Henkilöauton sähkölaitteiden energiankulutus

Abstract

Insinöörityössä tutkittiin henkilöauton sähkölaitteiden energiankulutusta ja sen vaikutusta auton polttoainetalouteen. Työn pääpaino on sähköenergiankulutuksen mittauksessa, koska polttoainetalouden tutkiminen olisi vaatinut käyttöön monimutkaisemmat mittaustapahtumat. Työssä tarkastellaan myös lyhyesti auton sähköjärjestelmiä ja akun toimintaa.

Mittaukset suoritettiin kolmelle henkilöautolle. Mittausten aikana ajoneuvon virrat oli kytketty päälle tai moottori kävi tyhjäkäynnillä riippuen mittauksen kohdelaitteesta. Mittalaitteena käytettiin ABB M5111 -pihtivirtamittaria, jonka avulla mittaukset saatiin suoritettua purkamatta laitteiden virtapiirejä.

Saadut tulokset vaihtelivat välillä 10–900 W. Jatkuvasti ajossa käytössä olevat laitteet kuluttivat vähemmän energiaa. Suurimmat sähköenergiankuluttajat ovat autossa erinäiset lasinlämmittimet, mutta paljon sähköenergiaa kuluttavia laitteita käytetään ajossa vain hetkellisesti.

Tulosten vertailussa energiankulutuksissa löytyi joidenkin laitteiden kohdalla suuria vaihteluita. Tähän voivat vaikuttaa monet autovalmistajan tekemät ratkaisut asennustilan puutteen tai valmistuskustannusten laskemiseksi. Aineistoista löytyneet vertailuarvot oli usein mitattu vanhemmista ajoneuvoista.

Työtä voidaan hyödyntää vertailukohtana vastaavien mittausten tulosten tarkastelussa tai auton sähköjärjestelmien lyhyenä kuvauksena.

The purpose of this thesis was to investigate energy consumption of electric devices and their impact on passenger car’s fuel economy. The main focus was on measuring the electrical energy consumption, because measuring their effects on fuel economy would have required a much more complex measuring process. In addition, the car’s electrical systems and battery operation were briefly examined.

Measurements were performed for three different passenger cars. During the measure-ments, the car’s ignition key was either turned to position II or the car’s engine was running on idle, depending on the device being measured. The measuring instrument used was an ABB M5111 clamp meter which allowed the measurements to be performed without dis-mantling the circuitry.

The obtained results ranged from 10–900 W. Continuously running devices consumed less electrical energy. The devices consuming the largest amount of electrical energy were miscellaneous window heaters, but these devices were only used briefly under normal circumstances.

When comparing the results in the energy consumption measurements, wide variation was found in certain devices. This could be due to decisions made by the car’s manufacturer regarding various issues such as manufacturing costs or lack of sufficient installation space. The reference values found in previous literature had often been measured in older vehicles.

This thesis can be used as a reference when analyzing similar measurements. The thesis also serves as a concise description of a car’s electrical systems.