程中產生的能源損耗，進而減少二氧化碳等溫室氣體的排放量。這個概念從一個全新的角度挖掘出電動車的利用方法，為其推廣和普及提供了一條新的思路。

從社會整體的角度看，為了實現低碳消費社會，環(huán)保車是一個必要的手段。但是利用其充電容量來對電網供電進行適當的控制，可以在更高層次上減少整個社會的碳消費量。實現這一目標，需要充實能夠適當地控制電網中各個要素的硬件設備。

為減輕電動車對社會造成的負面影響，同時能夠通過自公司產品對社會做出貢獻，豐田提出了新的解決方案：從汽車用戶的視點出發(fā)，用網絡技術作為媒介，調控電力的供需關系、實現維持電力的安定供給和節(jié)省能源的新型電網。

豐田解決方案的核心，是開發(fā)了綜合管理電動車與住宅能量使用效率的系統(tǒng)——“豐田智能中心(Toyota Smart Center)”。

豐田智能中心的特征是：整合電動車、裝備了家庭能源管理系統(tǒng)(HEMS，Home Energy Management System)的住宅所使用電能，將其與電力公司的供電以及自己家庭利用自然能源所發(fā)電力等各個方面，根據家庭需要及外部電力供需狀況，及時調整供需平衡。同時，還可以從住宅外部進行調控。

圖1 豐田智能中心概念圖

智能中心綜合從電動車傳送來的車載蓄電池殘余電量，以及從家庭能源管理系統(tǒng)傳來的住宅內電力消費信息，結合氣象預報數據和電力公司的分時電費單價等信息，力圖在實現整個社會的二氧化碳排放和居民電費負擔的最小化的前提下，調整車輛的充電和住宅內的電力消費。

另外，如果通過智能手機等聯(lián)網，即使車輛處于外出狀態(tài)，仍然可以與智能中心進行數據交換，以調整能量的消費狀態(tài)。

比如：對于插電式混合動力車、電動車可以確認車載電池的殘余電量，對于電動車可以確認可以行駛的距離，所需充電時間以及遙控空調啟動和關閉；對于住宅可以在確認電力消費量、太陽光發(fā)電的發(fā)電量、家用蓄電池的蓄電量、熱水器的熱水存量和溫度等之后，遙控家庭用蓄電池及熱水器的工作狀態(tài)。

在電動車與住宅相結合方面，豐田有著得天獨厚的優(yōu)勢：在日本的汽車廠家中，豐田是很少見的擁有住宅制造和銷售子公司的集團企業(yè)。創(chuàng)業(yè)于1950年豐田Home是一家豐田集團旗下的不動產開發(fā)公司，在“低碳消費社會”的新時代，它找到了新的成長落腳點。

2010年9月，豐田與豐田Home在青森縣六所村開始了智能電網的驗證實驗。在這里，豐田Home建設了兩幢安裝了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的住宅，并配備兩輛插電式混合動力車。在進行實驗的同時，積累智能中心的控制數據，并以這些數據為基礎解決使用中出現的問題。同一年，在村中電網中得到了電力自給率達80%這一結果(積雪季節(jié)之外)。而六所村所在的青森縣處于日本的北方，變化劇烈的氣候環(huán)境又為開發(fā)電動車提供料便利條件。

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圖2 家庭電源管理系統(tǒng)界面上顯示了插電式混合動力車、太陽能電池、熱水器及家用蓄電池的狀態(tài)

照片來源：太陽生活.com

圖3 插電式混合動力車的充電狀況

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圖4 家庭用蓄電池的充電狀況

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圖5 信息界面顯示了本日節(jié)約的電量、本月節(jié)約的電量及本月削減的二氧化碳量

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圖6 設置于地區(qū)管理中心顯示器，顯示了該地區(qū)的能量利用狀況

照片來源：太陽生活.com

從得到的實驗結果看，六所村的驗證實驗取得了很多的成果，同時也發(fā)現了不少問題。據豐田e-TOYOTA部系統(tǒng)部的森健司先生介紹：因為六所村是豐田的智能中心首次使用，所以碰到了很多的問題。比如，將熱水器的加熱時間設定到電費便宜的深夜后，半夜3點鐘，住宅內響起了“熱水已經燒好了”的通知聲音，居民曾經因此而驚醒。

與此同時，日本政府的經濟產業(yè)省在數個地區(qū)推出了智能城市(Smart City)項目，豐田作為中心企業(yè)參加了其中在豐田市進行的實驗。在豐田市，豐田的智能中心也經受了考驗并積累了數據。

在豐田市進行的項目中，共建設了70幢智能住宅。各住宅安裝了家庭能源管理系統(tǒng)、太陽能電池、家用蓄電池和熱泵熱水器等設備，并由豐田向各住宅提供租賃用的電動車。在這個項目中，還進行了V2H技術*、住宅與CEMS(地區(qū)能量管理)系統(tǒng)聯(lián)動，以追求能量消費最適化的實驗。

* V2H技術：即Vehicle to Home，由電動車搭載的蓄電池向住宅供電的技術。詳見拙作《感謝電動汽車，電網的調控難題有解了》中的相關內容。

圖7 豐田智能住宅外觀

照片來源：FUTURUS

作為汽車企業(yè)，豐田推出的智能中心是有著深層的考量的。一般來講，在日本一臺汽車售出，至用戶更換新車為止，作為汽車企業(yè)的收益來源僅僅局限于車檢和保養(yǎng)等售后服務。而智能電網這個概念的推出，為汽車企業(yè)指出了一條新的收益來源，使電動車用戶(車載蓄電池的擁有者)及系統(tǒng)技術(豐田智能中心)的提供方獲得定期收入成為可能。在此基礎上，豐田的智能中心則為進一步將車輛與住宅捆綁為一體，不僅防止了因大量用電而對電動車銷售帶來負面影響，反而因電動車的銷售，促進了豐田子公司的住宅銷售。更令人拍案叫絕的是，這種商業(yè)模式竟然與日本政府的能源政策、與世界潮流相吻合！在現實生活中，類似于這種轉敗為勝、扭轉乾坤的事例是不多的！

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