Lisää sähköautoista ja vähän muustakin

Akkusähköautot näyttävät vakiinnuttavan asemansa autoilun seuraavana askeleena. Ford julkisti Los Angelesin autonäyttelyn alla Mustang Mach-E -mallinsa, joka on suora kilpailija Teslan tulevalle Model Y:lle (https://tekniikanmaailma.fi/lehti/22a-2019/tallainen-on-fordin-ensimmainen-sahkoauto-mustang-mach-e-aloittaa-fordin-uuden-ajanjakson/ ).  Molemmat tulevat markkinoille ensi vuonna, perusmallien myyntihintojen USA:ssa on molemmilla luvattu olevan samaa noin 40000 dollarin luokkaa ja molemmissa on langattomat automaattiset ohjelmistopäivitykset. Saapa nähdä kumpaa tullaan myymään enemmän, sähköautotehtaan katumaasturia vai perinteisen autotehtaan sähkökäyttöistä katumaasturia. Tuo Los Angelesin autonäyttely on ensimmäinen näyttely, jonka yhteydessä Teslakin tarjoaa autojensa koeajomahdollisuutta. Kilpailu näyttää siis olevan käynnistymässä? Lisäksi huomenna Tesla esittelee Cybertruckinsa eli sähkökäyttöisen avolava-auton. Avolava-autoja myydään USA:ssa paljon ja nykyinen markkinajohtaja Ford on myös aikeissa tuoda markkinoille sähkökäyttöisen version F-150 -mallistaan suunnilleen samoihin aikoihin, kun Cybertruckinkin toimitukset alkanevat.

Edellisen kirjoitelmani kommenteissa pohdittiin napamoottorien käyttöä sähköautoissa. Esimerkiksi Lexus näyttää vakavasti kehittävän sellaisia tulevaisuuden ratkaisuna ja esitteli äskettäisessä Tokion autonäyttelyssä sellaisilla varustetun LF-30 -koemallinsa (https://tekniikanmaailma.fi/tarkasti-varjeltu-salaisuus-lexus-lf-30-koemalli-julkistettiin-ensimmainen-sahko-lexus-tulee-marraskuussa-mutta-sahko-toyotaa-saadaan-viela-odottaa/). On kuitenkin monta syytä, miksi napamoottoreita ei käytetä tämänhetkisissä malleissa kuten Teslan Model 3/Y ja tuo edellä mainittu Mustang Mach-E. Perinteisillä tasaus- ja vetopyörästöillä ja vetoakseleilla saadaan riittävän hyvät ominaisuudet. Vetonivelet ovat nykyään melko kestäviä ja niiden korjaaminen tarvittaessa ei ole kovin vaativa tehtävä. Ensimmäisissä Teslan Model S -malleissa oli aika paljon vetopyörästövaurioita, jotka kaiketi johtuivat siitä, että kun auto kiihtyi ripeästi, niin tuota ominaisuutta käytettiin paljon useammin kuin mitä suunnitteluvaiheessa oli ajateltu. Rakennetta lienee sittemmin vahvistettu ja Model 3:n luvataan nyt, akkua lukuun ottamatta, kestävän “miljoona mailia”. Napamoottoria käytettäessä jousittamaton massa helposti lisääntyy, mikä asettaa haasteita hyvien ajo-ominaisuuksien toteuttamiselle. Myös vakiomallisten levyjarrujen mahduttaminen pyörään voi olla haastavaa. Runkoon sijoitettu moottori ei ole alttiina suolavedelle ja pölylle ja nestejäähdytys on helppo toteuttaa. Moottori ja vetopyörästö eivät kuitenkaan vie kovin paljoa tilaa. Elon Musk myönsi Teslan tehneen Model X:stä liian monimutkaisen haukansiipiovineen ja ottaneen opikseen välttämään turhan monimutkaisia ratkaisuja. Tesla käyttää samaa Model 3:n moottoria muun muassa Semi-rekkaveturissaan (4 kpl) ja uudempien S- ja X-mallien etumoottorina. Näin saadaan suuret tuotantomäärät ja sitä kautta alhaisempi kappalehinta. Myös varaosien hallinta helpottuu. Napamoottoreista täytyisi olla eri mallit ainakin henkilöautoihin ja kuorma-autoihin.

Teslan moottoriratkaisut poikkeavat monien muiden valmistajien toteutuksista. Mustang Mach-E:ssäkin käytetään kestomagnetoituja tahtimoottoreita kuten myös omassa lataushybridissänikin, jossa on käytännössä aina joko veto tai jarrutus päällä ja vapaa rullaaminen on mahdotonta. Energiankulutuksen minimoimiseksi vapaa rullaus olisi monessa tilanteessa hyvä vaihtoehto, sillä akun lataaminen jarrutusenergialla ei ole häviötöntä. Alkupään Tesla S/X-malleissa oli oikosulkumoottori, jonka ongelma kustannusmielessä on hintava kuparista valmistettu roottori. Model 3:een kehitettiin “switched reluctance” -moottori (mikähän sen täsmällinen suomenkielinen nimitys onkaan), jossa roottori on rautaa ja siten edullisempi valmistaa. Moottorissa käytetään jonkin verran kestomagneetteja, mikä pienentää häviöitä. Tämän tyyppisen moottorin ongelma on sen tuottaman vääntömomentin epätasaisuus tietyillä nopeuksilla. Teslan versio on käytännössä osoittautunut varsin energiatehokkaaksi. Sitä käytetään nykyään S/X:n etumoottorina ja 3:n takamoottorina, kun taas S/X:n takamoottori on se alkuperäinen oikosulkumoottori kuten on myös jokapyörävetoisten Model 3:ien etumoottori. Tämä kahden eri tyyppisen moottorin käyttö samassa autossa mahdollistaa sen, että voidaan käyttää ajotilanteeseen parhaiten sopivaa moottoria ja näin saadaan tasainen veto ja hyvä energiatehokkuus. Mielenkiintoisena yksityiskohtana mainittakoon tässä myös, että hankin viitisen vuotta sitten “ Advanced Motor Secrets” DVD:n, jossa äskettäin edesmennyt Dave Squires luennoi sähkömoottoreiden suunnittelusta ja käyttää esimerkkinä juuri tuollaista Tesla Model 3:n moottoria, jossa analysoitaessa roottorin eri asennoissa vallitsevia magneettikenttiä huomataan, että joidenkin staattorimagneettien kentät ovat koko ajan samansuuntaisia ja siten ne voidaan korvata kestomagneeteilla (http://advancedmotorsecrets.com/?hop=qiman).

Ford on sanonut Mustang Mach-E:n suunnittelun keskeisenä tekijänä olleen asiakkaiden esittämät toiveet. Auton on kehittänyt pienehkö tiimi, joka on saanut toimia ilman jäykkää byrokratiaa. Saapa nähdä, miten Ford asemoituu Teslaan nähden. Teslalla on myös huoltopuolella uudenlaisia ratkaisuja. Esimerkkinä erään Teslan omistajan kertomus siitä, että kun hänen autostaan puhkesi rengas ja hän soitti hinauspalveluun, niin kun hinausauton kuljettaja kuuli kyseessä olevan Teslan, hän kehotti kaveria soittamaan Teslan palvelunumeroon. Kaveri teki niin ja puhelimeen vastasi sama hinausauton kuljettaja, joka ajoi paikalle, tunkkasi auton pyörän ylös, vaihtoi tilalle pyörän, jossa oli ehjä rengas ja otti asiakkaan pyörän mukaansa. Näin asiakas pääsi heti jatkamaan ajoa ja Teslan huoltomies kävi parin päivän päästä asiakkaan kotona vaihtamassa auton alle pyörän, jossa oli alkuperäinen vanne ja uusi rengas.

Sähköautojen akkujen valmistuksen aiheuttama luonnonvarojen käyttö on herättänyt paljon keskustelua kuten myös näiden materiaalien kierrätettävyys. Akkujen todellinen kestoikäkin on vielä arvoitus, sillä autoja ei ole ollut vielä käytössä kovin pitkään. Tekniikan maailman artikkelissa kerrotaan Nissanin todenneen akkujensa kestävän käyttökelpoisina yli 20 vuotta ja Teslan tutkijoiden arvioineen viimeisimpien tietojen mukaan akkujenkin kestävän sen ‘miljoona mailia’ (https://tekniikanmaailma.fi/teslan-tutkijoiden-hammastyttava-havainto-sahkoauton-akku-voi-kestaa-16-miljoonaa-kilometria-ajoa/). Jos nämä tiedot pitävät paikkansa, niin eivät akut taida olla kovin tehotonta luonnonvarojen käyttöä? Monet akkuihin liittyneet ongelmat ovat johtuneet niiden huonosta lämpötilan hallinnasta ja esimerkiksi Tesla rakensi Model 3:een aiempaa tehokkaamman nestekiertoisen akkujen lämpötilanhallintajärjestelmän. Sähköautoissa akut ovat hyötykäytössä, mutta ladattavissa hybrideissä niiden käyttöaste on paljolti kiinni käyttäjän toiminnasta. Kauppalehden artikkelin mukaan on tavattu useita työsuhdekäytöstä palautuneita lataushybridejä, joita on ladattu käyttöajan aikana vain muutamia kertoja (https://www.kauppalehti.fi/uutiset/passat-gte-koeajossa-pienentavatko-lataushybridit-lainkaan-paastoja-vai-suositaanko-niilla-vain-kalliiden-autojen-hankintaa/b160e645-d299-4012-b2c7-796bafb46c24). Tällaisessa käytössä akkujen valmistukseen käytetyt raaka-aineet menevät pitkälti hukkaan ja niistä tulee vain ylimääräistä painoa, joka lisää polttoaineen kulutusta. Päästötkään eivät vähene vaan lisääntyvät, joten päästövähennyksiin perustuva veroetu ei ole perusteltu. Vetyautot ovat yksi esitetty vaihtoehto ja entinen TopGearin toimittaja James May onkin hankkinut sekä Tesla Model S:n että Toyota Mirain tehdäkseen omaa tutkimustaan niiden käytettävyydestä ja on luvannut päivittää testin tuloksia lähitulevaisuudessa YouTube-kanavalla DRIVETRIBE (https://www.youtube.com/channel/UChiwLDIBJrV5SxqdixMHmQA). Mayn mukaan Iso-Britanniassa on tällä hetkellä kahdeksan vetytankkausasemaa, mikä asettaa omat rajoituksensa Mirain käytölle. Vedynjakeluverkostoa täytyisi siis laajentaa merkittävästi, mikäli se olisi käytännön vaihtoehto akkusähköautoille. Kukahan tuon laajennustyön kustannukset maksaisi?

Tesla Model 3 palkittiin äskettäin Saksassa vuoden parhaana keskikokoisena automallina jättäen taakseen muun muassa Audi A3:n ja BMW 3-sarjan. Samassa yhteydessä Tesla julkisti myös sijoittavansa Euroopan (ensimmäisen) Gigafactorynsa Berliinin alueelle. Teslan Elon Musk ja Volkswagenin Herbert Diess näyttävät tulevan hyvin juttuun keskenään ja on arveltu, että Volkswagen mahdollisesti maksaisi osan Teslan tehtaan kustannuksista ja että se alkaisi tuottaa ainakin akkuja myös Volkswagenin tarpeisiin. Myös Fiat Chrysler on ilmaissut kiinnostuksensa ostaa Teslalta valmiita alustoja omien tulevien sähköautomalliensa pohjaksi. Teslan tontti Saksassa lienee melko suuri, joten nähtäväksi jää, kuinka suuri laitos sinne nousee ja millaisen jalansijan Tesla Euroopassa ottaa. Tesla aikoo perustaa Berliinin alueelle myös tutkimus- ja kehityskeskuksen. Jotkut ovat esittäneet epäilyksiään siitä, että Berliinin alueelta ei löydy autotehtaan kokoonpanolinjalle sopivaa työvoimaa, mutta ehkäpä Tesla aikoo siellä toteuttaa sen pitkälle automatisoidun kokoonpanolinjan, jota yritti Model 3:n kohdalla Fremontissa, mutta joutui sitten perumaan suunnitelmiaan ja palkkaamaan lisää väkeä tuotantolinjalle. Euroopan tehtaan tuotannon on tarkoitus alkaa Model Y:llä, jossa on arveltu toteutetun monia automatisoitua kokoonpanoa helpottavia innovaatioita kuten esimerkiksi johtosarjat, joissa on vain 100 metriä kaapelia, kun Model 3:ssa on noin 1500 metriä. Teslahan osti vuonna 2016 tuotantoautomaatioon keskittyneen saksalaisen Grohmannin ja ehkä suunnitelmissa on toteuttaa pitkälle automatisoitu tuotantolinja juuri Saksaan? Suomi oli muiden mukana kilpailemassa Teslan tehtaan sijaintipaikasta, mutta eipä Suomella tainnut olla mitään sellaista tarjottavaa, jota Tesla etsi ja jolla Suomi olisi erottunut edukseen muista kilpailijoista. Tesla ja siihen sijoittaneet ovat matkan varrella ottaneet melkoisia riskejä ja tehtaan sijoituspaikasta kilpaileminen muiden kanssa on pitkälti sitä, että yritetään hyötyä toisten ottamista riskeistä. Enpä tiedä paljonko tuohon lobbaamiseen euroja käytettiin, mutta ehkä olisi kuitenkin parempi keskittyä omiin innovaatioihin ja ottaa riskejäkin? Olen seurannut ns. LENR-tutkimusta nyt muutaman vuoden ajan ja mielestäni sillä on hyvät mahdollisuudet luoda ratkaisuja tulevaisuuden energiatarpeiden tyydyttämiseen. Tutkimus on kuitenkin kärsinyt rahoituksen puutteesta koko noin 30-vuotisen historiansa ajan. Muutamat suuret yritykset kuten Airbus, Mitsubishi ja Toyota ovat kyllä rahoittaneet omia tutkimuksiaan, mutta julkista rahoitusta ei ole ollut saatavilla. Suomessakin Etiam Oy teki tuota tutkimusta usean vuoden ajan, mutta laittoi pari vuotta sitten pillit pussiin ja myi patenttinsa ulkomaille, kun ei löytynyt julkista eikä yksityistä rahoitusta toiminnan jatkamiseksi. Nyt EU on alkanut rahoittaa tällaista tutkimusta ja Etiamillakin olisi varmaan ollut hyvät mahdollisuudet saada tätä EU-rahaa, mutta nyt se on myöhäistä. (https://www.euresearch.ch/en/euresearch-services/we-inform/newsletter/archive/e-alerts/e-alerts/article/horizon-2020-fet-proactive-topic-on-zero-emission-energy-generation-is-open/https://www.tekniikkatalous.fi/uutiset/ratkaisematon-energiamysteeri-tutkijatkaan-eivat-viela-tieda-miksi-matalaenergiset-ydinreaktiot-tuottavat-ylimaaraisia-watteja/c412f74b-0e32-369e-831d-11d2c3ebb698)

 

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu