Väitös energiatieteiden alalta, DI Juuso Lindgren

2018-02-16 12:00:00 2018-02-16 23:59:00 Europe/Helsinki Väitös energiatieteiden alalta, DI Juuso Lindgren Lämpötila ja latausasemien sijoittelu vaikuttavat sähköautojen lataamiseen ja toimintaan http://www.aalto.fi/fi/midcom-permalink-1e7b4991b3b9280b49911e7aa02e12d4679d3fad3fa Otakaari 1, 02150, Espoo

Lämpötila ja latausasemien sijoittelu vaikuttavat sähköautojen lataamiseen ja toimintaan

16.02.2018 / 12:00
Aalto-yliopisto, sali M1, Otakaari 1, 02150, Espoo, FI

Diplomi-insinööri Juuso Lindgren väittelee perjantaina 16.2.2018 klo 12 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa. Väitöskirjassa "Charging of plug-in electric vehicle fleets in urban environment" tutkittiin sähköautolaivueiden (mukaan lukien hybridiautot) toimintaa kaupunkiympäristössä useiden erilaisten tietokonesimulaatioiden avulla. Saatujen tulosten perusteella sekä lämpötilalla, että latausasemien sijoittelulla on merkittävä vaikutus sähköautojen toimintaan.

Sähköautojen odotetaan mullistavan henkilöliikenteen lähitulevaisuudessa niiden paikallisen päästöttömyyden ja matalien käyttökustannusten ansiosta. Jotta sähköautoista kuitenkin saataisiin mahdollisimman suuri hyöty kuluttajalle ja yhteiskunnalle, tulee niihin liittyvät erityispiirteet ymmärtää. Väitöskirjassa tutkittiin sähköautolaivueiden (ml. hybridiautot) toimintaa kaupunkiympäristössä useiden tietokonesimulaatioiden avulla. Laivueita simuloitiin erilaisissa lämpötiloissa ja erilaisilla latausinfrastruktuurivaihtoehdoilla. Tulosten perusteella sekä lämpötilalla, että latausasemien sijoittelulla on merkittävä vaikutus sähköautojen toimintaan.

Kylmässä lämpötilassa akku ei pysty vastaanottamaan energiaa yhtä nopeasti kuin lämpimässä, jolloin lataaminen hidastuu. Samoin kylmä akku ei pysty luovuttamaan energiaa yhtä nopeasti, mikä johtaa ajo-ominaisuuksien heikentymiseen. Lisäksi talven kylminä päivinä ja kesän kuumimpina päivinä ajosäde pienenee, sillä mm. akun jäähdytys tai lämmitys ja sisätilan ilmastointi, käyttävät oman osansa akun energiasta. Joissakin tapauksissa ajosäde pienenee niin paljon, että kokonaisia matkoja joudutaan perumaan. Ajosädettä voidaan kuitenkin kasvattaa esilämmityksellä (talvella) tai esijäähdytyksellä (kesällä) auton ollessa kytkettynä latausasemaan, esim. 10 minuuttia ennen ajoon lähtöä.

Kylmän sähköauton akun lämmittäminen lataamisen aikana auton toimesta kuluttaa samaa tehoa kuin akun lataaminen, joten lämmittäminen ei aina säästä aikaa. Jos lämmittäminen kuitenkin tapahtuu auton ulkopuolelta, lataaminen nopeutuu. Sähköautolaivueiden omistajien kannattaakin harkita investointia sähköautojen lämmitykseen, esim. lämmitettyyn pysäköintihalliin.

Sähköautojen lataamisen kustannustehokkuus on korkeampi, jos latausasemat sijoitetaan pysäköintialueella keskeiselle paikalle, jolloin mahdollisimman moni auto voi jonottaa lataamiseen pääsyä. Tällöin täyteen ladattua autoa ei tarvitse ajaa pois pysäköintiruudusta, vaan seuraava auto jonossa pystyy välittömästi aloittamaan lataamisen. Manuaalinen latausjohtojen siirtely on mahdollista välttää esimerkiksi kytkemällä kaikki lataustolpan lähellä olevat autot erityiseen virranjakajaan, joka ohjaa sähkön kulkua latausaseman ja autojen välillä automaattisesti.

Väitöskirjan tulokset saattavat olla hyödyllisiä sähköautolaivueiden omistajille, jotka ovat kiinnostuneita laivueen tehokkuuden maksimoimisesta sekä julkiselle sektorille, joka pyrkii mm. pienentämään yksityisautoilun pakokaasupäästöjä kehittämällä julkista latausinfrastruktuuria.

Väitöstiedote (pdf)

Vastaväittäjä: Professor Emeritus Göran Andersson, ETH Zürich, Sveitsi

Kustos: professori Peter Lund, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Elektroninen väitöskirja: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-7740-6