Tekniikan Maailman verkkosivuston Kysy toimitukselta -palstalle lukijat voivat lähettää mieltään askarruttavia kysymyksiä autoista, liikenteestä, elektroniikasta ja tieteestä. TM:n toimittajat tai avustajat vastaavat kysymyksiin. Huomioithan, että vastauksen tuottamisessa voi kulua hieman aikaa.

Kysymyksiä voi lähettää sähköpostiosoitteeseen kysy@tekniikanmaailma.fi tai tämän jutun lopulla olevalla lomakkeella.

Aiemmat kysymykset löytyvät täältä.

Sähköautoilun kehityksestä kiinnostuneena olen jo parisen vuotta odottanut kunnon artikkelia ja vertailua siitä, miten sisätilojen lämmitys esimerkiksi kovilla pakkasilla on hoidettu? Joissain sivulauseissa on mainittu muun muassa lämpöpumppu sisätilojen lämmittäjänä, mutta jos tarvitaan Webasto-tyylisiä lisälämmittimiä, autojen päästöttömyys ontuu jo pahasti. Mikäli lämmitys on hoidettu sähköllä, olisi mielenkiintoista tietää mikä olisi esimerkiksi 500 kilometrin toimintamatkaan pystyvän auton todellinen ajomatka 20 asteen pakkasilla?

Sähkäri Porista

Sähköautojen tarjonta on vielä sen verran kapeaa, toteutukset hajanaisia ja kehitys nopeaa, että juuri kaipaamasi kaltaista artikkelia ei ole vielä tullut mieleemme kirjoittaa. Sähköautojen talviominaisuudet nousevat kuitenkin varmasti sivuillamme enemmän esiin viimeistään ensi talvesta alkaen. Ja silloin lämmityslaitteidenkin toimivuus tulee oleelliseksi testata.

Toistaiseksi pohjoissuomalainen talvi ei näy sähköautojen suunnittelussa. Lämmitykseen ja toimintamatkan varmistamiseen ei ole vielä kovin kehuttavia sovelluksia, mikä on ymmärrettävää, kun autojen perusominaisuuksissakin riittää kehitettävää, ja rahaa varmasti menee sähköautokehityksessä paljon enemmän kuin tulee toistaiseksi asiakkailta sisään. Monenlaisia lämmitysehdotuksia on kyllä ollut esillä.

Lämpöpumppu alkaa olla uusien sähköautojen perusominaisuus, ja se riittää leutoina talvina aika pitkälle.

Lämpöpumpulla yksinkertaisesti siirretään tehoelektroniikassa (vaihtosuuntaajalla ja taajuusmuuttajalla) syntyvää hukkalämpöä auton ohjaamoon. Joissakin autoissa lämpöä saadaan talteen myös akustosta. Jos auto on esilämmitetty ennen lähtöä, vähentää lämpöpumppu selvästi sähkövastusten käyttämisen tarvetta, mikä pidentää suoraan toimintamatkaa.

Sähköauton esilämmittäminen onkin oleellinen asia, jos pyritään lähipäästöttömään ja energiatehokkaaseen liikkumiseen. Myös akuston lämmitin tai sen puuttuminen vaikuttavat merkittävästi sähköauton tai lataushybridin talvikäyttöön.

Mutta esilämmittäminen ei ole kaikissa tilanteissa mahdollista, joten vaikeampiin tilanteisiin haetaan apua erillisten lisälämmittimien tai range extender -ratkaisujen kautta. Lisälämmittimet ovat todellakin Webaston (joka muuten on alkanut valmistaa sähköautojen latauslaitteita) tyylisiä tai tekemiä ratkaisuja.

Tällä hetkellä tuotannossa lienee vain Renault Kangoo ZE:n lisälämmitin, mutta esimerkiksi Volvon sähköautojen kehitysohjelmassa lämmitykseen käytettiin etanolia. Oikealla polttoaineen valinnalla lämmittimestä saadaan energiatehokas ja lähipäästöiltään hyvä.

Range extendereitäkin on tällä hetkellä markkinoilla vain yksi, eli BMW i3:een saatava pieni polttomoottori. Saa nähdä, tuleeko mäntämoottoreista tai kiertomäntämoottoreista pysyvä ratkaisu vai korvataanko ne jollain modernimmalla.

Kaksi muuta ideaa tuntuu tällä hetkellä olevan vahvimmin kehitteillä: polttokennot ja mikroturbiinit. Molemmat tuottavat paitsi sähköä, myös lämpöenergiaa. Polttokennot käyttävät polttoaineenaan mieluiten vetyä tai metaania, ja niiden päästöt ovat todella pienet. Ongelmana on etenkin vetypolttoaineen jakelu ja kennojen kalliit valmistusmateriaalit, mutta ongelmien kiertämiseksi tehdään hyvää kehitystyötä.

Mikroturbiinille kelpaa monet polttoaineet, koska niiden poltin on samantyylinen kuin Webastossa ja kumppaneissa. Mikroturbiinissa energiaa muunnetaan kuitenkin lämmön lisäksi myös liike-energiaksi ja sitten generaattorin avulla sähköksi.

Näin kokonaishyötysuhde paranee. Tosin kokemuksemme perusteella kaikki mikroturbiinien suunnittelijat eivät ole edes hoksanneet lämpöenergian talteenoton hyödyllisyyttä meidän olosuhteille, vaan ovat keskittyneet sähköenergian tuottamiseen.

Yksi uusimmista sähköauton lämmitysideoista ovat kemialliset lämpövaraajat (eräänlaiset lämpöakut). Niidenkin toiminta perustuu auton esilämmittämiseen, mutta huonosti lämpöä säilyttävän sisätilan sijaan lämmitetäänkin lämpöakkua, joka varastoi lämmön tehokkaasti ja pitkäksi aikaa, ja luovuttaa sitä tarpeen mukaan.

Lämpöakkua voidaan lämmittää myös samalla energialla, jota lämpöpumput nyt hyödyntävät.

Näiden ideoiden lisäksi sähköautovalmistajat keskittyvät paikallisten lämmittimien eli lähinnä istuin- ja ohjauspyörälämmittimien käyttöön, jotta sisätilaa lämmitettäisiin vähemmän.

Jossain vaiheessa oli puhetta myös infrapunalämmittimistä, jotka toimivat infrapunasaunan tapaan. Niissä ideana on lämmittää sisäilman sijaan ihmisen ihon pintaa, säteilyenergian avulla. Parina viime vuonna infrapunalämmittimet eivät kuitenkaan ole olleet esillä.

Jussa Nieminen


Aiemmat kysymykset löytyvät täältä.

Kysy toimitukselta

  • Käytä nimimerkkiä, jos et halua nimeäsi näkyviin kysymyksesi yhteyteen. Kysymyksiä julkaistaan TM:n verkkosivuilla ja mahdollisesti lehden Postilaatikko-palstalla.
  • Voit jättää yhteystietosi, jotta toimitus voi tarvittaessa ottaa sinuun yhteyttä.