Miten sähköauto lämpenee talvella?

Vaikka sähköajoneuvot tarjoavat kestävämmän lähestymistavan henkilökohtaiseen liikkumiseen, jokaisen sähköauton omistajan on muutettava perinteisiä omistustottumuksiaan. Tämä voi edellyttää vastuullisempien lataus- ja huoltokäytäntöjen omaksumista sekä opettelua siitä, miten alhaisemmat lämpötilat vaikuttavat akkujen toimintasäteeseen.

Talvikuukausina on tärkeää ottaa huomioon, miten sähköauto lämpenee diesel- tai bensiiniautoihin verrattuna.

Lämpeneekö sähköauto nopeammin kuin perinteiset ajoneuvot ja miten se tapahtuu?

Miten sähköautot lämpenevät talvella?

Sähköautojen omistajat kohtaavat ainutlaatuisia haasteita, kun on kyse ajoneuvojen pitämisestä lämpimänä talvella. On kuitenkin olemassa useita tehokkaita keinoja näiden ongelmien ratkaisemiseksi.

Sähköauton lataaminen talvella kotona voi auttaa lämmittämään sitä, sillä latausprosessi tuottaa lämpöä, joka kulkeutuu matkustamoon. Lisäksi voit käyttää esilatausta auton sisätilojen lämmittämiseen ennen kuin istut autoon.

Tämä voi olla erityisen hyödyllistä äärimmäisissä sääolosuhteissa, kun sähköauton akku ei välttämättä tuota riittävästi lämpöä yksinään. Ymmärtämällä miten sähköauto ladataan kotona talvella, auto säilyy miellyttävänä ja tehokkaana myös kylmällä säällä.

Miten sähköautot tuottavat lämpöä matkustamoon?

Yksi tärkeimmistä lämmönlähteistä on itse akku, joka tuottaa lämpöä latautuessaan ja purkautuessaan. Lisäksi sähkömoottorit tuottavat lämpöä, kun ne muuttavat sähköenergiaa mekaaniseksi energiaksi. Tämä lämpö voidaan hyödyntää ja käyttää matkustamon lämmittämiseen.

Sähköautoissa voidaan myös käyttää perinteisten autojen kaltaisia vastuskuumennuselementtejä pitämään matkustajat lämpiminä. Lämmityselementit tuottavat lämpöä johtamalla sähkövirran resistiivisen johtimen läpi, mikä lämmittää matkustamoon puhallettavaa ilmaa.

Vaikka tämä menetelmä tuottaa tehokkaasti lämpöä, se ei ole yhtä tehokas kuin muut menetelmät, koska se ottaa energiaa suoraan auton akusta.

Useimmat nykyaikaiset sähköautot kuitenkin käyttävät lämpöpumppujärjestelmää, akun ja sähkömoottorin hukkalämpöä tai lämmönhallintajärjestelmää lämmön tuottamiseen ja jakamiseen matkustamoon.

Vertailu perinteisiin bensiinikäyttöisiin autoihin

Perinteisissä bensiinikäyttöisissä autoissa moottori tuottaa lämpöä polttamalla bensiiniä. Moottori tuottaa toiminnassaan sivutuotteena lämpöä, jota käytetään matkustamon lämmittämiseen lämmittimellä (pieni jäähdytin, joka käyttää moottorin kuumaa jäähdytysnestettä lämmittämään matkustamoon puhallettua ilmaa).

Tämä lämmöntuotantomenetelmä ei kuitenkaan ole yhtä energiatehokas kuin sähköautoissa käytettävät menetelmät, sillä se edellyttää fossiilisten polttoaineiden polttamista lämmön tuottamiseksi. Lisäksi bensiinikäyttöisten ajoneuvojen lämpeneminen voi kestää kauemmin kylmällä säällä, koska moottorin on saavutettava käyttölämpötila ennen kuin se voi tuottaa riittävästi lämpöä matkustamoon.

Sähköautot sen sijaan voivat lämmetä nopeammin käyttämällä moottorin tai akun sähköisesti tuottamaa lämpöä.

Sähköautojen lämmitysvaihtoehdot

Kuten missä tahansa ajoneuvossa, sähköauton matkustamossa on tärkeää pysyä lämpimänä ja mukavana kylmemmällä säällä. Kuinka tehokkaasti ja tuloksellisesti sähköautoissa tuotetaan ja jaetaan lämpöä?

Sähköautoissa on useita lämmitysvaihtoehtoja matkustamon ja akun lämmittämiseksi pakkasella, kuten:

• Resistiiviset lämmityselementit. Nämä elementit tuottavat lämpöä johtamalla sähkövirran resistiivisen johtimen läpi, kuten perinteiset kaasuautot. Vaikka resistiiviset lämmityselementit ovat tehokkaita lämmittämään matkustamon nopeasti, ne kuluttavat paljon energiaa ja voivat lyhentää merkittävästi auton toimintasädettä. Esimerkiksi vuoden 2019 Nissan Leaf käyttää noin 3–4 kWh energiaa lämmittääkseen matkustamon yhden tunnin ajomatkan ajan.
• Lämpöpumppu. Lämpöpumppu on tehokkaampi lämmitysvaihtoehto kuin vastuslämmityselementit. Se toimii siirtämällä lämpöä ulkoilmasta matkustamoon sen sijaan, että se tuottaisi lämpöä tyhjästä. Lämpöpumput ovat tehokkaampia lievissä tai kylmissä sääolosuhteissa, mutta ne voivat olla tehottomampia äärimmäisen kylmissä lämpötiloissa. Esimerkiksi Volkswagen ID.4 käyttää lämpöpumppua, ja sen on arvioitu käyttävän 50 % vähemmän energiaa lämmitykseen perinteiseen vastuslämmitysjärjestelmään verrattuna.
• Lämpöenergian varastointi. Joissakin sähköautoissa, kuten BMW i3:ssa, käytetään lämpöenergian varastointijärjestelmää, joka ottaa talteen sähkömoottorin hukkalämpöä ja varastoi sen käytettäväksi myöhemmin matkustamon lämmitykseen. Tämä vaihtoehto voi olla energiatehokkaampi kuin vastuslämmityselementit, mutta se ei välttämättä tuota yhtä paljon lämpöä kuin muut vaihtoehdot.

Mikä lämmitysmuoto on tehokkain?

Tehokkain vaihtoehto sähköauton matkustamon lämmittämiseen riippuu useista tekijöistä, kuten ulkolämpötilasta, ajoneuvon koosta ja akun kapasiteetista.

Yleensä lämpöpumpun käyttöä pidetään energiatehokkaimpana tapana lämmittää sähköauton matkustamo, koska se voi ottaa lämpöä ulkoilmasta tai maasta ja käyttää sitä matkustamon lämmittämiseen.

Tämä johtuu siitä, että lämpöpumput käyttävät vähemmän sähköä lämmön tuottamiseen kuin resistiiviset lämmityselementit. Kunkin lämmitysvaihtoehdon tehokkuus vaihtelee kuitenkin olosuhteiden mukaan, ja joissakin autoissa voi olla tehokkaampi vastuslämmitysjärjestelmä kuin toisissa.

Lämmitysasetusten mukauttaminen

Monissa sähköautoissa kuljettajat voivat mukauttaa lämmitysasetuksia omien tarpeidensa mukaan ja maksimoida energiatehokkuuden.

• Esilämmitys. Joissakin sähköautoissa kuljettaja voi esilämmittää matkustamon, kun ajoneuvo on edelleen kytkettynä verkkoon, jolloin käytetään sähköä sähköverkosta sen sijaan, että akku tyhjenisi. Tämä voi auttaa varmistamaan, että matkustamo on lämmin ja miellyttävä ennen kuin kuljettaja astuu autoonsa.
• Alueellinen lämmitys. Yksilöllinen lämmityksen säätö antaa sähköauton omistajille mahdollisuuden lämmittää matkustamon eri alueita, kuten kuljettajan istuinta, matkustajan istuinta ja takaistuimia. Näin voit asettaa haluamasi lämpötilan ja minimoida energian tuhlauksen.

Miten kylmät sääolosuhteet vaikuttavat sähköauton toimintasäteeseen?

Kylmällä säällä on negatiivinen vaikutus sähköautojen suorituskykyyn, sillä alhaiset lämpötilat voivat heikentää akun ja muiden sähkökomponenttien tehokkuutta.

Tämä voi johtaa toimintasäteen ja kokonaissuorituskyvyn heikkenemiseen, minkä vuoksi sähköautojen omistajien on tärkeää ryhtyä toimiin lieventääkseen kylmän sään vaikutuksia ajoneuvoihinsa.

Miten kylmät lämpötilat vaikuttavat sähköautojen akkujen suorituskykyyn?

Kylmät lämpötilat vaikuttavat merkittävästi sähköajoneuvojen akkujen suorituskykyyn ja toimintasäteeseen. Lisäksi auton lämmitysjärjestelmä käyttää osan akun tehosta, mikä vähentää edelleen toimintasädettä ja yleistä suorituskykyä.

• Heikentynyt tehokkuus. Alhaisemmissa lämpötiloissa akussa tapahtuvat kemialliset reaktiot ovat vähemmän tehokkaita, mikä vähentää akun kokonaiskapasiteettia ja kykyä tuottaa virtaa.
• Lisääntynyt vastus. Lämpötilan laskiessa akun sisäinen vastus kasvaa, mikä vaikeuttaa elektronien liikkumista akun läpi ja vähentää akun kykyä tuottaa virtaa.
• Pidemmät latausajat. Kylmemmissä lämpötiloissa sähköauton akun lataaminen voi kestää kauemmin, koska latausnopeutta on ehkä vähennettävä akun vaurioitumisen estämiseksi.

Mahdollinen vaikutus toimintasäteeseen

Koska akun tehokkuus heikkenee kylmemmissä lämpötiloissa, auto ei välttämättä pysty kulkemaan yhtä pitkälle yhdellä latauksella. Tämä voi olla erityisen ongelmallista maissa, joissa talvet ovat pitkiä ja kylmiä, joten kuljettajien on ehkä suunniteltava reitit ja latauspysähdykset tarkemmin varmistaakseen perille pääsyn.

40 kWh:n akulla varustetun Nissan Leafin WLTP-luokituksen mukainen toimintasäde on 270 kilometriä leudoissa sääolosuhteissa. Kylmemmissä lämpötiloissa (-10°C) toimintasäde voi kuitenkin pienentyä jopa 30 %, jolloin yhdistetty toimintasäde on 200 kilometriä yhdellä latauksella.

64 kWh:n akulla varustetun Hyundai Kona Electricin WLTP-luokituksen mukainen toimintasäde on 458 kilometriä leudoissa sääolosuhteissa. Auton lämmitysjärjestelmän käyttö alhaisemmissa lämpötiloissa (-10°C) voi kuitenkin vähentää toimintasädettä jopa 25 %, jolloin yhdistetty toimintasäde on 354 kilometriä yhdellä latauksella.

Nämä esimerkit havainnollistavat, miten kylmien lämpötilojen vaikutus sähköauton toimintasäteeseen voi vaihdella automerkin ja -mallin sekä sääolosuhteiden vaihtelun mukaan.

Sähköautojen lämmityksen kehitys tulevaisuudessa

Sähköautojen teknologian kehittyessä jatkuvasti on olemassa useita tulevaisuuden kehityssuuntia, jotka voivat mahdollisesti parantaa sähköautojen toimintasädettä ja suorituskykyä kylmällä säällä.

Jotkut tutkijat selvittävät esimerkiksi infrapunalämmityselementtien käyttöä, joilla voitaisiin lämmittää tehokkaammin ja kohdennetummin matkustamon tiettyjä alueita. Toinen mahdollinen kehityskohde on kiinteän olomuodon akkujen käyttö, joka voisi vähentää lämmönhallintajärjestelmien tarvetta ja parantaa sähköautojen yleistä suorituskykyä kylmissä sääolosuhteissa.

Pysymällä ajan tasalla näistä edistysaskelista sähköajoneuvojen omistajat voivat odottaa entistä tehokkaampia ja toimivampia tapoja pitää sisätilat lämpiminä talviajossa.