Toroidion.com/press

Ihmeauto Toroidion

Supersähköauto Toroidionia on hehkutettu niin uudeksi

Nokiaksi kuin puhtaaksi puhallukseksikin.

Se on tuskin kumpaakaan, vaan sähköurheiluauto.

NISSAN LEAF , TESLAT JA TOROIDION – 2010-lukua voi kutsua sähköautohypen vuosikymmeneksi.

Keksintönä sähköauto on polttomoottoriautoa vanhempi, mutta 1910-luvulla polttomoottoriautot pyyhkäisivät sähköautoilla lattiaa: automaattinen sytytysennakon säätö ja – hieman ironisesti – sähköstartti tekivät polttomoottoriautosta niin mukavan käyttää, että sähköauto jäi vuosikymmeniksi marginaalituotteeksi. 1900-luvun alun akkutekniikalla sähköautojen toimintasäteet olivat korkeintaan kymmeniä kilometrejä ja suorituskykyarvot vaatimattomia.

Moottorina sähkömoottori on polttomoottoria parempaa tekniikkaa niin kestävyydeltään, suorituskyvyltään, hinnaltaan kuin hyötysuhteeltaankin, mutta sähkön hankala varastoitavuus on ollut kompastuskivenä sähköautojen yleistymiselle. Raideliikenteessä sähkökäytöt ovat olleet itsestäänselvyys jo kymmeniä vuosia, hiljaisimpia rataosuuksia lukuun ottamatta, kun sähkö saadaan kätevästi virtakiskosta tai ajolangasta. Kukaan tuskin kaipaa dieselkalustoa takaisin vaikkapa Etelä-Suomen matkustajajunaliikenteeseen.

Autoon sähköä on vaikeampi syöttää kesken ajon, ja jotta sähköautolla taittaisi huoletta satojen kilometrien matkan myös talvipakkasilla, tulee siinä olla vähintään 50-70 kilowattitunnin ajoakku. Tällaisen akun tukkuhinta on kuitenkin toistakymmentä tuhatta euroa – saman verran kuin pienen polttomoottoriauton vähittäismyyntihinta. Litiumakkujen hinta on laskenut rajusti viime vuosina ja on täysin mahdollista, että sähköautot tekevät uuden tulemisensa seuraavalla vuosikymmenellä.

2010-luvulla sähköautot ovatkin nostaneet päätään vuosikymmenien hiljaiselon jälkeen: markkinoille tuli ensimmäinen ”oikean auton” tuntuinen sähköauto, Nissan Leaf. Auton toimintasäde oli vaatimaton – sadan kilometrin tuntumassa rauhallisessa maantieajossa – mutta ajokokemus pärjäsi polttomoottoriautolle ja jätti taakseen mielikuvan muovisen oloisista pikkusähköautoista, kuten Elcat tai Think City. Päivittäisiin ajoihin sadan kilometrin toimintasäde riittäisi hienosti – kunhan käytössä olisi toinen auto pitkiä matkoja varten, mutta yli 30000 euron hinta kakkosautosta on pitänyt kysynnän melko marginaalisena.

Nissan Leafin jälkeen sähköautomaailmaa piristi Tesla Model S, joka laittoi kertaheitolla uusiksi sähköautoihin liittyviä mielikuvia kahden hengen muoviautoista. Järein malli kiihtyy nollasta sataan reilussa kolmessa sekunnissa, ja taittaa säästä ja kaasujalasta riippuen 250-400 kilometrin matkan yhdellä latauksella.

UUSI SUPERSÄHKÖAUTO SUOMESTA?

TESLAN POHJUSTAMAN sähköautohypetyksen myllyyn heitti lisää vettä helmikuussa 2015 mediadebyyttinsä tehnyt Toroidion. Aluksi autosta ei kerrottu paljon: suomalaisstartupyritys on kehittämässä supersähköautoa, jonka moottoriteho on peräti 1 megawatti. Vertailun vuoksi: tavallisen perheauton moottoriteho pyörii 100 kilowatin suuruusluokassa, Teslan nelivetomalleissa 400 kilowatin tuntumassa ja maailman nopeimman sarjavalmisteisen henkilöauton, Bugatti Veyroninkin ”vain” vajaassa 900 kilowatissa. Saman vuoden huhtikuussa auto esiteltiin Monacon automessuilla ja se on vilahdellut mediassa tasaiseen tahtiin.

Teknisiä tietoja – tai lupauksia niistä – on annettu julkisuuteen tipoittain. Julkisuudessa esitellyssä prototyypissä on 120 kilogramman painoiset akut, tuotantoversioon olisi tulossa 200 kilogramman painoiset. Koko auton massa on jäämässä alle tuhanteen kiloon. Ajoakku on auton läpi kulkeva palkki, ja akunvaihto suoritetaan ajamalla varikolla uuden akun yli. Nopea akunvaihto onkin pakollista, koska autolla on tarkoitus osallistua Le Mansin 24 tunnin kestävyyskilpailuun vuonna 2018.

Jos teknisiä tietoja on saatavilla nihkeästi, myyntipuheita ja ylisanoja on tarjolla sitäkin enemmän. Toroidion on henkilöitynyt perustaja-toimitusjohtaja Pasi Pennaseen, jolla on takaan vaikuttava ura ajoneuvomuotoilijana. ”Tämä tulee mullistamaan sähköautoilun globaalisti. Olemme patentoineet tämän uuden mullistavan jutun”, kertoo Pennanen Helsingin Sanomien haastattelussa helmikuussa 2015. Monacon autonäyttelyn jälkeen ei tahti hiipunut: ”Olemme ratkaisseet kaikki perinteiset ongelmat, joita sähköiset ajoneuvot tänä päivänä kohtaavat.”

Saman vuoden kesäkuussa Toroidion julkaisi videon koeajosta maantiellä. ”Kaasun painaminen tuntui siltä, että pää putoaa harteilta”, Pennanen hehkutti.

Toroidion hakee parhaillaan rahoitusta osakeannilla, joka on suunnattu ammattisijoittajille minimimerkinnän ollessa 500 000 euroa. Piensijoittajia varten on perustettu Green Speed Fund Oy, jonka kautta voi sijoittaa Toroidionin osakkaisiin 1000 euron minimimerkinnällä.

AKKU VAIHTOON

VÄITTEET SÄHKÖAUTOILUN ”kaikkien perinteisten ongelmien ratkaisemisesta” ovat kovia. On totta, että yksi tapa ratkaista lyhyt toimintasäde on vaihtaa tyhjä akku täyteen. Idea ei ole uusi ja esimerkiksi Tesla on kokeillut sitä Yhdysvalloissa. Suurimpia haasteita tässä lähestymistavassa on se, että vaihtoasemien rakentaminen on investointina suuri, minkä lisäksi akut pitäisi standardoida eri valmistajien kesken – tai saada huoltoasemayrittäjät hankkimaan akunvaihtolinja jokaiselle automerkille erikseen. Toinen ongelma on kysyntä: Teslan akunvaihtoasema ei ole saavuttanut suurta suosiota. Teslalla voi ajaa yhdellä latauksella satoja kilometrejä, minkä jälkeen kaipaakin jo vartin taukoa kahveineen ja vessakäynteineen – minkä aikana akun voi pikaladata loppumatkaa varten.

Toroidionin Pasi Pennanen kertoo Skeptikko-lehdelle, että helposti vaihdettava akku mahdollistaa muun muassa erilaisiin käyttöolosuhteisiin optimoitujen akkukemioiden ja -rakenteiden käytön: tuotantoversioon on suunnitteilla esimerkiksi kesä- ja talviakku. Ajatuksena tämä ei kuulosta lainkaan huonolta: kesäakkuun on turha laittaa akuston lämmitysjärjestelmää ja lämmöneristeitä. Talviakkuun taas voi edellisten lisäksi valita paremmin kylmää sietävän akkukemian.

Viime kädessä akunvaihdon yleistymisen ratkaisee, innostuvatko käyttäjät siitä. Akunvaihtopisteverkon rakentamisesta vaivaa perinteinen muna-kanaongelma: ennen kuin sähköautoja on paljon, akunvaihtoasemien perustaminen on riskisijoitus. Pennanen kaavailee hintojen olevan ”muutamia kymmeniä tuhansia” – hinta kuulostaa suurelta, mutta yksi tavallinen 50 kW sähköauton pikalatausasema maksaa noin 30 000 euroa – ja satojen kilowattien Teslan Supercharger-pikalatausasema yli 100 000 euroa.

Toroidion on aiemmin kertonut käytetystä akkutekniikasta julkisuuteen vain, että ”Kiinasta löytyi sopivaa akkutekniikkaa”. Skeptikko-lehdelle Pennanen sanoo, että autossa käytetään hiilinanoputkilitiumpolymeeriakkuja, joiden suorituskykyarvot ovat hyvät, mutta hinta on kallis ja elinikä lyhyt. Kyseisestä akkutekniikasta on niukasti tietoa saatavilla.

EI AKUT VAAN MOOTTORI

TOROIDIONIN MUKAAN heidän varsinainen innovaationsa on moottoritekniikassa. Toroidionin moottorikeksinnölle onkin rekisteröity Suomessa ja Saksassa hyödyllisyysmalli. Miksi ei patenttia, vaan hyödyllisyysmalli? ”Tuolla hakemuksella löytyi yhdestä osa-alueesta kyseenalainen lakitupakiista Pohjois-Amerikasta, joten taloudellinen ja strateginen linjaus hakemuksen muuttamiseksi ja julkaiseminen hyödyllisyysmalliksi oli meidän oma päätöksemme suojata oikeutemme oman keksintömme kaupalliseen käyttöön edullisesti”, Pennanen kertoo sähköpostitse.

Kesällä julkiseksi tulleessa hyödyllisyysmalliasiakirjassa ei kuitenkaan ole mitään radikaalia tai mullistavaa teknistä keksintöä, mikä ei sinänsä ole yllättävää: jo nykysähkömoottoreiden suoritusarvot ovat ajoneuvokäyttöön täysin riittäviä ja todellinen sähköautojen yleistymisen pullonkaula on akkutekniikassa, ei moottoreissa.

Moottorikeksintö on lyhyesti sanottuna ulkoroottorilla varustettu radiaalivuokone, jossa – toisin kuin sähkömoottoreissa yleensä – staattorin monivaiheisia käämityksiä ei ole kytketty toisiinsa vaan niitä voidaan syöttää kutakin erikseen. Lyhyesti selitettynä tämä tarkoittaa, että siinä missä perinteisestä kolmivaihemoottorista tulee ulos kolme johtoa, Toroidionin moottorista niitä tulee enemmän. Tämä mahdollistaa jännitetason pudottamisen moottorin syötössä. Useiden käämien käyttö ei ole mikään uusi asia sähkömoottoritekniikassa: käämit on vain perinteisesti kytketty sarjaan, mikä tarkoittaa, että moottoriin pitää syöttää korkeampaa jännitettä.

Sitä luonnonlakia, että sähkömoottorin teho on jännitteen ja virran tulo, mikään moottoritekninen innovaatio ei pysty kumoamaan. Jos moottorista otetaan 250 kilowatin teho 100 voltin jännitteellä, sinne on otettava akustolta 2500 ampeeria virtaa – joka toki voidaan jakaa useammalle käämille. Tarkkaa akustojännitettä Pennanen ei paljasta, mutta hän kertoo että ”pilkun paikkaa on siirretty verrattuna muihin sähköautoihin”. Kirjaimellisesti tämä tarkoittaisi reilusti alle sadan voltin jännitettä. Esimerkiksi 50 voltin jännitteellä megawatin tehoon virta olisi jo hulppeat 20 000 ampeeria. Tämä on paljon. Hallittavat virrat saadaan pienemmiksi jakamalla akusto kutakin moottoria syöttäviin osiin.

Sekä hyödyllisyysmalliasiakirjassa että yhtiön viestinnässä mainitaan perusteluna matalan jännitteen käytölle sähköturvallisuus.

Juuri moottorien matala jännitetaso on Pennasen mukaan Toroidionin ydininnovaatio. Kärkiperusteluna matalalle jännitteelle on sähköturvallisuus, vaikka matalampi jännite pudottaa myös sarjaankytkettävien kennojen määrää ja sitä kautta yksinkertaistaa akustonhallintajärjestelmän vaatimuksia. Kilpakäyttöön ja muuhun rajuun ajoon tarkoitettu auto halutaan tehdä sähköturvalliseksi myös kolaritilanteessa.

Sähköturvallisuus ei kuitenkaan ole minkäänlainen pullonkaula sähköajoneuvoissa. Vaikka akustojännitteet tuotantoautoissa ovat tyypillisesti 300-400 voltin luokkaa, tilanne, jossa ihminen joutuisi jännitteen kanssa tekemisiin, vaatisi kuljettajan jo muutenkin surmaavan törmäyksen lisäksi roppakaupalla huonoa tuuria. Tämä on otettu huomioon myös sähköturvallisuuslain uudistuksessa: eduskunnan käsittelyssä on parhaillaan lakiesitys, joka vapauttaa sähköajoneuvojen korjaustyöt sähköalalta tutuista tiukahkoista pätevyysvaatimuksista.

Edellinen ei luonnollisestikaan poista sitä tosiasiaa, etteikö matalasta jännitteestä voi olla markkinoinnillista hyötyä. Toroidion on bisnes- eikä tiedeprojekti. Jos asiakas ei halua vaarallista jännitettä miljoonan euron autoonsa, hän voi valita Toroidionin.

toroidionin Sähkömoottori, Jonka Väitetty*** ***mullistavuus Perustuu Matalaan Jännitteeseen.

KOVIA MUTTEI MAHDOTTOMIA MYYNTIPUHEITA

MEDIASSA auto on päästetty helpolla: kiihtyvyys- ja teholukemat on painettu juttuihin sellaisenaan, ei mitattuina. Kuinka nopeasti protoauto kiihtyi? Kuinka pitkän matkan se kulkee maantiellä yhdellä akullisella? Journalismille tuttu kriittisyys on kuitattu lehtijutuissa yleensä muutamalla lauseella: ”Väitteet tuntuvat uskomattomilta”, tai vastaavaa.

Median suhtautumisen myös ymmärtää. Kaikki toivovat, että Toroidion onnistuisi. Kukaan ei myöskään halua olla se toimittaja, joka pilaisi toimivan konseptin rahoitusmahdollisuudet leimaamalla sen suoraan tai epäsuorasti huijaukseksi arvostetussa laajalevikkisessä lehdessä – tai vielä pahempaa, tulla muistetuksi toimittajana, joka mustamaalasi myöhemmin menestynyttä yritystä sen alkutaipaleella.

Mistään huijauksesta ei voida puhua: auto on nähty liikkeellä ja toimittaja on istunut kyydissäkin – ei kuitenkaan silloin, kun 4,9 sekunnin kiihtyvyys nollasta kahteensataan on saavutettu. Miksei? Toistaiseksi kiihtyvyydestä ”todisteena” on vain yrityksen oma vakuutus, että kyse on todella mitatusta arvosta.

Tätä jutuntekoa leimasi se, että kukaan autoalan asiantuntija ei halunnut esiintyä omalla nimellään. Asia ei yllättänyt: piirit ovat pienet eikä kukaan halua leimautua toisen projektin kampittajaksi. Eräs sähköajoneuvojen suunnittelun parissa työskennellyt asiantuntija kiteyttää asian seuraavasti: ”Se, että tiimi on saanut suunniteltua toimivan sähköauton, on jo hatunnoston arvoinen suoritus, mutta hehkutus keksinnön mullistavuudesta on liioittelua. Toisaalta ymmärrän hehkutuksenkin: pelkkä ’ollaan tekemässä sähköautoa’ ei tuo mediajulkisuutta eikä saa ketään sijoittamaan rahaa.” Toinen puuskahtaa median kritiikittömyydelle painaa suorituskykylupaukset suoraan lehteen ilman minkäänlaista haastamista tai todisteiden vaatimista.

Tarkempaa kantaa ei kumpikaan halua ottaa tutustumatta autoon.

Rahoituksen saamisen haasteet on helppo ymmärtää. Auton tuotekehitys vaatii enemmän rahaa kuin vaikkapa kännykkäpelien – ja riskit ovat suuremmat. Pennanen korostaa, että Toroidionin tuotekehityksessä jokaisella henkilöllä on keskimäärin 20 vuotta kovaa oman alansa erikoiskokemusta takanaan. ”Yhteistyöyritykset ja alihankkijat puolestaan eivät ole start-up -yrityksiä vaan erittäin kovan luokan toimijoita.”

Suorituskykyarvot ovat teoreettisesti mahdollisia, mutta niiden siirtäminen tuotantoautoon, joka läpäisee EMC-testit ja täyttää muut viranomaisvaatimukset, on kallis projekti – onnistuipa se tai ei. Jo tuotantoon edenneestä Rimac Concept One -supersähköautosta löytyy 800 kilowattia tehoa ja nollasta kahteensataan se ampaisee 6,2 sekunnissa – eli liikkuu samassa suuruusluokassa kuin Toroidionin lupaukset.

PROFESSORI: OSITTAIN MAHDOLLISTA, MUTTEI MULLISTAVAA

SKEPTIKKO-LEHTI pyysi alan professoria tutustumaan Toroidionin patenttihakemukseen.

”Patenttiasiakirjaa kun katsoin, niin ensimmäinen reaktio oli että miten tälle on voitu myöntää patentti, ei tässä mitään sellaista uutta ole”, kommentoi sähkötekniikan professori Juha Pyrhönen Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta. ”Mutta sitten huomasin, että kyseessä on hyödyllisyysmalli, ei patentti.”

Toroidionin toisen patenttihakemukseen asiakirjat tulevat julkiseksi 25.9.2016.

Tutkimustyössään Pyrhösellä on pitkä kokemus nimenomaan sähkömoottoreista ja niiden ohjaamisesta.

”Ei tuossa asiakirjassa sinänsä mitään moitittavaa ole. Vähän ihmettelin noita kuvia, kun niissä näyttäisivät staattorin hampaat ja roottorin navat olevan kohdakkain, tuollaisesta koneestahan saadaan meluisa ja sen vääntö on huonolaatuista hammasvääntömomentin takia”, Pyrhönen jatkaa – ja naurahtaa kuullessaan, että Toroidionin moottoreista todella kuuluu melkoinen meteli. ”Tällaisissa napakäämikoneissa staattorin ja roottorin napojen määrä on tavallisesti erisuuri, jolloin roottori pyörii sulavasti. Jos roottori on oikeasti tehty kuin tuossa kuvassa 1b, niin ei ole kumma jos siitä kuuluu paha ääni, kun roottori loksahtelee navalta navalle. Mutta ehkä se on tarkoituskin. Sähköautojahan on moitittu liiasta hiljaisuudesta.”

Pennanen kommentoi, että tuotantoversioon on tulossa hiljaisemmat moottorit.

Entä sitten suorituskykylupaukset? Huippunopeus 450 km/h, toimintamatka täydellä latauksella 515 km. Jokaisella pyörällä oma moottori ilman alennusvaihdetta, teho takana 2x300 kW (molempien maksimivääntömomentti 7500 Nm) ja edessä 2x200 kW (molempien maksimivääntömomentti 4500 Nm). Prototyypin massa akun kanssa 1040 kiloa, tuotantoversio hieman kevyempi. Akun massa prototyypissä 120 kg, tuotantoversiossa 200 kg.

Aloitetaan vääntömomentista. ”Syvällisempi kannan ottaminen vaatisi moottorin mitoituksen tuntemista. Ilmavälihalkaisijasta ja roottorin pituudesta voisi päätellä paljon”, Pyrhönen kertoo. ”Kestomagneettitahtikoneesta voi hiukan liioitellen sanoa, että kyllä sieltä hetkellisesti voi ottaa ulos lähes millaisen väännön tahansa, jos vain virtaa riittää konvertterista. Kuitenkin, jos vertaamme suunnittelemiimme ERAn moottoreihin ilmoitetut vääntöarvot kuulostavat todella hurjilta.”

Eri asia on, tekeekö hurjalla vääntömomentilla mitään muuta kuin myyntiesitteen tuunaamisen. Renkaat saa sutimaan huomattavasti pienemmälläkin vääntömomentilla.

Entä teho? Esimerkiksi Teslan takamoottorin maksimiteho on 310 kilowattia – samanlainen moottori joka pyörälle nostaisi kokonaishuipputehon 1,2 megawattiin – siis suuremmaksi kuin Toroidionin.

Metropoliassa rakennetun Era-sähköurheiluauton moottoriteho on huomattavasti pienempi: jokaisella pyörällä on oma 50 kilowatin jatkuvaan tehoon kykenevä moottori, jotka kehittävät yhdessä 200 kilowatin tehon. Moottoreista voidaan ottaa 10 sekunnin ajan 300 kilowatin teho – tätä rajoittaa lähinnä akun kapasiteetti. Vääntömomenttia löytyy kiihdytyksessä noin 1000 Nm moottoria kohti. Näillä lukemilla 1700 kilogramman Era kiihtyy nollasta sataan 6 sekunnissa ja satasesta kahteensataan 8 sekunnissa ja kulkee noin 250 km/h huippunopeutta. Toisaalta moottorien lämpenemä perustuu suuresti vääntömomenttiin. Jos Eran nopeus voitaisiin nostaa kaksinkertaiseksi (kuten Toroidionissa väitetään tehtävän), saataisiin sen moottoreista periaatteessa 400 kW teho. Tätä taustaa vasten Toroidionin 1000 kW ja 450 km/h huippunopeus sopivat yhteen ja moottoreista näytetyt kuvat antavat ymmärtää, että niiden tilavuudesta toisiaan voisi periaatteessa saada ulos väitetyt teholukemat.

Ei ole siis mitenkään mahdotonta, että hiukan järeämmillä moottoreilla ja kevyemmällä autolla päästään periaatteessa hulppeisiin kiihtyvyyksiin ja nopeuksiin.

Moottorikeksintöä on hehkutettu mullistavana, vaikka sähköalan ihmiselle hyödyllisyysmalliasiakirja näyttäytyy melko tavanomaisena monikäämisenä sähkökoneena. Jää epäselväksi, mitä hyötyä saavutetaan sillä, että virta syötetään useisiin erikseen ohjattuihin käämeihin. Ratkaisua on perusteltu sähköturvallisuudella: yksittäisten käämien jännitteet ja virrat saadaan matalaksi.

Perustelun voi kyseenalaistaa sillä, että sähköautot ovat jo nyt erittäin sähköturvallisia: vikaa, jossa kuljettaja saisi sähköiskun, on vaikea saada aikaiseksi. Huoltomekaanikkojenkaan työ ei juuri eroa tavallisen sähköasentajan työstä: huollon aikana jännitteisiä osia on vain akun sisällä, ja niiltä on helppo suojautua asianmukaisilla työkaluilla ja akun irtikytkennällä. Sähköautojen turvallisuus on huomattu myös ministeriössä: tällä hetkellä eduskunnan käsittelyssä on lakiehdotus, jossa sähköautojen huollon ja korjauksen pätevyysehtoja kevennetään juuri mataliksi arvioitujen riskien takia.

Fysiikan laeille ei käämejä lisäämällä voida mitään: teho on jännitteen ja virran tulo. Yksittäisen käämin virta pienenee käämejä lisättäessä, mutta kokonaisvirta on suuri. Esimerkiksi jos akkujännite rajoitetaan 48 volttiin väitetyn turvallisuuden takia, saadaan moottorin yksittäisen käämisysteemin vaihejännitteeksi 19,5 V, jolloin 300 kW:n moottorille on syötettävä hulppeat 5700 ampeeria virtaa. Johdinkuparia tarvitaan massiiviset määrät.

Sähkömoottoriprofessori on samoilla linjoilla. Mitä mullistavaa – tai edes hyödyllistä – käämejä lisäämällä saavutetaan? Ei mitään? ”No, minä mietin tuota samaa”, Juha Pyrhönen sanoo. ”Silmään pistää, kun asiakirjassa puhutaan, että erillisiä käämejä voi olla jopa monta sataa. Kun kone tavallaan pilkotaan pieniin osiin, niin kyllä sillä saadaan yksittäisen käämin jännitettä ja virtaa alennettua, mutta samalla tarvitaan valtava määrä taajuusmuuttajia.” Teoriassa mitään uutta tässäkään ei ole: ratkaisu on Pyrhösen mukaan tavallinen teollisuuden suurissa käytöissä. Jos käytetään vaikkapa taajuusmuuttajaa, jonka maksimivirta ei riitä vaadittuun sovellukseen, ongelma voidaan ratkaista käyttämällä useampaa taajuusmuuttajaa syöttämään eri käämejä.”

Moottorin pilkkominen pikkukäämeihin tuo mukanaan myös haasteita: jokaista käämiä varten tarvitaan oma tehoelektroniikka ohjaamaan sitä ja moottorin ulkopuolelle tulee paljon lisää johtimia. Tästä seuraa helposti EMC-ongelmia.

EMC eli sähkömagneettinen yhteensopivuus (engl. electromagnetic compatibility) tarkoittaa pähkinänkuoressa sitä, että sähkölaitteet eivät saa häiritä ulkopuolisia laitteita eivätkä häiriintyä normaaleista ulkopuolelta tulevista häiriöistä. Lukuisat taajuusmuuttajalla ohjatut suurivirtaiset johtimet pienessä tilassa kuulostavat EMCsuunnittelijan painajaiselta, kun otetaan huomioon, että EMC-suunnittelu on haastavaa ihan yksinkertaisissakin moottorikäytöissä.

Ajoneuvoilla on poikkeuksellisen tiukat EMCvaatimukset ja -testit. Vaikka auto toimisi, on vielä kokonaan toinen asia saada se läpi EMC-päästö- ja sietotesteistä.

Sähköturvallisuuden nimissä saavutettu marginaalinen hyöty siis tuo mukanaan paljon uusia suunnitteluhaasteita. ”Moottori on toimiva, mutta voidaan perusteellisesti kysyä, saavutetaanko tällä mitään oikeaa hyötyä. Suuret valmistajat ovat päätyneet käyttämään satojen volttien akkujännitteitä”, Pyrhönen summaa. ”Suorituskyvyn tarkempi arviointi vaatisi pääsyä auton moottoreiden tarkempiin mittoihin.”

On siis mahdollista saada auton moottoreista ulos megawatti tehoa. Mutta onko se mahdollista saada niihin sisään? Prototyyppiautossa on 120 kilogramman akku, ja tuotantoversioon on tulossa 200-kilogrammainen. Saadaanko 120 kilogramman akusta megawatti tehoa ulos?

”Se tila, mikä autossa on varattu akuille, ei kyllä millään tunnetulla soveltuvalla akkukemialla kykene antamaan tuollaisia tehoja ulos. Suurimmat tehot saadaan litiumtitanaattikennoista”, Pyrhönen kertoo.

Megawatin ottaminen 120 kilogramman akustosta tarkoittaa, että akun antotehontiheys olisi 8333 wattia kilogrammalta. Litiumtitanaattikennoilla vastaava lukema on vain 1000 wattia kilogrammalta – hetkellisesti. 200 kilogramman akustosta – jota on lupailtu tuotantoversioon – voitaisiin siis hetkellisesti ottaa 200 kW tehoa ulos. Onko autossa superkondensaattoreita akkujen rinnalla hetkellistä tehonnostoa silmälläpitäen?

Entä toimintasäde? Litiumtitanaattikennojen huono puoli on niiden matala energiatiheys, joka on suuruusluokkaa 100 wattituntia kilogrammalta. 120 kilogramman akun kapasiteetti olisi parhaassa tapauksessa 12 kilowattituntia ja 200 kilogramman 20 kilowattituntia. 20 kilowattitunnin akustolla huristelee maantienopeutta reilut sata kilometriä. Jos auton ilmanvastuskerroin on pieni – kuten Toroidionissa – voidaan päästä lähemmäs 200 kilometriä. ”Ei tuolla viittäsataakilometriä voi päästä mitenkään”, Pyrhönen kommentoi. ”Ellei sitten ajele ihan mateluvauhtia.”

Yksi vaihtoehto olisi käyttää useampaa eri akkukemiaa: toista pitkän toimintasäteen saamiseksi ja toista huipputehoihin – mutta megawattin huipputehoon pääseminen vaatisi 1000 kg:n titanaattikennoja.

Toisaalta akkutekniikka kehittyy hurjaa vauhtia. Concept One -hyperautostaan tunnetun Rimacin akkutekniikka on kelvannut ruotsalaiseen Koenigsegg Regera -superhybridiautoon, jossa 4,5 kilowattitunnin akustosta otetaan ennätykselliset 525 kilowattia tehoa ulos. Tällainen teho/kapasiteettisuhde on poikkeuksellinen ja edellyttää muun muassa immersiojäähdytyksen käyttöä: akkukennot kirjaimellisesti uivat jäähdytysnesteessä. Nimellisjännite on peräti 800 volttia ja paino 75 kilogrammaa. Ylöspäin skaalattuna tästä akustosta saisi megawatin tehon alle 200 kilogramman massalla – mutta ei yli 500 kilometrin toimintasädettä. Akkukemiasta ei ole kerrottu muuta kuin että kyseessä on litiumakku.

Toroidionin julkisuuteen antamista suorituskykyarvoista suuri osa on siis teoriassa mahdollista saavuttaa. Vahvasti kyseenalaisin on megawatin huipputehon ja yli 500 kilometrin toimintasäteen yhdistäminen.

Arvojen saaminen paperilta ja Excelistä sarjavalmisteiseen autoon – tai edes prototyyppiin on kuitenkin kivinen tie. Prototyypin kehittäminen vie miljoonia ja sarjatuotantoauton kehittäminen vähintään kymmeniä – ja valmistus satoja miljoonia euroja. Esimerkiksi talousvaikeuksiin ajautunut Fisker Automotive sai poltettua hybridiauton kehittämiseen ja valmistamiseen 1,4 miljardia dollaria sijoittajien rahaa.

Ammattisijoittajalle Toroidion ei ole ongelma: kukaan ammattisijoittaja ei sijoita kuusi- tai seitsennumeroista summaa teettämättä luottamuksellista arviota teknologian mielekkyydestä ulkopuolisella asiantuntijalla. Yleisölle markkinoidussa annissa voidaan vahvasti kyseenalaistaa, onko sijoituskohteen riskit tuotu esille asianmukaisella tavalla, kun mainospuheet alkavat näin: ”Haluaisitko sijoittaa Nokiaan vuonna 1992? Nokian nousu nosti aikoinaan Suomen 1990-luvun lamasta ja loi siinä sivussa suuren määrän miljonäärejä. Haluaisitko matkustaa ajassa taaksepäin ja ostaa Nokiaa ennen sen nousua?”

Vesa Linja-aho työskentelee autoelektroniikan lehtori- na Metropolia-ammattikorkeakoulussa. Jutussa mainit- tu Era-sähköauto on rakennettu samassa oppilaitoksessa. Koulutukseltaan Linja-aho on sähkötekniikan ja elektronii- kan diplomi-insinööri.

Artikkelia varten on haastateltu myös johtavaa neuvontain- sinööriä Olli Sievästä patentti- ja rekisterihallituksesta sekä markkinavalvoja Maria Rekolaa Finanssivalvonnasta.

Toroidion.com/press

Kommentti

LÄHES AINA, kun joku uusi ilmiö nostaa päätään, sen vanavedessä nousee enemmän ja vähemmän vakavastiotettavia kopioita ja suoranaisia huijauksia. Lääkkeiden kehittyessä ihmisiä huiputettiin käärmeöljyllä ja muilla ihmeeliksiireillä. Osakesijoitukset poikivat Ponzi-huijauksen, josta Suomessa tunnetuin lienee Wincapita. Bitcoinhypetyksen vanavedessä syntyi Onecoin, jossa kaikki merkit viittaavat siihen, että kyseessä on huijaus.

2000-luvun alussa keksijä Rainer Partanen keräsi rahaa alumiiniakkukeksintönsä kaupallistamiseen Helsingin Sanomissa julkaistuilla lehti-ilmoituksilla. Partanen sai mukaan ammattisijoittajia ja nappasi jopa arvostetun konsulttiyhtiö Frost & Sullivanin innovaatiopalkinnon. Lopulta sijoittajien kärsivällisyys petti ja Partanen sai tuomion törkeästä petoksesta.

Partanen hehkutti akkukeksintöään nimen omaan sähköautoilun mahdollistajana: ihmeakun piti taata sähköautolle jopa 900 kilometrin toimintasäde. Nyt sähköautojen parhaat toimintasäteet pyörivät jo 400-500 kilometrin tuntumassa. Tämä on saavutettu ihan raa’alla tuotekehitystyöllä, ei ihmekeksinnöillä.

Pitkälti Tesla Motorsin räjähtävästi kiihtyvien sähköautojen kannattelema sähköautohypetys on omiaan tuomaan saman ilmiön myös sähköautoihin. Alalla toimii muitakin kovia lupailevia yrityksiä, kuten yhdysvaltalainen kiinalaisomisteinen Faraday Future.

Skeptikolle – ja toimittajalle – alumiiniakut ja Onecoinit tuottavat päänvaivaa: missä vaiheessa huijaukselta näyttävä viritelmä voidaan sanoa huijaukseksi? Mikään Toroidionissa ei viittaa huijaukseen: taustahenkilöt esiintyvät omalla nimellään ja naamallaan ja prototyyppiauto on nähty, myös liikkeellä. 19tovraykyksutirouS Skeptikko ovat hulppeita, mutteivät mahdottomia – ja tietty liioittelu kuuluu markkinointihypetykseen. Teslakin saavuttaa mainostetut kiihtyvyyslukemat vain täydellä lämmitetyllä akulla, sopivilla renkailla ja kuivalla asvaltilla.

Vaikka faktat olisivat kuinka kunnossa, hyväkin idea voi olla huono sijoitus. Aika näyttää, tuleeko Toroidionista seuraava mainetta niittävä Tesla vai nolosti flopannut Fisker Karma. Mitään mullistavaa tekniikkaa Toroidion ei vaikuta sisältävän, mutta olemassaolevalla tekniikallakin saa paljon aikaiseksi, jos tiimin osaaminen ja ennen kaikkea into kantaa. Pelkkä konseptiauton rakentaminen nykykuntoon on vakuuttava näyttö. Niin tai näin, kyseessä on joka tapauksessa korkean riskin sijoitus – minkä soisi näkyvän myös osakeantia markkinoivan Green Speed Fundin verkkosivuilla.