Suomen vaihtelevat sääolosuhteet kesähelteistä koviin pakkasiin asettavat sähköauton energiatehokkuuden koetukselle. Miten sähköauton jäähdytys ja lämmitys toimivat, mihin ne vaikuttavat ja mitä itse kannattaa tehdä, jotta voi maksimoida toimintamatkan ja akun terveyden?
Sähköauton lämmönhallinta vaikuttaa koko auton toimintaan
Sähköautoissa on kriittistä etenkin etenkin korkeajänniteakun lämpötila. Akku ei saa olla liian kylmä, eikä toisaalta liian kuuma. Oikea lämpötila vaikuttaa sähköauton toimintamatkaan ja lataukseen jokaisella ajolla. Turvallisuuden vuoksi akku ei myöskään saa ylikuumentua.
”Akun kyky ottaa energiaa vastaan on sidottu lämpötilaan. Kylmä akku rajoittaa pikalataustehoa merkittävästi. Ääripakkasissa saatat saada vain murto-osan valmistajan ilmoittamasta maksimitehosta”, kertoo Diagno Finland Oy:n teknisen palvelun päällikkö Kai Hikman.
Näin sähköautot jäähdytetään ja lämmitetään
Sähköautojen jäähdytyksessä ja lämmityksessä on muutama erilainen tapa:
- Ilmajäähdytys: tämä ratkaisu on kustannuksiltaan edullinen ja sitä on käytetty etenkin varhaisissa sähköautoissa. Jäähdytystehon riittävyys on kuitenkin haaste etenkin ääriolosuhteissa. Tämä saattaa kiihdyttää akun ikääntymistä, jos kuormitus on suurta.
- Nestekierto: tämä on nykyisin yleisin tapa jäähdyttää sähköautot. Kylmäainepiiri tuottaa ”kylmän”, joka siirretään lämmönvaihtimen kautta jäähdytysnesteeseen ja siitä akkumoduuleille, invertterille ja vetomoottoreille tarpeen mukaan. Tämä tapa on tasapainoilua kustannusten, tehon ja huollettavuuden välillä.
- Suora kylmäaine, joka jäähdyttää akkua: Akkupaketin sisään johdetaan kylmäaine ilman välikättä (nestekiertoa), jolloin lämmönsiirto toimii tehokkaasti. Tämä tapa on teknisesti vaativampi ja usein kalliimpi, mutta lämpökuormien hallinta on tarkkaa esimerkiksi nopeissa DC-latauksissa.
Akun lisäksi myös suurtehokomponentit, kuten invertteri ja pikalatauksen tehoelektroniikka vaativat jäähdytystä. Sähkömoottori kuormittaa järjestelmää vähemmän kuin akku pikalatauksessa, mutta kuuluu samaan kokonaisuuteen.
Etenkin talvipakkasilla lämpöpumppu säästää sähköä
Se, millaisella tekniikalla auto tuottaa lämpöä, vaikuttaa merkittävästi sähköauton talviajon energiatehokkuuteen. Vastuslämmitys toimii samaan tapaan kuin kiukaan vastukset. Jokainen kulutettu kilowatti sähköä muuttuu suoraan kilowatiksi lämpöä. Lämpöpumppu taas käyttää hyväksi ympäristön lämpöenergiaa ja siirtää sitä auton lämmitysjärjestelmään. Samalla lämmitysteholla vaatii huomattavasti vähemmän sähköä. Käytännössä esimerkiksi noin 0,4 kW sähkönkulutuksella tuotetaan 1 kW lämpöä. Etenkin talven kovissa pakkasissa tämä on huomattava etu.
Myös kylmäaine ja sen ominaisuudet vaikuttavat siihen, kuinka tehokkaasti lämpöä voidaan siirtää erilaisissa sääolosuhteissa. Hiilidioksidia (CO₂) on alettu käyttämään kylmäaineena etenkin pohjoisissa maissa. Hiilidioksidin ympäristövaikutus on käytännössä nolla (Global Warming Potential eli GWP ~1), joten se on erittäin ekologinen vaihtoehto. Samalla hiilidioksidi kuitenkin toimii erittäin hyvin alhaisissa lämpötiloissa, joten se voi tuottaa lämpöä tehokkaasti myös kovilla pakkasilla. Perinteiset kylmäaineet eivät ole yhtä tehokkaita lämmöntuottajia kylmissä olosuhteissa, sillä ne on suunniteltu ensisijaisesti viilentämiseen. Käytetyt kylmäaineet vaihtelevat toki autonvalmistajan mukaan.
Näitä vaikutuksia sähköautoilija voi huomata arjessa
- Kylmä akku hidastaa latausta ja matkantekoa. Auto rajoittaa lataustehoa akun suojelemiseksi, jos akku on selvästi alle käyttölämpötilan. Matkanteon keskellä pysähdys voi venähtää turhaan pitkäksi, jos akku ei pysty latautumaan optimaalisesti. Akku kannattaa siis esilämmittää oikeaan lämpöön jo matkalla, jolloin lataus sujuu tehokkaasti ja nopeasti.
- Kuuma sää kuormittaa ja rajoittaa lataustehoa. Latauksen aikana syntyy lämpöä, jota on poistettava jäähdytyksellä, ja jos helle on kova, auto vähentää tehoa akun suojaamiseksi.
- Nopeus lisää kulutusta. Myös ajonopeus syö energiaa. Ilmanvastus kasvaa nopeuden mukana ja toimintamatka lyhenee, mitä nopeammalla vauhdilla ajetaan, sillä lämmönhallinnan lisäksi itse ajonopeus syö energiaa.
- Vastus ja massa kasvattavat kulutusta. Todellinen toimintamatka voi pudota selvästi, jos autossa on ylimääräisenä lastina esimerkiksi peräkärry tai iso kattoboksi.
Kumpi kuormittaa enemmän: pakkaset vai helteet?
Pakkaset ja helteet kuormittavat järjestelmää eri tavoin. Toinen ei ole toista pahempi, mutta vaativat erilaista huomiointia.
Pakkaskelien suurin haaste on lämmitys, jota tarvitsee paitsi matkustamo, myös korkeajänniteakku. Sähköautoissa ei myöskään synny polttomoottorille tyypillistä hukkalämpöä, jota voisi hyödyntää lämmitykseen. Sähköautoilijan kannattaa esilämmittää auto ja pitää sitä latauksessa ennen matkaanlähtöä. Tämä on talviaikaan selvästi energiatehokkain tapa parantaa toimintamatkaa ja ajomukavuutta.
Kesällä taas matkustamon viilentäminen kuormittaa järjestelmää vähemmän kuin talvilämmitys, mutta pikalataus saattaa nostaa akun lämpötilaa äkkiä, etenkin jos akku on jo valmiiksi kuuma ajon jäljiltä helteisellä säällä. Jäähdytysjärjestelmä suojaa tällöin akkua ja rajoittaa lataustehoa, jottei lämpötila pääse nousemaan liikaa. Kesän helteillä sähköautoilija saattaa siis huomata, että lataaminen käy normaalia hitaammin.
9 vinkkiä tehokkaaseen sähköautoiluun joka säällä
- Esilämmitä ja lataa ennen lähtöä – etenkin talvikeleillä
- Aseta auton navigaattoriin latausennakointi: moni sähköauto lämmittää akun automaattisesti optimaaliseen latauslämpötilaan, kun asetat määränpääksi navigaattoriin seuraavan latauspisteen.
- Sovita ajonopeus olosuhteisiin: mitä kovempi ajonopeus on, sitä kovempi kulutus – etenkin talvella ero on huomattava.
- Huomioi lisäkuorman vaikutus toimintamatkaan: suuri lasti tai peräkärry nostavat kulutusta huomattavasti. Suunnittele lataukset ja matkan tauotus tämän mukaan.
- Hyödynnä lämpöpumppu ja lisälämmitykset: pienennä puhalluslämpöä ja hyödynnä lämpöpumppua sekä ratin- ja penkinlämmittimiä – ne kuluttavat vähemmän kuin koko matkustamon lämmitys.
- Huollata ilmastointi- ja lämpöpumppujärjestelmä säännöllisesti: Sähköautossa myös ilmastointi on osa lämmönhallintaa, joten varmista, että se tulee huollettua säännöllisesti ja ammattitaitoisesti, jotta järjestelmä toimii optimaalisesti.
- Ohjelmistopäivitykset pitävät järjestelmät toimivina: valmistajien lämmönhallinta-algoritmit ja latausennakoinnit paranevat jatkuvasti päivityksillä – sähköautoihin erikoistunut ammattitaitoinen korjaamo varmistaa, että auton päivitykset pysyvät ajan tasalla.
- Pyri pitämään lataus 20-80 % välillä: tämä on useimmiten optimaalisinta sähköauton akun kannalta.
- Pidä järjestelmät puhtaina ja ehjinä: kosteuden kertyminen tai vääränlainen huolto voivat aiheuttaa ongelmia pitkässä juoksussa. Ammattitaitoisessa huollossa esimerkiksi akun huohotus ja jäähdytyspiirien kunto tarkistetaan säännöllisesti.
Näistä ei usein puhuta
Sähköautojen lämmönhallintaan liittyy myös tekniikka- ja turvallisuustekijöitä, jotka usein jäävät vähälle huomiolle. Esimerkiksi jäähdytysnesteen ja akun rakenteen toimiva yhteispeli on erittäin tärkeää turvallisuuden kannalta. Jos akun sisäisessä jäähdytyskierrossa on vuoto, saattaa neste päästä akun kennoston sisälle. Pahimmillaan tämä voi aiheuttaa oikosulun ja huomattavan turvallisuusuhan. Tästä syystä sähköautoissa käytetään toisinaan akustolle suunniteltuja sähköä johtamattomia jäähdytysnesteitä. Tällaiset huoltotoimenpiteet on tehtävä aina tarkasti valmistajan ohjeiden mukaisesti. Ammattitaitoinen huolto ja oikein valittu neste ovat tärkeässä roolissa paitsi akun pitkäikäisyyden, myös auton turvallisuuden kannalta.
Kylmäaineiden ympäristövaikutukset jäävät usein myös vähälle huomiolle. Sähköauton kylmäaineen valinta vaikuttaa oleellisesti sekä auton energiatehokkuuteen että ympäristövaikutuksiin. Euroopassa on jo pitkään ollut suuntauksena siirtyä vähäpäästöisempiin kylmäaineisiin, kuten hiilidioksidiin. Ratkaisut vaihtelevat kuitenkin autonvalmistajien ja markkina-alueiden mukaan. Sama kylmäaine, joka on optimaalisin Keski-Euroopan lauhaan säähän, ei välttämättä toimi yhtä hyvin Suomen olosuhteissa.
Kun sähköauton lämmönhallinta toimii, ajo on mukavaa, energiatehokasta ja akku pysyy kunnossa
Sähköauton lämmönhallinta on kokonaisuus, joka vaikuttaa paitsi energiatehokkuuteen ja akun ikään, myös autoilijan arkeen. Sähköautoilijan kannattaa huomioida esilämmitys, latausennakointi, tilanteeseen sopiva ja maltillinen nopeus, sekä säännöllinen huolto sähköautoihin erikoistuneella korjaamolla. Kun sähköauton lämmönhallinta on kunnossa, auto pysyy hyvässä kunnossa pitkään, lataukset sujuvat nopeasti ja ajo on mukavaa joka säällä.
Onko sähköautosi huollon tarpeessa? Aallon Auto on sähköautotekniikkaan erikoistunut e-Expert-korjaamo. Huollamme sekä korjaamme kaikenlaiset sähkö- ja hybridiautot. Varaa aika huoltoon tai kysy lisää, ammattilaisemme auttavat varmistamaan mukavat ajot sähköautollasi! Ota yhteyttä, kysy lisää ja varaa aika Aallon Autolle!
