Kulutuskisa: voittaako Mercedes-Benz A 250 e:n äly ihmisen?

Kuinka puolen vuoden koeajossa oleva Mercedes-Benz A 250 e optimoi hybridijärjestelmän toiminnan pidemmällä matkalla?

Olen monta kertaa todennut ladattavan hybridin olevan kaikkein monimutkaisin autoluokka, yhdistäähän se polttomoottori- ja sähköauton kaikki puolet. Ja kokonaisuus on monella tapaa enemmän kuin osiensa summa.

Puolen vuoden koeajossa olevan Mercedes-Benz A 250 e:n toiminnasta sähköllä ja bensiinillä on kirjoitettu jo pari kertaa. Viikko sitten tutustuimme auton toimintaan 140 kilometrin moottoritieajossa: havaitsimme latauksen tiputtavan kulutusta yllättävän paljon: samalla matkalla kulutus tippui 6,3 litrasta akku lataamalla 4,2 litraan sataa kilometriä kohden.

Moottoritieajossa A 250 e toimi aika yksinkertaisesti: ensin sähköajoa niin kauan kuin akut riittävät, loput polttomoottorilla. Koska päämäärämme oli vain kilometrien päässä moottoritiestä, tämä toimi ihan hyvin. Mutta miten auto toimii vaihtelevammassa ajossa?

Sama lenkki kahdella tavalla

Tätä lähdimme selvittämään 90 kilometrin mittaisella kulutuslenkillä, joka vie Helsingin laitamilta moottoritietä Veikkolaan, sieltä kauniiden maisemien läpi Kirkkonummelle ja lopuksi Länsiväylää pitkin takaisin Helsinkiin, jonka läpi edetään viimeiset kilometrit takaisin lähtöpisteeseen.

Ajoimme reitin kahdesti: ensin antaen auton hoitaa kahden voimalinjan hyödyntäminen automaattisesti ja toisen kerran käsivoimin käyttövoimia komentamalla.

Ensimmäisellä yrityksellä kerroimme autolle reitin ja valitsimme ajo-ohjelmaksi Econ, jonka pitäisi olla se kaikkein parhaaseen taloudellisuuteen tähtäävä vaihtoehto.

Reitti on sikäli haastava, että heti reilun viiden kilometrin kaupunkiajon jälkeen vuorossa on moottoritie: alkuun noin 15 kilometrin verran sataan kilometriin tunnissa rajoitettuna ja sitten vielä vajaan kymmenen kilometrin matka nopeudella 120 km/h.

Koska jo lähtiessä tiedetään, ettei auton sähköinen toimintamatka tule riittämään koko 90 kilometrin lenkkiin, olisi järkevintä hyödyntää polttomoottoria etenkin 120 km/h -nopeusrajoitusalueella, sillä siinä polttomoottorista saadaan kaikkein paras hyötysuhde. Huonoimmillaan bensiinimoottori on töksähtelevässä kaupunkiajossa, jossa nopeus vaihtelee ja välillä liikutaan madellen. Tässä taas sähkömoottori loistaa erityisesti.

Automaattista optimointia

Ideaalitilanteessa auton hybridijärjestelmä siis analysoisi navigaattoriin syötetyn reitin niin, että jokaisessa tilanteessa käytetään kaikkein parhaiten siihen soveltuvaa käyttövoimaa. Auton kun luulisi tietävän parhaiten eri järjestelmien toiminnan tehokkuuden, ja osaavan siten valita kokonaisuuden kannalta energiatehokkain kompromissi. Ihmiseltä tämä vaatisi ainakin kevyttä Excelin pyörittämistä – ei kiitos.

Otetaan esimerkki: jos reitti veisi vuoriston yli, kannattaisi akku ehdottomasti tyhjentää ylös kiivetessä, jotta huipun jälkeisessä alamäessä moottorijarrutuksen voisi tehdä generaattorilla. Tällöin jarrut säästyisivät ja mahdollisimman suuri osa auton potentiaalienergiasta (kiipeämiseen käytetyn työn tuloksesta) saataisiin kerättyä talteen akkuun.

Automaatilla vain kohtalainen tulos

Tässä kohtaa Mercedes-Benz ei aivan loistanut: Eco-asetuksella auto liikkui ensin sähköllä koko akun salliman matkan, 61 kilometriä. Sen jälkeen auto vaihtoi käyttövoiman bensiiniin, jolla edettiin loput 29 kilometriä. Se tarkoitti myös Helsingin läpäisyä polttomoottorilla – toki auto hyödynsi jarrutuksissa kerättyä energiaa myös liikkumiseen, mutta valtaosan ajasta liike tapahtui bensiinin voimin. Auton asetuksista löytyy polttomoottoria kaupunkiajossa painottava ruksi, ja tämä oli valitsematta. Oliko tämä virhe syy auton toimintaan?

Ei lopputulos toki huono ollut: perillä auto kertoi 90 kilometrin matkan taittuneen kulutuksella 1,3 l/100 km bensiiniä ja 11,7 kWh/100 km sähköä. Akku perillä oli tietysti tyhjä.

Pärjääkö ihmisäly paremmin?

Seuraavana päivänä päätin näyttää tekniikalle ihmisen kyvyt: lähdin ajamaan saman reitin, mutta nyt komensin auton järjestelmiä käsin. Ilahduttavasti sää pysyi samanlaisena, joten lämmitys- tai ilmastointilaitteen tuomat kulutuserot tuskin tuloksia häiritsivät.

Ajoin ensin Helsingin läpi sähköllä, mutta heti moottoritien alkaessa vaihdoin käyttövoiman polttomoottoriin. Turun moottoritietä edettiin noin 21 kilometriä bensiiniä polttaen. Sen jälkeen vaihdoin sähköajoon, sillä edessä oli kymmeniä kilometrejä enintään 60 km/h köröttelyä. Tämän jälkeen vuorossa olisi vielä hetki 100 km/h ajoa Länsiväyllällä – sen voisi ajaa taas polttomoottorilla, mikäli akkutilanne ei näyttäisi riittävän perille.

Nopeasti huomasin tehneeni virheen: ajoin aivan liian pitkään polttomoottorilla. Kun moottoritien loputtua vaihdoin sähkökäyttöön, arvioi auton ajotietokone sähköisen toimintamatkan pidemmäksi, kuin navigaattorin mukaan perille oli matkaa. Maaseudun kuudenkympin teillä kulutus jäi arvioituakin matalammaksi, joten päätepisteeseen saapuessani akkua olisi riittänyt vielä noin 10 lisäkilometrin ajamiseen.

Tulos: keskikulutus 1,5 l/100 km ja sähkönkulutus 10 kWh/100 km – sähköä tietysti kului edellistä ajoa vähemmän, jäihän akkuun vielä energiaa.

Kone siis voitti ihmisen, vaikka nyt ajettiin tuttua kulutuslenkkiä tutulla autolla.

Vielä en luovuta: edessä on kolmas yritys, ja silloin ajan vain 120 km/h -osuuden polttomoottorilla. Ehkä sitten saan testilenkin keskikulutuksen alle litraan per sata kilometriä?

Optimointia kaivataan

Tarinalla on opetus: ladattavan hybridin kahden käyttövoiman mahdollisimman tehokas hyödyntäminen pidemmällä matkalla on todella vaikeaa, vaikka reitin tuntisi etukäteen. Siksi olisi toivottavaa, että auton järjestelmät optimoisivat sähkö- ja polttomoottorin käytön mahdollisimman tehokkaasti. Auto kuitenkin tietää kulutuksensa eri nopeuksilla, ja navigaattoria käyttäessä järjestelmän ei tarvitse edes kyetä ennustamaan. Riittää, että karttatieto on ajantasaista.

Tavallaan kyse on hiuksien halkomisesta: jos pienellä harjoittelulla saan tiputettua keskikulutuksen 1,3 l/100 km tuloksesta alle litraan sadalla, eihän kyse ole kuin muutamasta desilitrasta? Ei toki, mutta kalliista ja hienosta teknologiasta on tärkeä saada kaikki mahdollinen potentiaali irti. Ensimmäisen erän voitti silti saksalaistekniikka, ihminen jäi toiseksi.

Teksti ja kuvat: Lauri Ahtiainen