Aku Saarelainen Teknistä etumatkaa

Täyssähköllä Lapin pakkasissa

  • Tekniikan Maailman havaintoja täyssähköautojen toimintamatkoista talvella - linjassa aiemman tutkimuksen kanssa!
    Tekniikan Maailman havaintoja täyssähköautojen toimintamatkoista talvella - linjassa aiemman tutkimuksen kanssa!
  • Sodankylän ja Rovaniemen puolimatkan krouvissa Käyrämössä kelpaa kiireettömän latailla sähköautoa!
    Sodankylän ja Rovaniemen puolimatkan krouvissa Käyrämössä kelpaa kiireettömän latailla sähköautoa!

Tuoreimman Tekniikan Maailman kolahtaminen postiluukusta on joka kerta yhtä tunteita herättävä ilmiö ja nämä tunteet ovat siis automiehellä 98-okt… eikun -prosenttisesti positiivisia! Numerossa 5/19 oli jotain tämän blogin aihepiiriin kuuluvaa ja siihen otan tällä kertaa kantaa.

Tekniikan maailman sähköautovertailu

Päätoimittaja kehuu vertailua sanoilla ”vastaavaa ei ole maailmassa ennen tehty” ja vaikka samaa voisi sanoa vaikkapa ruotsalaisesta A-mersun hirvenväistökokeesta, on vertailu kuitenkin kattava ja laadukas. Lehti itsekin ilmoittaa, että sähköautojen kylmäkulutus ja toimintamatka on ”se kiinnostava kysymys” ja siksi onkin valitettavaa, että juuri tämä osio jättää hieman kysymysmerkkejä.

Tekniikan Maailma oli mitannut sähköautojen energiankulutukset lataamalla akut tyhjästä täyteen, minkä jälkeen autoilla ajettiin jälleen akut tyhjäksi. Sähkönkulutuksen mittaamisessa käytettiin tosin energiamäärää, joka kului akun lataamisen yhteydessä kaikki siirtohäviöt mukaan lukien. Näin ollen TM:n tuottamat kWh/100km-lukemat eivät sovellu ajoneuvojen toimintamatkojen arviointiin, vaan lähinnä sähköautoilun kustannusten laskemiseen. Kylmässä kelissä saavutetut toimintamatkat ilmoitetaan ainoastaan kilometreinä. Esimerkiksi Tesla S:n ilmoitettuun 613 km NEDC-toimintamatkaan suhteutettuna TM:n saavuttama 391 km on noin 63%. Vertailussa käytettyjen ajoneuvojen testissä saavutettujen ja valmistajan ilmoittamien toimintamatkojen suhde (kirjoittajan laskema) on esitetty oheisessa kuvassa.

Suurimman kritiikin TM saa juuri tämän kyseisen kuvaajan puutteesta ja siitä, että mitattujen ja ilmoitettujen toimintamatkojen keskimääräinen ero on ilmoitettu kilometreinä. Kun ajoneuvojen toimintamatkojen erot ovat parhaimmillaan kaksinkertaista, on minkään koko ryhmää koskevan tuloksen ilmoittaminen suhteellisen sijaan absoluuttisena hieman harhaanjohtavaa. Toisekseen, kaikki TM:n mittaukset ajettiin 75 km/h keskinopeudella. Myös pienemmällä keskinopeudella ajetun testin tulokset olisivat olleet mielenkiintoisia, sillä sähköauton talvikäytössä ajonopeudella on yllättävän suuri merkitys energiankulutukseen.

Tekniikan Maailman sähköautovertailu vakuuttaa kattavuudellaan pienistä kauneusvirheistä huolimatta ja saa tästä suunnasta 4,5 TM-tähteä.

Sähköauton toimintamatka kylmässä

Kuten jo TM:n vertailussa tuli ilmi, täyssähköajon toimintamatka laskee kelistä riippuen noin kolmasosan tai enemmän. Ajoneuvojen valmistajat ilmoittavat ajoneuvojen toimintamatkat +20 °C lämpötilassa ja käytännössä toimintamatka pienenee suhteellisen lineaarisesti, ajettiin sitten tuota kylmemmässä tai kuumemmassa kelissä. Toimintamatkan lasku kylmässä verrattuna kesäkelin ajoon koostuu pääosin seuraavista tekijöistä: lisääntyneet liikettä vastustavat voimat, lisääntynyt lämmityksen energiankulutus, lämpötilan vaikutus akun energianluovutuskykyyn sekä lämpötilan vaikutus energian regenerointiin.

Kylmässä kelissä ilmanvastuksen vaikutus on suurempi, koska kylmä ilma on tiheämpää. Myös renkaiden vierintävastus lisääntyy, mikäli tiellä on lunta, jota renkaiden täytyy syrjäyttää. Nämä vaikutukset tuntuvat myös polttomoottoriautoilla. Sähköautojen kesärenkaat ovat hienosäädetty matalalle vierintävastukselle energiatehokkuuden takia, mutta talvirenkaissa vierintävastus on aina suurempi. Kylmä keli lisää vielä entisestään talvirenkaan jo valmiiksi suurempaa vierintävastusta, sillä renkaan toiminnan kannalta oleelliset renkaan kumiseoksen muodonmuutokset vievät enemmän energiaa kylmällä jäykänjähmeällä renkaalla. Myös voimansiirron häviöt kasvavat kylmässä voiteluaineiden jähmettymisen seurauksena, joskin sähköautoilla vaikutus on yksinkertaisemman voimansiirron johdosta vaatimaton.

Sekä matala että korkea lämpötila heikentää sähköautoissa käytettyjen litiumioniakkujen kykyä luovuttaa energiaa. Tätä pystytään jonkun verran kiertämään akkupaketin lämmityksellä, joka toki sekin vie energiaa. Akkupaketti lämpenee myös käytössä, joten tämän tekijän vaikutus ajoneuvon toimintamatkan laskuun ei ole niin radikaali, kuin vaikka matkapuhelimen kylmäkäytön perusteella odottaisi.

Vaikka litiumioniakku luovuttaa virtaa jollakin tasolla myös kylmänä, ei pakkasen puolella olevan akun lataaminen ole turvallista tai nykyaikaisen ohjauselektroniikan sallimana edes mahdollista. Pistokkeesta tapahtuvassa latauksessa tämä pystytään huomioimaan akkupaketin lämmityksellä, mutta ajon aikana kova pakkanen yleensä estää jarrutusenergian talteenoton (regeneroinnin). Kylmällä kelillä regenerointi mahdollistuu vasta kun autolla on ajettu riittävästi ja akku on lämmennyt käyttölämpötilaan.

Merkittävin yksittäinen täyssähköajon kylmän kelin toimintasäteeseen vaikuttava tekijä on ajoneuvon sisätilojen lämmityksen kasvanut energiankulutus. Koska sähköautossa ei synny juurikaan hukkalämpöä, on ajoneuvon sisätiloja lämmitettävä energiaa kuluttavilla sähkövastuksilla (tai lämpöpumpulla). Tavoitellusta lämpötilasta riippuen vaadittava energiamäärä voi olla suurikin. Ongelma korostuu toimintamatkan osalta erityisesti hitailla nopeuksilla. Mikäli ajoneuvon keskinopeus on 100 km/h sijaan 50 km/h, on sata kilometriä päästäkseen käytettävä matkaan tunti enemmän aikaa ja näin ollen lämmitettävä auton sisätiloja tunnin verran pidempään. Iltalehden kommenttipalstalla naurettiin aikanaan kippurassa uutisoinnille insinööri Leinosen opinnäytetyöstä, jossa todettiin sähköauton toimintamatkan kasvavan rajusti sisätilojen polttoainetoimisella lisälämmityksellä. Pöljiä tässä olivat kommentoijat, ei autotekniikan opiskelija, sillä asia on juurikin näin.

Niin vielä siitä ennennäkemättömästä talvivertailusta

Tuota alussa käsiteltyä TM:n juttua puffattiin aikoinaan nimenomaan sähköautojen toimintamatkaan liittyvien salaisuuksien arkkua raottavana julkaisuna. Tätähän oli tosiaan tutkittu jo aikaisemmin. Auto Bild oli vuonna 2014 todennut talvisen toimintamatkan jäävään noin 60-70 prosenttiin ilmoitetusta. ADAC päätyi 2016 23-74 prosentin toimintamatkan laskuun riippuen ajonopeudesta. Carnegie Mellonin yliopistossa on 2014 todettu 35 % laskuja silloisten sähköautojen toimintamatkoissa kylmässä ajokelissä. Näiden tieteellisten artikkelien sekä autokerhojen ja -lehtien tekemien dokumentoitujen testien lisäksi netti on pullollaan sähköautojen käyttäjien taltioimia kulutustietoja.

Loppuun voisi vielä todeta, että muista täyssähköauton puutteista poiketen vaatimaton suorituskyky kylmässä ei ole puhtaasti akun vika!

 

 

Lähteitä:

http://alohonyai.blogspot.com/2014/11/effects-of-winter-on-fuel-economy.html

https://optibike.com/lithium-battery-performance-in-cold-temperatures/

https://electronics.stackexchange.com/questions/263036/why-charging-li-i...

https://www.theseus.fi/handle/10024/145831

https://www.autobild.de/artikel/elektroautos-im-wintertest-4508538.html

https://presse.adac.de/meldungen/adac-ev/verkehr/e-autos-im-winter-heize...

https://www.teslarati.com/effects-winter-tesla-battery-range/

https://cedmcenter.org/wp-content/uploads/2014/05/24-Yuksel.pdf

 

 

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

7Suosittele

7 käyttäjää suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelijat

NäytäPiilota kommentit (15 kommenttia)

Käyttäjän kosonenjuhapekka kuva
Juha-Pekka Kosonen

Sähköautot sopivat vielä toistaiseksi hyvin Helsingin Kallion "kuplassa" asuville, mutta pidempää matkaa ajaville niistä ei vielä ole polttomoottoriautojen korvikkeeksi, eivät sen enempää hintansa kuin keskimääräisen toimintasäteensä puolesta.

Olisihan se kiusallista, kun vaikkapa poliisiauton akut tyhjenisivät pika pikaa kovavauhtisen takaa-ajon seurauksena.

Vauhdin lisäys lisää akkujen tyhjenemisnopeutta lineaarisesti siinä missä lämpö tai pakkanenkin, ainakin Top Gear ohjelman mukaan. Ohjelmassa Teslan muikea matkasäde saatiin supistumaan muutamaan ratakierrokseen, kun tehonsäädin (kaasupoljin) runtattiin kiinni lattiaan.

Eräänä kehittämiskelpoisena ideana pitäisin sähköautojen induktiolatausta, jolloin niiden toimintamatkaa voitaisiin lisätä tien asfalttipinnan alle asennetulla latausverkolla. Autoa ikäänkuin tankattaisiin koko ajan.

(Kuka maksaa?)

Induktiokenttiähän on asennettu jo Kainuun korpiin vahtimaan maamme rajoja, joten ei kai sellaisen asentaminen esim. moottoritielle ylivoimaista olisi. Samat kentät voisivat vahtia myös ylinopeuksia ym...

Suurempi ongelma lienee sellaisen sopivan latausstandardin löytäminen, joka kelpaisi kaikille valmistajille.

Käyttäjän akusaarelainen kuva
Aku Saarelainen

Ei varmaan keskimääräisen toimintasäteen puolesta, mutta tuollainen auto jossa toimintamatka on pidemmästä päästä täyttää tarpeen 80 prosentille käyttäjistä 95% ajotilanteista.

Tuo autoa lataava tie ei kyllä ole "pienimmän riesan tie". Voipi olla että akkutekniikka kehittyy sille asteelle, ettei noita teitä enää tarvita siinä vaiheessa kun ensimmäinen kilometri on saatu tänne pohjolaan rakennettua.

Käyttäjän joukorep kuva
Jouko Repo

Talvikelillä tankkauksen ja ajomatkojen arpomisen kanssa pelleily ei varmasti ketään täyspäistä jaksa oikeasti kiinnostaa. Ellet nyt sitten asu suurinpiirtein keskellä tiheästi asuttua aluetta ja aja lyhyitä päivämatkoja. Akkukäyttöinen ajoneuvo on vielä keskeneräinen, kilpaileva perinteinen vaihtoehto tarjoaa paremman ja halvemman lopputuloksen. Ei siis syytä pitää mitään kiirettä hankintojen suhteen.

Akkujen tehokkaamaan lataamisen avulla lopputulos olisi paljon parempi. Mielenkiintoista nähdä, koska ympäristöystävällinen vety käyttöaineena saa isomman jalansijan. Tekniikkahan on jo tuotannossa. Polttokenno ratkaisisi monta ongelmaa. Kalliit latausärjestelmät, sekä väkisinkin muodostuvat energian kulutuspiikit voisi osittain unohtaa.Vety polttoaineena toimisi hybridinä myös raskaan kaluston käyttövoimana. Toki, vedyn kaupallista jakelua ei ainakaan Suomessa ole vielä edes aloitettu, joten infran rakentaminen silläkin puolella on edessä.

Toiataiseksi se parjattu diesel kuitenkin puolustaa hyvin paikkaansa energialähteenä.

Käyttäjän akusaarelainen kuva
Aku Saarelainen

Kiitos rakentavasta ja punnitusta mielipiteestäsi! Olet oikeastaan jopa ihan oikeassa, sillä pääosa suomalaisista asuu keskellä tiheästi asuttua aluetta ja ajaa lyhyitä päivämatkoja. Jossain Sevettijärven perukoilla ehkä kannattaa vielä jatkossakin pitäytyä siinä polttoöljyllä kulkevassa W124-mersussa.

Dieselillä ajaa vielä maailman tappiin, mutta nyt näyttäisi siltä että ennemmin kaikki autot kulkee sähköllä kuin vedyllä, niin takeltelevaa vetyautojen esiinmarssi näyttää toistaiseksi olevan.

Käyttäjän MattiKarnaattu kuva
Matti Karnaattu

"Ellet nyt sitten asu suurinpiirtein keskellä tiheästi asuttua aluetta ja aja lyhyitä päivämatkoja."

Eli 70% suomalaisista.

"Toiataiseksi se parjattu diesel kuitenkin puolustaa hyvin paikkaansa energialähteenä."

Ihmiskunta kyllä tuntee parempiakin vaihtoehtoja, kuten vaikka puuhiili.

Käyttäjän opehuone kuva
Esa Mäkinen

Testatuilla sähköautoilla huitaisee 200km pätkän ilman lataushuolia myös tavanomaisimmissa talvikeleissä. Se riittää vallan hyvin lähes kaikille lähes kaikkeen. Eli arkiajossa ei kaikkien tarvitse edes ladata joka päivä.

Ennakkoluuloisuudesta elämäsisältönsä tehneille sähköautoista on erityisen suurta hyötyä:taivasteltavaa riittää, sanovat testit sitten mitä tahansa. Ja meillä muilla riittää hupia. Logiikka menee suunnilleen näin: Top Gear, ratakierros,Sevettijärvi, rikkaiden Teslat, poliisiauto takaa-ajossa, minun diesel, kännykän akkukin simahti kerran -> sähköauto ei voi toimia Suomessa.

Käyttäjän akusaarelainen kuva
Aku Saarelainen

Sepä. Väki jotenkin hyväksyy täysin sen että on useita käyttöprofiileja joihin polttomoottoriauto ei sovellu ollenkaan. Mutta sähköauton kanssa vaikkapa soveltumattomuus sotilaskäyttöön tekee siitä kelvottoman kaikessa.

Martti Nurmi

Kun hankin ensimmäisen nelivetoni. Länsi-Lapissa kantaväestön avustajat kehottivat olemaan lainaamatta sitä tyttärelleni, koska he olivat kyllästyneet etälän ihmeisiin, jotka saavat käyttökelpoisen auton ajettua mahdottomuuksiin. Sama koskenee sähköautoja. Ongelmiin ajautuneita toki autetaan, mutta jonon kärkipäässä he eivät ole. Se opettaa ennakkoluulotonta, lopulta.
Toki selitin opastajille, että tyttäreni on ihan täyspäinen.

Käyttäjän akusaarelainen kuva
Aku Saarelainen

Nelivedolla jää jumiin kauemmaksi tiestä kun etuvedolla, ja jos se sattuu vielä olemaan brittivalmisteinen, niin kaiken hyväksi hajoaa sinne minne kukaan ei pääse sitä korjaamaan.

Tosin kokemattomissa käsissä voi tielläkin tehdä pahaa jälkeä, etenkin jäykällä nelikolla. Etuvedon luisu korjataan kytkimellä, takavedon kaasulla ja nelivedon sivuluisu korjataan peltisepällä.

Käyttäjän opehuone kuva
Esa Mäkinen

Sitten ovat tietysti vielä ne, jotka ovat nelivetoja vain markkinointimateriaalissa.

Käyttäjän akusaarelainen kuva
Aku Saarelainen Vastaus kommenttiin #11

Ja Luojalle kiitos, että ovat pääosin niitä! On tullut ajettua pneumaattisesti 100% lukittavalla nelivedolla, sähkömekaanisesti 100% lukittavalla, LSD:llä, torsenilla, haldexilla ja viimeisimpänä nyt xDrivellä. Viimeisin näistä lienee vähiten "oikea neliveto", mutta siihen olen katukäytössä eniten tykästynyt. Tuollainen "oikea" neliveto on niin huono ajaa tiellä, että kauppareissulle autoa valkatessa jos lumitilanne antaa myöten, niin miten päin vaan tuo bemarin avustava neliveto lähtee pihasta alle.

Jaksoin joskus nuoruudessa meuhkata noista 100% lukoista, mutta nyt on iän myötä tullut mukavuudenhaluisemmaksi. Etenkin kun tuo xdrive ohjaa voimaa lähinnä taakse ja vähän avustaa edestä, niin tulee pitkiä ja hallittavia luistoja jos välillä sattuu vähän lapsettamaan. Xdriven etuihin pitää myös lukea se, miten elektroniikka auttaa esim. ristiriipuntatilanteissa. Sama paikka mistä hilux ei lähde ilman lukkojen kytkemistä on xdrivelle pala kakkua kun vähän sopivia pyöriä jarrutellaan.

Voidaan myös kysyä näin päin, onko joku markkinamiesten neliveto niin huono, että ottaisit samaan rahaan mieluummin etuvedon?

Käyttäjän ZeiEizh kuva
Juha-Matti Hakala Vastaus kommenttiin #13

Maailmalla olen joutunut näitä uusia Jenkki pickuppeja ajamaan. Ne on kivoja menee vaikka puuhun. Kääntösäde on vaan lentokenttä, mutta 400hv pelkällä takavedolla kääntää sitten ahtaassa paikassa.
Lukot tulee sisältä ja etupää painaa, korkeutta piisaa ja kuviota renkaissa. Vaikea saada jumiin.

Olen seurannut tuota sähköautogurua, Bjørn Nylandia ytstä, sieltä saa aika hyvää näkökulmaa, kuinka hankala sähkäri vielä Norjassakin on.
Ja talvikulutusten eroja kesäkulutukseen.

Käyttäjän TeemuHuhta kuva
Teemu Huhta

Suomessa auton hankinta, omistaminen ja käyttäminen on kallista. Siksi auto on tähän mennessä mitoitettu max. käyttötarpeen mukaan. Tätä ajatusta ei vielä kukaan ole rohjennut murtaa. Entä jos olisikin ok. omistaa se land cruiser, jolla ajetaan ympäri järvisuomea kalastusvene/asuntovaunu perässä se kuukauden kesäloma ja muun ajan olisi auto pihalla seisonnassa kun ne tavanomaisimmat ajot ajettaisiin sähköautolla?

Nyt maksat kaikista autoista kaikki maksut, vaikket voi ajaa kuin yhdellä, siksi se yksi mitoitetaan tuon em. tarpeen mukaan ja ajetaan sillä sitten ne muutkin ajot, sillä silloin saa kustannukset jaettua mahdollisimman monen ajokilometrin kesken.

Tämä on yksi asia, mihin soisin muutoksen tulevan. Sillä vaikka ajaisit sillä land cruiserilla vain kuukauden vuodessa niin maksat siitä; katsastuksen, vakuutukset, ajoneuvoverot, käyttövoimaverot, autoveron, arvonaleneman yms. kustannukset. Juu, verot ja vakuutukset saa poikki seisonnan ajaksi, mutta muut maksut kyllä juoksevat ja arvonalenema lienee niistä suurin.

Omistamani 1.6 bensaprimeran 15 tkm vuosittaisen ajosuoritteen polttoainekulut taisivat ylittää arvonaleneman kymmenen omistamisvuoden tietämillä.

Käyttäjän akusaarelainen kuva
Aku Saarelainen

En oikein ymmärrä mitä esität. Läntisessä yhteiskunnassa ei liene keksitty järjestelmää, jolla autojen arvonaleneman aiheuttama kustannus saataisiin siirrettyä niiden käyttäjiltä pois. Eikä kukaan ole kai kieltänyt omistamasta sekä Land Cruiseria että sähköautoa? Onhan mullakin Hilux ja BMW 330xd juuri tästä syystä, kun on noita erilaisia käyttötarpeita.

Tietysti jos ei pito riitä pitää kahta autoa, niin voihan sen kärrinveturin vuokrata kesäksi

Käyttäjän MattiKarnaattu kuva
Matti Karnaattu

Itse olen tuumannut että voisi olla hyvä idea yhtiöittää autot samaan tapaan kuin on vaikka asunto-osakeyhtiöitä.

Toisin sanoen auton kirjanpidossa olisi kiinteänä omaisuutena auto ja sen rahoitusvelka toisella puolella. Siihen sitten merkitsee kulut ja rahat käytön mukaan. Jos auto tuottaa paljon niin miksei siitä yhtiötä voisi ottaa rahaa ulos kyytipalkkana, eli olisi taksi sitten.

Toimituksen poiminnat

Tämän blogin suosituimmat kirjoitukset