Miten auton esilämmitys vaikuttaa sähköauton kokonaiskulutukseen talviajossa?
TL;DR Jos auto ei ole johdossa kiinni, niin pääset pisimmälle akussa olevalla energiamäärällä, kun et esilämmitä autoa ennen lähtöä.
Talvi on taas saapunut Suomeen ja moni sähköautoilija on huomannut, että autoa pitää ladata merkittävästi enemmän kuin kesäkelissä. Erityisesti pätkäajossa kulutuslukemat voivat olla moninkertaisia kesälämpötiloihin verrattuna. Talviaikaan lisääntynyt energiankulutus johtuu auton lämmityksestä. Polttomoottoriautolla lämpöenergiaa syntyy polttoaineen palamisen sivutuotteena, mutta sähköauton lämmitykseen käytettävä energia on suoraan pois ajokilometrien määrästä. Auto lämmitetään aina reissun ensimmäisillä kilometreillä ja kun auto on lämmin, ei mukavan lämpötilan ylläpitoon vaadita niin paljoa energiaa. Pätkäajossa auton lämmitykseen käytetään paljon energiaa suhteessa matkan kokonaiskulutukseen, joten lämmityksen aiheuttama lisääntynyt kulutus ajettua kilometriä kohti on suuri.
Entä miten sähköautoilija voi vähentää autonsa kulutusta kylmällä kelillä? Tein omalla autollani (Tesla Model 3 SR+ 9/2021, LFP) muutaman testin ja tulokset ovat taulukon 1 mukaiset. Tuloksena saatiin se, että mitä vähemmän autoa esilämmittää, sitä pienemmällä kokonaisenergiankulutuksella pääsee. Mikäli autoa ei esilämmitä, on ajon aikainen kulutus suurempi kuin esilämmityksen kanssa. Jos esilämmitykseen käytetty energia ja ajon aikana käytetty energia lasketaan yhteen, saadaan pienempi energiamäärä mikäli esilämmitystä ei käytetä. Oman autoni ja lyhyen (6.6 km) työmatkani tapauksessa esilämmityksen käyttäminen kuluttaa noin 46% enemmän energiaa samalla matkalla.
Ero ei ole näin suuri kaikilla autoilla. Tesla lämmittää esilämmityksen aikana myös akkua, joten energiaa säästää paljon, mikäli esilämmityksen jättää tekemättä. Kylmään autoon istuminen ei ole niitä mukavimpia hommia ja joskus voi olla niin, että autoa täytyy lämmittää jotta sinne pääsee sisään tai ikkunat pitää saada auki ajoa varten. Teslan tapauksessa tämä on mahdollista tehdä käyttämällä leirimoodia (camp mode) auton lämmitykseen. Camp moden käyttö lämmittää ainoastaan kabiinia jolloin akun lämmitykseen ei käytetä energiaa. Camp moden käyttö esilämmityksen sijaan nosti kokonaiskulutusta 34% verrattuna tilanteeseen, missä esilämmitystä ei käytetty.
Mikäli kaikki lämmitysenergia on mahdollista ottaa kotilatausasemasta, pääsee yhdellä akullisella kaikkein pisimmälle, mutta kokonaisenergiankulutus per ajettu kilometri on suurempi verrattuna tilanteeseen missä esilämmitystä ei käytetä.
Entä miksi lämmitetty auto kuluttaa enemmän energiaa, kuin lämmittämätön? Sähköauton energiankulutus muodostuu vastusvoimien voittamiseen tarvittavasta energiasta (työstä) sekä auton lämmityksestä. Autoon vaikuttavat vastusvoimat ovat ilmanvastus ja vierintävastus jotka pysyvät muuttumattomina riippumatta siitä, että lämmitetäänkö autoa vai ei.
Renkaiden lämpötila voi kuitenkin vaikuttaa vierintävastuksen suuruuteen, koska korkeammassa lämpötilassa rengaspaine on suurempi. Auton lämmitysjärjestelmä ei kuitenkaan käytännössä koskaan lämmitä renkaita, joten auton lämmitys ei vaikuta vierintävastukseen.
Auton lämmityksestä aiheutuva lämmönsiirto autosta ulkoilmaan tapahtuu konvektion ja lämpösäteilyn vaikutuksesta. Lämpövirta (teho=energia/aikayksikkö) autosta pois on aina sitä suurempi, mitä isompi lämpötilaero auton ja ympäristön välillä on. Mikäli auton ja ympäristön välinen lämpötilaero on suurempi pidemmän aikaa, ovat lämpöhäviöt autosta ulkoilmaan suurempia. Kylmemmän auton ja ympäristön lämpötilaero on pienempi, joten kylmemmällä autolla ajaessa lämpöhäviöt autosta ulkoilmaan ovat pienempiä.
Teksti ja kuvat: Ville Kotimäki
Jos tykkäsit tekstistä, niin mun kirjoitteluja voi tukea ostamalla kahvia täältä:
Kommentit
Lähetä kommentti