Toimintamatka talvella: kuinka paljon oikeasti häviää

Toimintamatkan lyheneminen talvella ei ole yksittäinen ilmiö, vaan kolmen toisistaan riippumattoman vaikutuksen summa. Ensinnäkin kylmä kenno luovuttaa vähemmän energiaa ja ottaa sitä vastaan hitaammin. Toiseksi matkustamo on lämmitettävä, eikä sähköautossa siihen ole polttomoottorin hukkalämpöä. Kolmanneksi ajovastus kasvaa, koska kylmä ilma on tiheämpää, renkaat vierivät jäykemmin ja lumi jarruttaa.

Nämä kolme osuutta käyttäytyvät eri tavoin. Kennojen menetys on suurin ajon alussa ja sulaa pois, kun akku on lämmennyt. Lämmitys vie suunnilleen vakiotehon nopeudesta riippumatta — siksi sen suhteellinen osuus on kaupunkiajossa paljon suurempi kuin moottoritiellä. Ajovastus taas kasvaa nopeuden mukana ja osuu kovimmin moottoritieajoon.

Joka erottaa nämä toisistaan, ymmärtää myös, miksi saman mallin kaksi kuljettajaa kertovat täysin eri lukuja. Toinen ajaa kymmenen kilometriä töihin ja lämmittää samalla kylmää autoa; toinen ajaa kaksisataa kilometriä yhtä soittoa ja pitää lämmitystä kahdenkymmenen minuutin jälkeen enää pienellä.

Litiumioniakun kennossa ionit kulkevat nestemäisen elektrolyytin läpi elektrodilta toiselle. Kylmä tekee elektrolyytistä sitkeämpää ja hidastaa liikettä. Seurauksena on suurempi sisäinen resistanssi: jokaista kulkevaa ampeeria kohden kennossa itsessään häviää enemmän jännitettä, ja tämä jännite muuttuu lämmöksi eikä liikkeeksi.

Siksi kylmässä ei vähene vain käytettävissä oleva energia, vaan myös käytettävissä oleva teho. Monet autot rajoittavat kiihtyvyyttä kovalla pakkasella, ja lähes kaikki rajoittavat regeneratiivista jarrutusta: kylmää kennoa ei saa ladata suurella virralla, koska muuten anodille kertyy metallista litiumia — ilmiö, joka vahingoittaa kennoa pysyvästi. Kyse ei ole ohjelmistovirheestä, vaan suojauksesta.

Vaikutus on palautuva. Kun kennot ovat saavuttaneet toiminta-alueensa — karkeasti 20–40 asteen välillä — kapasiteetti ja teho palaavat. Akussa ei ole talvella vähemmän kapasiteettia, se ei vain luovuta sitä kylmänä.

Polttomoottori hukkaa noin kaksi kolmasosaa käyttämästään energiasta lämpönä; osa siitä lämmittää matkustamoa ilman lisäkustannusta. Sähkömoottorin hyötysuhde on korkea, ja se tuottaa vastaavasti vähän hukkalämpöä. Se, mikä lämmittää matkustamoa, on otettava akusta.

Sähköinen vastuslämmitin muuttaa kilowattitunnin sähköä täsmälleen kilowattitunniksi lämpöä. Jäähtyneen matkustamon lämmittämiseen se ottaa useita kilowatteja, sen jälkeen vähemmän. Ratkaisevaa on suhde ajotehoon: joka kaupunkiajossa tarvitsee keskimäärin kuusi kilowattia ajamiseen ja kolme lämmitykseen, menettää kolmanneksen toimintamatkastaan. Joka tarvitsee moottoritiellä ajamiseen kaksikymmentäviisi kilowattia, menettää samoihin kolmeen kilowattiin reilun kymmenesosan.

Lämpöpumppu siirtää lämpöä sen sijaan, että tuottaisi sitä, ja antaa kilowattitunnista sähköä enemmän kuin kilowattitunnin lämpöä. Kuinka paljon enemmän, riippuu lämpötilaerosta, joka sen on ylitettävä — lievällä pakkasella hyöty on huomattava, kovalla pakkasella se kutistuu. Kannattaako lisähinta, on oma kysymyksensä.

Ilmanvastus on verrannollinen ilman tiheyteen, ja tiheys kasvaa lämpötilan laskiessa. Leudon syyspäivän ja kovan pakkaspäivän välillä on useiden prosenttien tiheysero — moottoritienopeudessa, jossa ilmanvastus syö suurimman osan tehosta, se on suoraan mitattavissa.

Lisäksi tulee vierintävastus. Talvirenkaissa on pehmeämpi kumiseos ja karkeampi kuviointi; molemmat lisäävät renkaan joustohäviöitä. Kylmä ilma renkaassa merkitsee lisäksi alhaisempaa painetta — jokaista kymmenen asteen lämpötilan laskua kohden paine laskee tuntuvasti, ja liian pehmeä rengas vierii huonommin. Loska ja märkä tienpinta tulevat vielä tämän päälle.

Tämä osa menetyksestä koskee polttomoottoriautoja aivan samalla tavalla. Sähköautossa se vain huomataan, koska jäljellä oleva toimintamatka on näkyvissä kilometreinä kuljettajan edessä, kun taas polttomoottoriautossa kukaan ei vertaa tammikuun kulutusta heinäkuun kulutukseen.

Yhtä lukua ei ole, ja joka sellaisen mainitsee, ajattelee tiettyä ajoprofiilia. Suuruusluokkana — ja nimenomaan vain sellaisena — talvimenetys on kohtalaisella pakkasella ja sekalaisella ajolla viidenneksestä kolmannekseen kesän toimintamatkasta. Lyhyillä kaupunkimatkoilla jäähtyneellä autolla se voi olla selvästi suurempi, pitkillä moottoritieajoilla leutona talvena selvästi pienempi.

Kaksi tunnuslukua selventää omaa tilannetta paremmin kuin mikään nyrkkisääntö. Ensimmäinen on kulutus sadalla kilometrillä, mitattuna viikon ajalta tammikuussa ja viikon ajalta heinäkuussa. Toinen on pisimmän matkan pituus, joka sinun on ajettava ilman välilatausta. Vasta näiden suhde kertoo, onko talvi ylipäätään ongelma.

Useimmille työmatkalaisille se ei ole. Joka ajaa päivittäin neljäkymmentä kilometriä ja lataa yöllä, ei huomaa talvimenetyksestä muuta kuin suuremman sähkölaskun. Ongelma siitä tulee siellä, missä toimintamatka oli jo kesällä niukka.

Suurin yksittäinen erä — matkustamon lämmitys — voidaan siirtää pois ajon ajalta. Kun auto on kiinni latausjohdossa ja lämpenee ennen lähtöä, tämä energia tulee pistorasiasta eikä akusta. Auto lähtee liikkeelle lämpimänä, ikkunat ovat sulat, ja ensimmäisten kymmenen kilometrin kulutus näyttää kesäiseltä.

Jotkin autot esilämmittävät samalla myös akun. Se on toinen vipu: toiminta-alueellaan oleva akku antaa täyden tehon, ottaa jarrutusenergian heti talteen ja latautuu matkalla sillä teholla, jolle se on suunniteltu. Kun pikalatauspysähdys asetetaan navigaattoriin, se käynnistää monissa autoissa juuri tämän esilämmityksen — siksi latausasema kannattaa syöttää navigaattoriin, vaikka tietäisi tien.

Sen jälkeen tulevat pienet asiat, ja ne kertyvät:

Kylmä akku ei ainoastaan ota vastaan vähemmän tehoa, vaan se myös alkaa ottaa sitä vastaan selvästi myöhemmin. Pikalaturilla tämä tarkoittaa, että näytössä näkyy teho, joka on paljon alle teknisissä tiedoissa luvatun, ja se nousee vasta, kun latausvirta on itse lämmittänyt kennot. Kovalla pakkasella latauspysähdys voi tämän vuoksi kestää kaksi kertaa niin kauan kuin sama pysähdys kesällä.

Tästä seuraa yksinkertainen sääntö pitkille matkoille: aja viimeiset kilometrit ennen latauspysähdystä reippaasti ja suunnittele pysähdys navigaattoriin, jotta esilämmitys käynnistyy. Auto, joka saapuu latausasemalle lämpimällä akulla, seisoo siellä lyhyemmän ajan kuin auto, jonka akun on vasta lämmettävä siellä.

Kotona tällä ei ole merkitystä. Yhdentoista kilowatin teholla latausvirta on niin pieni, että lämpötila tuskin rajoittaa sitä — yö on joka tapauksessa tarpeeksi pitkä. Joka asuu ilman omaa latauspistettä ja seisoo talvella säännöllisesti pikalaturilla, maksaa kuitenkin talvesta kahdesti: kerran kilowattitunteina, kerran aikana.

Laske talven toimintamatkalla, älä virallisella normitoimintamatkalla. Ota esitteen arvo, vähennä siitä kolmannes ja tarkista, kattaako jäljelle jäävä matka pisimmän säännöllisen ajomatkasi. Jos se riittää näin, se riittää ympäri vuoden. Jos se riittää vain kesällä, olet tammikuussa tyytymätön, olipa auto muuten kuinka hyvä tahansa.

Kahdella varusteella on talvella enemmän arvoa kuin kesällä: lämpöpumppu ja akun lämmitys esilämmitystoiminnolla. Molemmat olivat monissa malleissa lisävarusteita, eikä kumpaakaan voi asentaa jälkikäteen. Käytetyssä autossa ne kannattaa siksi lisätä niiden asioiden listalle, jotka selvitetään ennen koeajoa.

Ja käytännön neuvo: tee koeajo kylmänä päivänä, jos se on järjestettävissä, ja aja silloin se reitti, jonka ajat päivittäin. Puolen tunnin ajo kolmen asteen lämpötilassa kertoo arkikäyttöisyydestä enemmän kuin mikään toimintamatkailmoitus.