Näin suojaat sähköautosi akkua

Sähköauton akku menettää vähitellen osan kapasiteetistaan vanhetessaan. Tätä ei voi välttää, mutta nykyaikaisissa akustoissa on lämmönhallinta, käytettävän kapasiteetin suojapuskurit ja ohjelmistorajoitukset, joiden tarkoituksena on hidastaa prosessia.

Omistajan ei tarvitse noudattaa tarkkaa latausrituaalia. Hyödyllisintä on välttää akun jättämistä pitkäksi aikaa hyvin täyteen tai lähes tyhjäksi, rajoittaa pitkäaikaista altistumista korkeille lämpötiloille ja antaa auton valmistella akku ennen pikalatausta kylmällä säällä.

Noudata auton lataussuositusta

Auton näyttämä lataussuositus on asetettava yleisten neuvojen edelle.

Akkukemia, kennorakenne, käytettävän kapasiteetin puskurit, jäähdytysjärjestelmät ja akunhallintaohjelmisto vaihtelevat malleittain. Yhdelle sähköautolle sopiva latausraja ei välttämättä ole paras valinta toiselle.

Monet autot näyttävät suositellun päivittäisen latausrajan tietoviihdejärjestelmässä tai mobiilisovelluksessa. Se on usein 80% tai 90%, mutta joissakin autoissa suositellaan 100%:a, erityisesti tiettyjä litiumrautafosfaattiakkuja käyttävissä malleissa.

Näytetty varaustaso ei myöskään vastaa kennojen ehdottomia kemiallisia rajoja. Valmistajat varaavat yleensä pienet puskurit käytettävän alueen ylä- ja alapuolelle akun suojaamiseksi.

Pidä päivittäinen latausraja järkevänä

Akun kalenteri-ikääntyminen voimistuu, kun se pysyy korkeassa varaustilassa, etenkin korkeissa lämpötiloissa. Kalenteri-ikääntymisellä tarkoitetaan kapasiteetin menetystä, joka tapahtuu pelkästään ajan kuluessa, vaikka auto olisi pysäköitynä.

Käytännön tavoitteena ei siis ole välttää korkeita varaustasoja kokonaan. Tarkoitus on välttää akun pitämistä tarpeettomasti täynnä tuntikausia tai päiväkausia.

Tavallisessa päivittäisessä ajossa:

Käytä auton suosittelemaa päivittäistä latausrajaa.
Valitse alempi raja, jos se tarjoaa edelleen riittävän ajomatkavaran.
Lataa korkeammalle, kun lisätoimintamatkasta on todellista hyötyä.
Älä pidä tiettyä prosenttilukua ehdottomana tavoitteena.

Kuljettajalle, joka käyttää päivittäin vain 15–20% akun kapasiteetista, 60–70%:n raja voi tarjota enemmän kuin riittävästi toimintamatkaa. Toinen kuljettaja voi tarvita 80–90%:n rajan välttääkseen lataamisen kodin ulkopuolella.

Käytännöllisyys ja riittävä reservi ovat tärkeämpiä kuin akun pitäminen kapealla varaustasoalueella.

Alla oleva kaavio havainnollistaa, miten säilytyksen aiheuttama rasitus voi vaihdella varaustason ja lämpötilan mukaan. Tarkka yhteys vaihtelee akkukemian ja kennorakenteen mukaan, joten kaaviota ei pidä tulkita tietyn auton akun heikkenemisennusteeksi.

NMC- ja NCA-akut

Nikkeli-mangaani-kobolttiakkuja eli NMC-akkuja ja nikkeli-koboltti-alumiiniakkuja eli NCA-akkuja käytetään laajasti pitkän toimintamatkan sähköautoissa niiden suuren energiatiheyden vuoksi.

Näille akuille on yleensä eduksi, etteivät ne pysy pitkiä aikoja lähellä 100%:n varaustasoa. Päivittäinen raja 70%:n ja 90%:n välillä on tavallinen valmistajasta ja autosta riippuen.

Lataaminen 100%:iin ennen pitkää matkaa on normaalia käyttöä. Hyödyllinen tapa on ajastaa lataus niin, että auto saavuttaa 100%:n varaustason kohtuullisen lähellä lähtöä sen sijaan, että se seisoisi täyteen ladattuna yön yli tai useita päiviä.

LFP-akut

Litiumrautafosfaattiakuilla eli LFP-akuilla on erilaiset ominaisuudet kuin nikkelipohjaisilla akuilla. Niillä on yleensä hyvä syklikesto, ja niissä käytettävien materiaalien energiatiheys on pienempi mutta lämmönkestävyys hyvä.

LFP-kennon jännite muuttuu melko vähän suurella osalla sen varaustasoaluetta. Tämän vuoksi akunhallintajärjestelmän on vaikeampi arvioida tarkkaa varaustasoa pelkän jännitteen perusteella.

Tästä syystä joidenkin LFP-akulla varustettujen autojen suositellaan latautuvan säännöllisesti 100%:iin tai jopa käyttävän sitä tavallisena lataustavoitteena. Tämä voi auttaa järjestelmää kalibroimaan varaustasoarvionsa ja tasapainottamaan kennot.

Tämä ei tarkoita, että jokainen LFP-akku pitäisi aina pitää täynnä. Korkea varaustaso voi silti edistää kalenteri-ikääntymistä. Noudata auton näyttämää suositusta äläkä sovella toiselle mallille tai akkukemialle tarkoitettuja neuvoja.

Lataaminen 100%:iin

Lataaminen 100%:iin ei vahingoita sähköauton akkua välittömästi. Olennaista on ennen kaikkea se, kuinka kauan akku pysyy täynnä ja mikä sen lämpötila on tänä aikana.

Käytä 100%:n varaustasoa, kun toimintamatkasta on hyötyä:

Ennen pitkää matkaa
Kun latausmahdollisuuksia on vähän
Kun valmistaja pyytää lataamaan täyteen kalibrointia tai kennojen tasapainotusta varten
Kun sää, perävaunun vetäminen tai epävarma reitti edellyttää lisäreserviä

Ajastettu lataus voi lyhentää aikaa, jonka akku viettää korkeassa varaustilassa. Sen sijaan, että lataus päättyisi jo alkuillasta, auto voi saavuttaa valitun tavoitteen hieman ennen lähtöä.

Jos saavut määränpäähän akun varaustason ollessa edelleen korkea, sitä ei tarvitse laskea ajamalla tarpeettomasti. Jatka normaalia käyttöä ja anna varaustason laskea luonnollisesti.

Vältä akun jättämistä lähes tyhjäksi

Myös hyvin alhaisiin varaustasoihin on suhtauduttava järkevästi.

Auto suojaa kennoja yleensä alapuskurilla, mutta auton jättäminen pysäköidyksi vain muutaman prosentin näytetyllä varaustasolla voi silti aiheuttaa ongelmia. Akku syöttää edelleen virtaa valvontajärjestelmille, yhteystoiminnoille, hälyttimille, lämmönhallinnalle ja muille taustatoiminnoille.

Jos auto pysyy pysäköitynä riittävän pitkään, korkeajänniteakku voi lopulta tyhjentyä liikaa normaalin toiminnan ylläpitämiseksi.

Vältä seuraavia:

Auton pysäköiminen useiksi päiviksi lähelle 0%:n varaustasoa
Toistuva ajaminen niin pitkälle, että käyttövoimaa rajoitetaan voimakkaasti
Tyhjentyneen auton jättäminen irti latauksesta pitkän poissaolon ajaksi

Akun terveyden kannalta ei ole mitään etua siinä, että lataamista odotetaan tarkoituksella 10%:n tai 20%:n varaustasoon asti. Toistuvat matalat lataukset ovat normaaleja, eikä jokainen kaapelin kytkentä merkitse kokonaista akkukiertoa.

AC-lataus ja DC-pikalataus

DC-pikalataus kuuluu sähköauton normaaliin käyttöön. Sitä ei pidä välttää silloin, kun se tekee auton käytöstä käytännöllisempää.

Suuri latausteho voi kuitenkin tuottaa enemmän lämpöä ja rasittaa kennoja enemmän kuin hitaampi AC-lataus. Vaikutus riippuu useista tekijöistä:

Akun lämpötila
Varaustaso
Latausvirta suhteessa akun kapasiteettiin
Kennokemia
Jäähdytyksen suorituskyky
Auton latauskäyrä ja ohjelmistorajoitukset

Nykyaikaiset sähköautot seuraavat jatkuvasti kennojännitettä ja lämpötilaa. Akunhallintajärjestelmä pienentää lataustehoa, kun olosuhteet eivät ole sopivat tai akku lähestyy korkeaa varaustasoa.

Kun AC-lataus on yhtä vaivatonta, se on järkevä valinta arkiseen lataamiseen. DC-pikalatauksesta on eniten hyötyä pitkillä matkoilla tai silloin, kun autoon tarvitaan nopeasti paljon energiaa.

Satunnaista pikalatausta ei ole syytä välttää vain akun suojelemiseksi.

Lopeta, kun lisätoimintamatkasta ei enää ole hyötyä

Latausteho yleensä laskee akun täyttyessä. Siksi jatkaminen 80%:sta 100%:iin voi kestää suhteettoman kauan.

Pikalatauksen lopettaminen noin 70–80%:n kohdalla on usein käytännöllistä, koska se:

Lyhentää latausaikaa
Ohittaa latauskäyrän hitaimman osan
Rajoittaa korkeassa varaustilassa vietettyä aikaa
Vapauttaa laturin toiselle kuljettajalle

Tämä on ensisijaisesti matka-aikaan liittyvä ratkaisu, ei ehdoton akun terveyttä koskeva sääntö. Jatka lataamista, kun lisätoimintamatkaa tarvitaan.

Esilämmitä tai -jäähdytä akku ennen pikalatausta

Hyvin kylmän akun lataaminen suurella teholla rasittaa sitä enemmän kuin lämpimän akun lataaminen. Alhaisissa kennolämpötiloissa litiumionit liikkuvat akussa hitaammin, ja voimakas lataus voi lisätä ei-toivotun litiumin saostumisen riskiä anodille.

Nykyaikaiset sähköautot suojaavat akkua rajoittamalla lataustehoa, kunnes kennot ovat riittävän lämpimiä. Lataus voi tämän vuoksi olla hidasta, jos kuljettaja saapuu laturille akun ollessa kylmä.

Akun esikäsittely käyttää auton lämmönhallintajärjestelmää akun lämmittämiseen ennen latausta. Jotkin autot voivat myös jäähdyttää akun, jos se on suositeltua latauslämpötila-aluetta lämpimämpi.

Esikäsittelyn ansiosta akku voi vastaanottaa enemmän tehoa jo latauksen alussa, vaikka akun lämpötila on vain yksi latausnopeuteen vaikuttavista tekijöistä. Myös varaustaso, laturin kapasiteetti, akun rajat ja auton latauskäyrä vaikuttavat.

Automaattinen esikäsittely

Kun auto tukee akun automaattista esikäsittelyä, valitse pikalaturi määränpääksi auton omassa navigointijärjestelmässä. Auto voi tällöin päättää reitin, akun nykyisen lämpötilan ja arvioidun saapumisajan perusteella, milloin akun lämmitys tai jäähdytys aloitetaan.

Laturin syöttäminen vain puhelimen navigointisovellukseen ei välttämättä käynnistä akun automaattista valmistelua, koska auto ei ehkä tiedä suunnitellusta DC-latauksesta.

Automaattinen esikäsittely toimii parhaiten, kun laturi valitaan riittävän ajoissa. Jos latausasema on vain muutaman minuutin päässä, akku ei ehkä ehdi saavuttaa sopivaa lämpötilaa ennen saapumista.

Manuaalinen esikäsittely

Joissakin sähköautoissa on myös akun manuaalinen esikäsittelytoiminto. Se löytyy tavallisesti tietoviihdejärjestelmän lataus- tai akkuvalikosta, mutta sijainti ja nimi vaihtelevat malleittain.

Toiminnon nimi voi olla esimerkiksi:

Akun esikäsittely
Akun kunnostus
Akun valmistelu pikalataukseen
Akun lämmönhallinta

Manuaalisella käynnistyksellä kuljettaja voi valmistella akun valitsematta tuettua laturia auton omassa navigointijärjestelmässä.

Tästä voi olla hyötyä, kun:

Laturi puuttuu auton navigointitietokannasta
Käytössä on kolmannen osapuolen navigointi- tai reittisuunnittelusovellus
Suunniteltu latauspysähdys muuttuu matkan aikana
Kuljettaja tietää DC-latauksen lähestyvän, mutta automaattinen esikäsittely ei ole alkanut
Latausasema on lähellä ja akun valmistelu pitäisi aloittaa mahdollisimman aikaisin

Manuaalinen esikäsittely on käynnistettävä niin, että ajoaikaa on riittävästi jäljellä ennen saapumista. Tarvittava aika riippuu ulkolämpötilasta, akun lämpötilasta, akun koosta, lämmitystehosta ja ajo-olosuhteista.

Auto voi kieltäytyä käynnistämästä esikäsittelyä tai lopettaa sen automaattisesti, kun:

Akku on jo sopivalla lämpötila-alueella
Varaustaso on liian alhainen
Auto on jo latauksessa
Akun lämmitystä ei tarvita
Muut auton olosuhteet estävät toiminnon käytön

Saatavuus vaihtelee huomattavasti mallien välillä. Joissakin sähköautoissa on vain navigoinnin käynnistämä esikäsittely, toisissa sekä automaattinen että manuaalinen ohjaus, ja joissakin ei ole aktiivista akun valmistelua ennen latausta.

Akun ja matkustamon esikäsittely ovat eri asioita

Matkustamon esikäsittely lämmittää tai jäähdyttää matkustamon mukavuuden vuoksi. Akun esikäsittely valmistelee korkeajänniteakun latausta varten.

Järjestelmät voivat toimia samanaikaisesti, etenkin kun auto on kytketty AC-lataukseen, mutta matkustamon ilmastoinnin käynnistäminen ei välttämättä valmistele akkua DC-pikalatausta varten.

Esikäsittelystä on erityisen paljon hyötyä:

Pakkassäällä
Kun auto on ollut pysäköitynä ulkona
Kun laturi on lähellä lähtöpaikkaa
Ennen suuritehoista latausta
Kun laturiin perustuva automaattinen esikäsittely ei ole käytettävissä

Akun lämmittäminen kuluttaa energiaa, joten esikäsittely voi hieman laskea varaustasoa saapumishetkellä. Sen tarkoituksena ei ole parantaa ajon energiatehokkuutta, vaan valmistella akku nopeampaa ja tasaisempaa latausta varten.

Vältä pitkäaikaista kuumuutta yhdessä korkean varaustason kanssa

Korkea lämpötila nopeuttaa kalenteri-ikääntymistä aiheuttavia kemiallisia reaktioita. Kuuman akun ja korkean varaustason yhdistelmä on erityisen epäedullinen.

Käytännöllisiä toimia ovat:

Vältä auton jättämistä 100%:n varaustasoon useiksi päiviksi kuumalla säällä.
Ajasta täyteen lataus päättymään lähempänä lähtöä.
Pysäköi varjoon tai viileämpään paikkaan, kun se onnistuu helposti.
Jätä auto kytketyksi lataukseen pitkäaikaisen pysäköinnin ajaksi, jos valmistaja suosittelee sitä.

Useimmissa sähköautoissa akusto on asennettu matkustamon alle, joten suora auringonpaiste koriin ei tarkoita, että kennot olisivat heti vaarallisen kuumia. Lämmönhallintajärjestelmä voi tarvittaessa kierrättää jäähdytysnestettä ja käyttää pumppuja, puhaltimia tai ilmastointijärjestelmää.

Omistajan ei tarvitse huolestua normaalista kesäajosta tai satunnaisesta pysäköinnistä ulkona. Pitkäaikaisen altistumisen vähentäminen on hyödyllistä, mutta akun pitäminen täsmälleen tietyssä lämpötilassa ei ole käytännöllistä.

Pitkäaikainen pysäköinti

Kun sähköautoa ei käytetä useisiin viikkoihin tai kuukausiin, tarkista säilytysohjeet käyttöohjekirjasta.

Noin 40–60%:n varaustaso sopii yleensä säilytykseen, jos valmistaja ei ohjeista toisin. Se tarjoaa reservin taustakulutusta varten jättämättä akkua tarpeettoman täyteen.

Autosta riippuen valmistaja voi suositella:

Auton jättämistä kytketyksi AC-lataukseen
Alemman latausrajan asettamista
Paljon energiaa kuluttavien valvontatoimintojen poistamista käytöstä
Varaustason tarkistamista säännöllisesti
Säilytyksen välttämistä akun ollessa lähes tyhjä tai täysi

Taustakulutus vaihtelee huomattavasti mallien välillä. Verkkopalvelut, turvakamerat, etäkäyttö, avaimen tunnistus ja akun lämpötilan hallinta voivat kaikki vaikuttaa siihen, kuinka nopeasti pysäköity auto menettää energiaa.

Latauskerrat eivät ole sama asia kuin akkukierrot

Akun syklikestoa mitataan tavallisesti vastaavina täysinä kierroksina.

Yksi vastaava täysi kierros tarkoittaa energian läpivirtausta, joka vastaa 100%:a akun käytettävästä kapasiteetista. Se ei edellytä yhtä yhtenäistä purkautumista 100%:sta 0%:iin.

Esimerkiksi:

Kymmenen 10%:n purkausta vastaa noin yhtä täyttä kierrosta.
Kaksi 50%:n purkausta vastaa myös noin yhtä täyttä kierrosta.
Lataaminen joka yö ei tarkoita, että akku suorittaisi yhden kierroksen joka yö.

Matalat kierrot voivat rasittaa akkua vähemmän kuin sen kapasiteetin suurimman osan toistuva käyttö, vaikka tarkka yhteys riippuu akkukemiasta, lämpötilasta ja latausnopeudesta.

Ajotehokkuuden vaikutus on pienempi

Taloudellisempi ajo vähentää energiamäärää, jonka on kuljettava akun kautta tiettyä matkaa varten. Erittäin suuren elinkaaren aikaisen ajokilometrimäärän aikana tämä voi vähentää vastaavien täysien kierrosten määrää.

Oikeiden rengaspaineiden ylläpitäminen ja tarpeettoman energiankulutuksen välttäminen ovat siis hyödyllisiä, mutta akun säästäminen ei saisi hallita ajotapaa.

Normaali kiihdytys, moottoritieajo, perävaunun vetäminen ja ilmastoinnin käyttö kuuluvat auton suunniteltuun käyttöön. Auto rajoittaa akun tehoa, kun lämpötila, varaustaso tai muut olosuhteet edellyttävät suojausta.

Kuumuus, varaustaso säilytyksen aikana ja pitkäaikaiset lataustottumukset merkitsevät yleensä enemmän kuin satunnainen voimakas kiihdytys.

Tavat, joilla on vähemmän merkitystä kuin moni omistaja ajattelee

Akun hoidosta on helppo tehdä tarpeettoman monimutkaista.

Usein lataaminen

Auton kytkeminen lataukseen joka päivä ei itsessään ole haitallista. Useat pienet lisälataukset eivät tuota enempää vastaavia täysiä kierroksia kuin saman kokonaisenergiamäärän lataaminen harvemmilla kerroilla.

Satunnainen lataaminen 100%:iin

Täysi lataus ennen matkaa on normaalia. Aika ja lämpötila merkitsevät enemmän kuin lyhyt hetki, jolloin varaustaso saavuttaa 100%.

Satunnainen DC-pikalataus

Pikalataus automatkoilla kuuluu normaaliin käyttöön. Toistuva suuritehoinen lataus vaikeissa lämpöolosuhteissa voi lisätä kulumista, mutta satunnaisista latauskerroista ei ole syytä huolestua.

Tarkan prosenttiluvun ylläpitäminen

Latausrajan jatkuvasta säätämisestä akun pitämiseksi kapealla alueella on vain vähän hyötyä. Valitse käytännöllinen raja, joka tarjoaa riittävän reservin, ja käytä autoa.

Normaalin suorituskyvyn välttäminen

Akunhallintajärjestelmä ohjaa enimmäistehoa kennolämpötilan, jännitteen ja varaustason perusteella. Satunnainen voimakas kiihdytys ei todennäköisesti ole merkittävä heikkenemistekijä asianmukaisesti toimivassa sähköautossa.

Mitä omistajan kannattaa todella tehdä

Useimmille sähköauton omistajille hyvä akun hoito tiivistyy muutamaan käytännölliseen tapaan:

Noudata auton suosittelemaa latausrajaa.
Vältä akun jättämistä pitkäksi aikaa lähelle 100%:n tai 0%:n varaustasoa.
Ajasta täysi lataus päättymään mahdollisuuksien mukaan lähellä lähtöä.
Käytä AC-latausta, kun se on vaivatonta, mutta käytä DC-pikalatausta tarvittaessa.
Käytä akun automaattista tai manuaalista esikäsittelyä ennen pikalatausta, kun se on mahdollista.
Vältä pitkäaikaista säilytystä akun ollessa kuuma ja täyteen ladattu.
Noudata valmistajan ohjeita pitkäaikaista pysäköintiä varten.
Älä anna akun säästämisen tehdä auton käytöstä hankalaa.

Nykyaikaiset sähköautojen akut on suunniteltu kestämään vuosien normaalia ajoa. Järkevät lataus- ja säilytystavat voivat vähentää heikkenemistä, mutta jokaista latauskertaa ei tarvitse käsitellä akun terveyttä koskevana päätöksenä.

Lue lisää akun heikkenemisestä

Akun heikkenemiseen vaikuttavat kennokemia, lämpötila, latausteho, purkaussyvyys, varaustaso ja aika. Lue yksityiskohtainen artikkelimme akun heikkenemisestä, jossa näitä mekanismeja selitetään tarkemmin.

YouTube-kanava Engineering Explained tarjoaa myös useita hyödyllisiä videoita akkujen ikääntymisestä.