käsityksiä hybridiautosta sekä omakohtainen kokemus

www.turkuamk.fi Case Toyota Prius – 291013 í 1 í

Case Toyota Prius

Käsityksiä hybridiautosta sekä omakohtainen

kokemus

Markku Ikonen

Turun ammattikorkeakoulu

[email protected]

www.turkuamk.fi

mailto:[email protected]


Case Toyota Prius Käsityksiä hybridiautoista ja Priuksesta 1. Hybriditekniikka vähentää kulutusta vain kaupunkiajossa

2. Priuksella pystyy ajamaan pelkällä sähköllä max 45 km/h nopeutta

3. Ei-ladattavan hybridin taloudellisuus riippuu siitä, kuinka pitkään pystytään ajamaan pelkällä sähköllä

4. Hybridiautossa kannattaa aina käyttää jarrutus- energian talteenottoa niin paljon kuin mahdollista

5. Vain 45 litran kokoinen polttoainesäiliö aiheuttaa epäkäytännöllisen tiheän tankkaustarpeen

6. Kaikista hybridiautoista on maksettava käyttö- voimaveroa

OIKEIN VÄÄRIN


Case Toyota Prius Väittämä 1 OIKEIN VÄÄRIN

1. Hybriditekniikka vähentää kulutusta vain kaupunkiajossa

Lähde: Tekniikan Maailma

19/2013

3.73.9

4.44.8

5.4

6.4

4.24.4

4.9

5.4

6.1

6.8

7.5

5.1 5.05.2

5.55.9

6.4

7.3

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

60 70 80 90 100 110 120

[ l /

10

0 k

m ]

Kulutus eri vakionopeuksilla [km/h]

Lähtötason premiumautojenvakionopeuskulutukset

TM 19/2013

Lexus CT 200hAudi A3 1.4 TFSIBMW 116i AMercedes A 180Volvo V40 T3

+ 33 % + 27 %


Case Toyota Prius ... jatkoa Väittämä 1 OIKEIN VÄÄRIN

Lähde: media.autotietokanta.fi

y = 5E-10x3 - 1E-06x2 + 0,0035x + 1,3657R² = 0,6473

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500

Vir

all.

EU

-maa

nti

eku

lutu

s [

l / 1

00

km

]

Omamassa [ kg ]

Omamassa vs. maantiekulutus, bensiini

Yaris Hybrid

Auris Hybrid

Prius ja Lexus CT 200h

Prius+ Lexus IS 300h

Lexus GS 450h

Lexus RX 450h MB S400 Hybrid

Porsche Cayenne Hybrid

VW Jetta Hybrid

BMW 520i Autom. (ainoa ei-hybridi)

Kulutuksen esitystapa: Juhani Laurikko / VTT

Sähkömoottorin pariksi voidaan valita tavanomaista pienempi ja/tai taloudellisempi (ns. Atkinson-sykli) polttomoottori, joten kulutus on pieni myös maantiellä

Bensiiniautot


Case Toyota Prius ... jatkoa Väittämä 1 OIKEIN VÄÄRIN

Lähde: media.autotietokanta.fi

y = -8E-07x2 + 0,0071x - 4,0694R² = 0,7003

y = 5E-10x3 - 1E-06x2 + 0,0035x + 1,3657R² = 0,6473

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500

Vir

all.

EU

-maa

nti

eku

lutu

s [

l / 1

00

km

]

Omamassa [ kg ]

Maantiekulutus, bens. ja dieseldiesel BENSIINIEKVIVALENTTINA

Bensahybridien maantiekulutus on verrannollinen taloudellisimpiin dieseleihin, kun kulutusta tarkas-tellaan energia-sisällön mukaan (litrassa dieseliä n. 13 % enemmän energiaa kuin litrassa bensaa)

Bensiiniautot

Dieselit (bens.ekvivalentiksi laskettuna)



2. Priuksella pystyy ajamaan pelkällä sähköllä max 45 km/h nopeutta

• Autossa on "pakkosähkö" (EV) -nappula

• Jos EV-nappulaa painaa yli 45 km/h nopeudella (nopeusmittarissa 50 km/h):

• MUTTA: Jos tehontarve on tarpeeksi pieni (n. 5 kW), pelkällä sähköllä pystyy ajamaan mitä nopeutta tahansa (ainakin 120 km/h)



3. Ei-ladattavan hybridin taloudellisuus riippuu siitä, kuinka pitkään pystytään ajamaan pelkällä sähköllä

• Polttomoottorin hyötysuhde vaihtelee runsaasti toimintapisteen mukaan

• Sähkömoottori leikkaa pois epätaloudellisia kuormitustilanteita

1. Pienillä kuormilla polttomoottori sammutetaan 2. Kohtalaisilla kuormilla polttomoottorin hyötysuhde kasvaa, kun se lataa akkuja auton liikuttamisen lisäksi 3. Suurilla kuormilla sähkö- moottori auttaa poltto- moottoria, jota ei tarvitse kuormittaa rajamomentille (ja voidaan valita tavanomaista taloudellisempi polttomoottori)

• Sähkömoottorijaksot yleensä lyhyitä => pienikin akku riittää

Vään

töm

omen

tti [N

m]

120

90

60

Pyörintänopeus [1/min]1000 2000 3000 4000 50000

0

30

55 kW

35 kW

20 kW

15 kW10 kW8 kW

Ominaiskulutus[g/kWh]

Atkinson-moottorin ominaiskulutuskäyrästö

Mukaillen: Miller J. 2005. Comparative Assessment of Hybrid Vehicle Power Split Transmissions. 4th VI Winter Workshop Series. University of Michigan– Dearborn, College of Engineering and Computer Science, Dearborn MI.




• Energiamuunnoksissa syntyy aina häviöitä • Generaattorissa sähköiset sekä voimansiirtohäviöt

• Akustossa ladatessa lataushäviöt ja purkausvaiheessa purkaushäviöt

• Sähkömoottorissa häviöt, kun kiihdytetään uudelleen

• Miksi pitäisi muuttaa liike-energiaa sähköksi ja taas takaisin liikkeeksi ja menettää häviöt kumpaankin suuntaan, koska siltä voidaan usein välttyä?

• Priuksen regeneraatio: Hyödynnettävissä olevaa kiihdytysenergiaa syntyy enintään n. 30 – 40 % jarrutuksen alkamishetken liike-energiasta

• Sama arkikielellä: Noin kolmea optimaalista hidastusta kohti saadaan yksi kiihdytys ilmaiseksi

• 30 – 40 % on hyvä hyötysuhde tavallisiin autohin nähden, (vastaava hyötysuhde 0 %), mutta vähän "vapaalla rullaa- miseen" nähden, jolloin häviöitä ei synny lainkaan !!!


Case Toyota Prius ...jatkoa Väittämä 4 OIKEIN VÄÄRIN


• Mitä pitemmälle auto rullaa "vapaalla" moottori sammuksissa, sitä pienemmäksi jää kulutus

• Miniminopeutta, jonka alla ei kannata rullata, ei ole, koska joutokäyntikulutusta ei ole

• Jakolaskua litraa per 100 km laskettaessa, kun litrat eivät muutu ja jakoviivan alla oleva matka kasvaa, kulutus putoaa joka metrillä, kun auto rullaa

5.00

0

1

2

3

4

5

6

]l/1

00

km

]

4.55

0

1

2

3

4

5

6

]l/1

00

km

]

4.17

0

1

2

3

4

5

6

]l/1

00

km

]

l/100 km l

km =



5. Vain 45 litran kokoinen polttoainesäiliö aiheuttaa epäkäytännöllisen tiheän tankkaustarpeen

� Oma kokemus: • Keskimääräinen tankkausväli: 1015 km • Maksimi tankkausväli: 1310 km • Keskimääräinen tankkausväli 2009 – 8.9.2013: 1084 km • Tankki todellisuudessa suurempi kuin 45 l • Makuasia, onko 1000 km:n tankkausväli riittävä

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

6.9.

066.

1.07

8.5.

077.

9.07

7.1.

088.

5.08

7.9.

087.

1.09

9.5.

098.

9.09

8.1.

1010

.5.1

09.

9.10

9.1.

1111

.5.1

110

.9.1

110

.1.1

211

.5.1

210

.9.1

210

.1.1

312

.5.1

311

.9.1

3

[ km

]

Tankkauspäivämäärä

Tankkausten välillä ajettu matka



6. Kaikista hybridiautoista on maksettava käyttö- voimaveroa

• Käyttövoimaveroa maksetaan vain plug-in -hybrideistä

http://www.trafi.fi/tieliikenne/verotus/ajoneuvovero/veron_rakenne_ja_maara


Case Toyota Prius Omakohtainen kokemus, perustiedot � Auto otettu käyttöön 6.9.2006

• Perusmallin hinta oli 37 100 € • (V. 2008 veromuut. jälk. n. 30 700 €)

� Tilanne 8.9.2013 (7 vuotta myöh.): • Ajettu 153 352 km (n. 22 000 km/v) • Jokainen tankattu litra on kirjattu • Tankattu 151 kertaa (keskim. n. 49 l) • Bensiiniä (95 okt.) käytetty 7455 litraa

� => Kulutus 4. 86 l / 100 km

� Pitkät ja lyhyet matkat, kesät ja talvet, pääasiassa kaksi kuljettajaa

� Talli +10 oC tai lohkolämmitys aina, kun mahdollista


Case Toyota Prius Kulutuksen kehitys

4,6

4,8

5,0

5,2

5,4

5,6

5,8

6,0

6.9.

06

8.9.

13

[l/10

0km

]

Päivämäärä / vuosi

Kumulatiivinen polttoaineenkulutus

2007 2008 2009 2010 2011 2012


Case Toyota Prius Kulutus tankkausväleittäin

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

6.9.

06

6.1.

07

8.5.

07

7.9.

07

7.1.

08

8.5.

08

7.9.

08

7.1.

09

9.5.

09

8.9.

09

8.1.

10

10.5

.10

9.9.

10

9.1.

11

11.5

.11

10.9

.11

10.1

.12

11.5

.12

10.9

.12

10.1

.13

12.5

.13

11.9

.13

Kul

utus

[l/1

00km

]


Tankkausvälikohtainen kulutus

2007 2008 2009 2010 2011 2012

8.9.

13


Case Toyota Prius Kulutus tankkauksen vs. ajotietokoneen perusteella � Ajotietokone nollattu joka tankkauksessa

• Näyttää vain vajaat 2 % todellista vähemmän

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

6.9.

06

6.1.

07

8.5.

07

7.9.

07

7.1.

08

8.5.

08

7.9.

08

7.1.

09

9.5.

09

8.9.

09

8.1.

10

10.5

.10

9.9.

10

9.1.

11

11.5

.11

10.9

.11

10.1

.12

11.5

.12

10.9

.12

10.1

.13

12.5

.13

11.9

.13

Kul

utus

[l/1

00km

]


Tankkaustietojen ja ajotietokoneen vertailu

Tankkauksen perusteella

Ajotietokoneesta


Case Toyota Prius Minimikulutus optimiolosuhteissa � Optimiolosuhteissa lyhyitä jaksoja jopa 2.5 litran kulutuksella

• Kuvassa lähes koko tankkausväli (1203 km): 4.3 l/100 km

3.0 4.0

3.6 2.7 4.0 2.5 3.7 2.5

2.5 3.5

30 min. aritmeett. keskiarvo 3.2 l/100 km


Case Toyota Prius Kulutus vuosipylväinä

� Saturaatiotaso ilmeisesti saavutettu, omassa käytössä pienempi kulutus ei enää mahdollinen

• Pienempään kulutukseen voisi ehkä päästä ammattimai-sessa jakeluajotyyppisessä käytössä kaupungissa tai lähiöissä, kun kylmäkäynnistyksiä on harvoin

5.605.31

4.90 4.77 4.81 4.73 4.784.49

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

[l / 1

00 k

m]

Toyota Prius - Vuotuinen keskikulutus

(alk. 6.9.) (8.9. saakka)


Case Toyota Prius Kylmäkäynnistyksen vaikutus kulutukseen

� Käynnistys -1 oC:n lämpötilassa, ensimmäisen 5 min kulutus lähes 2-kertainen myöhempiin jaksoihin nähden

• Vihreä autonkuva symboloi regeroitua sähköä (50 Wh)


Case Toyota Prius Ajosuoritteen kehitys

0

20

40

60

80

100

120

140

6.9.06

6.1.07

8.5.07

7.9.07

7.1.08

8.5.08

7.9.08

7.1.09

9.5.09

8.9.09

8.1.10

10.5.

10

9.9.10

9.1.11

11.5.

11

10.9.

11

10.1.

12

11.5.

12

10.9.

12

10.1.

13

12.5.

13

11.9.

13

Kilo

met

rit (x

100

0)

Päivämäärä

Kilometrien kertyminen

2007 2008 2009 2010 2011 2012

6.9.

06

8.9.

13



Case Toyota Prius Bensiinin hintakehitys

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1,70

1,80

6.9.06

6.1.07

8.5.07

7.9.07

7.1.08

8.5.08

7.9.08

7.1.09

9.5.09

8.9.09

8.1.10

10.5.

10

9.9.10

9.1.11

11.5.

11

10.9.

11

10.1.

12

11.5.

12

10.9.

12

10.1.

13

12.5.

13

11.9.

13

Hin

ta (€

/l)

Päivämäärä

Bensiinin hinta

2007 2008 2009 2010 2011 2012

6.9.

06

8.9.

13



Case Toyota Prius Hankintapäätöksen taustaa � Prius saatiin vihdoin Suomen

markkinoille

� Henkilökohtainen ja ammatillinen kiinnostus uuteen taloudelliseen tekniikkaan

� Taustatietona Priuksen tuote-päällikön jakama puolueeton tieto

• Esim. kylmäkäynnistyvyys ilmeisesti "maailman paras"

� Aluksi kuvitelma, että pitkät matkat varsinkin talvella tultaisiin tekemään toisella autolla

• Lopputulos: Priuksella ajettu kaikentyyppiset ajot perävaunun vetoa lukuunottamatta


Case Toyota Prius Kaikenlaisia olosuhteita...


Case Toyota Prius Erilaisia olosuhteita kuljettajan perspektiivistä


Case Toyota Prius Käyttökokemukset � Erityisesti kaupunkikulutus alhainen,

kun ajaa oikein

� Matkanopeudet alentuneet • "Mitä järkeä olisi ajaa niin, että

maantiellä kuluu enemmän?" � Ei vikoja koko 7 vuoden aikana

• Esim. jarrupalat ja -levyt alkuperäiset • Yksi pohjan suojamuovi vaihdettu

normaalissa huollossa • Yksi kampanjatyö • Starttiakku (12 V) uusittu 6 v. jälkeen • Vesipumppu vaihdettu 150 000 km huollossa

� Huoltoväli lyhyehkö 15 000 km • Huollettu paikallisessa merkkihuol-

lossa, palvelu ollut hyvää • Huoltojen hinnoittelu kohtuullista


Case Toyota Prius EcoTour 2011 � Priuksellä pärjää hyvin myös taloudellisuusajokisoissa

• Tulos n. 4.4 l/100 km oli sarjavalmisteisten keskikokoisten bensiiniautojen pienin (ajokkina Prius III -malli)

• Kartturina kollega Reijo Asp (oik.)

käsityksiä hybridiautosta sekä omakohtainen kokemus

Automotive

kaikista hybridiautoista

8 www

turkuamk

bens

maantiekulutus

media

autotietokanta

5e