Sähköautolla on monta kulutusta ja toimintamatkaa -mikä ihmeen WLTP?

Jälleen 12.2.2024 näin Facebookin Sähköautot -Nyt! -ryhmässä kysymyksen ja siitä kirvonneen melko pitkän ja polveilevan kommenttiketjun, jonka aihe vapaasti muokattuna oli: "Miksi WLTP-toimintamatka ja WLTP-kulutus eivät täsmää ko auton akuston kokoon tai toisiinsa nähden. Miksi ko autolla ei sitten pääsekään WLTP-toimintamatkaa?"

Pyrin kirjoittamaan tähän blogikirjoitukseen asiaa yksinkertaisesti ja tiiviisti auki ja kirjoitus koskee lukemia, mitkä voi löytää sähköautojen hinnastoista kohdista WLTP-yhdistetty kulutus ja WLTP-yhdistetty toimintamatka. (jälleen, olen sivunnut asiaa useissa kirjoituksissani aiemminkin)

WLTP-mittaus

Autoalan tiedotuskeskuksen sivuilla on asiasta hyvä teksti ja kuva asiasta. 

Autoalan tiedotuskeskuksen sivuilta voi kukin tutustua ylipäätään aiheeseen lisää, mutta listaan tähän muutaman asian sieltä WLTP-mittauksesta.

• 23,25 km pituinen testi 30 minuutin aikana
• 46,5 km/h keskinopeudella, 52 % kaupunkia, 48 % maantieajoa
• maksiminopeus 131 km/h
• Lämmityslaitetta tai jäähdytystä ei tarvitse pitää päällä

Jokainen voi tuosta jo todeta, että keskimääräisessä Suomen maantienopeudessa, jossa matka-ajossa totuetuu helposti 70 - 85 km/h keskinopeus, saati moottoritiellä, jossa voi toteutua jopa yli 100 km/h keskinopeuksia laillisesti, ei voi toteutua WLTP-mittauksen kulutus. Tämä on mittaussyklin ja arjen ajon toteutuman välisen eron osalta riippumaton siitä, millä liikenne-energialla auto käy, mutta sähköautossa ajoakusta liike-energiaksi on korkea hyötysuhde ja sen johdosta kulutus nousee suoraviivaisemmin ajovastusten kasvamisen myötä. Lisäksi sähköautossa lämmittämiseen tai jäähdyttämiseen kuluva energia otetaan ajoakusta ja kasvattaa kulutusta.

WLTP-kulutus

WLTP-kulutus mitataan mm ylläluettelemieni speksien mukaisista olosuhteista. WLTP-kulutus mitataan ladatusta energiasta, joten se pitää sisällään lataushäviön. 

Konkreettisena esimerkkinä käytän omaa ID.4 RWD 77 kWh -autoani, joka ei edusta kulutukseltaan pienintä päätä sähköautoista.

• WLTP-kulutus autolleni oli sitä ostaessani oman autoni varusteilla hinnastossa mainittu 17,1 kWh/100km
• WLTP-kulutuksessa on siis lataus häviö mukana
• Sähköauton lataamisessa on aina häviötä ja se ilmenee lämpiämisenä. Esimerkiksi akuston sisäinen resistanssi aiheuttaa häviötä ja siksi auton akuston lataaminen lämmittää myös ajoakkua. Suurempi  latausteho lämmittää enemmän.
• Ajoin esim. kesällä 2021 testilenkin, jonka pituus oli 230 kilometriä. Auton ajotietokoneen ilmoittama kulutus oli 15,2 kWh/100 km, mutta ajolenkin aikana kuluneen sähkön takaisin lataamiseen latauslaite toimitti sähköä sen verran enemmän, että ladatun energian mukaan keskikulutus olikin 16,12 kWh/100km.
• Testilenkkini oli suomalaisia asfaltoituja maaseututeitä, joissa nopeusrajoitukset enimmäkseen 80 km/h, mutta jonkin verran 60 km/h ja hieman enemmän 100 km/h. Keli oli optimaalinen kesäkeli. Ajo oli aivan normaalia ja nopeusrajoituksia noudatettiin mahdollisimman tarkoin.
• WLTP-kulutus on siis mahdollista alittaa myös samalla tavalla mitattuna, eli ladatusta energiasta. 

Miksi ajonaikainen kulutus ei toteudu WLTP-kulutuksen tasolle kovin yleisesti sähköautossa, vaikka se pitää sisällään jopa lataushäviöt? Koska sähköauton kulutus kasvaa voimakkaasti vastusten nousun suhteessa.

1. WLTP-mittaus on keskinopeudesta 46,5 km/h, joka vastaa maksimissaan taajama-ajon keskinopeutta.
2. WLTP-mittaus on suoritettu käyttämättä energiaa lämmittämiseen tai jäähdyttämiseen. Arjen ajossa käytännössä lähes aina auton sisätiloja joko jäähdytetään tai lämmitetään ja tämä nostaa kulutusta merkittävästi
3. Kelillä on aina vaikutus auton liikkeen vastuksiin. Ilman tiheys on riippuvainen lämpötilasta, vierintävastus on riippuvainen mm ajoalustasta. Ylämäet kuluttavat luonnollisesti enemmän energiaa, kuin alamäki pystyy säästämään tai edes regeneroimaan takaisin.
4. Ajotyyli monilla kuljettajilla ei ole erityisen säästeliäs. 

WLTP-toimintamatka

WLTP-toimintamatka lasketaan ajonaikaisesta kulutuksesta sekä auton akuston nettokapasiteetista. Siinä siis ei ole mukana lataushäviö. 

Konkreettisena esimerkkinä samainen oma ID.4 kuin edellisessä:

• WLTP-toimintamatka oli autolleni sitä tilatessani sen varusteilla mainittu 519 km (tuosta toki ilmeni paria eri lukemaa, 506 ja 519 km riippuen renkaista enkä enää muista kumpi oli juuri minun auton 20" renkaille)
• WLTP-toimintamatka on laskettu ajonaikaisesta kulutuksesta, eli siinä ei ole mukana lataushäviö
• Tuolla edelliseen kohtaan linkittämässäni testilenkissä ajonaikainen kulutus oli 15,2 kWh/100 km. Siitä pystyy laskemaan teoreettisen toteutuvan toimintamatkan ko ajoelinkillä. Se olisi ollut 77 kWh akulla 506 km.
• Olen useammallakin sähköautolla ns optimioloissa ajanut kulutuksella, jolla olisi toteutunut jopa WLTP-toimintamatkaa pidempi toimintamatka. Useimmiten se kuitenkin jää lyhyemmäksi johtuen kelistä, auton lämmittämisestä tai jäähdyttämisestä, ajonopeuksista ym seikoista.

Miksi minulla ei toteudu ilmoitettu WLTP-toimintamatka?

1. Tiivis vastaus, koska ajamisesi kuluttaa enemmän energiaa, kuin WLTP-mittauksessa on kulunut sataa kilometriä kohden.
2. Luettelin hieman ylemmäs syitä, miksi kulutus ei usein toteudu WLTP-tasolla. Samoista syistä toimintamatka jää WLTP:n alle.
3. WLTP-toimintamatkasta siis jäädään aivan normaalissa Suomalaisessa maantieajossa, koska keskinopeudet ovat suuremmat kuin WLTP-mittauksessa ja ajo-olosuhteet sekä keli ovat useimmiten raskaammat.
4. Edelleen pidän sopivana nyrkkisääntönä ns pahimman skenaarion toimintamatkan haarukointiin, että jakaa WLTP-toimintamatkan kahdella, niin saa talvisen toimintamatkan, jonka ei pitäisi pettää ainakaan pahasti. (pätkäajo ja kaupunkiajo voivat kuluttaa lämmittämiseen kuluvan energian takia vaikka kuinka paljon sataa kilometriä kohden, jolloin toimintamatka voi jäädä hyvinkin lyhyeksi).
5. Lisäksi on hyvä huomioida, että auton ajoakuston todellinen käytettävissä oleva kapasiteetti laskee auton ikääntyessä ja kilometrien karttuessa.

Latauksen hyötysuhdetta voi laskea myös ilmoitetuista WLTP-luvuista

Autolle ilmoitetuista WLTP-luvuista voi laskea myös auton latauksen hyötysuhdetta, tai vaihtoehtoisesti latauksen häviön määrää. Toki silloin tulee tietää oikea (sama kuin WLTP-mittauksessa ollut) akuston nettokapasiteetti.

Otan tähän esimerkkiin omaa ID.4:ääni tuoreemman auton, johon saan nyt voimassa olevan hinnaston WLTP-tiedot. Käytän Hyundai Ioniq 6 RWD 77 kWh -autoa.

• Yhdistetty WLTP-kulutus on hinnastossa 14,3 kWh / 100 km
• Yhdistetty WLTP-toimintamatka on hinnastossa 614 km
• Auton akuston nettokapasiteetti on 77 kWh
• Laskemalla saadaan selville, että auton ajonaikainen kulutus on ollut: 77 kWh / 614 km x 100 = 12,54 kWh/100km
• Latamisen hyötysuhde WLTP-mittauksessa saadaan selville: 12,54 kWh/100km / 14,3 kWh/100 km x 100 = 87.69 %