Sähköautojen talvinen vertailu vuodelta 2014 – kylmänkankea kokemus

Monipuolinen koeajoreitti vei kaupungista maantielle

Reitillä koeajettiin kaupungissa, taajamassa ja maantiellä, jossa oli joko 80:n tai 100:n kilometrin nopeusrajoitus. Reitti oli mitaltaan 73 kilometriä.

Reitti kulki Helsingin keskustan tuntumasta Vallilasta Mäkelänkatua pitkin Hakamäentielle, josta matka vei Helsingistä luoteeseen Vihdintielle. Vihdintien taajamaliikenteestä liityimme Kehä III:lle, jota suuntasimme länteen. Kehä III:lta liityimme Espoossa Kunnarlantielle, ja pikkuteitä Bodomjärven rannalle Oittaan kartanolle. Oittaalla koitti kuvaustauko, jonka jälkeen matka jatkui pikkuteitä Espoon Lahnukseen, ja sieltä Vihdintietä takaisin kohti Vallilaa.

Ajoimme lopuksi kaupunkiajoa Sörnäisten rantatietä pitkin, Kauppatorin ohi Etelärantaan ja takaisin kohti Vallilaa. Ajoimme akut lähes tyhjiksi, mutta kuitenkin jäämättä tienpäälle. Koeajoreitti: Mäkelänkatu–Hakamäentie–Vihdintie–Kehä III–Kunnarlantie–Oittaa–Pakankylä–Lahnus–Vihdintie–Hakamäentie–Mäkelänkatu–Sörnäisten rantatie–Eteläranta–Sörnäisten rantatie–Mäkelänkatu

Ajokilometrien määrä on vertailtujen autojen osamatkamittarin kilometrilukemien keskiarvo. Vertailu paljasti hienoisia eroja myös trippimittareissa. Tarkalleen samalla ajoreitillä Leafin osamatkamittari näytti noin kaksi kilometriä suurempaa kilometrilukemaa kuin Focuksen osamatkamittari.

Vertailun pakkasastelukema on saatu laskemalla keskiarvo kummankin auton mittariston kertomasta ulkolämpötilasta koeajon aikana.

Tutkijat: kylmä syö kykyjä

Talvisen sähköautoilun haasteena ovat matkustamon lämmitys, latausaika ja ehtyvä ajokantama

Kello 6.55, pimeä autokatos, ikkunat jäässä, pakkasta 18 astetta. Latausjohto irti, kylmästä kangistunut johtovyyhti konttiin, ikkunat puhtaiksi, ratin takse ja sisätilan lämmitin puhkumaan.

Työpaikka ja latauspaikka sijaitsevat 79 kilometrin päässä. Sähköauton mittariston sininen latauspylväs lupailee lähes sadan kilometrin ajotaivalta. Huolet alkavat kalvaa jo puolimatkasta, ja latauspylväs kutistua silmissä. Matka tyssää ennen määränpäätä. Vain matkapuhelimen akussa on enää potkua.

Todellisuudessa matkan katkeaminen on vielä kokematta, mutta kylmässä sähköauto ei ole parhaimmillaan.

Sähköauton sisätilan lämmittimen käyttö ja pakkaset ovat yhtälö, jotka lyhentävät ajomatkaa jopa puoleen luvatusta. VTT:n johtava tutkija Juhani Laurikko kertoo tutkimusten tukevan sähköautoilun arkikokemusta.

– Mittaustemme mukaan kovassa pakkasessa, lumisella tiellä ja lämmitys täysillä ajomatka putoaa alle puoleen siitä, mitä autolle normiolosuhteissa luvataan, Laurikko kertoo.

Laurikko toppuuttelee muistuttamalla, että VTT:n tutkimusautona on ollut Citroën C-Zero.

– Esimerkiksi uudessa Nissan Leafissa on jo paljon kehittyneempi ja energiatehokkaampi lämmitys- jäähdytys- ja tuuletusjärjestelmä. Tulevaisuudessa asiat ovat varmaan paremmin.

Hitaampaa lataamista

Sähköautot ovat polttomoottorisia edellä moottorin hyötysuhteessa, jota kylmä ei nakerra: sähkömoottorin teho on heti alakierroksilta portaattomasti kuljettajan käytössä – olipa talvi tai kesä.

Kylmä ei Laurikon mukaan näyttäisi vaikuttavan kovin paljon siihen, kuinka paljon sähköauton akusta voidaan ottaa sähköä. Kylmä kuitenkin hidastaa akun täyteen latautumista.

– Kylmässä akkua pitää ladata hitaammin, jotta se ei vaurioidu.

Laurikonkin harmitukseksi kylmän vaikutuksesta ei ole tiedossa yleispätevää kaavaa, jota käyttämällä sähköautoilija voisi ennakolta laskea, kuinka monta minuuttia tai tuntia enemmän aikaa täyslataus vie kesäiseen lataukseen verrattuna.

Professori Juha Pyrhönen Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta muistuttaa, että akku viihtyy parhaiten samassa lämpötilassa kuin ihminen.

– Talvella olisi syytä yrittää pitää akku plussalla. Se parantaisi tilannetta jonkin verran. Akkujen kapasiteetin ollessa vielä näin kehittymätöntä, varustaisin itse auton polttoainelämmittimellä. Sen avulla saisi helposti akun ja auton sopivaan lämpötilaan. Lämmittimen käyttö tosin kuluttaisi polttoainetta.

Kolmasosa katoaa

Energian sähkönkäyttötekniikan professorina Pyrhönen ottaa huomioon lukuisat eri autoiluun vaikuttavat muuttujat kesäisestä matkustamon jäähdytystarpeesta talviseen sisäilman lämmittämiseen. Pyrhönen huomioi myös muun muassa rengas- ja laakerikitkat sekä pienemmät tehohävikit.

– Täysladatulla sähköautolla ajettavissa oleva matka vähenee 20 asteen pakkasessa noin kolmasosalla optimaalisesta ajokantamasta. Päättelyni osuu yksiin sen tiedon kanssa, että Think-sähköauto kulkee täydellä akulla kesäkelissä 150 kilometriä, mutta talvella vähän alle 100 kilometriä.

Uusi kulutussykli kehitteillä

Talvikäytössä sähköautoilun haasteena on, että autoa täytyy lämmittää akkuun latautuneen sähkön voimin. Polttomoottoriautoissa ei ole tätä ongelmaa. Matkustamon lämmittäminen ei juuri vaikuta kokonaiskulutukseen, sillä lämmitys hoidetaan hukkalämmöllä. Piheissä dieselmoottoreissa tosin tarvitaan lisälämmitin, jotta lämmitys hoituu riittävän ripeästi.

Sisätilojen lämmittämisen osuus sähköauton kokonaiskulutuksesta on huomattavan korkea. Ja koska lämmityslaitteen käyttö ei sisälly normitestiin, syntyy merkittävä ero luvatun ajokantaman ja todellisen ajokantaman välillä.

Juhani Laurikon mukaan juuri tästä syystä Suomi, Ruotsi, Norja ja Islanti ovat mukana RekkEVidde-hankkeessa, jossa muokataan myös suomalaisiin ajo-olosuhteisiin soveltuvaa kulutustestausta sähköautoille.

– Nykyinen EU-kulutussykli antaa ylioptimistisen kuvan ajokantamasta talvioloissa, Laurikko linjaa.

Ajovastukset kasvavat

Talvella kasvavat myös ajovastukset, joiden voittaminen syö akkuvoimaa. Lämpötilan muuttuessa ilmanvastuskin muuttuu, alussa kuvattuna pakkaspäivänä (–18 C) ilmanvastus on noin 15 prosenttia suurempi kuin kesäkeleillä.

Vaikutus on väkevämpi jos sähköautolla ajetaan maantiellä, jossa keskinopeus on kaupunkiajoa korkeammalla.

– Kylmyys vaikuttaa myös vierintävastukseen, koska esimerkiksi kylmät laakerit ja kylmät renkaat rullaavat huonommin kuin lämpimät, Laurikko muistuttaa.

Talviset ajovastukset vaikuttavat kulutukseen yhtä lailla myös polttomoottorisissa autoissa.

Teksti: Marko Jokela