JultikaUniversity of Oulu repository

Sähköautot ovat yleistymässä myös Suomessa ja ne katsotaan yhtenä ratkaisuna liikenteen kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Sähköautojen talvikäyttö on kuitenkin otettava huomioon. EU:n vaihtoehtoisten polttoaineiden lainsäädäntö ehdottaa latauspisteiden väliseksi etäisyydeksi 150 km. Tässä kandidaatintyössä kartoitettiin kylmän vaikutuksia sähköauton ajosäteeseen sekä akuston lataukseen. Tämän lisäksi selvitettiin miten talviolosuhteet olisi hyvä ottaa huomioon sähköautojen latauspisteiden maksimietäisyyden suunnittelussa. Tavoitteena oli selvittää, onko 150 km latauspisteiden välinen etäisyys järkevä Suomessa. Työ toteutettiin kirjallisuustutkimuksena, johon sisältyi tieteellisiä julkaisuja sekä muita verkkolähteitä, kuten blogeja ja alan sivustoja. Työssä tehtiin katsaus nykyiseen sähköautokantaan, akustolta vaadittaviin ominaisuuksiin ja olemassa oleviin teknologioihin. Tämän jälkeen selvitettiin akuston ikääntymisprosesseja ja matalan käyttölämpötilan vaikutusta akun suorituskykyyn. Lopuksi tarkasteltiin sähköautojen käyttöä talviolosuhteissa ja tämän vaikutusta virrankulutukseen sekä ajosäteeseen testien ja alan julkaisujen pohjalta. Litiumioniakut ovat tällä hetkellä yleisin sähköautoissa käytetty akkuteknologia, mutta sillä on myös heikkoutensa. Tulevaisuudessa markkinoilla voidaan nähdä myös muita kilpailevia tekniikoita, kuten akustojen hybridiratkaisuja. Akuston elinikään vaikuttavat esimerkiksi kuinka tyhjäksi se puretaan ennen latausta ja missä lämpötilassa se ladataan. Kylmyydellä on selvä vaikutus ajosäteen lyhenemiseen, mutta vaikutuksen laajuus on vaikea määrittää. Talvikäytössä ilmastointilaitteella on suuri merkitys virrankulutukseen ja täten ajosäteen suuruuteen. Muita virrankulutukseen vaikuttavia tekijöitä ovat muun muassa auton esilämmitys, ajo-olosuhteet sekä kuljettajan ajotapa. Voitiin päätellä, että nykytekniikalla latauspisteiden välinen maksimietäisyys on arviolta 110–120 kilometriä.

Electric cars are getting more common in Finland, and are considered one solution to reducing the greenhouse gas emissions associated with transportation. However, the conditions of winter use of electric cars need to be considered. The EU legislation on alternative transport suggests a 150 km range between charging points. In this bachelor’s thesis, the impact of cold weather on electric car range and battery charge was surveyed. In addition, it was investigated how winter conditions should be considered when planning the maximum distance between recharging points. The objective was to determine whether 150 km between charging points is reasonable in Finland. The research method used in this thesis was literature review, which included scientific publications as well as other internet sources such as blogs and electric car related sites. In the work, the status of electric car fleet in Finland, car battery requirements and technologies were reviewed. Further, the aging processes and the impact of cold temperature on car batteries were also investigated. Lastly, based on test reports and publications, the impact of winter use on the range of electric cars and the state of battery charge were surveyed. At the moment, lithium-ion batteries are the most common technology for electric car use; but they have some critical weaknesses. In the future, other technologies such as hybrid battery solutions may emerge. Factors affecting battery life cycle are for example the depth of discharge before charging and the charging temperature. Cold temperatures have a clear impact on range shortening but the extent of impact is difficult to quantify. The use of a cabin heater has a significant impact on power consumption and thus the battery range. Other factors affecting power consumption are cabin preheating, driving conditions and the way of driving. It was concluded that, with the current battery technology, the maximum distance between charging points in Finland should be 110–120 kilometers.