Moottoritie 120 km/h kulutuksen sekä latauksen hyötysuhteen vertailu ID.4 vs Tesla Model X

Minulta kysytään usein kuinka paljon sähköauto kuluttaa moottoritiellä. Minulla on asiaan nyt muutama näkökulma ja kirjoitan tähän blogikirjoitukseen tuloksia.

1. Tesla Model X 90D vm 2016 vs ID.4 Pro Perfornmance Max 77 kWh vm 2021

Suoritimme Tapion kanssa 6.7.2022 vertailevan testin sähköautoillemme kesäisillä 120 km/h nopeusrajotuksilla moottoritiellä. Edestakaisin ajettuna 80 kilometrin mittainen reittimme oli sellainen, että sen pystyi suorittamaan paria pientä liikennehäiriötä lukuunottamatta vakionopeussäätimellä 120 km/h navigaattorilla tarkastettua nopeutta käyttäen. Toki latausasemalta lähtö, kääntöpisteen sillan rampit sekä latausasemalle saapumisen hidasteet laskivat keskinopeutta, joka toteutui laturilta takaisin laturille 113 km/h tasolle.

Ajohetkellä keli oli aurinkoinen, lämmintä +18°C, tie oli kuiva ja etelätuuli oli noin 5 m/s, eli menomatkalla vastatuuli ja paluumatkalla myötätuuli.

Mittaustavasta:

1. Kempowerin tekniikkaa olevalla suurteholaturilla autot alkuladataan siten, että lataus keskeytetään tarkalleen sillä hetkellä, kun akun varaustaso nousee seuraavalle prosentille. Teslan alkulataus keskeytettiin tasolle 76% ja ID.4:n 72% kohdalle. Tuolla katkaisulla mahdollistetaan myös loppulatauksen tarkka katkaisu, koska 77 kWh:n akulla yhden prosentin vaikutus on jo 770 Wh. 
2. Ajetaan 80 km edestakainen lenkki käyttäen riittävää välimatkaa, kuitenkin yhdenaikaisesti. Ajaessa käytetään vakionopeussäädintä siten, että navigaattorilla tarkistettu suurin sallittu 120 km/h nopeus toteutuu. Ilmastointi pidetään automaattiasennolla ja noin 20°C pyynnöllä. Kääntöpisteeseen sekä paluupisteen moottoritien erkanemisramppiin saapuessa hidastamine aloitetaan vasta kun auto on kokonaisuudessaan erkanemiskaistalla. Hidastamisessa käytetään auton regeniä. Näin pyritään eliminoimaan kuljettajista johtuvia eroja, kun halutaan selvittää autojen erilaisuuksia.
3. Latausasemalle takaisin saapuessa kuvataan auton kulutusmittari ja sen jälkeen laitetaan auto saamaan suuretholatausta. Lataus keskeytetään tarkasti sillä hetkellä, kun laturi näyttää auton saavuttaneen sen prosentin, mihin alkuladattiin. Laturista kuvataan ko hetkellä ladattu energiamäärä kWh.

Autot ovat vakioita merkittäviltä osin. Volkkarissa on alla uudenkarheat Hankook Ventus S1 EVO3 SUV EV -renkaat. Edessä kokoa 235/50R20 ja takana 255/45R20. Paineet ovat suositusarvoissa rengasliikkeen tarkistamina. Teslassa Continental Premium Contact 6, edessä 255/45R20 ja takana 275/45R20.

Testitulokset:

• ID.4 kulutti auton infotainmentin mukaan 23,7 kWh/100 km, Tesla 24,3 kWh/100 km.
• ID.4 loppulataus oli 19,94 kWh, Teslan loppulataus oli 21,24 kWh.
• Ladatusta energiasta laskien, eli lataushäviöt huomioiden ID.4 kulutti 24,93 kWh/100 km, Tesla 26,77 kWh/100km.
• Lataamisen hyötysuhde oli ID.4:ssä 95,8% ja Teslassa 90,8%..

Analyysi tuloksista:

Tesla Model X on niin paljon ID.4:ää suurempi auto ulkomitoiltaan, että pidän kulutusten eroa hämmentävän pienenä. Model X kulutti infotainmentin mukaan vain 2,5% enemmän kuin Volkkari ja loppulatauksen lataushäviöt huomioituna 7,4% enemmän. Kyseessä on kuitenkin 55 cm pidempi, 22 cm leveämpi ja suunnilleen saman korkuinen auto. Painoakin Teslalla  on noin 270 kg enemmän kuin ID:llä. Siis kokoonsa nähden Tesla meni sukkasillaan Volkkariin verrattuna, mutta mikä eroa selittää?

Tesla Model X:n ilmanvastuskerroin on löytämieni lähteiden mukaan 0.24 ja ID.4:n 0.28. Tässä on varmasti suurin syy, koska 120 km/h nopeudella suurin voitettava voima on ilmanvastus. Jopa silmä sanoo autoja katsellessa, että Tesla on virtaviivaisemmin muotoiltu.

Testimme infotainmentien ilmoittamilla kulutuksilla autojen realistinen kesäinen 120 km/h rajoituksia noudattavan ajon toimintamatka on ID.4:llä noin 315 kilometriä ja Teslalla hieman alle 300 kilometriä. Laskin ID.4:ni siten, 77 kWh:n nettokapasiteetistä on käytettävissä noin 75 kWh, mikä on tarkistettu OBD11. Teslalle laskin tekemällä seuraavan olettamuksen: uuden 82 kWh:n nettokapasiteetista olisi käytettävissä 75 kWh, koska auto on hieman omaani vanhempi ja enemmän ajettu ja yleensä ajoakut menettävät käytettävissä olevaa kapasiteettiaan ajan ja kilometrien myötä.

Testimme lataushäviöt huomioitujen kulutusten perusteella laskin myös mitä autoilla matkan taittaminen kesäisillä 120 km/h nopeusrajoitusilla maksaa esimerkiksi ABC-latauksen 30 snt/kWh suurteholataushinnalla. ID.4:llä 7,50 euroa/100 km ja Teslalla 8,03 euroa/100 km. Ei kovin paha hinta tämäkään sähköautomatkailun mukavuudesta. Kotilatauksella hinta omalla kotilatauksellani noin puolet halvempaa.

Mistä nämä lataushäviöt johtuvat? Käyttäessämme kWh-hinnoiteltua suurteholaturia näyttää laturi tarkoin sen energiamäärän (kWh) mitä laturista on autoon luovutettu. Häviö siis tapahtuu lähtökohtaisesti kokonaan autossa. Akuissa on aina sisäistä vastusta, joka aiheuttaa häviötä, joka ilmenee akkujen lämpiämisenä ladattaessa. Sitä lämpiämistä taasen autot vähentävät jäähdyttämällä akkua latauksen aikana, joka myös kuluttaa energiaa. Oikeastaan muita merkittäviä hävikin kohteita en keksi itse suurteholatauksen aikana. Toisin sanoen tässä nimenomaisessa testikerrassa näyttäisi siltä, että Teslan akussa oli ehkä hieman suuremmat sisäiset vastukset ja jostain syystä auto jäähdytteli ID.tä enemmän akkuaan.

Vahva mielipiteeni on, että tämä on lähempänä oikeaa tapaa mitata ja vertailla sähköautojen kulutuksia, kuin esimerkiksi Autoliiton järjestämien Ecorun-tapahtumien, joissa katsotaan vain auton intotainment-kulutuksia. Nykyisillä suurteholatausasemilla pystyy kuitenkin vertailemaan yhden päivän aikana enimmillään vain noin 10 - 20 sähköauton kulutusta, kun halutaan mitata myös loppulataukset. Samalla ajopäivän pituus kasvaa aika paljon. Vielä tarkempaan tulokseen päästäisiin, jos olisi mahdollista suorittaa kulutustesti lähtien jonkun majapaikan Type2-latauksista 100% täysillä akuilla ja loppulataus tehtäisiin samoilla latauslaitteilla uudelleen 100% tasolle, mutta tuo olisikin sitten jo melkein kahden yöpymisen keikka.

2. Referenssikulutus ID.4:llä sama lenkki helteisessä tyynessä kelissä

Suoritin saman testin, kuin kappaleessa 1 teimme Teslalla ja ID.4:llä jo edellisellä viikolla yksin omalla ID.4:lläni. Halusin vertailukulutuksen helteisessä ja erittäin tyynessä kelissä ajaen. Eli auto sama kuin kappaleen 1 Volkkari, menetelmä ja reitti samat.

Referenssijon tulokset

• ID.4 kulutti auton infotainmentin mukaan 23 kWh/100 km
• ID.4 loppulataus oli 19,51 kWh
• Ladatusta energiasta laskien ID.4 kulutti 24,39 kWh/100 km
• Lataamisen hyötysuhde oli 94,3%

Analyysi tuloksista:

Ensinnäkin ensimmäisen, eli tyynellä kelillä ajetun lenkin kulutus ID.4:llä oli infotainmentin ilmoittaman mukaan noin 3% pienempi kuin toisella ajokerralla. Eroa siis oli 700Wh/100km. Tämä havainto tukee olettamaani, että kohdassa 1 kuvattu, eli toisen ajokerran vastatuuli menomatkalla aiheutti suuremman lisäkulutuksen, kuin paluumatkalla säästön. Toki tuo on mielestäni täysin järkeenkäyvääkin. 

Ensimmäisellä arjokerralla ID.4:n loppulatauksen hyötysuhde oli aavistuksen heikompi, mille on selkeä selitys. Jostain minulle epäselväksi jääneestä syystä ID:ni päätti jääräpäisesti loppulatauksen aikana ensimmäisen ajon jälkeen jäähdytellä myös sisätiloja ja sain sen loppumaan vasta loppulatauksen loppuvaiheessa. Kohdassa 1 kuvatussa toisen ajokerran loppulatauksessa auto tyytyi jäähdyttelemään vain akkuaan oman tahtonsa mukaan.

3. Vertailun vuoksi ID.4 vs Ioniq5 Tampere - Hyvinkää

Lisään vielä oman kahden auton välille vertailukelpoisen kulutuksen intotainmentin mukaan antavan ajokerran. Ajoimme viime viikolla peräkkäin kahdella sähköautolla, Ioniq5:llä sekä ID.4:llä Tampereelta Hyvinkään ABC:lle asti samaa erittäin reipasta kesärajoitusten mahdollistamaa tahtia. Ioniqissa oli alla saman kokoinen rengastus, kuin ID:ssäni on.

Tuolloin Ioniq5 kulutti 24,6 kWh/100 km ja ID.4 23,0 kWh/100 km. Koko 125 km ajoreitin keskinopeus oli 97 km/h sisältäen pätkän kaupunkiajoa Tampereella ja loppumutkat ennen ABC:tä.

Korostan, että eri aikaan ja eri moottoritieosuudella eri kelissä ajettu lukema ei kuitenkaan ole koskaan vertailukelpoinen esimerkiksi tämän blogikirjotuksen kohdan 1 kuvattuun Teslan ja ID.4:n kulutukseen.

4. Vertailun vuoksi vielä omia kirjanpitojani eri keleissä TRE-HKI ajoista ID.4:llä

Ajan melkoisen usein Tampere - Helsinki - Tampere -väliä päiväreissuina. Olen satunnaisesti pitänyt kirjaa kulutuksista ja ne ovat vaihdelleet ympäri vuoden kirjanpidossa parkkiruudusta parkkiruutuun ajoilla 19,5 kWh/100 km ja 28,1 kWh/100 km välillä. Matalin sekä korkein kulutus molemmat on ajettu kesärajoituksilla ja kesärenkailla, eli vesisade ja vastatuuli vaikuttaa yllättävän paljon sähköauton kulutukseen.

5. Vertailun vuoksi ID.4 kulutus maaseututeillä rajoitusten mukaan ajaen

Ja jotta saadaan hieman parempaa kokonaiskuvaa sähköauton kulutuksesta, on maaseututeillä ajaessa kulutus aivan toisella tasolla. Tässä linkki: Sähköauto Volkswagen ID.4 kulutustesti Suomen kesäkelissä -toimintamatka 506 km kirjoitukseeni.

Aivan normaalisti rajoitusten mukaan ajaen kulutti ID.4 230 kilometrin mittaisella testilenkillä viime kesänä 15,2 kWh/100 km ja latauksen lataushäviöt huomoiden kulutus oli 16,2 kWh/100 km. Toimintamatka olisi toteutunut jopa yli 500 km. Ajamisen hinta kotilatauksellani olisi noin 2e/100km.

Koko tarinan yhteenveto

Ilmanvastus nousee nopeuden neliössä, vai miten se kaava menikään? Joka tapauksessa voimalinjaltaan erittäin energiatehokkaan sähköauton kulutus kasvaa lähes suoraan suhteessa ajovastuksiin nähden. 

Mitä suurempi ilmanvastuskerroin x otsapinta-ala sähköautossa on, sitä enemmän kulutus nousee ja toimintamatka laskee kesäisillä moottoritienopeuksilla.

Kuitenkin oman ID.4:n 77 kWh:n akku on jo niin iso, että moottoritiekulutuksillakin toimintamatka ja latausnopeus ovat riittävän suuria sujuvaan matkantekoon Suomessa kaikissa keleissä.

Toivottavasti pääsisin toistamaan testin vaikka siten, että saisin mukaan noin 3-4 muuta erikokoista sähköautoa.

Samalla pystyisi myös tekemään latausnopeusvertailua suurteholatauksessa.