Sähköauto vuoristossa: sola ja mitä sen jälkeen tulee

Massan nostaminen tiettyyn korkeuteen vaatii laskettavissa olevan määrän energiaa: massa kertaa putoamiskiihtyvyys kertaa korkeus. Se on fysiikkaa ilman neuvotteluvaraa. Tonnin nostaminen tuhat metriä ylöspäin vastaa noin 2,5–3 kilowattituntia potentiaalienergiaa — ja auto matkustajineen ja matkatavaroineen painaa useita tonneja.

Lisäksi voimalinja ei luovuta tätä energiaa häviöttä. Moottori, tehoelektroniikka ja vaihteisto toimivat erittäin hyvällä mutta eivät täydellisellä hyötysuhteella, ja akku luovuttaa suurella teholla osan energiasta lämpönä. Todellinen tarve on siis laskettua suurempi, ja ero on sitä selvempi, mitä jyrkempää ja nopeampaa ajo on.

Samaan aikaan tavallinen ajovastus ei katoa mihinkään. Solaa ajetaan harvoin nopeasti, joten ilmanvastus on pieni; vierintävastus pysyy. Nousu hallitsee laskelmaa niin voimakkaasti, että kulutusnäyttö näyttää lukemia, joita tasamaalla ei koskaan näe. Se ei ole vika eikä syy huoleen — se on oikea lukema tapahtumalle, joka kohta kääntyy päinvastaiseksi.

Ylämäessä käytetty energia on huipulla autossa potentiaalienergiana. Alamäessä se vapautuu taas. Polttomoottoriauto hävittää sen moottorijarrutuksessa ja pyöräjarruissa; sähköinen voimalinja ohjaa suuren osan siitä generaattorikäytön kautta takaisin akkuun.

Kaikki ei palaa. Energia kulkee saman ketjun kuin ylämäessä, vain takaperin: pyörä, vaihteisto, sähkökone, tehoelektroniikka, akku. Jokainen vaihe vie osansa, ja akku ottaa energiaa vastaan vain rajallisella teholla. Suuruusluokaltaan hyvä osa säilyy — tarpeeksi, jotta solan ylitys maksaa kaiken kaikkiaan paljon vähemmän kuin nousu antaa pelätä.

Käytännössä tämä tarkoittaa: kulutusnäytön lukema solan huipulla on merkityksetön. Ratkaisevaa on lukema laaksossa toisella puolella. Kun suunnittelet Alppien etappia, laske siksi lähtöpaikan ja määränpään välisellä korkeuserolla, älä kaikkien nousujen summalla — jälkimmäinen olisi laskelma autolle, joka heittää energiansa alamäessä hukkaan.

Jarrutusenergian talteenotto tarvitsee akussa tilaa. Jos akku on täynnä, energialla ei ole minne mennä — ja auto vähentää talteenottoa osittain tai kokonaan. Silloin hidastaa enää kitkajarru, ja juuri pitkässä, jyrkässä alamäessä raskaalla autolla.

Tästä seuraa sääntö, joka on vuoristossa tärkeämpi kuin mikään muu: ennen pitkää alamäkeä akkua ei ladata täyteen. Kun lataat laaksossa ennen solaa, jätät tietoisesti tilaa energialle, joka palaa toisella puolella. Tilan määrä riippuu korkeuserosta ja massasta — sama laskelma kuin edellä, tällä kertaa eteenpäin luettuna.

Kylmyys aiheuttaa saman ilmiön. Kylmää kennoa ei saa ladata suurella virralla, koska muuten siihen saostuu metallista litiumia; akunhallinta rajoittaa siksi talteenottoa, kunnes kennot ovat toiminta-alueellaan. Alamäki varhain talviaamuna heti lähdön jälkeen on siis toinen tilanne, jossa jarrut tekevät työn — ja se, johon tuskin kukaan on varautunut.

Jarrujen häipyminen on kitkajarrun ilmiö: jarrupalat ja -levyt kuumenevat, kitka heikkenee ja polkimen liike pitenee. Kun hidastat alamäessä sähköisesti, jarrut pysyvät viileinä ja ovat ratkaisevalla hetkellä täysin käytettävissä. Tämä on sähköisen voimalinjan suurin turvallisuusetu vuoristossa, ja siitä puhutaan harvoin.

Rajaton se ei ole. Myös sähköisellä ketjulla on lämpöraja: sähkökone, invertteri ja jäähdytyspiiri eivät pysty ottamaan vastaan hyvin pitkää ja hyvin jyrkkää alamäkeä loputtomiin, ja akku täyttyy samalla. Jos talteenotto vähenee jostain näistä syistä, auto siirtää työn jarruille — ilman ennakkovaroitusta, mutta ei ilman merkkejä.

Vastaus on sama kuin missä tahansa muussa autossa: hitaammin. Kun aloitat alamäen nopeudella, jonka pystyisit pitämään myös ilman talteenottoa, ratkaistavaa tilannetta ei synny. Ja kun seuraat näyttöä, näet talteenottotehon laskevan ennen kuin tunnet sen polkimessa.

Myös vuoristossa latauspisteiden tiheys seuraa liikennettä, ja liikenne kulkee laaksoissa. Solan huipulla on harvoin mitään, sivulaaksossa usein vain yksi ainoa latauspiste, ja sinne voi talvella olla mahdoton päästä. Suunnittelu perustuu siksi laaksopaikkakuntiin ennen ylitystä ja sen jälkeen.

Lisäksi solia suljetaan kausittain, ja kiertotie kulkee silloin tunnelin kautta tai autojunalla — eri pituisena, eri korkeudella ja eri aikataululla. Sen, mikä reitti on auki, julkaisee kunkin maan tai alueen tieviranomainen; se on päiväkohtaista tietoa, joka ei kuulu mihinkään oppaaseen.

Ja lämpötila laskee korkeuden kasvaessa. Auto, joka lähtee laaksosta leudossa säässä, seisoo solan huipulla pakkasessa — kaikkine seurauksineen: enemmän lämmitystehoa, kylmemmät kennot, rajoitettu talteenotto. Jos suunnittelet etapin laakson lukemilla, suunnittelet sen liian pitkäksi.

Nostotyön kaavassa massa on mukana lineaarisesti. Jos teet autosta viidenneksen painavamman, sama nousu vaatii viidenneksen enemmän energiaa — ilman yhtään poikkeusta, eikä mikään ajotapa muuta sitä. Matkatavarat, kattoboksi ja täysi kyyti vaikuttavat tässä enemmän kuin missään muualla.

Alamäessä sama massa vaikuttaa toiseen suuntaan, mutta ei symmetrisesti: se palauttaa enemmän energiaa ja täyttää akun nopeammin, jolloin talteenoton raja tulee vastaan aiemmin. Raskas yhdistelmä pitkässä alamäessä on siksi juuri se tapaus, jota varten sääntö akkuun jätettävästä tilasta on keksitty.

Talvella mukaan tulevat vielä lumiketjut tai muut talvivarusteet. Sen, mitä maassa vaaditaan, millainen merkintä renkaassa on oltava ja milloin velvoite on voimassa, jokainen maa päättää itse ja julkaisee liikenneviranomaisensa kautta. Kulutuksen kannalta se tarkoittaa yksinkertaisesti: enemmän vierintävastusta, lyhyempi etappi.

Vuoristoajo on tilanne, jossa sähköauto näyttää sekä parhaan että huonoimman puolensa sen mukaan, mitä reitin osaa katsoo. Kun lasket molemmat osat yhteen, kuva on rauhallinen — ja sinulla on auto, joka säästää alamäessä jarrujaan sen sijaan, että kuumentaisi ne.