Sähköauton (BEV) energiankulutuksen teoriaa ja käytäntöä..

Mitä tarkoittaa sähköauton WLTP 


Se ei tarkoita että saavutettu maksimi matka yhdellä latauksella olisi sama kun joku ajaa omia ajojaan käytännössä.

WLTP on oikeastaan vain alla yksinkertaistetusti kuvatulla testiprotokollalla suoritettu mittaus jolla saadaan jossain määrin vertailukelpoiset lukemat autojen kesken.

Sähköauton virallinen WLTP-testiprotokolla tehdään vaihe vaiheelta yksinkertaisesti selitettynä näin.

Virallinen WLTP-toimintamatka ja energiankulutus eivät synny pelkässä laboratorion vakiotestimuodossa. Jotta laboratoriokokeesta saadaan tarkka, koko testiprotokolla aloitetaan ulkoradalta auton omien ominaisuuksien määrittämisellä. Protokolla etenee neljässä päävaiheessa:

Vaihe 1: Rullauskoe ulkoradalla (Vastuskertoimien määritys)

Ennen laboratorioon siirtymistä testattavan automallin todelliset ajovastukset on mitattava aidossa ympäristössä tasaisella suoralla testiradalla.
- Auto kiihdytetään yli 130 km/h nopeuteen ja sen annetaan rullata vapaalla täysin pysähdyksiin asti.
- Tietokone laskee auton hidastuvuudesta tarkat vastuskertoimet. Näihin vaikuttavat auton aerodynamiikka, massa ja renkaiden vierintävastus.
- Koe tehdään automallin keveimmällä perusversiolla sekä painavimmalla lisävarusteversiolla (esim. panoraamakatto ja isot vanteet). Näin jokaiselle autoyksilölle saadaan sen varustelua vastaava todellinen ajovastus.

Rullauskoe on erittäin kriittinen osa koska siinä saatu data vaikuttaa koko testin tulokseen.

Ongelma on myös se että valmistaja voi, sallituissa rajoissa,  "optimoida" tekijöitä jotka vaikuttavat tulokseen.

Vaihe 2: Laboratorion dynamometrin esivalmistelu

Ulkoradalta saadut matemaattiset vastuskertoimet siirretään laboratorion alustadynamometrin tietokoneeseen.
- Kun auto asetetaan dynamometrin rullille, rullien sähkömoottorit alkavat jarruttaa auton renkaita täsmälleen niin paljon kuin auton ilmanvastus ja auton oma massa vastustaisivat sitä oikealla tiellä eri nopeuksissa.
- Laboratorion lämpötila lukitaan +23°C.
- Auton kaikki sähköiset mukavuuslaitteet (ilmastointi, lämmitys, penkinlämmittimet) kytketään kokonaan pois päältä.

Vaihe 3: Itse ajosykli (WLTC) ja sen raja-arvot

Auton akku ladataan täyteen. Kuljettaja (tai robotti) alkaa ajaa rullilla 30 minuutin pituista vakioitua WLTC-ajosykliä. Yksi sykli vastaa 23,26 kilometrin matkaa ja se jakautuu neljään tarkkaan nopeusvaiheeseen:

1. Matala: Kaupunkiajoa, maksiminopeus 56,5 km/h, paljon pysähdyksiä (kesto 9 min 49 s).
2. Keskinopea: Esikaupunkiympäristö, maksiminopeus 76,6 km/h (kesto 7 min 13 s).
3. Suuri nopeus: Maantieajoa, maksiminopeus 97,4 km/h (kesto 7 min 35 s).
4. Erittäin suuri nopeus: Moottoritieajoa, maksiminopeus 131,3 km/h (kesto 5 min 23 s).
Huom: Koko 30 min testistä auto on 13 % ajasta paikallaan kuin liikennevaloissa.

Vaihe 4: Akun tyhjennys ja kulutuksen laskenta

Sähköautoa ei ajeta vain yhtä sykliä.

- Autoa ajetaan näitä 30 min (WLTC) syklejä peräkkäin jatkuen, kunnes akku tyhjenee siten että auto ei enää kykene noudattamaan testiprotokollaa. Keskeytys voi tapahtua tasaisella nopeudella tai myös kiihdytyksessä heti kun auto ei josain kohden kykene noudattamaan protokollaa sen määritellyissa rajoissa.
- Keskeytyksen tapahduttua jarrutetaan 60 sekunnin aikana pysähdyksiin ja ajosykli päättyy siihen ja ajettu matka kirjataan.
- Tämän jälkeen määritellyssä ajassa auto kytketään AC lataukseen ja ladataan täyteen kunnes lataus päättyy kokonaan.
- Mittari mittaa verkosta otetun sähkön kokonaismäärän (kWh). Koska sähkö mitataan seinästä, virallinen ilmoitettu WLTP-kulutuslukema sisältää aina myös lataushäviöt (kuten latauksen aikana lämpönä hukkaan menevän energian).
-Ajetun kokonaiskilometrimäärän ja seinästä ladatun energian suhteesta lasketaan auton virallinen sähköinen kantama ja kulutus per 100 km.

Ylläkuvattu on yksinkertaistettu kuvaus WLTP testistä pääpiirteittäin. 

Pääviesti on:

Älä tuijota auton WLTP lukemaan ikäänkuin se olisi kiven hakattu "totuus" jonka tulisi toteutua sinun ajamana erilaisissa olosuhteissa ja erilasilla ajotavoilla.

Edes autojen keskinäiseen vertauluun ei kannata kovin tiukasti tuijotaa WLTP lukemia koska ne ei ole vertailukelpoisia missään muussa tilanteessa kuin tuon testiprotokollan tavalla ajamalla. Eikä ihan täsmälleen niinkään koska kukaan ei kerro miten esimerkiksi tehdas on pyrkinyt optimoimana niitä seikkoja joita on luvallista tehdä ja jotka voivat vaikuttaa tulokseen.

Auton todellinen kulutus omassa köytössä selviää ainostaan ajamalla itse niitä omia ajoja ympäri vuoden eri olosuhteissa.

Tietenkin voi sanoa että jos auton WLTP  mukainen range on 250 km ja toisen auton 500 km niin melko varmasti tällä jälkimmäisellä pääset yhdellä latauksella pidemmälle.

Vielä  muistutus:

Normaalissa käytössä täyssähköautolla ei tyypillisesti ladata akkua täyteen SoC 100% eikä ajeta tyhjäksi SoC 0% (Jos autossa on totta näyttävä SoC 0% auto pysähtyy siihen kun SoC on 0%)

Aika tavallista lienee se että ajetaan noin 80 - 90% lukemasta johonkin 20 - 30% tuntumaan.  80 - 20 on 60.  Siis karkeasti 60% maksimi määrästä.

Yksi syy on se että NMC kemian akkuja ei kannata jatkuvasti ladata SoC 100%. Useissa autoissa pikalataus onkin rajoitettu alemmas. Sen lisäksi lataus tyypillisesti hidastuu huomattavasti kun aletaan mennä yli SoC 80%. Mikäli lataat AC latauksella akun täyteen, älä säilytä sitä täytenä pitkää aikaa. Se vanhettaa akkua tehokkaasti ilman yhtään ajettua kilometriä. (sanottu ei koke LFP akkutyyppiä)

Kun ajetaan hyvin alhaisilla SoC lukemilla pitää myös muistaa että sillä alueella loppua kohden akun jännite alkaa laskea epälineaarisesti ja kiihtyen.  Samaan aikaan akun Ri alkaa nousta ja samaan aikaaan samaan tehoon tarvittava virta nousee. Varsin harvan auton GOM osaa enää arvioida jäljellä olevaa matkaa hyvin. Joten moni ei mielllään normalissa ajossa aja kovin alhaisille SoC arvoille kuin poikkeuksellisesti ja varsinkin myös siksi että se juuri ja juuri saavutettava latausasema voi olla vaikka rikki.

Siis, käytännön elämässä ns "käyttö range" ei ole suoraan WLTP.  Useinmiten ei sinne päinkään, ellei lähdetä ajamaan juuri sen testaamiseksi.

Hyvissä oloissa voi päästä yli WLTP ja toisaalta talvella voi pätkäajossa kovalla pakkasella käydä niin ettei pääse kuin puolet tai jopa paljon senkin alle, riippuen omista tavoista ja siitä minkä tyyppistä ajo on. Kaunpunkiruuhkaa -25 asteen pakkasessa 12 km/h keskinopeudella tai pitkää tasaista 80 km/h matkaa kuivalla pakkaskelillä fiksusti ajaen. Ne on kaksi täysin eri asiaa.

Autoa ajaessa pätee: Älyllä ja viisaudella voi saada enemmän.  Perusedellytys on kuitenkin sähköauton fysiologian tunteminen edes pääpiipiirteittäin.

 


Sivun alkuun

Sähköautojen energiankulutus  osan etisivu.

Etusivulle

 

näillä sivustolla ei käytetä evästeitä.   these sites do not use cookies