veronmaksajat.fi

VERONMAKSAJAN
TALOUSTAITO
-
TAITAVAA
TALOUDENPITOA

VAPAALLA

Sähköautojen akustot kehittyvät – latausnopeudessa ja toimintasäteessä edelleen haasteita

Sähköautojen akustot kehittyvät – latausnopeudessa ja toimintasäteessä edelleen haasteita
4.3.2021

Sähköautojen akuissa on eroja. Sekä akuston latausnopeus että kapasiteetin antama toimintasäde ovat jättäneet monissa automalleissa toivomisen varaa. Kehitys on kuitenkin ottamassa uusia loikkia.

Uuden Ioniq 5 -mallin maailman ensi-ilta helmikuussa 2021 oli perustavanlaatuinen uudistus Hyundain sähköautomallistossa. Viestintäpäällikkö Saara Vainio kertoo, että korealaisvalmistajan ensimmäiseen pelkästään sähköautoille tarkoitettuun E-GMP-arkkitehtuuriin perustuvan mallin 800 voltin akkujännite mahdollistaa ultranopean pikalatauksen jopa 232 kilowatin teholla.

Hyundai julkaisi tammikuussa kolme Ioniq 5 -mallin erittäin nopeasta latauskyvystä kertovaa ”viiden minuutin haaste” -videota, joiden mukaan uudella Ioniqilla voi viiden minuutin latauksella ajaa yli sata kilometriä. 80-prosenttinen latautuminen vie 18 minuuttia.

Muiltakin automerkeiltä on tulossa uusia ratkaisuja. Toyota Auto Finlandin tiedotuspäällikön Pekka Karvisen mukaan korkeajänniteakkujen energiatiheys ja käyttöikä suhteessa käytön määrään paranevat koko ajan. Hän kertoo, että lähitulevaisuudessa suurin potentiaali kehitysloikkaan tulee olemaan kiinteäelektrolyyttisten akkujen esiinmarssi.

Nissan Nordic Europen tiedotuspäällikkö Mika Särkelä muistuttaa, että akkujen kemiat ja hinnat ovat kehittyneet valtavasti Nissanin sähköauton Leafin elinkaaren aikana.

Nissanin taulukko kuvastaa sitä, kuinka litium-ioniakuston kapasiteetti ja sen myötä sähköauton WLTC-mittaustavan mukainen toimintasäde on kymmenessä vuodessa kasvanut akkujen energiatiheyden paranemisen ansiosta.

”Ensimmäisessä Leafissä oli 24 kWh akku, ja nykyisen akun kapasiteetti on jopa 62 kWh, vaikka tilavuudeltaan ja painoltaan akku on kasvanut hyvin vähän alkuperäiseen verrattuna. Ero on saavutettu enimmäkseen kehittämällä akkukemioita.”

Mercedes-Benziä edustavan Vehon tiedotuspäällikkö Pekka Koski toteaa akkujen kehityspiirteistä, että koboltin määrää on pystytty vähentämään merkittävästi.

Litiumionilla energiatiheyttä

Tällä hetkellä suurin teknologinen ero on Toyotan Karvisen mukaan jako nikkelimetallihydridiakkujen ja litiumioniakkujen välillä: NiMH-akkujen ylivoimatekijä on alhainen kustannus, Li-Ion-akkujen puolestaan korkea energiatiheys.

”Mutta varauskyvyn säilymisen ja yleisen kestävyyden kannalta olennaisin tekijä on tapa, miten akustoa käytetään ja siinä erityisesti akunhallintajärjestelmä BMS:n etevyys”, Karvinen lisää.

K Auton Riitta Karjalainen kertoo, että Volkswagenin ja Audin korkeajänniteakkujen teknologia pohjautuu tällä hetkellä litiumioniakkuihin, jotka ovat energiatiheydeltään hyviä, ja niiden kapasiteetin säilyvyys on erittäin hyvä.

”Li-Ion-akulla kyky varastoida energiaa on merkittävästi parempi kuin esimerkiksi NiCd- tai NiMH-akuilla”, Karjalainen toteaa.

Tiedotuspäällikkö Mika Särkelä puolestaan kertoo, että Nissan käyttää Leaf- ja e-NV200-sähköautoissa ”pussikennoja”, jotka ovat laminoituja litium-ioniakkuja. ”Pussikennot ovat rakenteeltaan keveitä ja hyviä tilanhallinnan kannalta”, hän kehuu.

Sähköautojen akkujen hinnoista montaa mieltä

Kovan kysynnän vallitessa korkeajänniteakkujen hinnat eivät ainakaan toistaiseksi ole tulleet ratkaisevasti alaspäin. Toyotan Pekka Karvinen toteaa, että käytännössä akkujen hinnoissa ei ole tapahtunut muutoksia parin viime vuoden aikana.

Kapasiteetin kasvun myötä korkeajänniteakkujen hinnat ovat jopa nousseet. ”Edeltävän sukupolven akkujen kapasiteetit ovat pienempiä kuin nyt käytössä olevat. Jos hintoja vertailee kapasiteetin mukaan, ei voida puhua hintojen noususta, vaikka itse akun hinta voikin olla suurempi”, K Auton Riitta Karjalaisen huomauttaa.

Sen sijaan Vehon lehdistöpäällikkö Pekka Koski sanoo akkujen halventuneen sarjojen suurentuessa. Myös Fordin varaosajohtaja Matti S. Koponen on sitä mieltä, että akkujen hinnat ovat tulleet koko ajan alaspäin.

”Fordin arvion mukaan sähköauton valmistuskustannus olisi vuonna 2025 samalla tasolla kuin bensiiniauton”, Koponen muistuttaa.

”Kun sähköautojen myyntivolyymeissa päästään tarpeeksi korkealle, akustoja voidaan alkaa valmistaa tarpeeksi suuria volyymeja teollisesti, mikä laskee niiden valmistuskustannuksia ja hintoja. Kun volyymit kasvavat, tietysti myös kaikkien korkeajännitekomponenttien kuten sähkömoottoreiden, tasasuuntaajien, sähköllä toimivien kompressoreiden, lämmityslaitteiden ja muiden osien valmistuskustannukset laskevat.”

 CATL ja LG Chem toimittavat akkuja Volvon sähköautoihin. Kuvassa akustoa asennetaan XC40 Recharge -malliin Volvon Belgian tehtaalla Gentissä.

Koponen huomauttaa, että pelkkä akun hinta ei ratkaise koko sähköauton valmistuksen kokonaiskustannusta: ”Tärkeintä on saada suuret tuotantovolyymit, jotta teollisesta prosessista saadaan tehokas ja kannattava kaikilta osin”, hän toteaa.

Kohti vaihdettavia moduuleita

Yhä useampien autojen akkuihin voi nykyään vaihtaa yksittäisiä moduuleita, jolloin korjauskustannukset pysyvät kohtuullisina.

”Nyt käytössä olevat akut on suunniteltu korjattaviksi. Korjaukset voidaan tehdä moduuleja tai muita komponentteja – ohjainlaite, sähköjohdotus – vaihtamalla”, K Auton Karjalainen kertoo.

”Viime vuosien kehitys on ollut nähtävillä ennen kaikkea akkujen huoltomahdollisuuksien paranemisessa. Ensimmäiset korkeajänniteakut olivat kokonaisuuksia eikä niitä oltu suunniteltu korjattaviksi. Lämpötilan hallintakin on kehittynyt viime vuosina – akkuja voidaan jäähdyttää ja lämmittää tarpeen mukaan. Näin mahdollistetaan suuret lataustehot ja parannetaan toimintaa kylmissä olosuhteissa”, hän toteaa.

Myös Hyundain ja Nissanin akkujen samoin kuin Mazdan sähköauton MX-30:n akuston moduuleita voi vaihtaa. Fordinkin akustot ovat korjattavissa ja kennoja voidaan vaihtaa, mutta varaosajohtaja Koposen mukaan vaihtotöitä ei kuitenkaan tehdä korjaamoilla.

”Koska työ vaatii erikoisosaamista ja laitteistoja, toimitamme toistaiseksi akustot vaihto-osina ja käytetyt palautetaan tehtaalle”, hän kertoo.

Korkeajänniteakun ominaisuudet eivät yksin ratkaise sähköauton toimivuutta

”Sähköautojen osalta mediassa on paljon juttuja korkeajänniteakustoista, mikä onkin tärkein yksittäinen komponentti, mutta sähköautojen markkinaan vaikuttavat monet muutkin tekijät kuten latausinfra, verotus, EU:n pakotteet, valmistusmäärät, kotilatausmahdollisuus, bensiinin/sähkön hinta ja työsuhdeautojen verotus. Lopulta kuluttajat kuitenkin äänestävät lompakollaan, mitä haluavat ostaa”, Fordin Koponen toteaa.

Hän korostaa, että pelkästään korkeajänniteakun ominaisuudet eivät ratkaise sähköauton toimivuutta.

”Oleellisesti mukavuuteen ja suorituskykyyn vaikuttaa, miten korkeajännitettä säädetään, samoin kuin huipputehot, sähkömoottorit, voimansiirto, alustarakenne ja auton ilmanvastus sekä renkaiden vierintävastus. Osa energiasta käytetään lämmitykseen ja ilmastointiin. Varsinkin lämmityksessä voidaan säästää energiaa ja saada pidempi toimintamatka, mutta kylmällä autolla ei ole kiva ajaa.

Jos sähköautossa tarvitsee käyttää polttoainekäyttöistä lisälämmitintä, se vie koko idean päästöttömästä ajosta. Polttoainekäyttöisissä lisälämmittimissä kun ei ole mitään katalysaattoreita tai vastaavia, vaan ne tupruttavat pakokaasut suoraan kaminan pakoputkesta ulos.”

Juha Partanen 

 

Näitä muut lukevat nyt

Rahat, verot, työ & eläke, koti