• akku
• kuljetukset

Suurimpana haasteena e-trailerin valmistuksessa on komponenttien valmistaminen tai niiden hankinta. Iso osa komponenteista on vielä prototyyppivaiheessa, eli niitä ei suoraa markkinoilta pysty ostamaan (VAK Oy, Saikkonen, E., haastattelu 17.9.2024.)

E-traileri eli sähköavusteinen perävaunu voidaan valmistaa lähes kaikkiin kuorma-auton perävaunutyyppeihin. Valintaan vaikuttavat asiakkaan kuljetustarve sekä rahdin luonne.  Huomioitavia asioita ovat esimerkiksi vaununkoko, kuorman kantokyky, kääntösäde tai tarvitseeko perävaunun olla lämpösäädettävä. Suomalainen yritys VAK Oy on rakentanut puoliperävaunusta e-trailerin, koska se soveltuu monenlaiseen rahdin kuljettamiseen. Sähköisiä vetäviä akseleita toimittaa muutama yritys läntisessä maailmassa, jota perävaunujen valmistajat käyttävät. Polttoaineen säästöä syntyy, kun jarrutusenergiaa voidaan varastoida.

Kun kuljettaja nostaa jalkansa kaasupolkimelta tai painaa jarrupoljinta, sähkömoottori muuttuu generaattoriksi ja muuntaa auton liike-energian sähköenergiaksi

Akkupaketin rooli e-trailerissa

Sähköenergia tai regeneroitu jarrutusenergia varastoidaan akkuihin ja voidaan myöhemmin käyttää kuorma-auton liikuttamiseen eli kuorma-auto hyödyntää e-trailerin avulla akkupakettiin varastoitua energiaa liikkeelle lähdöissä sekä keventää ylämäissä polttomoottorin kuormaa. Akkuja voidaan ladata myös verkosta, kun auto ei ole ajossa vaikkapa pakollisen ajotauon aikana.

Akun lämmönhallinta on tärkeää

Ladattaessa tai nopeasti purettaessa litium-ioni akkua vaikkapa ylämäessä, ajoakku lämpenee. Tyyypillisesti sen sisäinen lämpötila ei saa lämmetä yli 45 celsius asteen. Virtaavaan ilmaan perustuvat akkujen lämmönhallintajärjestelmät ovat halvimpia ja yksinkertaisimpia ja niissä lämmönsiirto perustuu konvektioon. Järjestelmä voidaan toteuttaa luonnollisella tai pakotetulla konvektiolla. Tehokkaammat järjestelmät ovat nestekiertoisia.

Akun lämmönhallinta on tärkeä osa akun käyttämisen kannalta. On tärkeää pitää akku oikeassa lämpötilassa, jotta akku tarjoaa maksimin tehokkuuden ja pitkän kestoiän. Tehokkaan lämmönhallinnan ylläpitäminen lisää myös luotettavuutta akun suorituskykyyn ja varmistaa turvallisuutta.

Tehokkaan lämmönhallinnan ylläpitäminen lisää myös luotettavuutta akun suorituskykyyn ja varmistaa turvallisuutta

Verrattuna ilmaan, veden lämpökapasiteetti on 3500-kertainen, ja johtaa lämpöä pois kohteesta noin 10 kertaa tehokkaammin. Aiemmin yleisin tapa on ollut ilmajäähdytys, mutta ajan ja kehityksen myötä nestejäähdytyksestä tuli hyvin suosittu tehokkuuden vuoksi.

Lämmönhallinnan vaikutus suorituskykyyn

Turvallisuuden takaamiseksi ja sähköautojen käyttöiän pidentämiseksi energiajärjestelmän ja tehojärjestelmän on toimittava tietyissä lämpötiloissa. Akun ylikuumentuessa, sähkökemiallinen vanhentamisprosessi alkaa. Se voi myös vaikuttaa muihin lähellä oleviin laitteisiin ja aiheuttaa palamis- tai räjähdysvaaran. Suorituskyky myös heikkenee huomattavasti, kun akkua käytetään hyvin matalassa lämpötilassa.

E-akseli eli sähköinen vetoakseli

Yksi e-trailerin keskeisitä komponenteista on e-akseli, joka muuttaa akkupaketista tulevan sähköenergian tehoelektroniikan avulla sopivaksi sähkömoottorille. Moottori muuntaa energian mekaaniseksi energiaksi, joka siirtyy vaihteiston kautta akselille ja avustaa ajoneuvoyhdistelmän liikettä.

Trailer EBS eli sähköinen jarrutusjärjestelmä

Trailer EBS (Electronic Braking Systems) integration on ajoneuvon sähköisen jarrujärjestelmän integrointi. Tämä sähköinen jarrujärjestelmä lyhentää kuljettajan jarrun painamisen vasteajan, tasapainottaa jarruvoimaa ja tarjoaa tehokasta jarrujen hallintaa käyttö- ja kestojarrujen välillä.

E-trailerin energiatehokas suorituskyvyn optimointi

Aurinkopaneeleita voidaan hyödyntää esimerkiksi e-trailerin kattopinnalla sähköenergian tuottamiseksi, erityisesti umpinaisissa perävaunuissa, joissa on tilaa paneeleille. Tämän avulla ei kuitenkaan voida korvata akselistojen tuottamaa energiaa, sillä aurinkokennojen tuottamat tehot eivät ole suuria. Lisäksi Suomen olosuhteissa pimeiden öiden ja lumisten kattopintojen takia sähköntuotanto on rajoittunutta. Lisäksi ennakoivat voimansiirron ohjausjärjestelmät, kuten PDC (Predictive Drivertrain Control) ja PPC (Predictive Powertrain Control), hyödyntävät maastotietoja ja liikenneinformaatiota, jotta ajoneuvo voi optimoida polttoainetehokkuutta ja turvallisuutta automaattisesti.

Lähteet:

Rezaei. A. ja Kohonen R. 2024. (Ajoneuvon trailerin sähköisen akselin mitoitus ). Opinnäytetyö. Turun Ammattikorkeakoulu.