Sähköautosanastoa, mitä tarkoittavat MW, kW, kWh, kWh/100 km?

Aloitin itse sähköautolla ajamisen vuonna 2015 ja törmäsin pitkään liutaan uusia lyhenteitä sekä koulun jälkeen unohtuneita termejä. Kirjoitin vuonna 2016 pitkän version sähköautosanastosta, mikä syntyi opetellessani itselleni sanastoa. Nyt otan siitä pieniä pätkiä kerrallaan käsittelyyn. Ensimmäinen kirjoitukseni tästä sarjasta oli: "Miten sähköauto eroaa muista autoista?". Tämän kertaisessa blogikirjoituksessa otan käsittelyyn lyhenteet MW, kW, kWh, kWh/100 km.

Käytän esimerkkiautona Hyundai Ioniq 6 LR AWD -sähköautoa, eli isommalla akulla ja nelivedolla varustettua versiota. Esimerkkeinä on satunnaisesti myös muita yksittäisiä sähköautoja.

Alla olevan kuvan lähde: Hundai Ioniq 6 tiedote Hyundain sivustolla

Moottoritehon yksikkönä kW

Kun puhutaan moottoreista, on Suomessakin pitkään ilmoitettu hevosvoimia. Itse käytän kilowattia (kW). SI-järjestelmän mukaan tehon yksikkö on watti, jonka lyhenne on W, eli isolla kirjoitettuna. Kilowatti on tuhat wattia ja silloin ison W-kirjaimen eteen lisätään pieni k-kirjain, eli kW.

Esimerkkinä käyttämässäni Hyundai Ioniq 6 LR AWD -sähköautossa on kaksi moottoria. Yksi etu- ja toinen taka-akselilla. Hyundai Ioniq 6 LR AWD:n ilmoitettu moottorien yhteisteho on 239 kW.

Sähköautossa saattaa olla tehoa paljon enemmänkin. Esimerkiksi Tesla Model S Plaidin kolme sähkömoottoria tuottavat 760 kW. Volkswagen ID.4:n takavetoisessa vuoden 2024 mallissa on 210 kW. Omassa vuoden 2021 ID.4:n takavetoisessa versiossa on vain 150 kW.

Alla olevassa kuvassa on autoni vuonna 2022 Kymiringin moottoriradalla. Radalla tehoa tarvitaan mutkista kiihdytyksissä sekä pääsuoran huippunopeuden saavuttamiseen. Silloin 150 kW:n teholla jäi pahasti tehokkaampien Porschen ja Teslan sähköautojen jalkoihin.

Sähköautoissa, etenkin nelivetoisissa on usein huomattavankin suuria teholukemia, koska sähkömoottoreista on helppo ottaa kestävyyden kärsimättä tai kulutuksen kasvamatta suurempia tehoja. Siksi monet nelivetoisen sähköauton ostajat kokevat ikäänkuin "kaupan päälle" saavansa tehokkaamman auton. Tuota tunnetta korostaa Suomen autoverotuksen perustuminen WLTP-mittausten CO2-päästöille. Tällä hetkellä sähköautojen autovero on nolla prosenttia olipa siinä tehoa 100 kW tai 760 kW.

Sähköautoista löytyy jo myös yli 1000 kW:n, eli yli yhden megawatin (MW) tehoja tarjoavia automalleja. Toki vielä enemmänkin Rimac Neveran kaltaisina harvinaisuuksina ja henkilökohtaisesti olen sitä mieltä, että aivan järjettömiä ovatkin tuollaiset teholukemat henkilöautoihin, myös ns superautoihin. Raskaassa kalustossa tuollaisillekin tehoille saattaa olla käyttöä.

Auton koettuun tehoon vaikuttaa useampi seikka. Käsittelen niistä nyt vain yhtä, tehokäyrää. Tehokäyrä, eli se kuinka paljon moottorin eri kierrosnopeuksilla saadaan tehoa käyttöön. Sähköautoissa tehoa saadaan yleisesti käyttöön huomattavan paljon jo heti liikkeelle lähdöstä alkaen, mutta useimmiten sähköauton kiihtyvyys tasoittuu hieman tai jopa merkittävästi nopeuden kasvaessa. Lisäksi lähes kaikissa sähköautoissa on useampia kuin yksi ajotila kuljettajan valittavana, joilla kuljettaja voi vaikuttaa voiman annon pehmeyteen tai jyrkkyyteen. Kokemuksistani totean, että esimerkiksi Teslassa ei ole paikaltaan lähdettäessa annettavaa tehoa pehmennetty, joten mm. Model 3 on jo perusmallillakin paikaltaan täyskiihdyttäessä on melko rajun repäisyn kokemus. Toisenlaisesta esimerkistä käy Ioniq 6 LR AWD. Toki autojen moottoritehoissa on iso ero, mutta silti autoissa aistii sen, että toinen antaa hurjan repäisevän voiman heti paikaltaan ja toisessa sitä voiman antoa on hieman pehmennetty.

Yksinkertaistaen, moottoritehon yksikkö on kW.

Lataustehon yksikkönä kW

Lataustehot liittyvät olennaisesti sähköautoihin ja niiden ominaisuuksista puhumiseen. Yksinkertaistan tämän kirjoituksen osion koskemaan ainoastaan sähköautoilijan pitkiä matkoja jatkavia suurteholatauksia, jolloin puhutaan DC, eli tasavirtalatauksesta. Latausteho siis ilmaistaan kilowatteina (kW). Latausteho on aina P=UI -kaavan tulo. Hetkellinen latausteho on siis ko hetken virran (A) ja jännitteen (V) tulo. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että jos laturi tai auto rajoittaa latauksen aikana jännitteen esimerkiksi 370V tasolle ja virran 483A tasolle, jolloin hetkellinen latausteho on 370V x 483A = 178 710 W, eli 179 kW. 

Sähköautoissa lataustehot ovat lähes poikkeuksetta akun täyttymisen myötä laskevia käyriä. Jokaisella autolla on ominainen opitimiolosuhteiden latauskäyränsä. Tuosta latauskäyrästä jäädään mm mikäli akku on liian kylmä. Suurteholataukseen optimilämpötila on autokohtainen, mutta tyypillisesti +20..+35°C tasoilla. Huomioitavaa on, että sähköauton akusto ei juurikaan lämpiä pitkälläkään ajomatkalla, vaan saadakseen parhaan suurteholatauksen Suomen kylmissä keleissä, tulee autossa olla akuston esilämmitystoiminto suurteholatausta varten.

Hyundai Ioniq 6 LR AWD -sähköauton hetkellinen latausteho saattaa olla jopa yli 230 kW. Siinä käytetään 800V -jännitteen akustoa. Saadakseen täyden lataustehon, tulee akuston olla riittävän vajaa ja lämmin sekä suurtehoturin tukea 800V jännitteellä lataamista.

Optimiolosuhteissa Ioniq 6 pystyy lataamaan 10 %  ja 80 % välin parhaimmillaan vain 16 minuutissa, jolloin laskennallinen latuksen keskiteho jopa 200 kW. Toisinaan näkee käytettävän latauksen "keskinopeutena" myös yksikköä km/h, eli kuinka monta kilometriä auto laskennallisesti lataisi tunnissa. Itse en juurikaan tuota mittaria käytä, koska siinä on yhtenä lisämuuttujana auton kulutuslukema kWh/100 km. 

Lataustehot ovat kasvaneet huomattavan nopeasti henkilöautoissa ja parhaimmillaan aletaan jo lähestyä ja ylittää 300 kW:n lataustehoja. Raskaaseen kalustoon on jo tulossa myös megawatti (MW) -luokan lataustehoja. Siksi lataustehoista puhuttaessa saattaa myös näkyä lyhennettä MW. Megawattiluokassa alkavat jo liikkua myös uusien latausaemien kokonaistehot.

Alla olevassa kuvassa ID.4 sähköautomme latautumassa Itävallan Alpeilla Großglocknerin reitillä. Meidän ID.4:n akku latautuu parhaimmillaan hetken noin 175 kW:n teholla, mutta useimmiten latausteho toteutuu kahden puolen 100 kW:n tasoa. Tässä autossa ei ole talvisen latauksen tehostamiseen tarvittavaa akuston esilämmitystä, joten talvinen latausteho jää useimmiten huomattavasti alle 100 kW:n.

Yksinkertaistaen, lataustehon yksikkö on kW, eli sama kuin moottoritehoista puhuttaessa.

Sähköauton akkuun latautuu ja sieltä kuluu energiaa kWh

Sähköauton akkuun ei tankata litroja tai kiloja (kaasu), vaan sinne ladataan energiaa, sähköä, minkä yksikönä on kilowattitunti ja lyhenteenä kWh. Lyhenteessä siis on kilo pienellä k-kirjaimella, watti isolla W-kirjaimella ja tunti pienellä h-kirjaimella. Sähköauton akuston "vetoisuus" ei myöskään ole litroja tai kiloja, vaan se on kilowattitunteja (kWh).

Kun sähköautolla ajetaan, kuluu akustosta sähköä liike-energian ylläpitämiseen sekä kiihdyttämiseen, kuten myös auton lämmittämiseen tai jäähdyttämiseen sekä oheislaitteisiin. Sähköautossa ei ole mitään muuta energianlähdettä kuin akku. 

Hyundai Ioniq 6 -sähköauton korkeajänniteakuston nettokapsiteetti, eli käytettävissä oleva määrä on 2024 vuosimallissa 77,4 kWh.

Kun Ioniq 6 -sähköautoa ladataan tasaisella 200 kW:n teholla 10 minuuttia, laturi toimittaa autooon 33,33 kWh lisää sähköä. Tuosta toki osa jää lataushäviöksi, joten akkuun saattaa käytettäväksi päätyä esimerkiksi 31 kWh.

Norjalainen NAF testasi talvitestissään, missä kulutus testataan ajamalla autojen akustot normaalissa tieliikenteessä 100 prosentista pysähdyksiin saakka, myös Ioniq 6 -sähköauton takavetoista versiota. Tuossa testissä auton akusta kului sähköä keskimäärin 16,8 kWh jokaisella sadalla kilometrillä. 

Kuva alla, meidän ID.4:n keskikulutus kesän 2023 Euroopan 10 maan kierroksen 6712 km matkalla kului yhteensä 1340, 96 kWh sähkää latauksista laskien.

Sähköauton keskikulutuksen yksikkönä on kWh/100 km

Sähköauto ei kuluta litroja sataselle, vaan kilowattitunteja sadalle kilometrille. Siksi Suomessa yleisesti käytetään sähköauton kulutuksesta lyhennettä kWh/100 km tai esim Teslan käyttämän tyylin mukaan Wh/km.

Sähköautolla on monta eri kulutusta. Olen järjestänyt useita kulutustestejä ja kerännyt niistä omakohtaista kokemusta. Sähköautoille ilmoitetaan WLTP-kulutus tai tarkemmin sanoen kulutuksia, jossa on mukana aina lataushäviö. Olen näitä kulutuslukemia selvittänyt aiemmin mm Sähköautolla on monta kulutusta ja toimintamatkaa -kirjoituksessani. Yksinkertaistaen, olen päässyt useilla eri sähköautoilla myös WLTP-yhdistetty kulutukseen tai jopa sen alle, mutta silloin olosuhteet ovat erittäin optimaaliset ja ajon keskinopeus on rauhallista. Käytännön arjen ajoissa kelistä ja ajonopeudesta johtuen WLTP-kulutus ylitetään tuntuvasti.

Sähköautojen ajotietokoneet mittaavat hieman vaihtelevalla menestyksellä ajonaikaista kulutusta, eli liike-energiaksi tarvittavaa sekä lämmittämiseen tarvittavaa kulutusta. Todellisen ja ajamisen kuluihin vaikuttavan kulutuksen saa kuitenkin selville vain mittaamalla ja katsomalla laturin tai latauslaitteen toimittaman sähkön määrän ja suhteuttamalla sen ajettuihin kilometreihin. Esimerkiksi oman ID.4 -sähköautoni keskikulutus noin 160 000 km matkalta on toteutunut noin 22 kWh/100 km tasolla sisältäen lataushäviöt. Kesällä jäädään selkeästi alle 19 kWh/100 km ja talvella mennään yli 23 kWh/100 km.

Ioniq 6 LR AWD -sähköauton ilmoitettu yhdistetty WLTP-kulutus on 15,1 kWh/100 km. Tuossa WLTP-kulutuksessa on mukana myös lataushäviö, mitä lataamisessa aina on.

Norjalaisen NAF:in talvitestissä auton takavetoisen version kulutukseksi mitattiin 16,8 kWh/100 km, mutta käsitykseni mukaan siinä ei ole vielä mukana lataushäviä. Ajamisen hinnaksi muodostuva kulutus pitäisi siis aina mitata ladatusta energiamäärästä.

Kuva alla: Edellisen kuvan yhteydessä mainitsemallani kesän 2023 Euroopan ajolla toteutui auton ajotietokoneen mukaan 19,2 kWh/100 km keskikulutus. Kirjaamistani kaikista koko matkan latauksista laskien, auton keskikulutus toteutui 21,15 kWh/100 km. Kuvassa näkyy myös Volkswagenin tapa ilmoitaa hetkellinen kulutus yksiköllä kWh/h.

Yksinkertaistaen: Sähköauton keskikulutuksen yksikkö on kWh/100 km (tai Wh/km).

Yhteenveto:

Nämä kulutuksen, tehon ja keskikulutuksen määreet menevät usein etenkin uusilla sähköautoilijoilla sekaisin. Useimmiten asialla ei ole mitään merkitystä. Nettikeskusteluissa on kuitenkin hyvä sen verran opetella käyttämään oikeita lyhenteitä, jotta kysymyksestä ja kommentista saa suoraan oikean käsitysken mistä on kyse.

Väärin käytetyn lyhenteen esimerkki somekeskustelusta: "miksi autoni sai vain 25 kw/h latauksessa." Tuo kysymys ei se kerro käytännössä mitään muuta, kuin että auton akkuun kertyi jossain ajassa 25 kWh lisää sähköä. Eikä oikeastaan sitäkään. Aika usein kysyjä kuitenkin tarkkoittikin että auton latausteho oli vain 25 kW. Kun määreiden käytön opettelee, saa nopeammin myös tarkempaa apua.

Hyvä yhteinen tahto kyllä auttaa parhaiten ymmärtämään vaikka lyhenteitä, termejä tai sanoja väärin käytettäisiin. Toisaalta toisinaan keskusteluissa on hyvä myös oikaista asioita, jotta keskustelu jatkossa sujuu jouheammin. Mukavia ajoja ja latuksia kaikille sähköautoilijoille keväällä 2024.