Täyssähköauton toimintamatka, latausteho ja kulutus – Volkswagen ID.-malliperheen älykäs akunhallintajärjestelmä

Mikä yhdistää täyssähköisiä Volkswagen ID.3, ja keväällä Vuoden Autoksi Maailmassa 2021 valittua ID.4 sekä nelivetoista ID.4 GTX -mallia? Kaikissa malleissa käytetään Volkswagen-konsernin komponenttitehtaalla Braunschweigissa valmistettavaa huipputeknologiaa – keskiössä on korkeajänniteakku, joka on suorituskykyinen, tarjoaa pitkän toimintamatkan, on turvallinen ja latautuu nopeasti. Volkswagenin MEB-alustarakenteelle perustuvien ID.-malliperheen mallien kysyntä on nyt niin kovaa, että komponenttitehdas laajensi tuotantoaan ja nyt sen maksimikapasiteetti on 500 000 akkua vuodessa.

Akku on täyssähköisen auton tekninen sydän ja se määrittää ajomukavuuden, kustannukset, toimintamatkan ja latausmahdollisuudet. Tämä vuoksi se on avainasemassa, ja sillä taataan Volkswagen-konsernin asiakkaiden pitkäaikainen tyytyväisyys tuotteisiimme, kertoo Volkswagen-konsernin komponenttien teknologiasta vastaava johtaja Thomas Schmall.

Akku on avainasemassa myös Volkswagen-brändin ACCELERATE-strategiassa. Volkswagen-brändi on ilmoittanut lisäävänsä merkittävästi täyssähköisten autojen myyntiä vuoteen 2030 mennessä: Euroopassa täyssähköisten autojen odotetaan ylittävän myynnistä 70 prosenttia ja 50 prosenttia Kiinassa sekä Yhdysvalloissa. Pitkällä aikavälillä Volkswagen-brändi tavoittelee täyttä hiilineutraaliutta vuoteen 2050 mennessä.

Vuoteen 2025 mennessä esittelemme uuden täyssähköauton joka vuosi. Tänä vuonna esittelyvuorossa on vielä urheilullinen SUV-coupe Volkswagen ID.5 ja ensi vuonna uusi ikoni ID.BUZZ. Vuonna 2025 esittelemme ID.3-mallin kokoluokan alapuolelle sijoittuvan uuden täyssähköisen mallin, joka tekee sähköautoilusta mahdollista yhä suuremmalle joukolle ihmisiä, sanoo Volkswagen-brändin teknisestä kehityksestä vastaava johtaja Thomas Ulbrich.

Volkswagen ID.-malliperheen täyssähköiset mallit valmistetaan Zwickaun tehtaalla. Seuraavaksi lisää mielenkiintoisia yksityiskohtia MEB-alustarakenteelle perustuvista ID.-malleista.

Akkukoot. Volkswagen ID.3-mallien akun nettoenergiasisältö on joko 45 kWh (brutto 48 kWh), 58 kWh (brutto 62 kWh) tai 77 kWh (brutto 82 kWh). Malliversiosta riippuen toimintamatkaa Suomen mallivalikoimaan kuuluvalla, vakiovarusteisella, Volkswagen ID.3:llä on noin 346-547 kilometriä (WLTP*). Volkswagen ID.4-mallien akun nettoenergiasisältö on puolestaan joko 52 kWh (brutto 55 kWh) tai 77 kWh (brutto 82 kWh) ja malliversiosta riippuen toimintamatkaa Suomen mallivalikoimaan kuuluvalla, vakiovarusteisella, Volkswagen ID.4:llä on noin 343-516 kilometriä (WLTP*). ID.-malliperheen huipulle kuuluu kahdella sähkömoottorilla ja nelivedolla varustettu ID.4 GTX, joka tuottaa tehoa 220 kW**. Sen akun nettokapasiteetti on 77 kWh (brutto 82 kWh) ja ihanteellisissa olosuhteista toimintamatkaa jopa noin 475 kilometriä (WLTP*).

Ajoneuvon toimintamatka ja kulutus on määritelty maailmanlaajuisesti yhtenäistetyn testimenetelmän (WLTP) mukaisesti. Ilmoitettu WLTP-toimintamatka ja -kulutus saattavat vaihdella olennaisestikin riippuen mm. kuljettajan ajotavasta, akkukapasiteetista, lataamisen säännöllisyydestä, sähkövarusteiden käytöstä, mahdollisen lisälämmittimen käytöstä, ulkolämpötilasta, matkustajien ja kuorman määrästä, valitusta ajoprofiilista tai tieprofiilista. Vuodenajasta ja käyttöolosuhteista riippuen 80% kuljettajista saavuttaa mainitun testiolosuhteissa mitatun WLTP-toimintamatkan.

Teholukemat

Täyssähköisen auton voimalinja voi tuottaa voimaa sen verran kun sen akku tarjoaa. Volkswagen ID.3-mallien teholuokat ovat seuraavat: 45 kWh:n akku tuottaa tehoa 110 kW (150 hv), 58 kWh akku puolestaan 107 kW (146 hv) tai 150 kW (204 hv) ja suurin 77 kWh akku 150 kW (204 hv). ID.4-mallin voimalinjan lukemat ovat samat 77 kWh ja 150 kW (204 hv). Volkswagen ID.4-malliin on saatavilla myös 52 kWh akku, joka tuottaa tehoa joko 109 kW (148 hv) tai 125 kW (170 hv) asiakkaan valinnasta riippuen.

Maksimisähköteho**

Maksimiteho, joka on käytettävissä enintään 30 sekunnin ajan, laskettuna UN GTR -säännön nro 21 mukaan. Yksittäisissä ajotilanteissa käytettävissä olevaan tehoon vaikuttavat monet tekijät, kuten ympäristön lämpötila sekä korkeajänniteakun varaustila, lämpötila, kunto tai ikä. Erityisesti maksimitehon saaminen käyttöön edellyttää, että korkeajänniteakun lämpötila on 23–50 °C ja varaustila yli 88 %. Poikkeamat erityisesti edellä mainituista arvoista voivat johtaa tehon laskemiseen niin, ettei maksimiteho ole käytettävissä. Seisontailmastoinnin käytöllä voi epäsuorasti vaikuttaa akun lämpötilaan tietyssä määrin, ja esimerkiksi akkuvarauksen ylärajaa voi säätää autosta. Tietyllä hetkellä käytettävissä oleva teho näkyy auton tehonäytössä. Korkeajänniteakun optimaalisen ylläpidon kannalta suositeltava akkuvarauksen yläraja on 80 % (pitempien matkojen yhteydessä 100 %).

Vankat alumiinikotelot jokaisessa moduulissa

ID.-malliperheen akkujärjestelmä on valmistettu alumiinikoteloista ja on skaalattavissa. Jokaisessa kotelossa on moduulit, jotka kukin sisältävät 24 pussikennoa, ja jonka ulkopuoli on joustavaa materiaalia. ID.-mallien 45 kWh:n akussa on seitsemän moduulia, 52 kWh:n akussa puolestaan kahdeksan moduulia ja 58 kWh:n akussa yhdeksän moduulia; jokaisessa tapauksessa nämä kaikki on sijoitettu kymmeneen koteloon. Suurimmassa 77 kWh:n akussa on puolestaan 12 moduulia täyttäen kaikki 12 koteloa. Isoin akku on 182 cm pitkä ja kompaktimpi versio puolestaan 145 cm pitkä. Molempien versioiden leveys on 145 cm ja korkeus 14 cm. Akku painaa versiosta riippuen noin 320-500 kg. 

Turvallisuus

Riippuen akun koosta, jopa kolme anturia on sijoitettu pitkittäissuunnassa, ja ne tarkkailevat akun jännitettä ja lämpötilaa. Yhdessä akun keskusjärjestelmän kanssa nämä tasapainottavat jokaisen kennon kapasiteetin poikkeavuuksia. Päähallintayksikkö ja liitosyksikkö sulakkeineen on asennettu akun takaosaan: onnettomuuden sattuessa ne kytkevät välittömästi virran järjestelmästä pois.

Akku auton alla

Takavetoiset Volkswagen ID.3 ja ID.4 hyötyvät akun alhaisesta sijainnista ja se takaa urheilullisen, turvallisen ja ideaalisen ajomukavuuden ja -ominaisuudet. Akku on sijoitettu etu- ja taka-akselin väliin alhaisimpaan mahdolliseen pisteeseen, tällä taataan painojakauma ihanteelliseen 50:50 lukemaan, jokaisessa malliversiossa. Akun kotelo on kiinnitetty runkoon ja siten se vaikuttaa myös auton jäykkyyteen. Vahva akun ympäri kulkeva kehikko suojaa akkua, myös kolaritapauksissa. Kehikon päällä on alumiinista valmistettu kansi, kun taas jäähdytyslaatta ja toinen vahva alumiininen kansi sijaitsevat kennojen alapuolella.

Nopea lataus

Volkswagenin ID.-malliperheen malleja voi ladata joko vaihtovirralla (AC)- tai tasavirralla (DC). Auton sisäinen latauslaite tukee jopa 11 kW vaihtovirtalatausta (AC), auton akusta riippuen. Pikalatauksella, ihanteellisissa olosuhteissa, Volkswagenin ID.-mallien maksimaalinen latausteho on 100 kW 45 kWh:n ja 52 kWh:n akuilla (vakiona DC-lataus 50 kW, DC-lataus 100 kW lisävaruste) ja 120 kW 58 kWh:n akulla. Isoimman 77 kWh:n akun maksimaalisen 125 kW lataustehon ansiosta autoon voi ladata 30 minuutissa riittävästi energiaa noin 320 kilometrille (WLTP).

Korkeajänniteakun optimaalisen ylläpidon kannalta suositeltava akkuvarauksen yläraja on 80 % (pitempien matkojen yhteydessä 100 %). Ajoneuvon latausteho ja -aika voivat vaihdella olennaisestikin ilmoitetusta ohjearvosta. Latausteho ja -aika riippuvat esimerkiksi käytetystä latauspisteestä, lämpötilasta, auton käytöstä, akun lämpötilasta, akun varaustilasta ja peräkkäisten latausten tiheydestä. 

Valmistus Braunschweigissa

Volkswagen ID.-mallien akut valmistetaan Volkswagen-konsernin komponenttitehtaalla Braunschweigissa, missä ne on myös kehitetty. Tuotantolinjan maksimikapasiteetti on 500 000 akkua vuodessa, mikä vastaa alueena noin yhdeksää jalkapallokenttää. Akkua valmistetaan myös Foshanissa ja Antigissa (Kiina) ja tulevaisuudessa myös Chattanoogassa (Yhdysvallat) ja Mlada Boleslavissa (Tsekit). Euroopassa myytävien autojen akkujen kennot valmistetaan alihankintana. Kennojen valmistuksessa käytetään vihreää energiaa, mikä vahvistaa myös Volkswagen-brändin sitoutumista hiilineutraaliin tuotantoon ja siihen, että eurooppalainen asiakas saa autonsa täysin hiilineutraalisti valmistettuna.

Salzgitterin tutkimuslaitos

Volkswagen-konsernin komponenttitehtaan alaisuudessa toimii myös Salzgitterin tutkimuslaitos, johon on keskitetty konsernilaajuinen tutkimus, kehitys, pilottituotanto, testaus ja hankinta sekä akkukennojen laadunvarmistus. Tutkimuslaitoksessa testataan ja kehitetään useita akkuteknologioita. Lisäksi valmistelut Volkswagenin oman akkukennotuotannon aloittamiseksi Salzgitterissä ovat jo täydessä vauhdissa. Volkswagen tekee jo yhteistyötä QuantumScapen kanssa kehittääkseen seuraavana sukupolven solid-state-teknologiaan perustuvan akun.

Akkujen uusiokäyttö ja kierrätys

Volkswagen takaa akun kapasiteetin olevan minimissään 70 % vielä 8 vuoden käytön tai 160 000 ajetun kilometrin jälkeen. Kun akku tulee käyttöikänsä päähän – tai täyssähköauto muuten poistetaan käytöstä – akku voidaan käyttää uudelleen esimerkiksi siirrettävillä pikalatausasemilla, tai se voidaan muuten kierrättää ja käyttää raaka-aineen lähteenä. Volkswagen-konsernin komponenttitehtaan Salzgitterin tutkimuslaitoksen tiloihin on jo pystytetty pilottitehdas, jossa hyödyllisiä akkukomponentteja käytetään uusiotarkoituksessa.

Tulevaisuuden liikkuminen on sähköistä

Volkswagenin ID.-malliperheeseen kuuluu jo kolme mallia: ID.3, ID.4 ja nelivetoinen ID.4 GTX. Tänä vuonna tarjolle tulee vielä uusi SUV-coupe – Volkswagen ID.5.

*WLTP

Ajoneuvon kulutukseen ja toimintamatkaan vaikuttavat ajoneuvon tekniset ominaisuudet, sääolosuhteet, ajotavat sekä auton kuormitus. EU-lainsäädännön mukaisissa toimintamatka, päästö- ja kulutustesteissä nämä tekijät on vakioitu. Näin mittaustuloksista on saatu keskenään vertailukelpoisia ja auton ostajan on mahdollista vertailla eri autojen toimintamatkaa, päästöjä ja polttoaineen-/energian kulutusta.

Euroopassa kulutusarvojen ilmoittamista autojen markkinoinnissa säätelee direktiivi kuluttajien mahdollisuudesta saada uusien henkilöautojen markkinoinnin yhteydessä polttoainetaloutta ja hiilidioksidipäästöjä koskevia tietoja (2017/948 ja 1999/94/EY) ja Suomessa valtioneuvoston asetus autojen polttoaineen-/energian kulutuksen ja hiilidioksidipäästöjen ilmoittamisesta (9.11.2000/938). Lain mukaan kulutuksesta saa auton markkinointimateriaalissa ilmoittaa vain tyyppihyväksynnän päästömittauksen mukaiset tiedot.

Ajoneuvolle ilmoitetut yhdistettyä kulutusta ja toimintamatkaa kuvaavat arvot on tarkoitettu eri automallien väliseen vertailuun. Niitä tulkittaessa on huomattava, että ne perustuvat laboratoriossa tehtävään keskivertoajoa jäljittelevään mittaukseen, eivätkä ne kuvaa tarkalleen ajoneuvon kulutusta tai toimintamatkaa normaalissa liikenteessä ajettaessa.