pienoiskuva|Vuoden 2017 suosituimpiin sähköautoihin kuuluneet Nissan Leaf (punainen, takana) ja Tesla Model S (musta, etualalla). Sähköauto on auto, jonka voimanlähteenä toimii sähkömoottori. Arkikielessä sähköautolla yleensä tarkoitetaan täyssähköautoa ja tarkemmin akkusähköautoa, mutta periaatteessa sähköautoihin voidaan lukea kaikki autot, jotka käyttävät sähkömoottoria hyväkseen. Näihin luetaan sekä hybridiautot että täyssähköautot. Hybridiautoissa on kaksi voimanlähdettä, yleensä polttomoottori ja sähkömoottori, ja ne jaetaan kahteen kategoriaan: ladattavat (tai pistoke-) ja niin sanotut tavalliset, eli itselataavat hybridiautot. Täyssähköautoja ovat perinteiset akkusähköautot sekä polttokennoautot. Ne ovat toimintaperiaatteeltaan sähköautoja, mutta niissä on hyvin pieni akku ja sähkömoottorin virta tulee pääosin polttokennosta, joiden polttoaineena on yleensä vety. Ladattavat (tai pistoke-) hybridit ja akkusähköautot joskus liitetään yhteen ja puhutaan ladattavista autoista. Tämä artikkeli keskittyy pääosin akkusähköautoihin ja tässä artikkelissa sähköauto-käsitettä käytetään sen arkikielisen käytön mukaan, eli sillä tarkoitetaan akkutäyssähköautoa. pienoiskuva|Tässä sähköautossa on tavaratila siellä, missä bensiiniautossa on polttomoottori. Vuonna 2020 sähköautoista markkinoilla on lähinnä henkilöautoja. Erilaisia avolava-autoja oli luvattu markkinoille lähivuosina useita. Myös ainakin yksi sähkö-kuorma-automalli, Tesla Semi, on esitelty.

Vuonna 2020 sähköautojen toimintamatka yhdellä latauksella oli 50–1 000 kilometriä, riippuen tekijöistä kuten akuston koosta, ajonopeudesta ja ulkoilman lämpötilasta. Yhdellä latauksella saavutettavissa oleva ajomatka riittää monissa tapauksissa päivittäiseen käyttöön: esimerkiksi Suomen pääkaupunkiseudulla asuvien työmatka on keskimäärin 7–23 km. Henkilöauton arvioitu keskimääräinen ajosuorite vuodessa vuonna 2018 oli 13 794 kilometriä eli alle 38 km päivässä. Pikalatausasemat sekä niiden tuki sähköautoissa ovat mahdollistaneet yhtä täyttä latausta pidemmät matkat sähköautoilla, kun välilataus on riittävän nopeaa matkan varrella. Tavallisen perheen kakkosautoksi täyssähköauto on saattanut ollut vielä liian kallis, mikä on estänyt sähköautojen yleistymistä. Tilanne on kuitenkin muuttunut 2010-luvun loppupuolella, sillä esimerkiksi Tesla Model 3 oli vuonna 2018 Yhdysvalloissa 11. myydyin auto ja koko maailman myydyin sähköauto. pienoiskuva|Auton akut on sijoitettu lattian alle. Sähköautoilun kehityksen edistäjinä ovat olleet suurkaupunkien huono ilmanlaatu, tieto öljyntuotannon rajallisuudesta, akkutekniikan ja sähkömoottoritekniikan kehitys, ja liikenteen päästöistä osaltaan johtuva maapallon ilmaston lämpeneminen. Erityisesti litiumakkutekniikan kehittyminen on tehnyt sähköautoista teknisesti ja taloudellisesti mielekkäitä 2010-luvulta alkaen.

Sähköauton voimansiirron hyötysuhde on huomattavasti polttomoottoriautoa korkeampi. Sähkömoottori toimii noin 90 % hyötysuhteella, kun polttomoottorin optimioloissa saavutettava enimmäishyötysuhde on noin 40 %. Täyssähköauto ei aiheuta lainkaan ajonaikaisia lähipäästöjä, joita olisivat hiilidioksidi, hiilimonoksidi, typen oksidit, hiilivedyt. rikkiyhdisteet. Sähköauton kasvihuonekaasupäästöt riippuvat epäsuorasti vain siitä, millä keinolla sähköauton akkuun ladattu sähköenergia on tuotettu. Päästöjen alentamiseksi sähköntuotannossa on siirryttävä uusiutuviin energianlähteisiin, kuten tuuli-, vesi- ja aurinkovoimaan, pois fossiilisista polttoaineistahttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1361920916308823, erityisesti hiilivoimasta.https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180501161803.htm Jos sähköauton sähkö on tuotettu kivihiilellä, kuten Saksassa usein on, sähköauton päästöt ovat vuonna 2019 julkaistun tutkimuksen mukaan dieselautoa suuremmat esimerkiksi Teslalla koko sen käyttöiän ajan. Näin olisi myös muun muassa Kiinassa ja Yhdysvalloissa, jossa kivihiiltä käytetään paljon sähköntuotantoon.

Muiden autojen tapaan sähköautotkin tuottavat melu- ja rengaspölypäästöjä. Ajoneuvojen aiheuttama melun määrä ja laatu riippuu paljolti ajoneuvon nopeudesta ja massasta. Perinteisten ajoneuvojen moottorin aiheuttamat käymis- ja voimansiirtoäänet korostuvat alhaisilla nopeuksilla, ja sähköautot ovat pienillä nopeuksilla tyypillisesti merkittävästi polttomoottorisia hiljaisempia. Sähköautoihin on suunniteltu keinotekoisia moottoriääniä, jotta jalankulkijat havaitsisivat pienillä nopeuksilla liikkuvat ajoneuvot paremmin. Heinäkuusta 2019 eteenpäin tämä on Euroopan unionin määräyksen mukaan pakollinen kaikissa autoissa, jotka pitävät alle 50 desibelin ääntä pienissä nopeuksissa. Suurissa nopeuksissa vierintämelu (rengasmelu ja tien pintamateriaalin vaikutus) ja ajoneuvon aerodynamiikka (ilmavirtauksen äänet) korostuvat, jolloin meluerot sähköajoneuvojen ja polttomoottoriajoneuvojen välillä ovat vähäisempiä.

Historia

pienoiskuva|Sähköauto vuodelta 1902 Tiettävästi ensimmäisen sähköllä kulkevan auton rakensi Skotlannin Aberdeenissa asunut Robert Davidson vuonna 1837. Hänen autonsa sai käyttövoimansa rautasinkkiparistosta, jota ei voinut ladata. Sähköautojen ensimmäisenä kultakautena voi pitää 1900-luvun kahta ensimmäistä vuosikymmentä, jolloin niitä valmistettiin etenkin Yhdysvalloissa. Tuotannollinen huippuvuosi oli 1912, jolloin noin sata yhdysvaltalaista tehdasta rakensi sähköautoja. Enimmillään sähköautoja oli Yhdysvalloissa rekisterissä 1910-luvulla noin 30 000.Kimmo Levä ja Jaana Lindell-Nyman (toim.): Ken ties – tulevaisuuden teemat: Mobilia-vuosikirja 1995, s. 72–77. Kangasala: Mobilia-säätiö, 1995.

Euroopassa sähköautoja tehtiin Britanniassa, Ranskassa ja Saksassa. Saksassa sähköautojen suosio oli näistä suurinta, ja eräillä sikäläisillä linja-auto- ja taksiyrityksillä oli käytössään satoja sähköautoja. Tavarankuljetuksissa sähköautoja suosivat panimot, postilaitos sekä kaupunkien laitokset, ja näillä oli 1920-luvun alussa yli 20 000 sähköautoa. Saksassa on arvioitu olleen 1900-luvun alkuvuosikymmenillä kaikkiaan 525 sähköautojen valmistajaa.

Suomessa ei näihin aikoihin ollut sähköautotuotantoa eikä tiettävästi myöskään suunnitelmia sen aloittamisesta. Muutamia sähköautoja kuitenkin tuotiin Suomeen. Helsingin palolaitoksella ollut sähköauto oli käytössä 1920-luvulle saakka. Korpivaara & Halla Oy toi 1910- ja 1920-lukujen vaihteessa maahan ainakin kaksi yhdysvaltalaista Milburn-merkkistä sähköautoa, mutta niiden vaiheista maahantuonnin jälkeen ei ole tietoja.

1900- ja 1910-lukujen sähköautojen keskimääräinen toimintamatka yhdellä latauksella oli 50–100 kilometriä ja keskimääräinen matkanopeus 15–25 kilometriä tunnissa. Suorituskyvyltään silloiset sähköautot vastasivat polttomoottoriautoja, mutta niiden käyttö oli polttomoottoriautoja helpompaa, koska niitä ei tarvinnut käynnistää kammella. Myös toimintavarmuudeltaan sähköautot olivat polttomoottoriautoja parempia. Niinpä sähköautoja suosivat varsinkin naiset, joille nämä ominaisuudet hyvin sopivat, ja useat heistä olivatkin hankintaansa niin tyytyväisiä, että he ajoivat sähköautoilla vanhuudenpäiviinsä saakka. Siten ei ole sattuma, että Walt Disneyn sarjakuvahahmon Mummo Ankan ajokkina on sähköauto.

Sähköautot olivat höyryautojen ohella suosituimpia teollisen valmistuksen alkuajoista 1900-luvun alkuun, jolloin polttomoottoriautot syrjäyttivät ne. Polttomoottoriautojen suosiota lisäsi jäähdyttimen ja käynnistinmoottorin kehittäminen ja Fordin aloittama liukuhihnatuotanto. Sähkökemiallisten akkujen vähäinen kapasiteetti ei herättänyt toivoa sähköautojen menestyksestä. Lainaus: "Suurin yksittäinen tekijä sähköautojen alamäelle oli herra Henry Ford. Ford oli 1900-luvun alkuvuosina hyvin kiinnostunut sähköautoista ja myös osti niitä. Vuonna 1903 perustettu Ford-yhtiö kuitenkin päätti keskittyä polttomoottoriautoihin, ja vuonna 1908 esitelty T-malli muutti autoilun maailman. Bensiiniautojen voittokulkua vauhditti huomattavien öljyesiintymien löytyminen Texasista ja muualtakin Yhdysvalloista 1800-luvun lopulla. Bensiini halpeni niin, että autoilijoiden ei juuri tarvinnut ajatella polttoaineen hintaa. Tilanne säilyi tällaisena aina 1970-luvulle asti. Fordin kehittämä massatuotanto laski auton hintaa. Vuonna 1912 Fordin T-malli maksoi 650 dollaria, kun sähköautosta sai pulittaa kaksinkertaisen hinnan. Myös vaivalloinen kampikäynnistys loppui, kun Charles Kettering keksi sähköisen starttimoottorin vuonna 1912." Sähköautojen suosion hiipumiseen vaikutti myös tiestön kohentuminen. Paremmat tiet mahdollistivat pitemmät ajomatkat ja suuremmat nopeudet, jolloin sähköautot jäivät auttamatta polttomoottoriautojen jalkoihin. Sähköautojen valmistus niin Yhdysvalloissa kuin muuallakin loppui 1920-luvun loppuun mennessä. pienoiskuva|Elcar-sähköauto vuodelta 1977 Yhtenä syynä sähkön syrjäytymiseen oli myös sähköverkoissa tasavirrasta vaihtovirtaan siirtyminen, joka teki akkujen latauksen mahdottomaksi ilman kalliita lisäinvestointeja. Ennen tasasuuntaajan keksimistä piti akkujen lataamiseen vaihtovirralla kytkeä vaihtovirtamoottori pyörittämään tasavirtageneraattoria, jonka virralla akkuja ladattiin. Tästä syntyi kallis lisäinvestointi, paljon energianhukkaa lämpönä ja melua koko pitkän latauksen ajan. Siirtyminen tasavirrasta vaihtovirtaan tapahtui Yhdysvalloissa asteittain, vuonna 1902 oli tuotetusta sähköstä tasavirtaa jäljellä 39 % ja 1917 enää 5 %.

Kiinnostus sähköautoihin virisi uudelleen 1960-luvun jälkipuoliskolla, mihin suurimpana syynä oli huoli ilman saastumisesta varsinkin maailman suurkaupungeissa. Muun muassa autovalmistajat Ford Motor Company ja General Motors esittelivät vuoden 1967 aikana useita sähköautojen prototyyppejä.Mitä Missä Milloin, Kansalaisen vuosikirja 1968, s. 244–245. Helsinki: Otava, 1967.

Yhdysvalloissa valmistettiin Henney Kilowatt -merkkistä sähköautoa vuosina 1959–1960. 1990-luvulla Kaliforniassa yritettiin lainsäädännöllä lisätä sähköautojen käyttöä, mutta lakimuutokset peruttiin autonvalmistajien vaatimuksesta. Erilaisia sähköautojen prototyyppejä on vuosien varrella esitelty lukuisia, joista ehkä merkittävin General Motorsin EV1. Sittemmin 2000-luvulla hybridiautojen myötä alkoi sähköautoja kohtaan nousta uusi aito kiinnostus. Lisäksi litium-ioniakut olivat vihdoin kehittyneet siihen pisteeseen, että sähköautoista oli mahdollista saada tarpeeksi kevyitä, mikä mahdollisti toimintamatkat ja suorituskyvyt.

Sähköautojen varsinainen läpimurto tapahtui 2010-luvun alussa Teslan toimesta. Yritys aloitti kalliilla sähköisellä urheiluautolla Tesla Roadsterilla, jota myytiin vain joitain tuhansia kappaleita. Roadsterin jälkeen Tesla kuitenkin herätti sijoittajien ja rahoittajien mielenkiinnon ja sai lopulta Yhdysvaltain avustuksen, jonka avulla Tesla onnistui lanseeraamaan suositun Model S -mallin. Tesla maksoi lainan korkoineen takaisin 9 vuotta etuajassa.

Sähköauton tulevaisuus

Sähköauton laajamittaisen käyttöönoton teknisenä esteenä on aiemmin pidetty akkujen painosta johtuvaa hyötykuorman menetystä, rajattua toimintamatkaa, latauspisteverkoston puutetta, akkujen latausaikoja ja akkujen uusimisen kustannuksia. 2010-luvun puolivälin jälkeinen tekninen kehitys on parantanut akkukäyttöisen sähköauton kilpailukykyä verrattuna polttomoottori-, hybridi- tai polttokennoilla tuotettua sähköä käyttävään vetyautoon. AlixPartnersin tutkimuksessa on arvioitu, että autovalmistajat yhteensä investoivat vuoteen 2023 mennessä 255 miljardia dollaria sähköautojen tutkimukseen ja tuotekehitykseen, ja 207 sähköautomallia tulee markkinoille vuoteen 2022 mennessä..