Toimintamatkan ymmärtäminen

Sähköautojen toimintamatka ilmoitetaan tyypillisesti WLTP-toimintamatkana (Worldwide Harmonised Light Vehicles Test Procedure) Euroopassa, EPA Yhdysvalloissa ja CLTC Kiinassa.

Kesällä 2023 saatavilla olevien mallien toimintamatka on noin 200 km–900 km.

Toimintamatkan kannalta tärkein tekijä on akun koko. Suurempi akku tarkoittaa enemmän käytettävissä olevaa energiaa.

Nykyisten mallien akun koot vaihtelevat noin 40 kWh:sta 230 kWh:iin, joista useimmat ovat 60–100 kWh. Alla oleva taulukko näyttää joidenkin suosituimpien mallien käytettävissä olevan akkukapasiteetin.

Voit nähdä kaikki mallit lajiteltuna nettokapasiteetin mukaan sähköautotietokannassamme.

Akku ei kuitenkaan ole ainoa ilmoitettuun toimintamatkaan vaikuttava tekijä. Toinen tärkeä tekijä on auton tehokkuus. Tehokkuus tarkoittaa, kuinka paljon energiaa sähköauto kuluttaa akusta tiettyä matkaa kohti. Euroopassa se ilmoitetaan tyypillisesti yksikkönä kWh/100 km, joka kertoo, kuinka monta kWh tarvitaan 100 km ajamiseen. Yhdysvalloissa ja Isossa-Britanniassa tehokkuus ilmoitetaan mailia per kWh -lukuna, eli kuinka pitkälle yhdellä kWh:lla pääsee.

Alla oleva taulukko näyttää laskennallisen kWh/100 km kulutuksen ja mailia per kWh eri sähköautoille WLTP:n yhdistetyn arvioinnin mukaan.

Mikä vaikuttaa ilmoitettuun kulutukseen?

Sähköauton tehokkuuteen eli kulutukseen vaikuttaa useita tekijöitä.

Aerodynaaminen vastus

Aerodynaaminen vastus vaikuttaa liikkeelle saamiseen tarvittavaan energiaan. Korin muoto ja vanteiden designilla on merkittävä rooli. Mercedes Vision EQXX pitää tällä hetkellä hallussaan alhaisinta ilmanvastuskerrointa, jonka Cw-arvo on vain 0,17.

Voit laskea aerodynaamisen vastuksen voittamiseen tarvittavan energiamäärän, jos tiedät mallin ilmanvastuskertoimen ja etupinta-alan. Alla muutamia esimerkkejä eri malleista.

Alla oleva kuvaaja esittää aerodynaamisesta vastuksesta aiheutuvan kulutuksen eri malleille.

Alla oleva taulukko havainnollistaa aerodynaamisen vastuksen kulutusta eri nopeuksilla kolmelle Audi-mallille ja Mercedes EQS:lle.

Mercedes EQS säästää paljon energiaa korkeilla nopeuksilla verrattuna SUV-luokkaan alhaisemman aerodynaamisen vastuksen ansiosta. Tämä aerodynamiikkaan keskittyminen on kuitenkin herättänyt joitakin valituksia EQS:n muotoilusta.

Vierintävastus

Vierintävastus on voima, joka vastustaa liikettä, kun rengas pyörii pinnan päällä. Siihen vaikuttavat rengasleveys, ajoneuvon paino, rengaskemikaali ja rengaspaine.

Valmistajat tarjoavat usein kapeita renkaita parhaan mahdollisen toimintamatkan mainostamiseksi, mutta ne voivat heikentää pito-ominaisuuksia. Jotkut valmistajat käyttävät erikokoisia rengaskokoonpanoja, joissa eturenkaat ovat kapeammat toimintamatkan parantamiseksi.

Jotkut rengasvalmistajat tarjoavat nyt erityisiä pienivastuksisia renkaita sähköautoihin toimintamatkan parantamiseksi. Alla on yksityiskohtainen testi, jossa verrataan sähköautoihin optimoituja ja tavallisia renkaita.

Paino

Raskaammat autot tarvitsevat liikuttamiseen enemmän energiaa.

Voimansiirron/moottorien tehokkuus

Sähkömoottorit ovat yleisesti ottaen tehokkaita, mutta eri moottoritekniikat eroavat energiankulutukseltaan. Pysyväismagneettisynkronimoottorit käyttävät vähemmän energiaa, mutta niillä on korkeampi rullausvastus. Asynkronimoottorit kuluttavat enemmän energiaa, mutta niiden rullausvastus on lähes nolla. Uudemmissa autoissa nämä tekniikat yhdistetään usein.

Akun sisäinen resistanssi

Akun sisäinen resistanssi aiheuttaa lämpöhäviöitä.

Valittujen varusteiden vaikutus

Sähköauton suunnittelu vaikuttaa moniin tekijöihin, mutta ostajan valitsemat varusteet voivat myös vaikuttaa toimintamatkaan. Esimerkiksi leveämmät renkaat lisäävät kulutusta ja panoraamakatto voi pienentää toimintamatkaa.

Alla oleva diagrammi näyttää, miten varusteiden lisääminen kasvattaa WLTP-kulutusta ja pienentää toimintamatkaa joissakin Audi-malleissa.

Esimerkiksi Audi e-tron 55 kuluttaa 19,61 kWh/100 km perusversiona, mutta 23,44 kWh/100 km huippuvarustelulla, jolloin toimintamatka laskee 441 km:stä (274 mailia) 369 km:iin (229 mailia).

Mikä vaikuttaa todelliseen kulutukseen

Saman toimintamatkan saavuttaminen reaalimaailman olosuhteissa kuin WLTP- tai EPA-arvot antavat on lähes mahdotonta erilaisista tekijöistä johtuen.

Tien kunto

Tien kunto vaikuttaa merkittävästi kulutukseen. Kuiva asfaltti tarjoaa alhaisemman vierintävastuksen verrattuna märkiin tai lumisiin teihin.

Nopeus

Korkeammat nopeudet lisäävät kulutusta aerodynaamisen vastuksen kasvun vuoksi.

Lämpötila

Lämpötilan vaihtelut vaikuttavat myös toimintamatkaan monien tekijöiden kautta.

AC-kulutus

Sekä kuuma että kylmä sää voivat lisätä ilmastointijärjestelmän kulutusta. Pakkaspäivänä merkittävä osa akkuvirrasta voi kulua matkustamon lämmittämiseen. Vastaavasti kuumina päivinä ilmastointi työskentelee kovasti viilentääkseen matkustamoa.

Mallista riippuen ilmastoinnin maksimiteho akulta on tyypillisesti 5–10 kW.

Alla oleva taulukko näyttää, miten erilaiset keskimääräiset AC-kulutustasot lämmitystä/viilennystä varten vaikuttavat ajon kulutukseen. Hitaasti ajaminen täysillä päällä olevan lämmittimen kanssa vaikuttaa toimintamatkaan eniten.

Alla oleva taulukko näyttää, miten eri automallit kärsivät 2 kW AC-kulutuksesta eri nopeuksilla. Mallit, joiden kulutus on ihanteellisissa olosuhteissa alhainen, kärsivät prosentuaalisesti enemmän.

Akun sisäinen resistanssi

Kun lämpötila laskee tarpeeksi alas, akun elektrolyyttineste muuttuu viskoosimmaksi, mikä hidastaa kemiallisia reaktioita ja vähentää elektronien virtausta. Tämä lisääntynyt sisäinen resistanssi aiheuttaa enemmän lämpöhäviötä ja vähentää akkusta saatavaa käytettävissä olevaa energiaa, mikä voi pienentää käytettävissä olevaa kapasiteettia useilla kWh:lla.

Tämä ilmiö vaikuttaa paitsi sähköauton toimintamatkaan latauksella myös siihen, kuinka nopeasti se voi latautua. Kun kemialliset reaktiot hidastuvat, valmistajat ohjelmoivat akun ottamaan vähemmän tehoa vastaan latauksen aikana.

Tämän lieventämiseksi moderneissa sähköautoissa on akun lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmät, jotka pitävät akkupaketin lämpötilan optimaalisena, yleensä 40–115 °F välillä. Monet mallit tukevat akun esilämmitystä ennen latausta.

Nämä järjestelmät kuitenkin kuluttavat myös osan akun energiasta, erityisesti akun lämmittämisessä kylmässä säässä. Esimerkiksi jos sinulla on akku, jonka nettokapasiteetti on 77 kWh ja sisäinen resistanssi pienentää käytettävissä olevaa kapasiteettia 72 kWh:iin, toimintamatka lyhenee 6,5 % ennen kulutuksen lisääntymisen huomioon ottamista.

Ilman tiheys

Kylmä ilma on tiheämpää, mikä johtaa suurempaan aerodynaamiseen vastukseen.

Ajotyyli

Kuljettajana voit merkittävästi parantaa toimintamatkaa omaksumalla tehokkaita ajotottumuksia:

• Katso eteenpäin ja anna auton rullata aina kun mahdollista.
• Kun nopeutta täytyy vähentää, hidasta tarpeeksi aikaisin, jotta voit käyttää pelkkää rekuperointia.

Kuinka toimintamatkamittari toimii?

Useimmissa sähköautoissa on toimintamatkamittari, joka näyttää, kuinka monta mailia tai kilometriä autolla voi ajaa ennen akun tyhjenemistä. Tämä mittari toimii eri merkeillä eri tavoin.

Toimintamatkamittari ilmoitetun toimintamatkan ja varaustason (SoC) perusteella

Tällainen toimintamatkamittari perustuu ilmoitettuun toimintamatkaan ja akun varaustasoon (SoC). Esimerkiksi jos ilmoitettu toimintamatka on 300 mailia ja varaustaso 50 %, mittari näyttää 150 mailia. Se ei ota huomioon ajohistoriaa tai ympäristötekijöitä, vaan näyttää saman toimintamatkan talvella ja kesällä ajotyylistä riippumatta.

Tämän kaltainen toimintamatkan näyttötapa voi olla harhaanjohtava, koska se antaa vääristyneen lupauksen toimintamatkasta. Tesla käyttää tätä mittarityyppiä ja on saanut siitä kritiikkiä.

Toimintamatkamittari ajohistorian ja ympäristön perusteella

Monet sähköautovalmistajat käyttävät toimintamatkamittareita, jotka arvioivat toimintamatkan ajohistorian ja ympäristötekijöiden perusteella. Nämä mittarit oppivat tyypillisesti aiemmista matkoista, mikä voi aiheuttaa vaihtelua näytetyssä toimintamatkassa.

Toimintamatkamittari perustaa arvionsa seuraaviin tietoihin:

• Keskimääräinen kulutus edeltäneen ajomatkan aikana (yleensä viimeiset 100 km)
• Ulkolämpötila
• Varaustaso (SoC)
• Suunniteltu reitti navigointijärjestelmässä

Esimerkiksi jos sinulla on e-tron 55, jossa on 86,5 kWh akku ladattuna 100 %, toimintamatkamittari (jota usein kutsutaan "arviolukijaksi" tai GOMiksi) laskee toimintamatkan keskimääräisen kulutuksesi perusteella. Jos keskimääräinen kulutuksesi oli 25 kWh/100 km aiemmilla matkoilla, toimintamatka olisi 346 km. Jos se oli 20 kWh/100 km, toimintamatka olisi 432 km. Jos se oli 30 kWh/100 km, toimintamatka olisi 288 km.

Tämä arvio perustuu kuitenkin menneisiin matkoihin. Jos muutat ajokäyttäytymistäsi, laskettu toimintamatka voi olla epätarkka. Esimerkiksi jos olet tehnyt paljon lyhyitä matkoja kylmässä säässä, keskimääräinen kulutus on korkea lämmityksestä johtuen. Tämä keskiarvo ei päde pitkälle matkalle seuraavana päivänä, mikä johtaa aliarvioituun toimintamatkaan.

Jos olet määrittänyt reitin auton navigointijärjestelmään, auto säätää toimintamatkan korkeuserojen ja edessä olevan tien mukaan.