Sähköautojen ominaisuuksia
Tälle sivulla on kirjoitettu aiheesta kiinnostuneille yleistietoa sähköautojen ominaisuuksista ja sähköautoilusta ylipäätään.
Tekniset erot polttomoottoriautoon:
Merkittävimpänä erona polttomoottori ja vaihteisto on sähköautossa korvattu sähkömoottorilla ja sen yhteyteen rakennetulla kiinteällä välityksellä. Moottorilla on lisäksi sen nopeutta ja vääntöä (=tehoa) säätelevä elektroniikka.
Nelivetoisissa sähköautoissa on yleensä oma moottori molemmilla akseleilla. Erityisesti hyvin tehokkaissa sähköautoissa voi taka-akselilla olla kaksi moottoria.
Polttoainetankki on korvattu akustolla. Akusto on huomattavasti painavampi kuin esimerkiksi 100 litraa polttoainetta, joten se on painopistesyistä sijoitettu yleensä auton pohjan alle. Sähköautojen moottorit ovat huomattavan keveitä, joten ne kompensoivat jonkin verran akuston painoa.
Muut tekniset asiat ovat pääasiassa täysin samoja kuin polttomoottoriautoissa.
Käytön erot polttomoottoriautoon:
Sähköautolla ajaminen on mukavaa, tasaista ja rentoa. Moottori ei jyrise, vaihteiden vaihtoa ei ole ja auto vetää tasaisesti kuin kuminauha ja hidastaessa ottaa liike-energian talteen, eikä hukkaa sitä lämpönä jarrujen kautta ilmaan.
Ajaminen sähköautolla on vähintään yhtä helppoa kuin polttomoottoriautoillakin. Toki jokaisessa autossa on nykyään enemmän ja enemmän varusteita, joista ennen ajoonlähtöä kannattaa opetella ainakin välttämättömimmät.
Sähköauton toimintamatka yhdellä latauksella ei toistaiseksi yleensä ole yhtä pitkä kuin polttomoottoriautoilla. Myös lataaminen kestää pidempään kuin polttomoottoriauton tankkaaminen. Toisaalta jos lasketaan tankkausajalle kertynyt säästö, päästään aika hyviin tuntipalkkoihin ja vieläpä niin, että sen ajan voi käyttää johonkin hyödylliseen.
Käytännössä pitkän matkan ajossa, esimerkiksi Helsingistä Ouluun, muutama 20-30min latauspysähdys jaksottaa ajamista mukavasti. Pysähdysten aikana voi pitää vessa/ruokatauot, jolloin matkan kokonaisaika ei todellisuudessa ole sen pidempi, kuin polttomoottoriautollakaan.
Talvella sähköautot lämpiävät yleensä polttomoottoriautoja nopeammin. Korkean hyötysuhteen vuoksi hukkalämpöä ei juurikaan synny ja sen vuoksi tarvittava lämmitysenergia on otettava akusta, joka kuluttaa toimintamatkaa.
Perävaunun vetäminen on useille Suomalaisille tärkeä asia. Kaikilla sähköautoilla (kuten polttomoottoriautoillakaan) ei saa vetää perävaunua, tai se on rajoitettu suhteellisen pienelle vetopainolle. Sähköautojen kohdalla kyse ei ole yleensä voimasta tai kestävyydestä, vaan auton valmistaja ei ole katsonut sitä tarpeelliseksi. Sähköautoja on kuitenkin myös useita malleja, joilla voi vetää suurempia perävaunuja kuin useimmilla polttomoottoriautoilla.
Taloudellisuus ja kustannukset:
Sähköauton hyötysuhde on huomattavasti parempi kuin polttomoottoriautoilla. Energian hinta on myös edullisempaa sähkönä kuin kovasti verotetuilla polttonesteillä. Nämä yhdessä tekevät autolla ajamisesta edullista.
Sähköautojen huollot ovat yleensä huomattavasti halvempia kuin polttomoottoriautoilla, johtuen vähäisistä huoltokohteista sekä pitkistä huoltoväleistä.
Vakuutuksien hinnoissa ei ole merkittäviä eroja.
Rengaskulut ovat aika tarkoin samat, vaikka yleinen mielipide on, että sähköauto syö renkaita suuremman painonsa vuoksi. Tehokkailla sähköautoilla saa toki renkaat kulumaan nopeastikin, mutta se onnistuu yhtä hyvin myös tehokkaalla polttomoottoriautolla.
Suomessa sähköautoilta peritään käyttövoimavero, mutta se on pieni verrattuna dieselkäyttöisien autojen käyttövoimaveroon. Veron määrä nousi 1.10.2021 ja sen jälkeen rekisteröidyille autoille vastineeksi autoveron poistosta, mutta se on toistaiseksi edelleen maltillinen.
Kulutus ja hyötysuhde
Sähkömoottorin ja sitä ohjaavan ohjaavan elektroniikan hyötysuhde on suuri koko pyörimisnopeusalueella, sekä kaikilla kuormituksilla. Sama pätee myös sähköauton voimansiirtoon moottorin ja vetopyörien välillä.
Polttomoottorin hyötysuhde yleensä paranee tiettyyn tehomäärään saakka, jonka jälkeen se taas huononee. Se on parhaimmillaan kohtuullisen kapealla kuormitusalueella ja on parhaimmillaankin heikko verrattuna sähkömoottorin hyötysuhteeseen.
Nopeuden lisääntyessä sähköautojen kulutus nousee suunnilleen lineaarisesti johtuen tasaisesta hyötysuhteesta. Polttomoottoriautoilla hyötysuhde ja sitä myötä myös kulutus on kohtuullisen heikko pienillä nopeuksilla. Hyötysuhde kuitenkin paranee tiettyyn nopeuteen saakka. Tästä johtuen nopeuden noustessa polttomoottoriautojen kulutus nousee loivemmin kuin sähköautoilla.
Perävaunun tai raskaan kuorman aiheuttama kulutuksen nousu riippuu sähköautoilla suoraan kuorman liikuttamiseen tarvittavan energian määrästä, kun taas polttomoottoriautoilla se riippuu paljon auton välityssuhteesta (siis myös käytettävästä vaihteesta) sekä moottorin vääntöalueesta.
Sisätilojen lämmittäminen
Kylmällä ilmalla autojen sisätiloja täytyy lämmittää. Sähköautoissa kaikki energia lähteen akustosta ja useimmissa energiaa otetaan lisäksi lämpöpumpun avulla ulkoilmasta. Sähköautojen moottoreiden ja akuston jäähdyttämisestä saadaan vain hyvin vähän energiaa ja se vielä pienenee kylmissä olosuhteissa.
Lämpöpumppu pohjautuu kylmätekniikkaan ja sen kyky kerätä energiaa hiipuu ulkoilman kylmetessä ja on jo -20°C lämpötilassa melko olematon. Tarvittavan lämmitysenergian määrä kasvaa ulkoilman kylmetessä, joten kylmästä hiipuvan lämpöpumpun lisäksi lämpöä on tuotettava ”polttamalla” energiaa vastuksen avulla suoraan akustosta. Useimmilla polttomoottoriautoilla tarvittava lämmitysenergia saadaan suoraan hukkalämmöstä, joka muuten puhallettaisi jäähdyttimen kautta ilmaan. Pienikulutuksisimmat polttomoottorit tarvitsevat kuitenkin kovemmilla pakkasilla avuksi polttoainekäyttöisen lisälämmittimen pitääkseen moottorin lämpötilan riittävänä.
Polttomoottoriautot pärjäävät lämmityksen osalta sähköautoille hyvin. On kuitenkin huomioitava, että polttomoottorin hyötysuhde on kylmänä vielä huonompi kuin normaalilämpöisenä.
Kummassakin autotyypissä on merkityksellistä kuinka suuri osuus ajomatkoista ajetaan autoa lämpimäksi. Sähköautossa saadaan 100% lämmitysteho heti käynnistyksen jälkeen, josta toki osa voi mennä akuston lämmittämiseen riippuen auton tyypistä. Vaikka huomioidaan kylmän polttomoottorin huonompi hyötysuhde, kuluttaa sähköauto suhteessa enemmän energiaa lämmitykseen lämpimäksiajon aikana, joka voi olla jopa yli puolet lämpimän kauden ajomatkasta.
Kun auto on saatu lämpimäksi, pienenee sähköautojen lämmitysenergian tarve oleellisesti. Joissakin sähköautoissa akusto voi vaatia sisätilan lämmitystä pidemmän lämmitysjakson, mutta sen osuus pienenee yleensä ajon jatkuessa nollaan.
Euroiksi muutettuna sähköauton lämmitys on kaikesta huolimatta edullisempaa kuin polttomoottoriauton, vaikkakin se syö merkittävästi toimintamatkaa.
Sähköautot ovat, muutamaa vanhaa autotyyppiä lukuunottamatta, kovillakin pakkasilla lämpimiä ja lämpenevät nopeasti. Jos sähköautoilija haluaa tinkiä lämmityksen nopeudesta ja hidastaa sen polttomoottoriautojen tasolle, voi hän halutessaan kytkeä automaatti-ilmastoinnin käsikäytölle ja pienentää lämmitystehoa. Harva kuitenkaan siihen ryhtyy jos ei ole pakko säilyttää maksimaalista ajomatkaa.
Lopputuloksena voimme todeta, että sähköautojen paremman hyötysuhteen kautta energiankulutus on aina huomattavasti pienempi kuin polttomoottoriautoilla. Kun huomioidaan sähkön edullisempi energian hinta verrattuna polttonesteisiin, korostuu sähköautojen edulliset käyttökustannukset omiin lukemiinsa.
Kantama talvella
Mediassa ja keskusteluissa erilaisilla foorumeilla on paljon puhetta ja käsityksiä sähköautojen talvikantamasta. Yhtä oikeaa, tarkkaa vastausta kysymykseen ei ole olemassa. Ajomatkan suhteellinen pieneneminen riippuu monesta asiasta, kuten akuston koosta, pakkasesta, ajomatkasta, mahdollisen esilämmityksen määrästä, lumen määrästä tiellä, ajonopeudesta, ajotavasta sekä useista pienemmistä tekijöistä. Erilaisia vertailuja, joissa testataan samojen autojen kesä- ja talvikantamaa, on jo tehty useita ja niissä talvikantama on luokkaa 10-30% kesäkantamaa vähemmän, autosta ja olosuhteista riippuen. Esimerkiksi kirjoittaja itse on testannut -12°C lämpötilassa oman sähköauton kantaman pienentyneen matka-ajossa 8% kesäajan kantamasta. Vain tietämättömän rohkeat automyyjät lupailevat tarkkoja prosentteja ostajille.
Talvikäyttö
Sähköautot ovat erittäin sopivia suomen kovaan talveen. Joissakin tapauksissa voi olla, että toimintamatkan lyheneminen on juuri kriittisellä rajalla, mutta yleensä se riittää alati paranevan latausinfrastruktuurin myötä.
Sähköautot lämpenevät nopeasti ja lähes kaikissa on automaatti-ilmastointi. Koska sähköautojen varustelu on keskimäärin hyvää, niistä löytyy usein penkinlämmittimet myös takapenkeille, ratin lämmitin, tuulilasin lämmitin, ohjelmoitava sisätilan esilämmitys. Käytännössä kaikissa sähköautoissa on sisätilan lämmitin vakiona, joten jälkiasennus-defoja ei tarvitse laittaa.
Joissakin sähköautoissa ei ole lainkaan lämpöpumppua. Sen vaikutus on merkittävä, joskin ei kriittinen, ulkoilman lämpötilan ollessa +10 ja -15 asteen välillä. Kovimmilla pakkasilla siitä ei ole muutenkaan hyötyä, mutta tuo mainittu lämpötila-alue on kuitenkin aika yleinen.
Sähköautoissa on yleensä loistava sutimisen esto, jonka veroista ei ole polttomoottoriautoissa. Tämän mahdollistaa sähkömoottorin loistava säätövaste. Kuljettaja ei yleensä huomaa muusta kuin merkkivalosta sutimista tapahtuvan.
Pääosin kaikki polttomoottoriautoista tutut ajonhallintaominaisuudet ja muut ajonestoautomatiikat löytyvät myös sähköautoista.
Neliveto toimii sähköautoissa aivan yhtä hyvin kuin polttomoottoriautoissakin, yleensä jopa paremmin.
Sähköautojen hiukan suurempi paino on eduksi loskaisella tai vetisellä tiellä ajettaessa suuremman pintapaineen vuoksi. Tämän vuoksi kirjoittaja itse suosii talvirenkaina hiukan kapeampia, mutta korkeammalla profiililla olevia renkaita, jotka ovat muutenkin mukavampia ajaa ajouraisilla ja epätasaisilla teillä.
Moottorijarrutus (regenerointi) erityisesti voimakkaimmilla asetuksilla voi aiheuttaa ”kielen jäykistymistä” erittäin liukkailla tellä. Auto pienentää jarrutustehoa automaattisesti jos se huomaa pyörien luistavan, mutta kuten tunnettua, lepokitka (luistamaton rengas) on aina suurempi kuin liikekitka (luistava rengas), kannattaa asia huomioida ennen tilanteeseen joutumista. Lisäksi kaarteissa keskipakovoiman ja jarrusvoiman summa voi aiheuttaa pidon menetyksen, jolloin tavallisen autoilijan refleksi on nostaa jalkaa pois vauhtipolkimelta, mikä voi pahentaa tilannetta. Jos moottorijarrutus mietityttää, sen voi asettaa pienimmälle tai kokonaan pois.
Lataaminen ja pakkanen
Latausnopeus saattaa tulla yllätyksenä kun jäistä akustoa menee lataamaan pikalatausasemalle. Kylmä akku ei alkuun ota tehoa kuin pienen osan normaalista. Lataaminen lämmittää akustoa ja latausteho kasvaa vähitellen. Pidemmän ajomatkan aikana akusto lämpiää ja pikalaus toimii yleensä silloin normaalisti.
Auto voi rajoittaa maksimitehoa sekä moottorijarrutuksen tehoa kovalla pakkasella jäätyneellä akustolle. Tämäkin rajoitus poistuu kun akusto hieman lämpeää.