Sähköauton akusto ei lämpene normaalissa ajossa riittävästi hyvää DC-lataustehoa varten Suomen talvessa

Nyt kirjoitan blogitekstin aiheesta, joka nousee sähköautoiluun liittyvissä FB-ryhmissä esille edelleen usein, ja korostuu näin talven saapuessa.

Etenkin ensimmäistä talveaan kokeville sähköautoilijoille tulee nyt toistuvasti teho- ja suurteholatausasemilla pettymyksen tuntemuksia, kun auton latausteho jää huomattavasti kesällä totuttua matalammaksi.

Jokaisen sähköauton lataustehoa määrittää auton akuston hallintaa ohjaava ohjelmisto (BMS, Battery Management System). Latausteho on sähköautoissa myös samaisen ohjelmiston avulla määritelty käyrä, jossa usein suurin latausteho saavutetaan hetkellisesti melko matalilla, jopa alle 20 prosentin varaustasoilla. Nyt ilmojen jäähdyttyä tuota suurinta lataustehoa ei usein saavuteta, koska ohjelmisto suojelee auton kylmää akkua liian suurilta lataustehoilta. Akuston optimaalinen lämpötila parasta lataustehoa varten vaihtelee runsaasti autojen välillä, ja arvelen monessa autossa optimin olevan 20..40°C välillä. 

Sähköauton akku ei lämpene normaalissa maantieajossa tarpeeksi

Aivan ensin haluan vahvistaa tämän otsikon tiedon: "Sähköauton akku ei lämpene normaalissa maantieajossa tarpeeksi hyvän suurteholatauksen saavuttamisen kannalta". Ja tuo siis koskee Suomessa lukuisia viileitä päiviä myös kesäaikaan, mutta korostuu talvella. Se ei koske aivan kaikkia autoja ainakaan yhtä jyrkästi, mutta käytännössä lähes kaikkia kuitenkin. Tämä on uusille sähköautoilijoille olennainen ero ymmärtää aiemmista polttomottoriautoista, mitkä tuottavat runsaasti hukkalämpöä käydessään.

Sähköauton hyötysuhde akustosta liike-energiaksi on niin hyvä, että akusto ei lämpene normaalissa maantieajossa edes useamman sadan kilometrin ajomatkalla riittävästi hyvän suurteholatauksen saamisen kannalta.

Talvisen lataustehon toteutumisen kannalta on olemassa kahdenlaisia sähköautoja. Niitä, missä on akuston esilämmitystoiminto suurteholatausta varten ja toisaalta niitä, missä ei ole akuston esilämmitystoimintoa suurteholatausta varten.

Sähköautojen akustojen ylläpitolämmitystoimintoa ei pidä sekoittaa suurteholataukseen esivalmistelevaan lämmitystoimintoon. Uskomukseni mukaan kaikissa virallisten maahantuojien kautta Suomeen tuoduissa sähköautoissa on akuston ylläpitolämmitys, mikä estää akkua syväjäätymästä kovalla pakkasella. Se ei kuitenkaan lämmitä riittävästi suurteholatauksen kannalta.

Ei akuston esilämmitystä suurteholatausta varten - heikko latausteho kylmään akkuun

Sähköautoilla, joissa ei ole akuston esilämmitystoimintoa suurteholatausta varten toteutuu etenkin matkan ensimmäinen suurteholatus huomattavankin matallalla teholla. Tyypillistä voi olla, että suurteholatauksen teho jää 50 kW:n tasolle tai jopa alle, vaikka auto kesällä olisi ladannut parhaimmillaan hetkellisesti jopa 175 kW:n teholla. Pidempää talvilomamatkaa tehdessä näillä autoilla usein toinen ja ja siitä eteenpäin toistuvat suurteholataukset toteutuvat paremmalla latausteholla.

Joitain esimerkkejä sähköautoista, joissa ei tietojeni mukaan akuston esilämmitystoimintoa suurteholatausta varten. Lista ei missään nimessä ole kattava.

• Volkswagen Groupin vanhemmat (noin vuosimallit 2020 - 2023) MEB-alustaiset sähköautot, eli Skoda Enyaq ja Volkswagen ID.4, 5 sekä 3. 
• Stellantiksen vanhemmat (noin vuosimallit 2019 - 2024) e-CMP-autot, eli esimerkiksi Peugeot e-2008, e-208, Opel Mokka-e, Citoren ë-C4, DC 3 ë-tense ja sähköpakettiautot sekä Opelin, Citroenin ja DS:n vastaavat.
• Toyota Bz4X vuosimallit 2022 - 2024
• Nissan Leafit
• Aiemmat korealaiset, eli esim varhaisemmat versiot Kia E-Niro ja e-Soul sekä Huyndain Kona

Akuston esilämmitys suurteholatausta varten nostaa huomattavasti lataustehoa

Niissä autoissa, joissa on olemassa akuston esilämmitys suurteholatausta varten, kannattaa akusto valmistella hyvissä ajoin ennen latausasemalle saapumista, mikäli haluaa hyvän lataustehon. Tähän akuston esilämmittämiseen kannattaa varata siis runsaasti aikaa, eikä kovemmilla pakkasilla välttämättä tunninkaan esilämmittäminen riitä. Kun sähköauton akusto on riittävästi esilämmitetty, saa auto parhaimmillaan kesäajan helteisissä keleissä jo autoilijalle tuttua korkeaa lataustehoa. Kannattaa myös tutustua ennalta oman auton akuston esilämmittämisen toimintaan. Joissain autoissa akuston esilämmitys myös loppuu jos akuston varaustaso laskee kovin alas. Esimerkiksi omassa nykyisessä (pre-facelift) Hyundai Ioniq 6:ssa esilämmitys loppuu kun akuston varaustaso menee 17 % tasoon tai sen alle. 

Sanoisin että uusista nyt vuonna 2026 myynnissä olevista sähköautoista suurin osa alkaa olla varustettu akuston esilämmityksellä. Esilämmityksen tehossa on kuitenkin eroavuuksia, sekä sen myötä siinä, kuinka tehokkaan latauksen sillä saa aikaan. Tätä on kuitenkin yksittäisen autoilijan ennen ostopäätöstä lähes mahdoton vertailla riittävän tarkoin. Siksi kannattaa kysyä kokemuksia esimerkiksi Facebookin merkki- ja mallikohtaisista ryhmistä. Hyvää osviittaa antaa myös, kun tutustuu FLTP1000 testien tuloksiin. Toki niissä tuloksissa ei selviä miksi jonkun auton talvinen 1000 km matka kestikin odotettua pidempään ja miksi lataustauot olivat odotettua pidempiä, mutta nopeimmin latauksista suorituneet autot antavat hyvää osviittaa suoriutumisen kyvystään.

Akuston esilämmittäminen kuluttaa sähköä -nostaa keskikulutusta, kannattaako esilämmitys siis?

Ajoakuston esilämittämisen energia otetaan tietenkin siitä sähköauton ajoakustosta. Kuinka paljon se sitten kuluttaa sähköä ja siten nostaa auton keskikulutusta ja käytännössä lyhentää toimintamatkaa?

Otan esimerkin omasta Hyundai Ioniq 6 (pre-facelift) -sähköautosta ja siinä akuston esilämmityksen vaikutuksesta. Esimerkki on -9..-13°C kelissä ajettu matka, missä on lähdetty liikenteeseen 100 % varaustasolla ja tarve on suorittaa siirtymän aikana kaksi tai kolme suurteholatausta ennen kohteeseen pääsyä.

• Maantieajossa auton keskikulutus on noin 18 kWh / 100 km, kun sisätila halutaan pitää ilmastoinnin automatiikalla +21°C mukavuuslämmöissä, eikä ajaessa muutoinkaan säästellä miltään osin.
• Toimintamatka täydellä akustolla siis riittää esimerkiksi siihen, että ensimmäinen lataustauko on noin 350 kilometrin päässä, jolloin akusto olisi ilman esilämmitystä laturille saapuessa noin 18 % varausasolla ja sähköä siellä on noin 63 kWh.
• Tässä autossa akuston esilämmitystä voi ohjata vain asettamalla suurteholaturin auton navigaattoriin kohteeksi tai välikohteeksi. Kun se on asetettu välikohteeksi, lämmittää auto automaattisesti akustoa, mutta kokemukseni sanoo, ettei se tahdo osata aloittaa lämmitystä riittävan ajoissa. Niinpä asetan "valeeseen" yhtän aiemman latausaseman välikohteeksi, jotta saan esimerkiksi sen yhden täyden tunnin esilämmityksen akustolle.
• Esilämmitys ottaa tässä tapauksessa keskimäärin noin 4 kW:n tehon tunnin ajan, eli käyttää akustosta noin 4 kWh sähköä. Kun se lisätään auton muuhun kulutukseen, kului tällä ensimmäisellä siirtymällä noin 67 kWh sähköä, eli laturille saapuessa akustossa onkin 14 % varaustaso. Tässä autossahan se tarkoittaa sitä, että akuston esilämmitys on päättynyt hetkeä aikaisemmin, mutta sillä ei ole väliä, koska esilämmitys tehdään nestettä lämmittämällä, ja kuumentunut jäähdytysneste jatkaa vielä tuon loppusiirtymän ajan akuston lämmittämistä.
• Tuon ensimmäisen ajo-osuuden keskikulutus siis nousi 350 km matkalla 18 kWh / 100 km tasolta 19,1 kWh/100 km tasolle, eli noin 6 %.

Onko tuo akuston esilämmitys sitten kasvaneen kulutuksen väärti? Se riippuu täysin siitä, kuinka pitkän tauon aikoo muutoin pitää, ja onko valitulla latausasemalla tarjolla yli 200 kW:n latausteho. Jos haluaa optimoida matkanteon nopeutta, ja pitää tauon lyhyenä, kannattaa valita latausasema, mistä saa 800V autolle hyvän lataustehon ja esilämmittää akusto. Tämän auton tapauksessa ero on tuossa pakkasessa sen verran iso, että ilman esilämmitystä keskiteho 10 - 80 % toteutuu noin 50 - 60 kW:n tasolla, ja esilämitettyyn akustoon noin 150 - 180 kW:n keskiteholla.

Siis käytännössä:

• Esilämmmittämätöntä akkua tarvitsee ladata 18 % --> 80 %, eli 13,86 kWh --> 61,6 kWh, eli 47,7 kWh. Ja se suoriutuisi esimerkiksi noin 60 kW:n keskiteholla noin 40 - 50 minuutissa.
• Esilämmitettyyn akustoon pitää ladata hieman enemmän, koska akuston varaustaso ehti vajuta enemmän, eli 14 % --> 80 %, eli 10,78 kWh --> 61,6 kWh, eli noin 51 kWh. Ja se suoriutuisi 150 kW:n keskiteholla noin 20 minuutissa, ja keskitehon toteutuessa 180 kW, se lataus kestäisi noin 17 minuuttia.
• Ero on siis nimenomaan sellainen, että haluaako syödä rauhassa pöydän ääressä noin tunnin, vai käydä pikaisesti vessassa ja ostaa juomista ja pientä purtavaa mukaan autossa syötäväksi. Ja se on vain tilanteenmukainen valintakysymys.
• Korostan vielä loppuun, että tuolla esimerkin vanhemmalla Ioniq 6:lla pakkasen kiristyessä esimerkiksi -20°C tai kylmemmäksi, asia ei ole enää noin suoraviivainen, koska auton akuston esilämitysteho ei riitä lämmittämään akustoa tarpeeksi. Uskon tämän auton olevan kuitenkin poikkeus moderneissa sähköautomalleissa, ja Ioniq 6 onkin jo Hyundain mallistossa korvattu uudella versiolla, mistä odotan innolla tulevan talven käyttäjäkokemuksia myös tämän akuston esilämmitystehon osalta.