Sähköauton lataaminen

Polttomoottoriautoa pitää tankata, sähköautoa pitää ladata. Vertailuna polttomoottoriautoihin on täysin selvää, että sähköauton akun lataaminen kerralla vaatii enemmän aikaa kuin vastaavan ajokilometrimäärän tankkaaminen. Sähköautojen akkujen sallima kantama (range) on myös toistaiseksi pienempi kuin täyteen tankatun polttomoottoriauton. Kannattaa kuitenkin hetkeksi pysähtyä miettimään mitä tämä tarkoittaa käytännön tasolla.

Kantama vs. lataustarve

Uusien ja vähän vanhempienkin sähköautojen kantama on vähintään 300 km, useimmiten yli 400 km, parhaimmillaan jopa 600 km. Akkuteknologian kehittyessä kantama lisääntyy jatkuvasti. Meidän perheen arkiajot sijoittuvat kaupunkiin ja joskus satunnaisiin työmatkoihin korkeintaan 150 km päähän. Näin ollen nämä ajot pystytään tekemään pelkästään kotilatauksella jolloin lataaminen tapahtuu itsekseen yön aikana (jolloin on mahdollista myös hyödyntää edullisempaa sähköä). Jos näitä pidempiä matkoja ei ole, riittää lataus esim. pari kertaa viikossa. Käytännössä yhtä yksinkertaisempaa on kuitenkin kuitenkin tökätä pistoke autoon vaikka joka ilta. Toimenpide vie aikaa noin viisi sekuntia.

Lataamista pitää hieman miettiä kun matkustetaan esimerkiksi kesälomareissulle tai muulle pidemmälle matkalle. Ajatellaan että lähtiessä akun varaustaso on 90 – 100 % ja kantama noin 350 – 400 km. Haluamme päästä perille useimmiten niin että akussa on varaustasoa vielä vähintään noin 20 % siltä varalta että matkalla tulee yllätyksiä tai että paluumatkalle pääsee vielä vaikka päätepisteessä ei voisi ladata. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä että yli 300 km matkalla on syytä pysähtyä lataamaan suurteholaturilla kertaalleen  noin 10 – 15 minuutin ajaksi.

No, käsi pystyyn jos pystyt ajamaan kahden alle kouluikäisen lapsen kanssa yli 300 km ilman taukoja. Käytännössä pysähdys tulee jo korkeintaan 200 km kilometrin kohdalla ja kun tämän ajoittaa suurteholaturille niin kertaakaan ei meidän porukalla ole pysähdys vessakäynteineen ole onnistunut niin nopeasti että olisi pitänyt odotella auton latautumista.

Sähköauton lataustavat

Toisin kuin tankkaamisessa, lataamisessa on se hyvä puoli että latauskahvassa ei tarvitse roikkua silloin kuin auto latautuu. Latauspisteeseen kytkemisen jälkeen lataaminen tapahtuu itsestään ja sen aikaa voi siis touhuta jotain muuta. Käytännössä autoa voi siis ladata kahdella eri tavalla.

1. Kotona
2. Julkisilla latauspisteillä

Sähköauton kotilataus

Suurin osa arkikäytön lataamisesta tapahtuu kotona. Tähän on muutamia erilaisia ratkaisuja, joista erillinen kotilatausliitin on suositeltavin.

Lataus suko-pistorasiasta

Tavallisesta suko-pistorasiasta (suojakosketin, ulkomailla myös schuko) lataaminenkin kuitenkin onnistuu. Suko on siis se aivan tavallinen kotipistorasia. Kovin nopeasti akku ei tällä tavoin täyty tehon ollessa noin 1,8 kW luokkaa. Sähköauton akun koko on siis useimmiten noin 50 – 80 kW. Viidenkymmenen kilowatin lataus kestäisi siis noin 28 tuntia. Tämä nopeus voi riittää arkiajoihin, mutta ei ole kovin mielekästä eikä näitä suko-pistorasioita ole myöskään suunniteltu tällaiseen joten niiden kestävyydessa ja paloturvallisuudessa voi olla rajoitteita.

Lataus kotilatausasemasta

Suositeltavampi tapa ladata sähköautoa kotona on erillinen kotilatausasema. Itse asiassa varsinainen latauslaite on itse autossa ja ns. kotilatausasema toimii seinäliittimenä, joka antaa virtaa vaan hieman suuremmalla teholla kuin suko-pistorasia. Näitä onkin sitten markkinoilla vaikka ja kuinka paljon erilaisia. Yleisesti kotilatausasemista on virtaa saatavissa jotain 3,6 ja 22 kW:n välillä.

Meillä on käytössä Teslan oma seinäliitin, joka on hieman edullisempi kuin useammat muut ratkaisut, mutta toisaalta asennuskustannukset olivat hieman suuremmat. Teslan kotilatausliitin antaa meidän taloyhtiössä virtaa 11 kW teholla mikä tarkoittaa sitä että yön aikana Tesla Model 3:n 55 kW akku täyttyy helposti vaikka 5 %:sta 100 %:iin yön aikana.

Lataus voimavirtapistokkeesta

Hieman harvinaisempi tapa on ladata autoa voimavirtapistorasiasta. Siinä missä tavallisesta suko-pistorasiasta virtaa tulee yhdestä vaiheesta (1 x 8A), niin voimavirtapistorasiasta sitä on saatavissa enemmän ja kolmesta vaiheesta (esim. 3 x 16A tai 3 x 32A).

Tästä päästäänkin koulun fysiikan tunneille! Sähkötekniikka ei ikinä ollut minun vahvuus enkä ymmärrä siitä yhtään mitään mutta PUImURI-muistisääntö on jäänyt mieleen eli P = UI ja U = RI. Näistä lähinnä ensimmäisellä kaavalla on merkitystä ja onneksi niitä ei tarvitse sähköautoa ladatessa miettiä vaan insinööri on ne pohtinut jo valmiiksi. P = U x I tarkoittaa että teho on jännite kertaa virta. Jännite voimavirtapistokkeessakin ymmärtääkseni se sama mikä suko-rasiassakin 220V eli 220 volttia (kuulostaa varmasti tutulta). Kun suko pistokkeesta virtaa tulee 8A eli 8 ampeeria saadaan teho 8 x 220 = 1760W eli pyöristettynä 1,8 kW.

No, varsin suoraviivaisesti esim. 3 x 16A voimavirtapistokkeessa tämä tarkoittaa 16 x 200 x 3 = 10560W eli noin 11 kW. Niinpä voimavirtapistokkeesta voidaan päästä varsin hyviin lataustehoihin.

Voimavirtapistoketta harkitessa kannattaa kuitenkin huomioida, että useimmiten autojen mukana ei suoraan tule sellaista liitintä tai kaapelia jolla tällaisesta lataaminen onnistuu. Kaapelit ja liittimet saattavat olla yllättävän kalliita ja kotilatausasema valmiilla kaapelilla on varmasti käytännöllisempi ratkaisu.

Lopuksi

Tästä tekstistä tulikin melko pitkä joten säästän latauksen julkisista latauspisteistä omaan kirjoitukseensa. Toivottavasti tästä tekstistä oli apua! Kommentoikaa ja erityisesti sähkötekniikasta jotain ymmärtävät korjatkaa jos ja kun kirjoitin jotain täysin käsittättömän typerää.