Sähköauton lataushäviöt: mihin energiaa menee?

Jos autosi akkukapasiteetti on 58 kW, se ei tarkoita, että voit ladata sen nollasta täyteen käyttäen siihen tarkasti 58 kWh. Yllättävää, mutta usein täytyy ladata enemmän virtaa kuin mitä autoon todellisuudessa latautuu. Tämän seurauksena maksat ylimääräisestä energiasta.  

ADAC:n mukaan häviö voi olla 10–25 % koko latausenergiasta. 

Aika paljon, vai mitä? 

Eikä sitä yleensä voi välttää, vaan energiaa häviää matkalla autoosi. 

Mistä tämä johtuu? Ja miten voit minimoida energiahäviön akkua ladattaessa? Tarkastellaanpa asiaa tarkemmin. 

Kun energia siirtyy pisteestä A pisteeseen B tai muuntuu muodosta toiseen, lataushäviöitä esiintyy aina jonkin verran. Näin tapahtuu, kun lataat autoa, tablettia, puhelinta tai mitä tahansa muuta laitetta, jossa on akku. 

Vaikka et olisikaan fysiikan asiantuntija, tiedät varmasti Einsteinin säännön: energiaa ei voi luoda tai tuhota, sitä voi vain muuttaa muodosta toiseen.

Esimerkiksi juoksun aikana energia muuttuu kehosi tuottamaksi lämmöksi. Sama koskee sähköautojen lataamista. 

Energia ei häviä, mutta... mihin se menee? Näytämme sinulle. 

Vaihtovirtalaturilla lataaminen koostuu useista osista:

• Ajoneuvon laturin 

• Latauskaapeli

• Lataustehosta

• Sähköauton akun

Jokainen niistä aiheuttaa tehohäviötä ja heikentää lataustehokkuutta. 

Kiinteät laturit syyllistyvät valitettavasti eniten energiahäviöön, sillä niiden tehokkuus on yleensä 75–95 %:n tasolla. 
Katsotaanpa miksi.

Ajoneuvon latausjärjestelmän päätehtävänä on muuntaa vaihtovirta tasavirraksi.

Muutos tuottaa lämpöä, minkä vuoksi sähköauton tehoelektroniikka on normaalisti nestejäähdytteistä. Valitettavasti se ei kuitenkaan suojaa täysin tehohäviöiltä. 

Ajoneuvon latausjärjestelmät toimivat erityisen tehottomasti, kun virtaa virtaa liian vähän. Tässä vaiheessa ei kuitenkaan ole mitään keinoa estää lataushäviötä. 

Jonkin verran energiaa häviää, kun se kulkee latauskaapelin läpi. 

Kyse on resistanssista. Mitä lyhyempi latauskaapeli, sitä pienempi tehohäviö. 

Miksi? Koska vastus on pienempi. 

Suurempi teho tuottaa enemmän lämpöä. Kuten jo tiedättekin, energia muuttuu normaalisti lämmöksi. 

Muun muassa paksun latauskaapelin avulla on mahdollista vähentää lämpöä ja siten estää energiahäviö. Mitä suurempi latausnopeus, sitä paksumpi kaapelin pitäisi olla. 

Oletetaan, että sähköauto ladataan 11 kW:n ja 22 kW:n teholla samalla kaapelilla, joka on tarkoitettu 11 kW:n latauspisteelle.

Mitä tapahtuu? 

22 kW:n teholla häviöt kasvavat, koska lämpöä syntyy enemmän. Siksi on parempi käyttää tietylle latausnopeudelle suunniteltua kaapelia tai jopa ylittää se, jolloin energiahäviö on pienempi. 

Latausaseman sähköenergia muunnetaan litiumioniakun kemialliseksi energiaksi. Muutosprosessi aiheuttaa lämpöä ja sen myötä tehohäviöitä. 

Onneksi useimmissa sähköautoissa, Nissan LEAFia lukuun ottamatta, on lämmönhallintajärjestelmä, joka vähentää energiahäviötä akun lämmetessä tai jäähtyessä.

Jos lataat autosi kylmänä talvipäivänä, huomaat latauksen tapahtuvan tavallista hitaammin. 

Sähköauton akun täytyy lämmetä, ennen kuin se alkaa latautua. Prosessi vaatii jonkin verran energiaa, joka muuten menisi suoraan akkuun. 

Toisaalta kuumat kesäpäivät eivät myöskään ole ihanteellisia sähköautojen lataamiseen. 

Onneksi useimmissa sähköautoissa on jäähdytysjärjestelmä, joka alentaa akun lämpötilaa latauksen aikana kuumina kesäpäivinä.

Nämä eivät tarkasti ottaen ole tehohäviöitä, vaan pikemminkin virrankulutusta lisääviä tekijöitä. Joidenkin kokeiden mukaan ihanteellinen lämpötila sähköautojen lataamiseen ja käyttöön on 20–25 °C.

Suosituksemme akun lataamiseen kuumalla säällä on melko itsestään selvä: pysäköi ajoneuvo mieluiten varjoon, jotta vältät akun ylikuumenemisen.

Paras tapa on ladata auton akku nollasta 100 prosenttiin ja tarkistaa, kuinka paljon virtaa kului. Sen jälkeen voit verrata tätä lukua auton akun kapasiteettiin ja voilà – erona on lataushäviö. Älä kuitenkaan kiirehdi, sillä muutoin kokeilusta voi tulla melko hintava. Auton akun täydellisestä purkautumisesta ei ole mitään hyötyä!

Mutta miten selvittää latauskaapelin liittämisen yhteydessä syntyvä lataushäviö?

Voit käyttää hyvämaineisten testausorganisaatioiden antamia tietoja. 

Esimerkiksi ADAC on suorittanut ekotestin samoilla 22 kW:n Wallbox (AC) -latauspisteillä ja samoilla ympäristöolosuhteilla (23 °C) ja havainnut lataushäviön. Lataushäviöt osoittautuivat huomattaviksi.

Tulos osoittaa esimerkiksi, että BMW iX:n 105 kWh:n akun täyttäminen edellyttää 125,2 kWh:n latausta. Tilanne ei ole parempi halvemman Jaguar i-Pacen tapauksessa – 100,8 kWh:n lataus 90 kWh:n akkuvirtaa kohti. 

Kuten aiemmin mainitsimme, lataushäviö tapahtuu yleensä, kun kiinteä laturi muuntaa vaihtovirran tasavirraksi. Tämä koskee vaihtovirtalatausta. 

Entä tasavirtalataus? Jos virtaa ei tarvitse muuntaa latausasemasta poistumisen jälkeen, onko energiahäviö merkittävästi pienempi?

Periaatteessa oikea huomio. Muista kuitenkin, että tasavirralla lataaminen ei ole myöskään ihanteellista. Suurempi virtaus lyhyemmässä ajassa aiheuttaa lämpöhäviöitä. Nämä ovat kuitenkin vain pieniä häviöitä, ja tasavirtalataus on tehokkaampi joka tapauksessa.