Julkaistu    |  Päivitetty 
Marko Siintomaa

Käydäänpä läpi terminologiaa

Sähköllä kulkevat autot ovat nyt päivän kuuma sana, joten lienee syytä käydä hieman terminologiaa läpi. Seuraavissa esimerkeissä yksinkertaistetaan rajusti joitakin asioista, sillä muuten iso kuva hämärtyy. Tämä on tehty selvyyden vuoksi, sillä moneen asiaan on useasti olemassa poikkeuksen poikkeus.

Hybridiautossa on akku, jota ladataan auton omalla polttomoottorilla ja/tai ottamalla talteen jarrutusenergiaa.

Lisäksi on olemassa myös ladattavia hybridejä eli plug-in hybridejä, joiden kohtuullisen pientä akkua voi ladata sähköverkosta.

Täyssähköautoissa lataus tapahtuu kotona hitaasti perinteisestä kotitalouspistorasiasta (suko-pistorasia, niin sanottu valovirta) tai kolmivaihepistorasiasta (punainen pistorasia, niin sanottu voimavirta). Jälkimmäistä tarvitaan nopeampaan lataukseen, ja se tarvitsee yleensä lisäksi kotilatausaseman, joka osaa hyödyntää useampaa sähköverkon vaihetta ja täten saadaan suurempi latausnopeus.

 

 

Suomessa kotipistorasiaan tulee 230 volttia (V). Voimavirran eli kolmivaihesähkön volttimäärä taas on 400 V.

Tätä eroa voi verrata esimerkiksi mäen laelta tippuvan vesiputouksen korkeuteen eli mitä suurempi on korkeusero, sen kovempaa vesi virtaa. Ampeeri taas on virran määrä ja tätä voi verrata vesiputken paksuuteen. Kapeassa putkessa mahtuu vettä kulkemaan vähemmän kuin paksummassa putkessa.

Latausnopeutta voi kuvailla esimerkiksi sähkökiukaalla. Omakotitalon pääsulakkeet ovat yleensä 3x25 A.

Taloon tulee siis kolmen 25 ampeerin johdon verran sähköä. Sähkökiukaassa on vastukset, jotka ottavat virtaa kolmesta eri vaiheesta. Jos kiuas on 6 kW tehoinen, niin yksi vaihe on silloin 2 kW. Jos joku vaihe tai kiukaan vastus on pimeänä, niin kiuas ei lämpene kunnolla. Sähköauton kotiboksi tekee saman eli se yhdistää useamman eri vaiheen ja täten saadaan isompi latausvirta.

 

 

Ettei asia olisi liian yksinkertainen, lataukseen vaikuttaa sähköauton oma laturi.

Keski- ja Etelä-Euroopassa taloon tulee monesti vain yksivaihesähköä, koska siellä ei tarvitse lämmittää taloa samalla tavalla kuin Suomessa eivätkä etelän rassukat tajua saunan päälle yleensä yhtään mitään. Täten moni sähköauton oma sisäänrakennettu laturi osaa hyödyntää vain yhden vaiheen verran sähköä.

Esimerkiksi Nissan Leafin laturi osaa ladata normaalista suko-pistorasiasta 1,8 kW 8A virralla ja 40 kWh:n akun lataaminen tyhjästä täyteen kestää tällöin reilun vuorokauden. Siksi vain 8A, koska normaalia kotipistorasiaa ei ole tarkoitettu jatkuvaan 16A-kuormitukseen. Näin 3,3 kW tehoa ei edes voi hyödyntää. Varsin hidasta latausta siis.

Käytettäessä erillistä kotilatausboksia (joka siis yhdistää useamman vaiheen ja täten saadaan enemmän virtaa) voidaan hyödyntää mahdollisesti auton oman laturin nopeampaa latausta, joka Leafin tapauksessa on 6,6 kW.

Tällöin lataus kestää kaikki häviöt huomioiden alle puolet 3,3 kW:n latauksesta.

 

 

Yllä olevat esimerkit liittyvät sähköverkossa käytettävän vaihtovirran (AC) muuttamiseen sähköauton akun ymmärtämään tasavirtaan (DC) ja latausnopeuden suurin pullonkaula on auton oma sisäänrakennettu laturi. Pitkällä matkalla hidas lataus ei ole järkevä vaihtoehto vuorokauden kestävine latausaikoineen. Tähän ongelmaan ratkaisu on pikalaturi, joilla ohitetaan auton oma laturi ja syötetään suoraan tasavirtaa akkuihin.

Esimerkiksi Nissan Leaf voi ottaa nopeimmillaan jopa 100 kW tehoista pikalatausta vastaan, joten pikalataus 20 prosentista 80 prosenttiin kestää 30–60 minuuttia.

Akun lataamiseen liittyy myös erikoisuus, että akun ollessa tyhjä se latautuu nopeammin. Kun akun varaus alkaa olla noin 80 prosentissa, latausnopeus hidastuu radikaalisti. Lisäksi latausnopeuteen vaikuttaa akun lämpötila. Jos akku on liian kylmä tai kuuma, se ei ota kunnolla latausta vastaan. Ladattaessa nolla-asteista akkua lataus hidastuu jopa 90 prosenttia. Samaten liian kuuma akku ei ole hyvä juttu. Yli 50-asteisessa akussa alkaa muodostua kaasua ja pahimmassa tapauksessa akku saattaa mennä lopullisesti rikki. Sanotaankin, että sähköautojen akku tykkää samasta lämpötilasta kuin ihminen, eli optimi on 10–30 asteen välillä.

 

 

Sähköautojen kulutuksessa puhutaan kilowattitunneista ajettua matkaa kohti.

Esimerkiksi pihinä tunnettu Hyundai Ioniq Electricin kulutus on noin 12 kWh/100 km, Nissan Leafin noin 15–19 kWh/100 km ja Audi e-tronin kulutus isona autona huitelee jo noin 22–26 kWh/100 km luokassa.

Näistä voi karkeasti laskea toimintamatkan eli niin sanotun rangen. Jos akku on 40 kWh (kilowattituntia) ja kulutus on 18 kWh/100 km, autolla pääsee noin 222 kilometriä. Maantieajossa kulutus on suurempi, koska silloin ei voida hyödyntää jarrutuksen regenerointia ja myös ilmanvastus vaikuttaa. Varsinkin moottoritieajossa kulutus tuppaa yleensä nousemaan reilusti. Kaupungissa ajo taas on monesti kiihdytystä ja jarrutusta, joten sähköautot järjestään osaavat hyödyntää jarrutusenergian.

Sähkömoottorista tulee siis jarrutuksessa generaattori, joka lataa akkua. Selvyyden vuoksi sähköautoissa on myös perinteiset jarrut eli jarrupoljinta painettaessa sähköauto jarruttaa ihan samalla tavalla kuin perinteinen polttomoottoriautokin.

 

// Juttua muokattu 14.11.2019 kello 10.03: Korjattu 1,8 Kw 1,8 kW:ksi ja 40 kW 40 kWh:ksi.

Kommentoi

Hae Heilistä

Hae Heilistä