Elmo - Electric mobile

Sähkökäyttöisen hyötyajoneuvon muotoilututkielma

Lahden ammattikorkeakoulu Muotoilu- ja taideinstituutti Teollinen muotoilu Opinnäytetyö Antti Asunmaa Kevät 2010 Sisällysluettelo

1 Johdanto 5. Käyttötilanteiden kartoitusta 1.1 Aihe ja taustat 5.1 Haastattelut 1.2 Tutkimusasetelma, lähdeaineisto ja 5.2 Tilastojen tutkimus sen käsittely & tulkinta 6. Tavoitteet ja rajaus 2. Sähköauto 6.1 Toiminnalliset 2.1 Sähköauton edut liikenteessä 6.2 Tekniset 2.2 Sähköauton historiasta 6.3 Visuaaliset 2.3 Tekniikan kehityksestä 6.4 Rajaus ja muotoilutehtävä 2.4 Sähköauton mahdollisuudet Suomessa 7. Suunnitteluprosessi 3. Automuotoilun kehitysvaiheista 7.1 Koon hahmotus 3.1 Henkilöautot 7.2 Hahmo- ja konseptimallit 3.2 Korin muutokset 7.3 Ideoita ja luonnoksia 3.3 Valot ja ilme 7.4 Muodon jäädytys 3.4 Maski 7.5 3D mallinnus 3.5 Lasit 3.6 Pyörät 8. Lopputulos 3.7 Hyötyajoneuvojen kehityksestä 9. Arviointi 4. Toimeksianto ja toimeksiantaja 4.1 Eero Miettinen Lähteet ja liitteet 4.2 Valmet automotive 4.3 Referenssinä sähköauto Think City 4.4 Toimeksianto Tiivistelmä Abstract

Lahden ammattikorkeakoulu Opinnäytetyöni on yhteistyöprojekti professori Eero Mietti- This graduation project is made in collaboration with professor Muotoilu- ja taideinstituutti sen kanssa. Työn tarkoitus on kehittää uusi sähköautokonsepti Eero Miettinen. The purpose of the project is to develop a new Muotoilun koulutusohjelma hyötyajoneuvo käyttöön. Ajoneuvo pitää olla muotoilullisesti commercial electric vehicle concept. The design of the concept Antti Asunmaa kiinnostava ja konseptissa täytyy ottaa huomioon sen vehicle is aimed to be interesting and it is designed with its in- Elmo - Electric Mobile käyttötarkoitus. tended use in mind. Teollinen muotoilu Opinnäytetyön sisältö vastaa projektin ensimmäistä vaihetta, The thesis is focused around the first phase of the project. In Opinnäytetyö jossa ajoneuvo suunnitellaan konseptiasteelle. Tarkoituksenani the first phase the vehicle is developed to a concept level. My Sivumäärä 107 on jatkokehittää konseptia opinnäytetyön valmistumisen jälkeen. purpose is to develop this project further after graduation. The Kevät 2010 Työn painotus on uudenlaisen hyötyajoneuvon ideoinnissa ja sen goal is to create a new kind of commercial vehicle and make it tuottaminen visuaaliseksi lopputulokseksi. Hasteena on päästä aesthetically desirable. The challenge is to get rid of the restric- muotoilun avulla eroon tavanomaisten polttomoottorikäyttöis- tions caused by combustion engines in chassis and car body Lahti institute of applied sciences ten ajonauvojen aiheuttamista rajoituksista ajoneuvon korissa ja design Institute of art and design sen alustassa. The field I’m working on is quite consensual and there are Degree programme: Design Opinnäytetyössäni käsittelemä alue on varsin vapaamuotoi- many technical solutions in this concept vehicle which do not Antti Asunmaa nen, eikä kaikkia teknisiä ja turvallisuuteen liittyviä ratkaisuja ole meet restrictions laid by safety regulations or traffic laws. In the Elmo - Electric Mobile tehty toteutettaviksi käytännössä tai nykyisen lainsäädännön ra- second phase of this project I’ll focus more on these problem Industrial design joissa. Projektin toisessa vaiheessa näihin asioihin kiinnitetään areas to make the concept more feasible. Graduation project enemmän huomiota ja muotoilulliset virheet korjataan. This book shows the fundamentals and the progression of the Number of pages 107 Tässä kirjallisessa osuudessa käsitellään projektin lähtökohdat project. I have looked through the development and history of Spring 2010 ja eteneminen. Oman ajatusmaailmani selvittämiseksi olen käy- the electric car to gain a clear vision of the subject I’m working nyt läpi sähköauton kehitystä ja historiaa sekä automuotoilun on. I attempt to reform the impression of the commercial vehicles kehitystä. Pyrin uudistamaan käsitystä hyötyajoneuvosta ja sovel- and to incorporate and adjust the electric technology to an unu- tamaan sähkötekniikkaa yleisesti poikkeukselliseen sual car category. The finished project includes a 3D model and ajoneuvoluokkaan. rendered images. Työ palautetaan 3D-ohjelmalla valmistettuna mallina ja ren- dattuina esityskuvina.

Avainsanat: Sähköauto, hyötyajoneuvo, konsepti Keywords: Electric car, commercial vehicle, concept Kuvalähde: www.sxc.hu, Photo by: Geri-Jean by: Photo www.sxc.hu, Kuvalähde:

1. Johdanto 2. Sähköauto 1.1 Aihe ja taustat 1.2 Tutkimusasetelma, lähdeaineisto 2.1 Sähköauton edut liikenteessä ja sen käsittely & tulkinta

Syksyllä 2009 olin vierailulla Form Office Finland-toimiston juuri perustaneen Auton suunnittelun lähtökohdaksi halusin asettaa tiettyjä faktoja, etteivät ne Sähköauto on yleisesti tieliikenteessä käytettävä ajoneuvo, jonka voimanläh- Kaupunkiliikennettä yritetään jatkuvasti vähentää autojen aiheuttamien saas- Eero Miettisen luona. Jutustelun lomassa tuli puheeksi kevään 2010 opintotyö- olisi täysin tuulesta temmattuja. Aloin kartoittamaan tietoja Tilastokeskuksen teenä on sähkömoottori tavanomaisemman polttomoottorin sijaan. Ne kuuluvat teiden vuoksi. Autoilijoilta peritään erilaisia tietulleja mikäli he ajavat ruuhkaisen ni, johon Eero ehdotti taustaani ja kiinnostukseeni vedoten sähköautokonseptia. tekemistä tilastoista, jotka liittyivät suomalaisiin autoilu- ja liikennetutkimuksiin. sarjaan ajoneuvoja, jotka on kehitetty liikennekäyttöön tai ne ovat jalostettu kul- keskustan läpi, tai ajaminen saatetaan jopa kieltää kokonaan. Kaupunkien kes- Tutustuin Eeron kanssa aiemmin vuonna 2009 Muoto 24H tapahtuman puit- Tausta-aineistoa etsiessäni internetistä löysin myös sähköautoilua koskevan Työ- jetus- tai logistiikkatyövälineiksi. Tavallisimmin nämä ajoneuvot ovat varustettu kustoista halutaan rauhallisempia ja turvallisempia, mikä edesauttaa viihtyvyyttä. teissa. Muoto 24H:ssa opiskelijoiden tavoitteena oli luoda uusia konsepteja ja ja Elinkeinoministeriön Sähköajoneuvot Suomessa -työryhmämietinnön. Julkai- kiinteästi asennetuilla akkujärjestelmillä, joiden lyhenne on BEV (Battery electric Keskustat kuitenkin koostuvat pääasiassa erilaisista kaupoista ja muusta liiketoi- innovaatioita eri valmistajien tuotteille 24 tunnin aikana. Eero oli yhtenä ohjaa- susta kävi ilmi Suomessa parhaillaan käytävien sähköajoneuvojen tutkimus- ja vehicles). Aurinkokennoteknologiaa hyödyntävä ajoneuvo on kansainväliseltä minnasta, jotka tarvitsevat logistisia palveluita tuotteiden saamiseksi paikanpääl- jana Valtra Oyj:lle tekemällemme ryhmätyölle, jonka positiivinen lopputulos, kehitysprojektien lähtökohtia, joista eräänä on Valmet automotiven ja Fortumin termiltään Solar car ja polttomoottorin lisänä toimivalla sähkömoottorilla varus- le. Kaupunkiautoilua ei siis voi kieltää kokonaan, mutta autojen aiheuttamia suhteutettuna lyhyeen aikaan teki häneen vaikutuksen. yhteistyönä rakentama 2+2 paikkainen konseptiauto ”EVA”. tettuja ajoneuvoja kutsutaan hybrideiksi. Muita energian varaamiseen ja kehittä- pakokaasupäästöjä voidaan pienentää sähköautojen avulla. Jotta saisimme aiheesta entistä mielenkiintoisemman ja houkuttavamman, Mietinnössä kuitenkin kehotettiin suomalaisia teollisuuden- ja koulutuksen- miseen liittyviä järjestelmiä ovat ultracapasitorit eli superkondensaattorit, vety- Sähköautolla on monia etuja tavanomaiseen polttomoottorikäyttöiseen au- ajattelimme kysyä Uudenkaupungin autotehdasta Valmet Automotivea mukaan aloja tutkimaan ja kehittämään myös muita ajoneuvojen sähköistämiskonsepteja, polttokennot, sekä kineettistä energiaa keräävä vauhtipyöräjärjestelmä. Se varastoi toon verrattuna, eritoten kaupunkiliikenteessä. Sähköauton käytöstä ei aiheudu toimeksiantajaksi. Kiireellisestä aikataulusta ja Valmet Automotiven oman kon- kuten hyötyajoneuvoja. Tein johtopäätöksen ettei minun kannata suunnitella auton jarrutusenergian. Nämä järjestelmät ovat jo osittain koekäytössä, mutta pakokaasuja, jolloin ilmanlaatu keskustoissa paranee. Sähköauto on myös erittäin septiauton valmistumisajankohdasta johtuen, emme saaneet heti keväästä lähtien heti perään toista pientä suomalaista henkilöautoa, vaan keskityn enemmän vasta tulevaisuus näyttää tulevatko ne korvaamaan akkutekniikan. hiljainen. Sen etuna on, että kaupungin asukkaat säästyvät liikenteen häiritsevältä mukaan projektiin. Eero lupasi kuitenkin olla ohjaajana opinnäytetyössäni yh- hyötyajoneuvoihin. melulta. Kaupunkiliikenteessä matkojen pituudet pysyvät varsin pieninä, jolloin dessä koulun puolesta mukana olevien Sami Hyyryläisen ja Ari Känkäsen rin- (http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_electric_vehicle) jopa nykyinen vain noin 200km käyttösäde yhdellä latauksella riittää hyvin päi- nalla, että työ saataisiin käyntiin. vittäiseen käyttöön. Tulevaisuudessa käyttösäde tulee kasvamaan, jolloin sähkö- autosta on vastusta polttomoottori- ja hybridikäyttöisille ajoneuvoille.

6 7 Kuvalähde: www.sxc.hu Kuvalähde:

2.2 Sähköauton historiasta

Sähkö ajoneuvojen voimanlähteenä ei ole uusi asia, vaan se on yksi ensimmäi- Vasta vuonna 1895 myös amerikkalaiset alkoivat kiinnittää huomiota sähkö- Tieverkoston kehittyminen 1920-luvulla, suurten öljyvarantojen löytäminen yhteistyönä. Maininnan arvoista ajoneuvossa oli ennennäkemätön napamoottori sistä ajoneuvoissa käytetyistä käyttövoimista. Sähköauto ei ollut vain yhden ih- ajoneuvoihin A.L.Rykerin kehittäessä ensimmäisen sähkökäyttöisen kolmipyö- ja siitä johtuva edullinen polttoaine loivat pohjaa polttomoottorikäyttöisten au- jokaisessa pyörässä, sekä täysin uudenlainen akkuteknologia. misen aikaansaannos, vaan se on lukuisten ihmisten ja kehityksen yhteensattuma. rän, eli triken. Sähköautojen kehitys kasvoi tämän jälkeen räjähdysmäisesti ja tojen tulevaisuudelle. Niiden pitkä toimintasäde, tehokkuus ja verrattain halpa 1970-80-luvulla ollut energiakriisi vaikeutti polttomoottoriajoneuvojen käyt- 1830-luvulla unkarilainen keksijä Ànyos Jedlik kehitti yhden ensimmäisistä säh- niitä alettiin käyttää julkisessa liikenteessä esimerkiksi takseina. Vuonna 1917 käyttö johtivat pienen käyttösäteen ja hitauden omaavien sähköautojen suosion töä, jolloin vuosien hiljaiselon jälkeen sähköautot alkoivat taas kiinnostaa ihmi- kömoottoreista. Moottori herätti heti kiinnostusta ihmisissä. Myös William julkistettiin ensimmäinen sekä sähköllä että polttomoottorilla toimiva hybridi- vähentymiseen. Henry Fordin T-mallin myötä alkanut bensiinikäyttöisten au- siä. Vuonna 1990 General Motors julkisti uuden sähköautotutkielman nimeltä Sturgeon ja Joseph Henry kehittivät omat versionsa sähkömoottorista samoihin auto. Se ei kuitenkaan saanut toivottua vastaanottoa hitauden ja vaikean huol- tojen sarjatuotanto teki niistä edullisempia kuin sähköautot ja sen myötä suosit- Impact (EV-1) ja kertoi samalla, että GM aloittaa kuluttajille suunnattujen säh- aikoihin. Useat muutkin aikansa tutkijat, kuten vermontilainen peltiseppä Tho- lettavuuden, sekä korkean hintansa vuoksi. tumpia. Polttomoottoriautoihin tuli sähköstartit ja pakoputkiin äänenvaimenta- köautojen valmistuksen. 1990-luvun alkupuolella ympäristöasiat alkoivat huo- mas Davenport, professori Sibranius Straingh Hollannista ja skotlantilaiset Aikaisten sähköautojen etuja silloisiin bensiini- ja höyryajoneuvoihin oli nii- jat jotka edistivät ajomukavuutta. Tämän jälkeen polttomoottorit kokivat suuria lestuttaa valtioita. Yhtenä käännekohtana oli California Air Resources Board:in Robert Davison & Robert Anderson avasivat tietä sähkökäyttöisille ajoneuvoille den hiljaisuus, hajuttomuus, sekä vaihteiden ja manuaalisen käynnistyksen puut- edistysaskelia ja vain vuosikymmen tämän jälkeen sähköautot olivat historiaa. (CARB) vaatimus autovalmistajille, että uusien autojen päästöjä tulee alentaa ja Euroopassa. Akkuteknologian kehittymisessä edesauttoi ranskalaisten Gaston tumisesta johtuva helppokäyttöisyys. Tätä suosittiin erityisesti naisautoilijoiden Vasta 50-luvulla transistoritekniikan kehittyessä ja akkuteknologian parantuessa päätavoitteena on tuottaa täysin päästöttömiä ajoneuvoja, kuten sähköautoja. Planten ja Camille Fauren tutkimustyö. keskuudessa. Sähköautoja käyttivät erityisesti vauraat kaupunkilaiset. Tiheässä ja Henney Coachworks sekä National Union Electric Company, nykyinen Exi- Ohjeistuksessa vaadittiin, että autovalmistajilla tulee olla vähintään 10% pääs- Ranska Ja Iso-Britannia olivat ensimmäisiä laajempaa sähkökäyttöisten ajoneu- vilkkaassa kaupungissa liikkuessa auton vähäiset voimavarat eivät olleet de-akkujen valmistaja kehittivät uuden modernin sähköauton. Auto oli ostajien töttömiä autoja mallistossaan vuoteen 2003 mennessä. Sähköautojen kallis val- vojen kehitystä tukeneita maita. Englantilainen keksijä Thomas Parker väitti haitaksi. mielestä kuitenkin liian kallis helppokäyttöiseen ja luotettavaan polttomoottori- mistaminen, niistä saatava huono voitto ja ihmisten vähäinen mielenkiinto tar- kehittäneensä täydellisesti toimivan sähköauton jo vuonna 1884. Ennen poltto- Sähköautojen hyväksyntää ja yleistymistä haittasi vain energian jakeluinfra- autoon verrattuna, joten sen valmistus lopetettiin jo vuonna 1961. Vaikka mo- jolla oleviin malleihin ei kuitenkaan saanut sähköautomarkkinoita nousuun. moottorien aluevaltausta sähkökäyttöiset autot pitivät monia matka- ja nopeus- struktuurin puutteellisuus. Vuoteen 1912 mennessä monet kotitaloudet olivat derni sähköauto oli pettymys, se kuitenkin tuotti uuden sukupolven sähköauton Lähes kaikki sähköautomallit oli vedetty pois markkinoilta valmistajien toimesta ennätyksiä nimissään. Näistä maininnan arvoinen on Camille Jenatzyn 100km/h sähköistettyjä, mikä lisäsi sähköautojen suosiota. Suosion huipulla peräti 38% kehityksessä. Vuonna 1971 sähköajoneuvo sai yksityisoikeuden olla ensimmäinen jo ennen CARB:n asettamaa määräaikaa. Tästä johtuen CARB veti nollapäästö- rajan rikkominen vuonna 1899. silloisista ajoneuvoista oli sähkökäyttöisiä, 40% höyrykäyttöisiä ja loput 22% miehitetty kulkuneuvo maan ulkopuolella. Apollo 15 Avaruuslennolla käytetty autojen vähimmäisvaatimuksensa pois vuonna 2001. toimivat bensiinikäyttöisellä polttomoottorilla. Lunar Rover, alias ”Moon buggy” oli kehitetty Boeing ja Delco Electronics:n

8 9 Suurten autovalmistajien vähäinen kiinnostus huonosti tuottavia sähköautoja omia hybridimallejaan. Uusissa hybridiautoissa sähkömoottori hoitaa yleensä 2.3 Tekniikan kehityksestä kohtaan antoi mahdollisuuden monille pienille yrityksille tutkia ja kehittää tek- hitaan ajon, mutta nopeuden noustessa polttomoottori astuu mukaan kuvaan. nologiaa niihin. Vuonna 1994 perustetun REVA Electric car companyn REVAi, Tällaista tekniikkaa kutsutaan rinnakkaishybridiksi. Toinen vaihtoehto hybri- Sähköauton tekniikka on polttomoottorikäyttöiseen autoon nähden varsin ei täysin riitä korvaamaan polttomoottorin nopeaa tankattavuutta ja matkan alias G-Wiz auto julkistettiin vuonna 2001. Se on tulosta Maini group Indian deissä on polttomoottorin käyttö energian tuottamisessa sähkömoottorille akun yksinkertainen. Liikkumiseen tarvitaan vain sähköllä ja portaattomalla nopeu- jatkumista. sekä AEV Californian yhteistyöstä. G-Wiz on tällä hetkellä yksi suosituimmista varauksen laskiessa, eikä suoraan voimansiirron kautta pyörille. Tämä menetelmä della toimiva sähkömoottori, sekä virtalähde. Polttomoottorissa liikkuvia osia on Ensimmäiset ladattavat akut olivat lyijyakkuja, joiden energianvaraus oli ko- sähköautoista koko maailmassa. 2007 Miles Electric vehicles julkisti tuovansa on nimeltään sarjahybridi. Hybridiautot ovat tällä hetkellä nopeasti yleistymässä. kymmeniä ellei jopa satoja. Niiden voitelu sekä jäähdyttäminen yhdessä voiman koonsa nähden varsin pieni. 1900-luvun alun sähköautojen käyttösäde oli täy- XS500 konseptin markkinoille Yhdysvaltoihin vuonna 2009. Vuonna 2008 ca- Ne mahdollistavat siirtymisen kohti täysin sähköllä kulkevaa autoa, etenkin jos kehittämisen kanssa on monimutkaista. Sähkömoottorikin toki kuumenee, mut- dellä akun varauksella n. 30 km eikä huippunopeus enempää kuin 30km/h. lifornialainen Tesla Motors julkisti ensimmäisen todellisen sähköurheiluauton, rinnakkaishybrideistä siirrytään sarjahybrideihin. ta liikkuvia osia ja tätä myöten kitkapintoja on niin vähän, että jäähdyttämiseen Akkutekniikka kehittyi pikkuhiljaa. Ensin kehitettiin kennorakenne, jolloin va- Tesla Roadsterin. Vasta nyt kun kehitys alkaa suosia ajoneuvoissa sähköteknologian käyttöä, ovat ei tarvita monimutkaista nestekiertoa. Edellisen vuoksi useita apulaitteita jää pois raavaa pinta-alaa saatiin kasvatettua ja varausta lisättyä. Vuonna 1887 kehitettiin Autotehtaiden kiinnostus taloudellisempaan tekniikkaan on avannut tien hy- sähköautot pääsemässä myös massatuotantoon. Näistä esimerkkeinä norjalais- käytöstä, jolloin rikkoutumisriski vähenee ja luotettavuus kasvaa. Ongelmakoh- ensimmäinen kuiva-akku, jonka etuja oli sen monipuolinen sijoittaminen ja vuo- bridin paluulle. Toyota on saanut Prius hybridiautollaan paljon huomiota osak- lähtöinen Think City, jota valmistaa suomalainen Valmet automotive ja Nissan tana sähköautossa on kuitenkin aina ollut energian saanti ja sen riittävyys. Akku, tamattomuus sekä täytön tarpeettomuus. Tästä alkoi paristona tunnetuiden pien- seen ja sitä myöten myös monet muut automerkit ovat tuoneet markkinoille Leaf, mikä pääsee markkinoille 2010. eli sähköauton sydän on toki kehittynyt vuosien saatossa, mutta edelleenkään se ten akkujen kehitys.

(Lähdeaineisto: en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_electric_vehicle)

1830 1899 1905 1908 1959 1971 1990 2010 > Kuvalähde: katso lähdeluettelosta

General Motors EV-1, Impact Nissan Leaf 1. Sähkömoottori Camille Jenazy 100km/h 1905 Woods Coupe sähköauto T-Ford ja massatuotanto 1959 Henney Kilowatt Moonbuggy, Apollo 15

10 11 Kuvalähde: www.sxc.hu

Ruotsalainen Waldemar Junger kehitti 1900-luvun alussa se- Sähköauton suosion teknisinä esteinä on pidetty akkujen pai- kä nikkeli-kadmium (Ni-Cad / NiCd) että nikkeli-rauta (Ni-Fe) noa, pulmallista energiahyötysuhdetta, lyhyttä toimintasädettä, akut. Näihin akkuihin oli mahdollista varata huomattavasti ai- akkujen pitkiä latausaikoja ja niiden uusimisen kustannuksia. kaisempaa suurempi määrä energiaa. Tästä kiinnostuneena Tho- Viimeaikainen akkutekniikan kehitys on kuitenkin lisännyt ak- mas Edison poimi idean ja patentoi sen itselleen. Edisonin ak- kujen varauskykyä ja vähentänyt niiden lataukseen tarvittavaa kujen idea oli tuottaa tasaisempaa ja kestävämpää jännitettä aikaa. Uudet sähköautomallit kykenevät jo 400–500 kilometrin kevyemmässä paketissa. Akkuja oli tarkoitus asentaa sen ajan säh- ajoon yhdellä akkulatauksella. Akut ovat entistä pitkäkestoisem- köautoihin, mutta ensimmäisten versioiden lyhyt käyttöaika ja pia ja nopeammin ladattavia. Tämä kehitys on parantanut akku- vuodot eivät vakuuttaneet ostajia. Edison kehitti vuosikymme- käyttöisen sähköauton kilpailukykyä hybrideihin ja vetypoltto- nen aikana akuistaan myös kestävämpiä ja luotettavampia, mutta kennotekniikkaa hyödyntäviin autoihin verrattuna. T-Fordin aikaansaama polttomoottorikäyttöisten autojen suosio Sähkömoottorin etuna on polttomoottoriin nähden suurempi oli jo sivuuttanut sähköautot joten akuille ei enää ollut käyttöä. energian hyötysuhde. Polttomoottorissa energiaa muuttuu läm- 1970-luvulla kehitetty ja 80-luvun lopulla markkinoille saapunut möksi suuria määriä. Bensiinillä toimivan polttomoottorin ener- nikkeli-vety akku NiMH korvasi vanhentuneen NiCd akkutek- giatehokkuus on noin 20–25 %, dieselmoottorin 40 % ja sähkö- niikan ollen samalla ympäristöystävällisempi ja luvaten taas pa- auton noin 30-32 % huomioiden energiahävikit. Vetyautoon rempaa energiavarauskapasiteettia. Jo 70-luvulla alettiin kehittää verrattuna sähköauto on tekniikaltaan yksinkertaisempi ja ener- täysin uudenlaista litium-akkua, mutta ne eivät olleet kovin sta- giataloudeltaan parempi. Sekä vety- että sähköautossa voiman- biileita virran säilyttämisen suhteen. Litium on kuitenkin alku- lähteenä on sähkömoottori. Erona on energian varastointitapa. aineista kaikkein potentiaalisin juuri akkukäyttöön sen suuren Vetyautossa se toteutetaan vetytankilla ja vedystä sähköä tuotta- reaktiivisuuden takia, joten sen kehittelyä jatkettiin. Jo vuonna valla polttokennostolla. Polttokenno kuitenkin vaatii sähköä toi- 1980 Sonyn kehitystiimi ja John B. Goodenough kehitti litium- miakseen ennen kuin se pystyy itse tuottamaan sitä. Sähköau- ion akun, joka oli huomattavasti stabiilimpi. Vuonna 1996 jul- tossa energia ladataan suoraan akustoon ja syötetään siitä kistettiin Li-ion polymeeri akku, joka eroaa edellisestä sen kiin- moottorille. Vetyauton laajempi käyttöönotto edellyttää poltto- teän rakenteen vuoksi. Nesteetön, täysin muotoiltava rakenne kennojen hyötysuhteen kehittymistä ja vedyn varastointiteknii- mahdollistaa akkupaketin suunnittelemisen kompaktimmaksi kan paranemista. juuri käyttökohdetta varten. (Lähdeaineisto: Wikipedia.org, Petri Pöntinen, Ihme kivi s.30 / Suomen kuvalehti 2/2010)

12 13 Kuvalähde: www.sxc.hu Kuvalähde: 2.4 Sähköauton mahdollisuudet Suomessa

Litium on maailmankaikkeuden kevein metalli. Se on hyvin reaktiivinen, kevyt ja pieni. Tämä harvinainen metalli on sähkö- auton akun sydän. Se varastoi ja luovuttaa energiaa tehokkaasti sähkömoottorille. Suomesta löydettiin yksi maailman suurimmista litium-esiin- tymistä vuonna 1959, mutta vasta nyt sähköautojen uuden esiin- tulon myötä sen hyödyntäminen on alkamassa. Esiintymiä on löydetty jo 12 kpl ja tutkimukset alueella jatkuvat edelleen. Suo- men esiintymien raaka-ainemäärällä on mahdollista valmistaa jopa yhteensä 50 miljoonaa täyssähköauton akkua tai jopa 250 miljoonaa hybridiauton akkua. Tuotannon lähtiessä käyntiin vuonna 2013, saadaan valmistettua 200 000 täyssähköauton ak- kua vuodessa. Louhittavaa riittää arvioiden mukaan useiksi vuo- sikymmeniksi. Lisäksi Varkauteen rakennettavan, Euroopan suu- rimman akkutehtaan, European Batteriesin valmistuminen tekee litium-akkuteknologiasta varsin varteenotettavan vaihtoeh- don suomalaisen sähköauton voimanlähteeksi. Suomalainen osaaminen sähköautojen saralla on saamassa ja- lansijaa teollisessa ajoneuvovalmistuksessa Valmet Automotiven johdolla. Tulevaisuus näyttää onko sähköautosta tuleva Suomen talouden pelastava tekijä.

(Lähdeaineisto: Petri Pöntinen, Ihme kivi s.30 / Suomen kuvalehti 2/2010)

14 15 3. Automuotoilun kehitysvaiheista

3.1 Henkilöautot 3.2 Korin muutokset

Autot, kuten muutkin teollisuuden tuotteet muuttuvat vuosi toisensa jälkeen Ennen autoja pitkät matkat taitettiin hevosilla ja niiden perässä vedettävien asetti uudet rajat korin ja alustan kestävyydelle. Koripeltien alla oli yleensä puinen kappaleista, jolloin hitsaamisen tarve väheni. Tuotanto nopeutui ja korista saatiin uusien innovaatioiden avulla. Tekniikka kehittyy ja sen vaikutukset näkyvät suo- hevoskärryjen avulla. On loogista, että hevoskärryistä saatu kokemus auttoi runkokehikko, johon pintapaneelit asennettiin. Halu saada autoista turvallisem- todella jäykkä ja kestävä, sekä myös huomattavasti turvallisempi. Käynnissä ollut raan autojen muotoilussa. Alunperin autot suunniteltiin niiden tekniikan ympä- 1800-luvun lopulla ensimmäisten autojen kehittämisessä. Ensimmäiset korit pia ja mukavampia, sai suunnittelijat tekemään koreista tilavampia ja hiljaisem- toinen maailmansota pakotti autotehtaat kehittämään kalustoa armeijalle, joten rille, mutta vuosien saatossa kaikki tekninen laitteisto on saatu piilotettua umpi- olivatkin lähinnä hevoskärryjä ilman hevosia. Rungon ja korin kestävyyteen ja pia. Korista tehtiin umpinainen ja ikkunoita käytettiin vähentämään melua ja autojen kehitys katkesi hetkeksi. Sodan jälkeen USA:n autotehtaiden päätavoit- naisen korin sisään. Korista on tullut omana elementtinään auton ulkonäön kantavuuteen ei tarvinnut juuri kiinnittää huomiota sen aikaisten tehottomien ajoviimaa. Puun käyttöä vähennettiin ja koreja ja alustoja alettiin tehdä kokonaan teena oli saada autoista entistä nopeampia. Tämä hoidettiin tehokkailla mootto- ratkaisevin asia. Tämän vuoksi kaikki autot näyttävät samalta, sillä tekniikka ei moottorien vuoksi. Materiaalina käytettiin pääsääntöisesti puuta, sen helpon metallista sen paremman kestävyyden takia. Tuolloin julkistettiin myös uusi X- reilla auton keventämisen sijaan. Euroopassa kärsittiin teräksen puutteesta, joka vaikuta enää nykyajan korimuotoiluun. Itse haluaisin auton rakenteen ja muo- työstettävyyden takia, sillä autot valmistettiin käsityönä. Teollisuuden kehityksen runko, joka oli huomattavasti tukevampi kuin aiemmat tikapuumallit. Käsityön pakotti autotehtaat kevyempiin rakenteisiin. Jonkun ajan päästä myös amerik- toilun osaltaan osoittavan myös sen toimintaperiaatetta. Funktionaalisuus ja myötä metallien työstettävyys helpottui ja nopeutui. Sen ansiosta suunnittelijat osuus oli kuitenkin vielä suuri, joten valmistusmäärät pysyivät kohtuullisina. kalaiset ymmärsivät auton keveyden olevan suoraan verrannollinen auton muodon konstailemattomuus (Form follows function) auttavat luomaan parem- saivat lisää vapauksia koripeltien muotoilemiseen. Samaan aikaan myös mootto- 1930- 40 luvulla alettiin kehittää monokokki-koria, jossa kori ja runko on samaa tehokkuuteen. min aikaa kestävän ja toimivan tuotteen. ritekniikka kehittyi, luoden autoista nopeampia ja tehokkaampia, joka osaltaan kappaletta. Auton ollessa massatuote kori kasattiin isoista muotoon prässätyistä

1902 1908 1922 1934 1953 1959 1965 1974 Kuvalähde: katso lähdeluettelosta

Woods Electric phaeton Ford T- Tikapuu runko Lancia Lamda, 1. monokokkirunko Traction Avant, Täyspeltinen monokokki Chevrolet Corvette, lasikuitukori 1959 Cadillac Coupe De Ville Renault R16, komposiittikori Volvo 240

16 17 Toisen maailmansodan jälkeen autojen kysyntä kasvoi räjähdysmäisesti, joka standardisoinnit. Avaruusaika oli 60-luvulla ohi ja autojen muotoilu alkoi muut- Euroopassa suunta oli täysin toinen. Autot pienenivät, ne olivat käytännöllisiä ja enemmän vapauksia myös auton valojen ja muun elektroniikan muotoilussa. mahdollisti tekniikan ja valmistustapojen kehittämisen. 1950-luvulta alkaen eril- tua konservatiivisemmaksi. Pyöreys katosi ja kulmikkuus astui kuvaan. niiden moottorit olivat taloudellisia. 1970-luvun energiakriisi pakotti autonval- Kori- ja runkosuunnittelussa ei ole tapahtunut varsinaista ulkoista kehitystä linen runko- ja koriratkaisu tuotti tulosta. Kori oli helppo ja nopea valmistaa Materiaalitutkimusta jatkettiin varsinkin eri komposiitteja koskien. Laskemal- mistajat ajattelemaan toisin. Enää ei auton paino ja sen kulutus olleet yhdente- 80-luvun jälkeen, mutta turvallisuuteen on panostettu sitäkin enemmän. valmiiksi prässätyistä osista. Se teki autoista kohtuullisen hintaisia, mikä taas la autoon kohdistuvia voimia tarkemmin saatiin luotettavempia arvoja materi- keviä vaan suuntaa oli muutettava. Autoille määrättiin erilaisia rakenne- ja ma- 1990-luvulla autojen korimuotoilu alkoi kääntyä taas pyöreisiin linjoihin. laajensi ostajakuntaa ja kysyntää. Seuraavat kaksi vuosikymmentä olivatkin au- aalien vahvuuksille. Yksi työn hedelmistä oli vuonna -62 julkistettu Lotus Elan, teriaalipainoja. Niiden käyttösäteen tuli myös olla tietyn pituinen. Etenkin 2000-luvulla auton korissa ei juuri ole enää muotoilematonta yksityiskohtaa. toteollisuuden huippuhetkiä. 1950-luvun muotoilussa oli vahvoja viitteitä ava- jossa oli ainutlaatuinen runkorakenne ja komposiittikori. Samaan aikaan tuli rakennepainon keventäminen johti siihen, että erillisistä rungoista luovuttiin ja Turvallisuutta on kehitetty ja sitä tutkitaan jatkuvasti. Ajettavuus on huippuluok- ruusmatkailuun ja suihkukoneisiin. Autojen muotoilu oli monessa tapauksessa markkinoille unibody-tyyppisiä komposiittiautoja, joiden itsekantavan korin autot alettiin valmistaa monokokki -periaatteella. Painonlasku alensi kulutusta, kaa jo edullisissakin nykyautoissa. Mitä tästä enää puuttuu? Ekologisuus. Autojen viety hieman yli. Tästä mainittakoon 50-luvun lopun siipiaikakausi. Autoteolli- jäykkyys oli haettu voimakkailla kotelorakenteilla. 1960-luvun puolen välin jäl- jolloin käyttösäde kasvoi. Korisuunnittelussa kehitettiin uusi ”space frame”. Se kierrättäminen on erittäin hankalaa, eikä autotehtailta ole tullut vielä vastakaikua suuden vaurastuminen antoi vapauden tutkia ja kokeilla myös eri materiaaleja, keinen muskeliaikakausi toi autoihin ylisuuret moottorit ja tietenkin sitä myötä on monokokkirunko, johon on mahdollista asentaa esimerkiksi komposiittival- edes suurimmaksi osaksi kierrätettävään autoon. Osakokonaisuuksia kyllä on, kuten vuoden 1953 Chevrolet Corvetessa, jonka kori on tehty lasikuidusta. suuren kulutuksen. Auton keveyteen ei juurikaan satsattu, vaan pääasia oli että misteiset pintapaneelit. 1980-luvulla autoilla oli jo pitkä lista erilaisia standardeja kuten sisustusmateriaalien kierrätys. Osien materiaalikirjo on kuitenkin niin 1960-luvulla eurooppalaiset autonvalmistajat tekivät jatkokehitystä korisuun- auto oli haluttavan näköinen ja se oli varustettu tarpeeksi isolla moottorilla. ja turvallisuusmääräyksiä. Kansa kuitenkin vaati poikkeavuutta eri merkkien ja suuri, että yksityinen henkilö ei pysty autoa kierrättämään järkevästi. Autossa on nittelussa ja vuosikymmenen lopussa saatiin aikaan ensimmäiset autoja koskevat Autoista alettiin muotoilla USA:ssa entistä aggressiivisemman näköisiä, kun taas mallien välillä. Muotoilijat alkoivat keskittyä nyt korin lisäksi moniin muihin hyvää sen elinkaaren pituus, mutta kyllä parhaimmatkin tulevat tiensä päähän seikkoihin auton ulkonäössä. Uuden teknologian kehittyessä oli suunnittelijalla jossain vaiheessa.

(Lähdeaineisto: www.carbodydesign.com, www.wikipedia.org)

1976 1981 1992 1997 2008 2010 > Kuvalähde: katso lähdeluettelosta

Mercedes Benz W123 Pontiac Fiero, Komposiittipanelit Toyota Corolla Euro NCAP Turvallisuustestit Audi A4 (B8) Kierrätettävyys

18 19 3.3 Valot ja Ilme

Ajovalot ovat yksi eniten auton olemukseen jolla valoille saataisiin aivan uudenlainen ulkonäkö. Nykyajan pieni ja tehokas Cadillac keksi asentaa kaksi umpiota per puoli yhden sijaan vuonna 1957. Muo- Kuvalähde: www.autofans.us Kuvalähde: vaikuttavista erillisistä komponenteista. Au- tekniikka antaakin paljon enemmän vapautta suunnitella yksityiskohtia. Aina ei toilullisesti valot olivat ikään kuin väkisin ahdettu keulaan. Ulkonäkö kuitenkin ton ajovalot yhdistetään yleensä silmiin ja kuitenkaan ole ollut näin yksinkertaista. miellytti asiakkaita ja tuplavalot yleistyivät nopeasti. Vuonna 1959 korimuotoilu ajovalojen muodon, asennon, koon sekä vä- Kun ensimmäiset autot valmistuivat 1800-luvulla, oli elektroniikan kehitys mahdollisti flat bonnet-ratkaisun, jossa konepelti on täysin litteä ja maski alkaa rityksen avulla luodaan autolle sen ilme. aivan alkuvaiheessa. Auton valot toimivat silloin öljyllä tai kaasulla. Tämä tieten- heti konepellin kulman alta. Tämä ratkaisu helpotti koripeltien valmistusta ja Ajovalojen kehitys on saamassa jälleen uu- kin vaikutti valojen sijoitukseen, sillä ongelmana oli kuumuus ja paloriski. Vuon- ajovalojen asennusta. Ne ovat käytössä edelleen. den käänteen. LED tekniikkaa on alettu käyt- na 1909 tuli markkinoille ensimmäiset helposti käytettävät ja kirkkaat sähköiset Valojen muotoiluun alettiin kiinnittää entistä enemmän huomiota ja niiden tää lähes jokaisessa konseptimallissa ja ne ovat ajovalot. Jäänteenä öljyllä toimivista valoista ne olivat pitkään sijoitettu irralleen todettiin olevan suoraan verrannollisia auton ilmeeseen. Tästä esimerkkinä Cit- päässeet myös valmistuksessa oleviin autoihin. En- korista. Tuona aikana kirkkaat ja tehokkaat ajovalot tekivät autosta äveriäämmän roën DS19 1955-1975. Vuoden 1967 mallissa esitettiin autoteollisuuden ensim- simmäisinä Ledejä alkoi näkyä Toyotan hybrid näköisen. Niihin panostettiin huomattavasti enemmän kuin esimerkiksi maskiin, mäinen todellinen facelift, jossa pyöreät vakioumpiot vaihdettiin korin muotoi- -malleissa, Cadillacin Escaladessa, sekä Audi joka nykyaikana on keulan dominoivin komponentti. Tästä esimerkkinä vuoden hin paremmin istuviin ja virtaviivaisempiin. Pyöreät umpiot oli sijoitettu R8:ssa. LED:ien käyttö lähti kasvuun tämän 1930 Mercedes Benz SS Roadster. Nykypäivänäkin tehokkaat ajovalot yhdiste- läpinäkyvän korin muotoja noudattavan kuvun taakse. Auto muuttui ulkonäöl- jälkeen räjähdysmäisesti ja nyt esimerkiksi Au- tään premium-luokan ajopeleihin. Vuonna 1934 Chrysler esitteli käänteen te- tään radikaalisti. dilla on tarjolla LED-huomiovaloja jokaiseen kevän mallinsa Airflow:n, jonka kori oli muotoiltu ensimmäistä kertaa ottamalla 1967 NSU Ro80 autossa oli ajalleen epätyypilliset korin sisään heijastinpin- malliin. Ensimmäisissä LED-ajovaloissa ne huomioon aerodynaamiset vaikuttajat. Valot olivat upotettu konepeltiin ilman- naltaan jatkuvat ajovalot. Niissä lasin muoto oli jatkuva virtaviivaisen korin kans- toimivat projektorityyppisesti, eli yhden va- vastuksen poistamiseksi, mikä oli ajalleen edistyksellistä. Ostajat eivät pitäneet sa. NSU:n muotoilu kertoi vahvasti nykyajan muotoilulinjasta, joka oli silloin lolähteen teho moninkertaistetaan linssin autosta, mutta ajovalojen kehityksen saralla se oli harppaus eteenpäin. Vuonna noin 40 vuotta edellä ajastaan. Autovalmistajien vaatimuksesta alettiin valmistaa avulla. Ulkonäöltään tekniikka ei kuiten- 1939 saapui ensimmäiset tiivistetyt umpiot. Niissä hehkulanka oli ilmatiiviisti nyt myös kulmikkaita standardi umpioita. Niiden käyttäminen autossa oli muo- kaan juuri eronnut aiemmista projektori- suljettu, jolloin se sekä heijastinpinta pysyivät puhtaana ja tätä kautta ne kestivät toilullisesti haastavampaa kuin pyöreiden umpioiden. Autotehtaat halusivat antaa malleista. Valotehoa kasvattaakseen suunnit- pidempään. Ilmatiivis rakenne aiheutti autotehtaille ongelmia sen moniosaisuu- uusien tuulien puhaltaa, sillä pyöreät umpiot olivat tulleet auttamattomasti tiensä telijat alkoivat lisätä ledien määrää, sen den vuoksi. Jokaiseen automalliin erikseen valmistettavat tiiviit umpiot olivat päähän. Neliskanttiset valot muodostivat yleensä raon korin ja umpion väliin. sijaan että olisivat käyttäneet linssejä. Kysei- hankalat ja kalliit valmistaa, mikä johti lopulta valojen standardisoimiseen. Tämä Rako piti täyttää tai kori piti muotoilla täysin kantikkaaksi. Jälleen Cadillac sai nen ratkaisu antoi muotoilijoille suurem- oli tulevaisuuden kannalta viisas päätös sillä varaosaliikkeet olisivat muuten täyn- muotoilun toimimaan vuoden 1975 Sevillessään. Asiakkaat pitivät muotoilusta man vapauden itse valon muotoiluun. Tä- nä pelkkiä polttimoita. Toisen maailmansodan jälkeen suunnittelijat keksivät ja siitä tuli menestys. Tämä tapahtui aikana jolloin autotehtaat kamppailivat män mahdollistaa ledien pieni koko ja asentaa valot upotettuina auton lokasuojien päähän. Valot sopivat uuteen paik- tiukentuvien energiasäädösten ja pienentyvien kulutusnormien kanssa. Nelis- vähäinen lämpeneminen. Pian alettiin jo kaansa luonnollisen näköisesti ja ne olivat erillisumpioita huomattavasti aerody- kanttinen, epä- aerodynaaminen muotoilu ei auttanut asiassa yhtään. jäljitellä hyönteisten verkkomaisia silmiä, naamisemmat. Lisäksi ne valaisivat paremmin ollessaan korin ulkoreunassa.

20 21 3.4 Maski Honda teki läpimurron ajovalojen saralla vuonna 1989 Accordillaan. Siinä oli aika on pitkä ja ne ovat luotettavia. Ainoastaan tehokkaiden ledien hinta on esimerkiksi informaation viestittämien muille autoilijoille sekä ajoneuvojen vä- Olennaisena osana auton keulassa on maski. Maskin merkitys on noussut ensimmäisenä läpinäkyvän kuoren sisällä monta parabolista, eli suuntaavaa hei- laajemman käytön esteenä. linen kommunikointi. vuosien saatossa, ja se on yhä suuremmissa määrin yhdistettävissä itse merkin jastinta, jotka mahdollistivat rihlaamattoman lasin käyttämisen umpiossa. Mutta mitä tapahtuu ledien jälkeen? Ajovalot yhdistetään yleensä visuaalisesti Koska auton käyttäjänä on aina ihminen, pitää suunnittelussa ottaa huomioon imagoon. Kukapa ei tunnistaisi BMW ”munuaisia”, Alfa Romeon kiilamaista Valoista saatiin kirkkaat ja visuaalisesti syvän näköiset. Rakenteen vahvuuksia auton silmiksi. Käytännössä ne valaisevat tien, että kuljettaja näkee eteensä. Kul- ihmisen tarpeet ennemmin kuin auton visuaalisuus itsessään. Kehittääksemme kapeaa maskia, tai vaikka Mercedeksen vaakarivoitusta kromilistoineen. Aina ei oli muidenkin valojen, kuten vilkkujen ja sumuvalojen sijoittaminen sisälle um- jettajalla on kuitenkin paljon esteitä ja häiriötekijöitä näkökentässään.Näitä ovat autoja ja niiden osia kuten ajovaloja, tulee tutkia uusia ja olemassa olevia teknii- kuitenkaan ole ollut kyse vain visuaalisesta ilmeestä vaan siitä että auton jäähdytin pioon täysin omiksi yksiköikseen. Rakenne mahdollisti myös umpion sisäiset esimerkiksi paksut pilarit, navigointijärjestelmä sekä muut auton hallintalaitteet. koita ja tuotteita. Tulee miettiä miten niistä saa edullisempia, ekologisempia ja tuli suojata vaurioitumiselta. Moottori tarvitsee tarpeeksi suuren jäähdyttäjän projektorivalot. Ne ovat nykyajan autoissa käytössä edelleen ja kuuluvat osana Ei ole epäilystä että tulevaisuudessa autoissa tulee olemaan todellinen konenäkö, helpompia käyttää. Esimerkiksi ajovaloissa olisi syytä tutkia valon kulkemista pysyäkseen viileänä. Suuresta koosta johtuen se on siis melko massiivinen kom- Xenon polttimoiden yleisilmeen luomiseen, vaikka Xenoneita voi toki käyttää joka auttaa kuljettajaa havainnoimaan mahdolliset vaaratilanteet jo kauempaa ja aineessa, kuten lasissa. Lasilla on hyvä valon johtavuus, joten yhdellä valolähteellä ponentti auton keulassa. Korimuotoilun muuttuessa myös maski on loppujen ilman projektoriakin. osaa varoittaa niistä ajoissa. Kun päästään tähän kehitysvaiheeseen asti, ajovalojen voitaaisiin saada useampi valaiseva elementti. Näin voitaisiin säästää energiaa, lopuksi siirtynyt erilliseksi elementiksi. Se ei enää ole kiinteästi kiinni jäähdyttä- LED-teknologia lupaa suuria mahdollisuuksia ajovalojen kehitykselle. Se antaa muotoilusta tulee vieläkin vapaampaa. Kun ajovaloja ei enää tarvita käytännössä raaka-aineita ja rahaa. jässä, vaan se on ilmanottoaukko, jonka kautta ulkoilma pääsee virtaamaan jääh- muotoilijalle enemmän vapautta kuin milloinkaan aikaisemmin, ledien käyttö- tien valaisemiseen, niiden käyttötarkoitus muuttuu. Käyttötarkoituksena voi olla (Lähde: Car Styling nr.193 11/2009, Evolution of lights)

1930 1934 1939 1957 1967 1975 1989 2010 Kuvalähde: katso lähdeluettelosta

Mercedes Benz SS Roadster Chrysler Airflow konsepti Sealed beam Cadillac 1957, tuplavalot Citroën DS19 1975 Cadillac Seville Honda Accord, sileät umpion lasit Renault Twizy konsepti, LED paneli

22 23 3.5 Lasit

dyttäjään. Maskin siirryttyä osaksi koripeltejä, sen muotoiluun on kohdistettu Ensimmäisissä autoissa ei ollut laseja. Niissä harvoin oli edes kattoa. Haettaessa monipuolistui ja autojen tuulilaseja alettiin valmistaa muoteissa. Niistä saatiin visteistä koriin kiinnittämisessä. Liimalasien etuna on pinnan saaminen korilin- enemmän huomiota. kestävyyttä, turvallisuutta ja ajomukavuutta, koria muutettiin umpinaisemmaksi menetelmällä kaarevampia ja korin muotoja mukailevia. 1950-luvulla panorama- jan kanssa täysin samaan tasoon, mikä osaltaan tekee korista aerodynaamisemman. Maski on ollut se asia jolla on korostettu luksusautojen paremmuutta, koris- ja koreissa alettiin käyttää laseja. Alun perin lasit olivat suoria, lasile- tuulilasi oli innovaatio, jonka avulla näkyvyys parantui. Koska panorama-tuulilasi Jostain syystä sisään vedettyjen ikkunoiden luoma visuaalinen ilme tuo ihmisille telemalla ja jopa kultaamalla niitä. Maskien muotoilun kulta-aikana voidaan vystä muotoon leikattuja paloja. Tuona aikana käytettiin kaartui kulmistaan voimakkaasti taaksepäin, saatiin A-pilarit pois mielikuvan jykevästä tai kestävästä autosta. Ehkä assosiaatio tankkien tai turva- pitää 50-lukua. Silloin amerikkalaisissa siipiautoissa kokokromiset maski-puskuri tavallista lasia nykyajan karkaistun turvalasin si- näkökentästä. Ongelmaksi muodostui kuitenkin A-pilarin autojen kanssa on tässä tapauksessa ilmeinen. Huono puoli syvään vedetyissä yhdistelmät veivät kaiken huomion keulalta. Tästä syystä näitä autoja kutsuttiin- jaan. Tavallinen lasi muodostaa rikkoutues- ja oviaukon muodostama terävä kulma, joka oli ta- ikkunoissa on kuitenkin niiden aiheuttama ilmavirtausten pyörteily, mikä hei- kin dollarihymyiksi. Materiaalien kehittyessä myös maskeihin alettiin käyttää saan sirpaleita, jotka ovat todella terä- paturma-altis kuljettajan noustessa autoon. Kaa- kentää aerodynaamisuutta ja lisää kulutusta. muitakin raaka-aineita kuin kromattua tai ruostumatonta terästä. Niitä alettiin viä ja ovat näin ollen kolaritilanteessa revien tuulilasien jälkeen myös sivulaseja alet- Tämän hetken ilmeisenä trendinä on pilari ja kattorakenteiden yhdistäminen valmistaa muovista, sillä se oli kevyempää ja edullisempaa. Muovista oli myös hengenvaarallisia. Nykyajan tur- tiin muotoilla, jolloin saatiin muotojen ikkunapintoihin. Mustaksi maalatut pilarit yhdessä tasaiseksi leikatun kattolinjan helpompi tehdä monimutkaisempia muotoja ja niihin oli mahdollista integroida valasit murenevat pieniksi pa- jatkuvampi linja myös kyljissä. Lasit kanssa muodostavat visuaalisen mielikuvan lasipintojen jatkuvuudesta koko au- erilaisia kiinnikkeitä. Toki muovinen maski menee helpommin rikki kuin metal- loiksi rikkoutuessaan, jolloin oli kiinnitetty yleensä koriin tii- ton ympäri. linen, mutta se on myös halvempi ostaa varaosana. ne eivät tuota teräviä sirpa- visteiden avulla, mutta myö- Myös tuulilasin koko on muuttunut koko ajan suuremmaksi ja monissa kon- Mallien muuttuessa on helppo huomata automerkkien ottaneen tiettyjä pe- leita. Ford oli ensimmäi- hemmin alettiin käyttää myös septeissa näkeekin koko katon läpi kulkevia lasikattoja. Lasikattojen ja korkealle rinteisiä piirteitä maskien muotoilusta uusiin malleihin muotoilun jatkuvuuden nen valmistaja joka käyt- liimaa apuna. vietyjen tuulilasien haittapuolena ovat kuitenkin kolaritilanteet. Suomen kaltai- takaamiseksi. Tästä esimerkkinä on BMW:n tunnetuksi tekemä ti laminoituja laseja Vasta 1990-lu- sissa maissa myös törmäys hirveen- tai peuraan lasikattoisella autolla voi olla tuplamunuais-design. autoissaan. Laminoin- vulla alettiin kohtalokas. Katon etureuna on se kohta, joka estää eläintä pääsemästä kolarissa Polttomoottorien tarina alkaa olla lopussaan. Nyt on aika elvyttää sähköautot nissa kahden lasin vä- luopua ikku- korin sisälle. Jos kyseessä on lasinen katto tai korkea tuulilasi eläin tulee suoraan jälleen toimintaan. Muotoilu tulee muuttumaan, koska tekniikka muuttuu. Säh- liin tulee ohut kalvo, noiden tii- etumatkustajien päälle. köautoissa ei ole tarvetta jäähdyttäjälle, sillä sähkömoottori ei tarvitse vesikier- joka rikkoutues- Lasien kehitys on muun tekniikan mukana tullut eteenpäin, mutta sillä toista jäähdytystä. Ilman jäähdyttäjää ei ole myöskään tarvetta suurelle maskille saan pitää palaset alueella on vielä paljon uusia mahdollisuuksia. Erilaisia heijastusnäyttöjä keulassa. Silti monissa tämän hetken sähköautokonsepteissa näkyy olevan trendin yhdessä. on jo kokeiltu, mutta se on vasta alkusoittoa. Tulevaisuudessa laseihin mukaisesti varsin dominoiva maskielementti. Pitääkö siis maskin silti löytyä au- Tekniikan on mahdollista yhdistää yhä enemmän käyttöliittymiä ja niitä voi ka- tosta, vaikka sen olemassaololle ei ole enää käytännöllisiä perusteita? Mielestäni kehittyessä navoida vaikka viihdetekniikkaan pitkillä matkoilla. Myös lasipinto- ei, sillä juuri tällaisten asioiden poistamisen kautta, saadaan uusia innovaatioita myös la- jen muotoilu esimerkiksi aerodynaamisuutta parantavaksi ”golfpal- ja muutoksia hieman seisahtaneeseen muotoiluun. sien val- lo” pinnaksi voi olla yksi vaihtoehto parantaa ajoneuvojen mistus energiatehokkuutta. Pintaratkaisua voisi hyödyntää esimerkiksi (Lähdeaineisto: Oma kokemus) kattolaseissa ilman pyörteilyn estämiseksi.

(http://www.classicandperformancecar.com/)

24 25 BMW Isetta, Kuvalähde: www.magiccarpics.co.uk Kuvalähde: library.thinkquest.org Kuvalähde:

3.6 Pyörät

Hevoskärry oli auton edeltäjä 1800-luvun alussa. Koska ensimmäiset autot tiin pitkään puuta. Puu todettiin kuitenkin pian kestämättömäksi, ja vanteita Alumiinin hinta raaka-aineena oli kuitenkin niin kallis, että varsinaiseen mas- osansa polttoaineen kulutuksesta. Eräs ratkaisu pyörän koteloihin on fenderskir- pohjautuivat näihin kärryihin, oli niissä puiset kärrynpyörät. Puusta tehdyt pyörät alettiin valmistaa teräksestä. Teräsvanteita käytetään vielä nykyisinkin autojen satuotantoon ne eivät silloin päässeet. Ne olivat harvojen luksusautojen omista- tit eli pyöränaukkojen suojapaneelit. Ne muodostavat jatkuvan pinnan auton olivat melkoisen kovat ajaa ja autoista puuttui lisäksi kunnollinen jousitus. Teho- ensiasennusvanteina, sillä ne ovat kestäviä ja edullisia valmistaa. Teräsvanteet jien herkkua. 1990-luvun lopulla alumiinivanteiden myynti alkoi nousta ja ny- kylkeen, sulkien pyöränaukon. Nykyautoihin harvemmin tehdään näitä panee- jen kasvaessa puupyörät rikkoutuivat turhan usein, sillä ne eivät joustaneet tar- yleensä koristellaan pölykapselein, jotka estävät lian ja pölyn kertymistä pyörien kyään ne ovat yksi eniten myydyistä jälkiasennustuotteista mitä autoon on leita, sillä niiden istuvuus auton nykyaikaiseen muotoiluun sekä muuhun ole- peeksi. Kumin jalostamisen kehittyminen antoi mahdollisuuden valmistaa ilma- laakereihin. Tosin nykyään laakerit ovat jo itsessään suojattuja, joten niiden suo- mahdollista ostaa. Malleja ja kokoja on tuhansia, ja nykyään uusien autojen mukseen ei oikein sovi. Uusia mahdollisuuksia paneeleille varmasti keksitään ja täytteisiä renkaita. Vuonna 1888 John Dunlop keksi ensimmäiset toimivat jaamiseen ei tarvitse kapseleita. Nimi onkin muuttunut aikojen saatossa pöly- muotoilussa on otettu myös vanteet entistä tarkemmin mukaan suunnittelupro- muutamia olemme jo saaneet nähdä autotehtaiden konseptimalleissa. Audin i- ilmatäytteiset renkaat, nämä renkaat olivat polkupyöriin. Tästä innostuneena kapseleista koristekapseleiksi. sessiin. ”Vanteet tekevät auton” kuten nykyisin sanotaan. Robot -elokuvaan valmistamassa konseptissa pyörän aukkoja ei ole ollenkaan, monet alkoivat kehittää renkaita myös autoihin ja vuonna 1911 Phillip Strauss Nykyään lähes kaikki erikoisvanteet valmistetaan alumiinista, tai tarkemmin Auton pyörien ongelmana on niiden vaikutus aerodynaamisuuteen. Vanhem- vaan pyörät toimivat auton alla. Tämä ratkaisu kuitenkin edellyttää alustaratkai- kehitti ensimmäisen sisärenkaalla toimivan rengasratkaisun autoon. Muutamaa ottaen alumiiniseoksesta. Tämä mahdollistaa vanteen pysymisen kevyenä, vaikka missa autoissa oli usein suuret pyöränaukot ja renkaat olivat todella syvällä sisällä sujen uudelleentutkimista sekä renkaiden sijoittamista niin että ne yleensäkin vuotta myöhemmin julkaistu T-Ford olikin jo varustettu ilmarenkain. Loppu vanteen koko kasvaakin. Alumiinin ongelmana on kuitenkin sen pehmeys, joten niissä. Nämä suorastaan kauhoivat ilmamassan sisäänsä ja tällöin auto tietenkin mahtuvat kääntymään. Toisaalta tässä rakenteessa ulkonäkö on varsin uskottava, onkin sitten historiaa. Vasta vuonna 1954 Packardissa oli sisärenkaattomat Tu- alumiinivanne rikkoutuu helposti. Vaikka alumiinivanteita alettiin tarjota mark- kulutti enemmän energiaa pyrkiessään eteenpäin. Uusissa autoissa renkaat ovat ja luulen että kuluttajalle se kelpaisi sellaisenaan. beless-renkaat, vaikka ne oli keksitty jo vuonna 1903. Vanteiden puolissa käytet- kinoille laajemmin vasta 80-luvulla, niin niitä oli käytössä jo 50-luvullakin. hyvin lähellä kaarta, ettei ilmavirta pääse pyöränkoteloon. Silti ne vaativat oman (Lähdeaineisto: wikipedia.org & Oma kokemus)

26 27 Kuvalähde: iles.vau-max.de

3.7 Hyötyajoneuvojen kehityksestä

Yksi syy ajoneuvojen syntymiseen on ollut asioiden kuljetta- pakettiauton pohjalle rakennettua sähköautoa lähinnä postin minen rasittamatta ihmistä. Autolla kuljetettiin aluksi lähinnä käyttöön. Tällähetkellä valmistusta ei enää ole, sillä pohjana toi- ihmisiä paikasta toiseen, sen ollessa nopea ja vaivaton vaihtoehto mivaa automallia ei enää tuoda eurooppaan. Valmistuksen lop- kävelemiselle ja hevoskärryille. Pian kuitenkin huomattiin että pumisen myötä myös postin kiinnostus ELCAT:iin loppui auton avulla myös tavaroiden kuljetus nopeutui ja helpottui. 2000-luvun taitteessa. Autojen lukuisat ongelmat liittyen akkui- Ensimmäisiä autojakin käytettiin jo tavaroiden kuljettamiseen, hin ja lyhkäisiin toimintasäteisiin lopulta pakottivat postin pois- ja niitä muokattiin käyttötarkoitukseen sopivimmaksi. Aikaiset tamaan ELCAT:it kalustostaan. Nykyisin Itellaksi muuttuneella kuljetusautot olivat usein muunnoksia sen ajan henkilö- ja kuor- Postilla on edelleen kiinnostusta vaihtoehtoisiin kuljetusautoihin. ma-autoista, joihin oli lisätty lava tai tavaratila ohjaamon taakse. Itellan tavoitteena on lisätä vaihtoehtoisten ajoneuvojen osuutta 1940-luvun alussa Citröen kehitti ensimmäisen nykypäivän laa- kuljetuskalustosta 40%:in vuoteen 2020 mennessä. Samalla Itella tikkomaista pakettiautoa muistuttavan TUB:n. Mallin suurimpia edellyttää myös ympäristöystävällistä kalustoa alihankkijoiltaan. innovaatioita oli uusi liukuovi, joka vei hämmästyttävän vähän Sähköisille hyötyajoneuvoille on siis selvästi kysyntää, ainoastaan tilaa avattaessa ovea. Tämä tietenkin helpotti tavaran lastausta tarjonta puuttuu. ahtaissa tiloissa. Merkittävää oli myös se, että TUB:sta tehtiin 100 Pakettiautot ovat tähän mennessä olleet mielestäni väliinputo- sähkökäyttöistä versiota. Vuonna 1947 Citröen julkisti HY:n eli ajia kehityksen suhteen. Pakettiautohan on yleisesti työkalu, ja tuttavallisemmin Camionetten, joka pohjautui pääosin TUB:iin. siinä arvostetaan enemmän kestävyyttä ja toimivuutta kuin ulko- Automallille oli selvästi kysyntää, sillä niitä varioitiin entistä mo- näköä ja ergonomiaa. Oman kokemuksen perusteella kuljettajan ninaisempiin käyttötarkoituksiin. Myös muut autovalmistajat työympäristö ei monessa tapauksessa ole kovinkaan miellyttävä. huomasivat kysynnän ja julkistivat omat pakettiautomallinsa. Ohjaamo on useimmiten ahdas ja pitkän kuljettajan on lähes Menestyneimpiä eurooppalaisia pakettiautomalleja nykyään mahdotonta saada hyvää ajoasentoa. Kuljettajan työympäristön on Toyota Hiace, Volkswagen Transporter, Ford Transit sekä viihtyvyydestä tingitään suuremman tavaratilan aikaansaamisek- Mercedes Benz Vito. Monet valmistajat käyttävät keskenään sa- si. Kuljettaja kuitenkin viettää suurimman osan päivästä istues- maa pohjalevyä ja jopa samaa koria malleissaan. Esimerkiksi saan autossa ja jopa ruokailee siellä. Tämän vuoksi varsinkin er- Citröen Jumper, Peugeot Boxer, Fiat Ducato ja Iveco daily ovat gonomiaan on syytä kiinnittää erityistä huomiota, sillä selkävaivat käytännössä sama auto. ovat ammattikuljettajien yleisin sairaus. Myöskin työympäristön Täysin sähkökayttöisiä pakettiautoja ei ole markkinoilla näky- monipuolistaminen ja toimintojen tarkastelu on suotavaa. Taval- nyt, vaan ne ovat yleensä olleet valmiista automallista sähköau- lisen toimistotyöntekijän viihtyvyydestä ja ergonomiastakin huo- toksi muutettuja ajoneuvoja. Näitä autoja on valmistettu yleensä lehditaan, joten miksi siis ei myös huolehdittaisi kuljettajan hy- julkisiin kuljetustarkoituksiin kuten postin käyttöön. Suomalai- vinvoinnista. Kuljettajan toimisto liikkuu kaikenlisäksi tien sena esimerkkinä ELCAT, joka aloitti sähköautojen kehittämisen päällä, mikä lisää loukkaantumisriskiä huomattavasti. 1974. ELCAT ehti valmistaa 160 kappaletta Subarun pienois- (Lähdeaineisto: www.wikipedia.org & oma kokemus)

28 29 Kuvalähde: www.valmet-automotive.com Kuvalähde:

4. Toimeksiantaja ja toimeksianto 4.2 Toimeksianto

4.1 Eero Miettinen Opinnäytetyön kattava osuus: Jatkokehitys opinnäytetyövaiheen jälkeen:

Teollinen muotoilija Eero Miettinen on työskennellyt muotoilijana suoma- muotoilusta. Vuodesta 1998 vuoteen 2009 hän toimi Nokian palveluksessa Å Suunnittele sähkökäyttöinen hyötyajoneuvokonsepti Å Alkuperäisajatuksena oli tarjota konseptia suoraan Valmet laisessa kuorma- ja henkilöautoteollisuudessa ja korkean teknologian yrityksissä. muotoilujohtajana. Hän on johtanut suurta muotoilutiimiä ja korostaa paitsi pienkuljetuskäyttöön. Automotivelle jo opinnäytetyön aikana. Pohdittuamme asiaa Hänellä on myös laaja-alainen kokemus yritysten kansainvälistymisestä ja sen ammattikunnan sisäistä myös yrityksen muiden ammattiryhmien yhteistyön Å Mahdollisia käyttäjäehdokkaita on esimerkiksi Itella ja Eeron kanssa, päätimme tehdä opinnäytetyön ensin valmiiksi ja muotoilijoille asettamista vaatimuksista. Nykyään hän toimii muotoilun profes- merkitystä tuotteen aikaansaamisessa. erilaiset kuljetuspalveluyritykset. miettiä konseptin tarjoamista Valmet Automotivelle jatkokehitystä sorina Aalto yliopistossa. Opetusta Eero Miettinen on hoitanut yli 20 vuoden ajan Taideteollisen kor- Å Auton tulee käyttää akkuteknologiaa ja sähkömoottoreita varten vasta sen jälkeen. Valmistuttuaan Taideteollisesta korkeakoulusta vuonna 1980 Eero Miettinen keakoulun teollisen muotoilun osastolla ja Teknillisessä korkeakoulussa. Palkittu voimanlähteenä. Å Jatkokehitysosuudessa keskitytään ensimmäisen vaiheen konseptin aloitti uransa Oy Sisu-Auto Ab:ssä, jossa hän suunnitteli raskaita ajoneuvoja, teollinen muotoilija sanoo opetustyön olevan itselleen mieluisaa ja tarjoavan Å Tavoitteena tuottaa uusia innovaatioita kuljetusautoon ja haastaa ongelmakohtien ja virheiden korjaamiseen. teollisuustraktoreita ja kuorma-autoja. Oy Saab-Valmet Ab:n muotoilupäällik- mahdollisuuden pohdiskelevaan ja kokeelliseen lähestymistapaan muotoilua koh- nykyisen auton rakenne. Å Ajoneuvon sisätiloihin ja eritoten kuljettajan ergonomiaan könä toimiessaan Miettinen keskittyi henkilöautosuunnitteluun, jolloin hän yh- taan. Vuoropuhelu opiskelijoiden kanssa ja kokemuksen kautta karttuneen tie- Å Referenssiautona Think City, mutta tarvittaessa akseliväliä ja raide- tutustutaan ensimmäistä vaihetta tarkemmin. dessä tiiminsä kanssa vastasi muun muassa avoautojen konsepti- ja vuosimalli- don välittäminen nuorille on tärkeää myös koko alan kehittymisen kannalta. leveyttä voi muuttaa perustellusti. Å Perehdytään auton tekniikan vaatimiin muutoksiin ajoneuvon Å Auton tarkkoihin teknisiin ominaisuuksiin ja mittoihin ei ole syytä rakenteisissa. perehtyä opinnäytetyö osuuden aikana. Å Ajoneuvosta tehdään mallinnusten perusteella vahamalli jonka avulla Å Tavarankuljetuksen standardimitoitukset tulee ottaa huomioon koripintojen virheet poistetaan ja korin design viimeistellään. tavaratilaa suunniteltaessa. Vahamalli pintakäsitellään ja viimeistellään lopulliseksi 1:4 Å Konseptin tulee sisältää ulkokuoren massoittelun ja muotoilun visu- pienoismalliksi. alisoinnit, sekä toimintaan, että auton käyttöön ja ominaisuuksiin Å Valmistetaan uudet esityskuvat tuotteesta. vaikuttavat tekniset ratkaisut. Å Työ tulee palauttaa 3D mallina ja siitä rendattuina esityskuvina.

30 31 Kuvalähde: www.thinkev.com

4.3 Referenssinä Think City

Valmet Automotive aloitti syksyllä 2009 Norjalaisen Think City sähköauton valmistuksen. Sen avulla heidän tietotaitonsa sähköajoneuvojen tekniikasta ja valmistuksesta kehittyy jatkuvas- ti. Thinkin alusta on erittäin toimiva ja mukava, joten se voisi toimia pohjana myös omalle konseptilleni.

Think numeroina:

Think City: 2 + 2 Istumapaikkaa Moottori: 30 kW sähkömoottori. Akut: Zebra 28,3 kWh natrium tai Enerdel, Li-ion tai A123, Li-ion Latausaika pistorasiasta: 13 h (80 % 9,5 h) Toimintasäde max: 170-203 km. Huippunopeus: 100 km/h Kiihtyvyys: 6,5 0-50 km/h/s Kustannus/200 km: 2 euroa Päästöt: 0 CO2 g/km Hinta Euroopassa euroa: noin 20 000 - 25 000 euroa

Mitat:

Pituus: 3120mm Leveys: 1604mm Korkeus: 1548mm Akseliväli: 1970mm Paino: 1038kg (Akut: 245-260kg)

32 33 Kuvalähde: www.sxc.hu Kuvalähde:

5. Käyttötilanteiden kartoitusta

5.1 Haastattelut

Tmi. Pikalähetti Karlsson, Lahti Lahden tavarataksit Oy Merca Autoasi, Lahti

Nykyinen auto? Ehdotuksia suunnitteluun? Nykyinen auto? Nykyinen auto? Mercedes Benz Vito 120CDI -Pitää olla hyvännäköinen, mieluiten kiilakeula, ei tylppäkeula. Esteetön pääsy Mercedes Benz Sprinter Mercedes Benz Vito, Citroén Jumper joka puolelta tavaratilaan, ovien tulisi aueta täysin auki, rulla/liukuovi. Millaista ajoa ajatte pienkalustolla? -Huomioi ongelmat kuten lika, lumi, materiaalin rasitus kuten alumiinin hapet- Millaista ajoa ajatte pienkalustolla? Millaista ajoa ajatte pienkalustolla? -Kaikki mikä ei ole lavalla, dynamiitista vauvanvaippoihin. Tietyt myymäläkul- tuminen, kevyet rakenteet, ota huomioon Materiaalin rasitus, komposiitti? Päivittäisiä myymälälähetyksiä sekä yksityisten ovelle paketteja ulkomaisten kul- Varaosakuljetuksia Lahti-Hollola-Järvelä-Hämeenkoski alueella jetukset, yritysten väliset kuljetukset, erikoiskeikat kaupungin ulkopuolelle. Kestävyys? Ekologisuus? Arvotavara ja kangaskuomu ei ole turvallinen. jetusyritysten puolesta. Materiaalin hyödyntäminen - mainokset? kangas? vedettävä lavetti? vasen Kuinka paljon ajatte päivittäin yhdella autolla? Kuinka paljon ajatte päivittäin yhdellä autolla? sivuovi? Kuinka paljon ajatte päivittäin yhdella autolla? n. 130-150km n. 200km/päivä Luotettavuus - turvallisuus. Noin 250km/ päivä Onko nykyisissä tai edellisissä kuljetusautoissanne ilmennyt ongelmia? Onko nykyisissä tai edellisissä kuljetusautoissanne ilmennyt ongelmia? Voisiko yrityksenne hyödyntää sähkökäyttöistä hyötyajoneuvoa? Onko nykyisissä tai edellisissä kuljetusautoissanne ilmennyt ongelmia? Vasemman sivuoven puute, automaattinen ovien lukitus -Tietyt tekniset ongelmat, ergonomisia ongelmia. Ehdottomasti! Se on valttia markkinoilla, ja luo yritykselle ekologisen kuvan. Astinlautojen puuttuminen rasittaa niveliä Voisiko yrityksenne ajaa sähköautolla? Millaisiin ongelmia yrityksenne ajokalustossa on ilmennyt? Mitkä ovat vaatimukset sille? Voisiko yrityksenne ajoja ajaa pienemmällä kalustolla? Kyllä, jos käyttösäde vain riittää päivän tarpeisiin. -Ovien avaaminen, vasemman sivuoven puute ja pakettiauton ajoasento ovat Luotettavuus, tarpeeksi pitkä toimintasäde, hieno ulkonäkö. Ei, rauhallisina päivinä se olisi mahdollista, mutta kiireisille päiville pitäisi kui- yleisimpiä ongelmia. tenkin olla isompi auto.

34 35 5.2 Tilastojen tutkimus

Julkaisu: Liikennetilastollinen vuosikirja 2009, Tilastokeskus

Henkilöautojen kulutus ja päästöt 2008: Polttoaineita 2 311 528 tonnia, josta 720 302 Diesel polttoainetta. Määrä vastaa 59.7% koko Suomen polttoaineen kulutuksesta vuodessa. CO2: 7 108 234 tonnia / 59,6%

Pakettiautojen kulutus ja päästöt 2008: Polttoaineita 395 313 tonnia, josta 383 359 Diesel polttoainetta. Määrä vastaa 10.2% koko suomen polttoaineen kulutuksesta vuodessa. CO2: 1 219 357 tonnia / 10,2%

Autot käyttövoiman mukaan 2008:

Henkilöautot, Bensiinikäyttöiset: 2 235 734 kpl, Dieselkäyttöiset: 446 815 kpl, Sähkökäyttöiset: 9kpl, Muut (mm. hybridit) 273 kpl.

Pakettiautot, Bensiinikäyttöiset 27 955 kpl, Autoja koko maassa (Suomi) Dieselkäyttöiset: 287 185 kpl, Sähkökayttöiset 101 kpl, Henkilöautot Muut 34 kpl. Pakettiautot Autoja yhteensä koko maassa 3 150 296 kpl. Kaikki autot päijät hämeen alueella Uudenmaan alueella 721 508 kpl. Kuvalähde: www.sxc.hu Kuvalähde:

36 37 Kuvalähde: www.sxc.hu Kuvalähde:

6. Tavoitteet ja rajaus

6.1 Toiminnalliset 6.2 Tekniset 6.3 Visuaaliset 6.4 Työn rajaus ja muotoilutehtävä

Konseptiauto kuuluu hyötyajoneuvo kategoriaan. Auton korirakenteet ovat Auton voimanlähteenä tulee olemaan sähkö ja virran se saa akuista. Akkujen Teen yksinkertaisia käyttötilannekuvia selvittääkseni ensin auton tilat ja niiden Työ rajataan opinnäytetyön osalta ajoneuvon ulkokuoreen ja sen visuaaliseen mahdollisesti modulaarisia, tai niiden toiminta on suunniteltu käyttötarkoituk- kokoon, merkkiin ja materiaaleihin en ota opinnäytetyössäni kantaa. Auton alus- mitat. Perusmittojen ollessa selvillä alan ideoida korin muotoja ja sen toiminnal- ilmeeseen. Ajoneuvon tekniset ratkaisut ja sen toiminta käsitellään pintapuoli- sen ja käyttäjän tehtävien helpottamiseksi. Ovien ja luukkujen lukumäärä mini- ta ja sen tekniset ratkaisut suunnitellaan hyödyntämään mahdollisimman paljon lisuutta. Luonnoksista valitaan yksi tai useampi idea, jota jatkokehitetään. Lo- sesti. Pääpaino on korin muotoilussa ja uuden ajoneuvoluokan aikaansaamisessa. moidaan ja niiden toimintaa ja muotoilua pohditaan nykyisistä poikkeavilla sähkötekniikan tuomia mahdollisuuksia. Suunnittelen komponentit visuaalisesti, puksi valitaan yksi idea, joka istutetaan aiemmin määritettyihin mittoihin ja Aikataulun sallimissa rajoissa hahmotellaan myös auton sisätiloja ja turvallisuus- ratkaisuilla. Konseptissa tullaan huomioimaan käyttäjän ergonomia. Esimerkiksi ottamatta kantaa niiden todelliseen toimivuuteen. Selvitän auton tarvitseman hiotaan konseptiksi. Ajoneuvo mallinnetaan 3D malliksi Rhinoceroksella ja sen ratkaisuja auton uskottavuuden parantamiseksi. autoon kulku ja tavaroiden lastaus ja purku täytyy olla luontevia. Ohjaamon akkukapasiteetin sen tarvitseman käyttösäteen perusteella. Luon auton perusmi- pinnat rendataan käyttäen Hypershot ohjelmaa. Mallinnuksen aikana voidaan Muotoilutehtävänä on suunnitella auton kori ja määritellä sen massoittelu ja ergonomian selvittämiseksi havainnoin sitä valmistamalla siitä yksinkertaisen 1:1 tat tutkimalla nykyisten pakettiautojen kokoja ja Think alustaa. vielä muuttaa korin designia ja ratkaista mahdollisesti ilmaantuneita ongelmia stance. Korin muotoilussa keskitytään pääasiassa isoihin kappaleisiin ja yleisil- hahmomallin. Selvitän miten akseliväli ja raideleveys vaikuttavat korin ulkonäköön. Auton liittyen auton mitoitukseen ja toimintaan. meeseen. Detaljitason muotoilut hiotaan opinnäytetyön jälkeisessä toisessa vai- Tavaratilan kokoon otan kantaa tutkimalla nykyisten standardimittaisten kul- lopullinen visuaalinen olemus määrittää rengaskoon ja maavaran. Konseptista tehdään esityskuvat etu, taka ja sivu projektioista sekä luonnolli- heessa. Auto mallinnetaan todellisessa mittakaavassa ja apuna käytetään ihmisfi- jetuskollien kokoja, ja miettimällä miten niitä saadaan järkevästi mahdollisim- Turvallisuus täytyy perustella pintapuolisesti esityskuvissa näkyvillä seen ympäristöön syvättyjä käyttötilannekuvia. Kuvista on tarkoitus saada mie- guureita oikean koon hahmottamiseksi. man paljon kuljetettua kerralla. Auton käyttötarkoituksen varioimista varten rakenneratkaisuilla. likuva myös auton mahdollisista käyttäjistä tai käyttäjäyrityksistä. Ohjaajat: Eero Miettinen, Ari Känkänen ja Sami Hyyryläinen. tutkin myös henkilökuljetuksen mahdollisuuksia sekä tarvittavia tiloja.

38 39 7. Suunnitteluprosessi

7.1 Koon hahmotus

Tarkoituksenani on suunnitella ajoneuvo, jolle ei ole varsinais- ta kokoluokkaa. Koon hahmotus tuntui minusta luontevalta ta- Think City Thinkin perusmittojen mukainen laatikko Kuljettajan istuimen korotus pakettiautomaiselle tasolle valta aloittaa suunnitteluprosessi. Näiden yksinkertaisten sivukuvantojen avulla on mahdollista havainnoida auton massoittelua ja sen tilatarpeita. Oheisesta ku- vamateriaalista on helppo huomata, mitä asioita on jouduttu muuttamaan lähtökohdaksi valitun Think City auton mittoihin verrattuna. Valittu mittakuva on suuntaa antava, ja helpottaa muodonantoa. Mitat ovat myös suuntaa antavia, ja on oletettavaa että ne muuttuvat lopulliseen versioon.

Sivut 40 - 43: Lähtökohta, kuljettaja ja standardimittaisten kuljetuskollien so- vittaminen tavaratilaan.

Sivut 44-45: Massoittelun peruselementtejä Kuljetuslaatikkoja ei mahdu järkevää määrää Tilaa suurennettu, laatikkoja mahtuu 3 riviä Samaan tilaan mahtuu 4 riviä laatikoita toisinpäin

Sivut 46-47: Koon vertailu Think Cityyn ja Volkswagen Transporteriin

= Ongelmakohta

Henkilökuljetukselle ei ole riittävää tilaa Tilaa suurennettu, mutta kuljettajan varpaat on ahtaalla Tilaa suurennettu

40 41 Sivukuvat ovat mittasuhteiltaan suhteutettu standardikokoisiin lava ja kuljetus- 1000mm x 150mm. Erittäin harvoihin tämänhetkisiin pakettiautoihin mahtuu laatikko -elementteihin. Yksinkertaisilla kuvilla on mahdollista hahmottaa tava- täyskorkea 2400mm lavakaulus, joten päätin ottaa vertailulavaksi puolilavan. Se ratilaan mahtuva lavamäärä ja lavan korkeus. Monet kuljetuspalveluyritykset on tilanteesta riippuen joko 1000mm tai 1200mm korkea. käyttävät erilaisia kuljetuslaatikkoja apuna toimitusten pitämisessä järjestyksessä Autoon mahtuvien henkilöiden määrä on vielä tässä vaiheessa määrittelemättä, auton tavaratilassa. Laatikot ovat yleensä standardisoitu 600mm x 400mm x joten kuljettajan tarkkaa paikkaa on hankala hahmottaa. Sivukuvannosta käy 300mm kokoisiksi. kuitenkin ilmi että tilaa on riittävästi vähintään kahdelle henkilölle ja mahdolli- Tarkoituksenani on suunnitella tavaratilan pohjaosuus niin, että standardilaati- sesti jopa kolmelle, mikäli penkit eivät ole täysin linjassa. koita mahtuu tilaan järkevästi, eikä reunoille jää turhaa tilaa. Kuvan raideleveys on myöskin täysin suuntaa antava ja se on määritettävä tek- Lava 1000mm x 1200mm Pyöränkotelot ovat hieman tiellä Lava mahtuu helposti tavaratilaan pituussuunnassa. Kuormalavoja on Suomessa käytössä kahta erilaista FIN- ja EURO -lavoja. Fin- nisten ratkaisujen jälkeen uudelleen. lavan koko on 1200mm x 1000mm x 150mm ja Euro-lavan koko on 800mm x

Kaksi kuljetuslaatikko riviä mahtuu Kolme kuljetuslaatikkoriviä mahtuu Fin-lava mahtuu tähän mitoituk- poikittain. pituussuunnassa. seen myös poikittain. Kuljetuslaatikkoja mahtuu kahteen riviin kahdeksan Ja kolmeen riviin yhdeksän kappaletta kappaletta

Erilaisia lastausvaihtoehtoja Erilaisia lastausvaihtoehtoja Pohjan korottamisella saataisiin täysin tasainen ja leveä lattia, mutta Thinkin mitat verrattuna valittuun Thinkin etukuvanto Valittuun kokoon mahtuu jopa tila madaltuisi huomattavasti. kokoon. kolme henkilöä. 42 43 1.

Massoittelun peruselementtejä

Näissä massoittelukuvissa hain pohjaa auton mahdolliselle ra- kenteelle. Harkitsin tavaratilan ja hytin irrottamista toisistaan erillisiksi kokonaisuuksiksi ja niiden vaikutusta ajoneuvon ulkomuotoon.

1. rivi, keulan kiilamaisuuden hahmottamista 2. 2. rivi, palikkamaiset erilliset moduulit

3. rivi, erilliset moduulit kiilamaisella keulaosalla

Silueteista päädyin käyttämään eri versioista huolimatta tavan- omaista yksiosaista laatikkomaista korirakennetta. Korirakenteen muuttaminen olisi jälkikäteen kuitenkin mahdollista luonnosvaiheessa. Tietyt korotukset tavaratilassa toisivat kyllä lisäarvoa tavarati- lan koon suurentumisella, mutta auton pieni koko ja sitä myöten sen tunnistettavuus kärsisi liikaa. Moduulirakenteet tarvitsisivat lisää perusteita ollakseen toimivia pelkän visuaalisuuden lisäksi. Monet reunarakenteet kuitenkin vievät tilaa sisältäpäin, jonka 3. perusteella yksinkertainen laatikkorakenne on tilavampi ja näin ollen käytännöllisempi.

44 45 Koon vertailu Think Cityyn ja Volkswagen Transporteriin

Vertailuautoiksi valitsin aimmin määritellyn Think Cityn lisäksi Volkswagen Sivukuvaan on helppo tehdä muutoksia, joten päätin kokeilla myös maavaran Transporterin. Transporterin valitsin siksi, että se on yleinen ja varsin suosittu korottamista ja isompia renkaita. Kuvasta tulee kuitenkin heti mielleyhtymiä pakettiauto. crossovereihin ja citymaastureihin, joten päätin pysyä alkuperäisessä versiossa. Kuvista voidaan huomata, että konseptin akseliväli on kasvanut Thinkiin näh- den n. 300mm, mutta kokonaispituus on vain n. 200mm pidempi. Kattokorkeus Alustavat mitat: on kasvanut noin neljänneksellä. On huomioitavaa kuitenkin, että keulasta puuttuu vielä kaikki rakenteelliset osat, jotka tarvitsevat tilaa. On perustellumpaa Pituus: 3400 mm mieltää konseptin mitat sisämitoiksi tässä vaiheessa työtä. Leveys: 1800 mm Vertailukuvista Transporteriin on huomioitava, että konseptin tavaratila on Korkeus: 1900 mm suhteellisen suuri auton muuhun ulkokuoreen nähden. Tämä on ainoastaa hyvä Akseliväli: 2300 mm asia, sillä vähitellen alkaa selvitä polttomoottoriautoissa niiden tekniikan viemä osittain jopa turha tila.

46 47 7.2 Hahmomalli ohjaamosta

Jo ennen projektin alkua olin päättänyt, että jonkin asteinen hahmomalli on tehtävä ohjaamosta. Olin kehitellyt eteenpäin taittuvaa ohjauspylvästä, joka ei veisi tilaaohjaamosta poistuttaessa. Käytännössä malli koostui euro-lavasta, penkistä, ratista ja puusta tehdyistä apulaitteista. Itse mallin rakentaminen on varsin luonnollista puuhaa minulle, sillä kokemusta siltä saralta on karttunut jo ennen koulutusta. Ongelmaksi muo- dostui kuitenkin konkreettisen suunnitelman puuttuminen ja mallia rakennettiin mutu-tuntumalla. Kun olin saanut mallin mitat rakennettua mielestäni sopiviksi, pyysin kahta koehenkilöä testaamaan mallia. Koehenkilöiden avulla pystyin huomioimaan mittojen sopivuutta eri pituisilla henkilöillä.

Koehenkilöt: Iida, 161cm Jukka, 188cm

Suunnitelmat kuitenkin muuttuvat, ja niin kävi tämänkin projektin kanssa. Mallin valmistuttua olin samaan aikaan jo aloittanut luonnostelun ja ideoinnin ja uudet ideat tuntuivat olevan täysin erilaisia kuin alkuperäiset. Lopulta tein päätöksen että en käytä hahmomallissa esiteltyä ideaa lopullisessa konseptissani. Projekti oli tässä vaiheessa vasta alussa, joten ajankäytöllisesti mallin tekeminen ei vaikuttanut työn etenemiseen.

48 49 7.3 Ideoita ja luonnoksia

Koon ollessa selvillä, oli luontevaa aloittaa auton luonnostele- minen ja massojen sijoittelu. Tavoitteena oli tuottaa mahdollisimman paljon uusia ideoita ja ajatuksia, joista valitaan muutama jatkokehitykseen. Seuraavilla aukeamilla esittelen luonnosvaiheen ideoita ja pro- sessin idean kehityksestä konseptiksi. Luonnokset ovat aikajärjes- tyksessä ja ympyröidyt luonnokset ovat sen hetkisiä valintoja jatkokehitykseen. Nykyisestä agressiivisesta muotoilusta poiketen oma tavoittee- ni oli luoda autosta positiivisuutta korostava, määrätietoisen ja iloisen näköinen menopeli. Tämä valinta on perusteltua auton käyttöarkoituksella, joka on tavaran kuljetus. Auto saattaa olla parkkeerattuna keskelle tietä purkamisen ja lastauksen aikana, jolloin se haittaa muuta liikennettä. Auton iloisella ulkonäöllä on kuitenkin mahdollista vaikuttaa muihin tienkäyttäjiin positiivi- sesti, eikä tientukko pääse keljuttamaan kanssa-autoilijoita niin pahasti. Myös konsepti nimi tuli esille luonnosten myötä; Elmo.

50 51 53 52 53 Luonnostelun anti Elmo ” Module ”

Aikani luonnoksia piirreltyäni päätin vaihtaa esitystekniikkani Tässä konseptissa on edestä aukeava ovi ja modulaarinen ko- tietokoneavusteiseksi. Adobe Photoshop on tullut itselle tutuksi rirakenne, joka mahdollistaa eri osioiden muuntelun ja vaihta- useiden aiempien projektien kohdalla, ja se on minulle työtapana misen. Etuluukku aukeaa kahdessa osassa. Tarkoituksena on jopa käsin piirtämistä luontevampaa. pienentää luukun viemää tilaa sen auetessa, mikä tuntui alussa Skisseistä löytyi kuitenkin uusia ideoita konseptiin, joista mai- järkevältä, mutta pohdittuamme asiaa Eeron kanssa päädyim- nittavimpana on etuluukku. Tuijotettuani pari kuukautta erilaisia me yksiosaiseen luukkuun sen yksinkertaisuuden konsepteja ja ajoneuvoja, päähäni pälkähti että miksipä ei, miksi vuoksi. ei hyödyntää jo olemassa olevaa ratkaisua oveksi, mutta vaihtaa sen paikka auton takapäästä auton etupäähän. Idea ei ole uusi. Edessä olevia ovia on jo ollut aiemminkin autoissa. Tästä esimerkkinä BMW Isetta vuodelta 1959. Tosin Isetassa ovi aukesi sivulle, kun taas omassa konseptissani luukku aukeaa ylöspäin, kuten normaaleissa nykyajan farmariautoissa. Vastaavia luukkuja on siis liikennekäytössä nykyään, mutta miten on kolariturvallisuuden laita? Mielestäni tässä vaiheessa ovirat- kaisun olemassaolo riittää konseptissa perusteeksi sen turvallisuu- delle. Aivan varmasti turvallisuusratkaisuja joutuisi tuotantomal- liin miettimään pitkään ja hartaasti, mutta jos ei ota riskiä ei myöskään synny mitään uutta. Kävimme asiasta Miettisen Eeron kanssa lukuisia keskusteluja ja lähinnä olin itse se, joka kyseen- alaisti koko idean. Eero kannusti kuitenkin kokeilemaan uutta ratkaisua. Perusteltuani asian lopulta myös itselleni olin valmis jatkamaan etuovellista ratkaisua konseptiautoksi.

54 55 Elmo “ Square “

Tätä konseptia lähdin työstämään olemassa olevan auton Sci- on Cuben pohjalta. Tavoitteena oli tutkia miten kuution malli- sesta autosta saadaan tunnistettava. Lopputuloksesta voidaan kuitenkin olla montaa mieltä, mutta yhdistettävyys matalalatti- aiseen raitiovaunuun ei välttämättä ole se asia mitä olen hake- massa. Toisaalta auto on kuitenkin oudolla tavallaan hieno, joten se valittiin toiseksi työstettäväksi kohteeksi ennen lopullista kon- septin jäädytystä.

56 57 Elmo “ Kinetic “

Aloin miettiä auton olemusta uudelleen ja päädyin kokeile- maan hieman terävempiä leikkauksia ja agressiivisempaa ilmettä. Autosta tuli mielestäni paljon uskottavampi ja näyttävämpi muu- tosten myötä. Tässä vaiheessa olin miettinyt jo luukun aukeamis- ta kauempaa katolta. Tällöin vipuvarsi ei ala edestä ja näin ollen luukun aukeaminen ei vie niin paljoa tilaa auton etupuolelta.

58 59 7.4 Muodon jäädytys

Elmo “ Round “

Photoshop-luonnoksista valittiin jatkoon Square ja Kinetic, Koska tämä konsepti miellytti kumpaakin osapuolta eniten, mutta päätin silti tehdä vielä yhden version: Roundin. Roundia päätettiin jatkaa ainoastaan sitä. Seuraavana työvaiheena oli ei ole varsinaisesti jatkettu aiemmista luonnoksista, mutta Squa- suunnitella auton perä. Autoon tulevat luukut piti suunnitella, resta ja Kineticista on otettu tiettyjä mielenkiintoisia piirteitä kuten myös tuottaa projektiokuvat mallintamista varten ja tar- siihen. kistaa auton mitat ihmisfiguurien avulla. Konseptissa on näissä Vasemmanpuoleinen pieni kuva on Roundin alkuperäinen kuvissa myös ylisuuret vanteet ja renkaat, mitkä eivät tietenkään luonnos, jota muokattiin Miettisen Eeron ohjeiden mukaisesti tule lopulliseen konseptiin mukaan, vaan mittasuhteet pitää linjakkaampaan suuntaan. Oikean sivun kuvissa kummassakin muuttaa pienemmille pyörille sopiviksi. on irrallinen tuulilasi, a-pilarit jatkuvat suoraan katolinjaan ja Seuraavilla sivuilla Esittelen suunnitteluprosessin vaiheet, va- kyljessä on vahva pokkaus, kun taas vasemman sivun isossa ku- linnat ja tekemäni projektiokuvat autosta photoshop-visualisoin- vassa autossa on selkeämpi kylkilinja ilman pokkausta. Siinä on teina ja viivapiirroksina mittoineen. myös kylkiin kääntyvä tuulilasi selvästi irrallisilla mustilla a-pila- reilla ja pelkistetty etupuskuri.

60 61 Nelipyöräohjaus

Koska kyseessä on täysin sähköllä toimiva ajoneuvo, päätin ottaa tekniikasta, tai oikeastaan sen suomasta vapaudesta, mah- Normaaliohjaus dollisimman paljon irti. Nelipyöräohjaus tarkoittaa käytännössä sitä, että kaikki neljä pyörää kääntyvät. Hyvää tekniikassa on se, että tällainen ajoneu- vo vaatii huomattavasti pienemmän kääntösäteen kuin ajoneuvo, jossa kääntyy vain etupyörät. Tavallisimmin henkilöautoissa käytettävässä nelipyöräohjauk- sessa takapyörät kääntyvät vain hieman ja peilikuvamaisesti etu- pyöriin nähden. Offroad tyyppisissä ajoneuvoissa systeemiä on jatkokehitetty niin, että pyörät kääntyvät kummaltakin puolen sisäänpäin. Silloin auton on mahdollista pyöriä oman keskipis- Nelipyöräohjaus teensä ympärillä.

Kääntösäde

Tilantarve

Nelipyöräohjaus

Normaaliohjaus

Tilan hahmottelua 62 63 Luukut ja lasit

Tällä sivulla on hahmotelmia auton kylkeen sijoit- tuvista elementeistä. Hahmottelin autolle erilaisia ikkunapintoja ja luukkuratkaisuja etuoven ja taka- luukun lisäksi. Merkillepantavaa on, kuinka sivuikkunat muutta- vat auton olemusta aina pakettiautomaisesta pikku- bussiin ja maitoautoon. Tutkin sivuoven mahdolli- suutta avautua kuten nykyautojen kattoluukku, liukumalla pintapeltien sisään. Luukku olisi ollut mahdollista avata kosketustunnistimen avulla ilman kahvaa. Ongelmaksi muodostui korkealle kylkeen jatkuvat pyöränaukot nelipyöräohjausta varten. Kun pyöränaukko on edessä, jää sivuluukku liian korke- alle ja siihen olisi joutunut tekemään erillisen ala- osan, joka lasketaan alas klaffi -tyyppisesti. Mekanis- mi tuntui kuitenkin jo ajatuksena turhan monimutkaiselta, joten päätin hylätä sen. Mielessä pyöri myös peräkärryn kuomu -tyyppinen ratkaisu, jossa autosta olisi tehty käytännössä pick-up ja siinä olisi ollut kevyt kaasujousilla nouseva kuomu. Tehtyäni mittakuvat autosta ymmärsin, kuinka pieni se todellisuudessa onkaan. Pienuus vaikuttaa koriin siinä mielessä, että ei ole suuri kynnys lastata tavarat takaluukusta. Mikäli autossa on vain kaksi luukkua, saadaan siitä myös yksinkertaisemman oloi- nen ja toimivampi ratkaisu. Niinpä päädyin jättä- mään korin kyljet kokonaan ehjiksi etusivuikkunoita lukuunottamatta.

64 65 Perän muotokielen ja ilmeen hahmottelua

Valittu malli

66 67 Projektiot

Projektiokuvien tekeminen ei ollut niin helppoa kuin aluksi kuvittelin. Laitettuani ensimmäiseen sivuku- vaan noin 180cm pituisen istuvan miehen kuskiksi, olivat mittasuh- teet täysin pielessä. Katto kulki 1540 mm miehen rinnan korkeudella, jo- ten mittasuhteisiin täytyi tehdä suuria muutoksia. Kattoa täy- tyi korottaa reilusti, mikä edel- lytti auton stancen kannalta myös vyötärölinjan korottamis- ta. Auton saamiseksi jälleen sopu- 1710 mm suhtaisen näköiseksi oli myös akselivä- 3300 mm liä pidennettävä. Tässä vaiheessa mallinsin jo ensimmäiset vanteet jotka ovat kokoa 15 x 6.5 tuumaa. Uudet, huo- mattavasti aiempia pienemmät pyörät aiheut- tivat myös muutoksia rakenteessa, sillä alku- peräiset pyörän kaaret olivat uusiin pyöriin nähden aivan liian korkealla. Pyöränkäärien tiputtaminen alem- mas teki autosta huomattavasti tylsemmän, joten koko korin stancea oli jälleen muutettava entistä etukenoisempaan suuntaan. Lopulta sain sivu-, etu- ja takakuvannot valmiiksi, jol- loin pystyin tekemään niis- tä vektoripiirrokset. Niiden avulla pystyin aloittamaan mallintamisen. 68 69 Etuluukku

Uutuusarvon kannalta eteenpäin au- Luonnostasolla ideoimani etuluukku toimi alunperin ylöspäin aukea- keava ovi tuntuisi varsin mielenkiin- vana, kuten tavanomaisissa takaluukuissa. Tällätavoin aukeavassa ovessa toiselta ratkaisulta. Vastaavan ratkai- on kuitenkin tiettyjä ongelmia, joista suurinpana on oven suuri lasi- sun olemassaolon puute kuitenkin pinta ja siitä aiheutuva paino. Koska luukku on painava, se vaatii vähentää omia mahdollisuuksiani valtavasti voimaa auetakseen ylös asti. Tämä tarkoittaa, että oven perustella sen toiminta myös aukeamista on autettava muullakin kuin lihasvoimalla. Jos auke- muille ihmisille. mista helpotetaan sähkömoottorilla, tulee avaamisesta suhteellisen Ratkaisun aikaansaamiseksi lä- hidasta. Hitaus hankaloittaa auton käyttöä, sillä autosta poistumi- hetin kyselyn luokkatovereilleni nen ei tapahdu tarpeeksi nopeasti. Mekaaninen kaasujousiratkaisu siitä, minkä oven he valitsisivat ja toimisi suhteellisen varmasti, sillä lähes kaikki nykyisissä autoissa miksi. Vastaukset jakaantuivat melko- olevat takaluukut toimivat niiden avulla. Mikäli toinen kaasujousi lailla tasan kummankin oven puolesta, toimii työntävänä ja toinen vetävänä, saa niistä apua sekä oven avaa- mutta lisäarvoa kyselyn osalta antoi miseen että sulkemiseen. Auton keulan kiilamaisuus täytyy tarkistaa muutamat hyvät perustelut. Perusteluja tässä tapauksessa, sillä suorala keulalla oven avautuminen ylös vaatii oli kummankin oven kannalta puolesta ja myös paljon tilaa sen etupuolelta. vastaan. Eteenpäin aukeavan oven tapaukses- Pidimme palaverin asian tiimoilta Känkäsen Arin kanssa, jolloin sa niitä oli: uutuusarvo, mielenkiintoisuus, vai- kehitimme yhteistyössä idean eteenpäin aukeavasta ovesta. Tässä rat- kea kulku autoon, saranoiden kesto ja oven vau- kaisussa autoon noustaisiin astumalla oven päälle käyttäen sitä astinlau- rioitumien sen osuessa edessä olevaan esteeseen. tana. Oven avaaminen varsinkin sisäpuolelta tuntuisi luontevammalta, Ylöspäinaukeavan perustelut olivat: varma toimin- sillä painovoima auttaisi avaamisessa. Autoon noustessa oven voisi mah- ta, sateensuoja, ei kolahda edessä olevaan esteeseen, dollisesti vetää mukanaan kiinni. Tämäkään ratkaisu ei kuitenkaan ole painavuus aukaistaessa ja pitkä aukaisusäde. täysin ongelmaton, sillä oven saranat joutuvat kovalle rasitukselle sen Lopulta päädyin kuitenkin käyttämään ylöspäin auke- toimiessa astinlautana. avaa ovea sen toiminnan perusteltavuuden vuoksi. Myös rakenteen olemassaolo tuo idealle uskottavuutta.

70 71 Tasonsäädön moottorit Pyörän olkavarsi

Alusta

Työlle pitää olla aina vankka perusta, sama pätee myös konseptiauton Active Wheel runko mallintamiseen. Ennen korin linjojen haastavaa mallinnusurakkaa, on syytä tutkia ensin auton tekniikkaa ja siihen liittyviä osia. Koska konseptiautossa sisäänkäynti on edestä ei etuosassa saa olla esteitä, jotka haittaavat kulkua. Auton koko on pieni, joten kaikki tila pitää käyttää tehokkaasti. Näin ollen myös moottorin ja voimansiir- ron tulee olla tilaasäästäviä. Sähkömoottorin etuna on se, ettei se tarvise vaihdelaatikkoa. Jarrusatula Sähkömoottori Moottori vääntää tasaisesti ja se on mahdollista rajoittaa elektronii- Iskunvaimennin kan avulla. Polttomoottoriautoissa moottoreita on yksi. Siitä voima siirtyy vaihdelaatikon kautta akseleille, jotka pyörittävät pyöriä. Sähkömoottoria voitaisiin käyttää samoin, eli jakaa voima akselille, joka pyörittää kahta pyörää. On myös täysin mahdollista asentaa joka pyörälle oma moottori. Itse päädyin konseptissani jälkimmäi- seen vaihtoehtoon. Sen etuina on auton nelivetoisuus, ja koska moottorit sijaitsevat auton pyörännavoissa, ne eivät vie tilaa muualta. Tutkiessani asiaa, törmäsin jo valmiiseen konseptiin rengasval- mistaja Micheliniltä. Konseptia kutsutaan Michelin Active whee- liksi. Tässä konseptissa ei ole sähkömoottoria, mutta auton koko jousitus on mahdutettu vanteen sisään. Pohdittuani asiaa, päätin yh- Kierrejousi distää nämä kaksi konseptia. Tekniikka käsittää pyörännavassa sijaitsevan active wheel -systeemin Pyörännapa lisäksi napamoottorin, joten käytännössä koko auton tekniikka, akkuja ja elektroniikkaa lukuunottamatta, sijaitsee pyörissä. Konsepti ei varmasti toimisi tekemilläni ratkaisuilla täydellisesti, mutta Jousituksen tasonsäädön periaatetasolla se on mahdollinen. Ajatuksen selvittämiseksi mallinsin kaik- komponentteja ki pyörän osat selventääkseni ajatusta.

Jarrulevy

72 73 Toiminta

Auton rungon valinnassa päädyin irralliseen komposiitti-alumiinirunkoon, jossa birdgage tyyppinen alumiinikehikko olisi mahdollisesti paneloitu kompo- siittimateriaaleista valmistetuilla elementeillä. Raaka-aineena on mahdollista käyttää lasikuitujätteestä kierrätettyä kuitua. Kierrätysmateriaali ei ole käyttämät- tömän lasikuidun veroista kestävyyden kannalta, mutta myöskään käyttötarkoitus ei vaadi sitä, sillä alumiinikehikko on tarpeeksi vahva kestämään ajon rasitukset. Paneleilla saadaan kuitenkin suojattua herkkä elektroniikka. Irtorunko on käytännössä täysin jäykkä, mikä tarkoittaa ettei siinä ole lainkaan liikkuvia osia. Pyörännapoihin liitetty jousitus ei vaadi erillisiä runkoon liitettyjä nivelöityjä olka- ja tukivarsia. Se vaati vain tukevan kiinnityspisteen. Alustan pohja on täysin tasainen ilmanvastuksen pienentämiseksi. Taka- ja nelivetoisissa polttomoottoriautoissa käytetyn kardaanitunnelin tapaisessa ratkai- sussa kulkevat auton sähköjohdot ja nelipyöräohjauksen hydrauliikkaletkut. Run- gon etuosassa on syvennykset elektronisille apulaitteille, joihin pääsee käsiksi myös ohjaamon sisältä avaamalla lattialuukun. Akut olen sijoittanut tasaisesti auton molemmille puolille akseleiden väliin, paikka on hyvä alustan painopisteen kannalta. Akut ovat kasettimaisia, ja ne liu’utetaan rungon sisään niille tarkottettuihin akkupesiin. Rungon alla, akun kohdalla on kolo, josta voi nostaa akkua tunkilla ja vetää sen pois paikaltaan. Akkujen kytkentä tapahtuu rungon pohjasta.

74 75 7.5 3D Mallinnus

3d-mallintaminen toteutettiin Rhinoceros oh- jelmalla. Rhinoceros ei ole kaikkein paras mahdol- linen ohjelma ajoneuvon mallintamiseen, mutta pienten alkuvaikeuksien jälkeen työ alkoi sujua var- sin leppoisasti. Oheisissa kuvissa esittelen työn kulkua vaiheit- tain aina rautalankamallista valmiiseen 3d-malliin. Aina kaikki ei onnistu yhdellä kertaa, joten virheitä pitää korjata. Työn edetessä kävimme vuoropuhelua Miettisen Eeron kanssa, joka kokeneempana auto- suunnittelijana osasi kertoa mahdollisista epäkoh- Rautalankamalli. Korin etupään pintoja ja vyötärölinja. Ylemmät kylkipinnat ja katon ensimmäinen versio. Alempi kylkipinta ja muodon jatkuvuuden tarkistus. dista korissa. Välillä koria korotettiin ja välillä ma- dallettiin. Alussa auto näytti hieman liian ”nössöltä”, joten sen massoittelua oli muutettava. Lisäämällä etuylitystä n.20cm saatiin jo ihmeitä aikaan, ja au- ton stance muuttui kertaheitolla parempaan suuntaan.

Takapään pintojen hahmottamista. Korin ensimmäinen versio. Pidennetty ja madallettu kori. Sisätilat ja luukut.

76 77 Katon reunat eivät sopineet korin linjoihin, joten niitä piti muuttaa. Aluksi poistin vain reunat, mutta huomasin ettei muukaan kattopinta Kokonaan uusi katto, joka jatkuu suoraan kylkilinjaan. oikein toiminut kylkilinjojen kanssa.

Vyötärölinjan pokkauksen vetelä olemus ei miellyttänyt silmää. Vanha pokkauspinta poistettuna. Uusi selvästi sulavampi pokkauspinta.

78 79 Auton kattolinja näytti edelleen turhan litteältä. Katon etureunaan lähdettiin hakemaan lisää pyöreyttä. Lopuksi kattopinta jatkettiin tasaisen pisaramaiseksi.

Alunperin suunniteltu lavettiratkaisu tavaratilaan näytti liian moni- Poistin lavetin ja yksinkertaistinperän pystypintoja. Uusi kippi-tyylinen ratkaisu perälaitaan, ja luukun kanteen sijoitetut mutkaiselta pieneen autoon. takavalot.

80 81 8. Lopputulos

Elmon tuli - ...”Sähköinen energiapurkaus, joka ilmenee objektia ympäröivänä sinertävänvalkeana hohteena”... (http://fi.wikipedia.org/wiki/Elmon_tuli)

82 83 84 85 86 87 88 89 90 Akkuihin päästään käsiksi nostamalla helmapaneli ylös. 91 92 Nelipyöräohjaus helpottaa kääntymistä esimerkiksi postia jaettaessa. 93 94 Takaluukku on ylösavattuna n. 230cm korkeudella. 95 96 Päijät-hämeen pelastuslaitoksen lääkintäesimies Jouni Niiranen Etuluukku vaati n. 30cm. tilan auton etupuolelta auetakseen. Taskuparkkeeraus ei siis tuota ongelmia. 97 98 99 Elmo, electric mobile, ominaisuudet:

Å 2- paikkainen monitoimi kuljetusauto.

Å 2-ovinen, käynti ohjaamoon edestä.

Å Kori terästä.

Å Erillisalumiinirunko, komposiittikuoret.

Å Terässeoksesta valmistettu turvakehikko korissa.

Å Täyssähkökäyttöinen, virta huoltovapaista litium-ion akuista.

Å Aktiivinapajousitus, sähköiset napamoottorit kaikissa neljässä pyörässä.

Å Nelipyörä ohjaus symmetrisellä pyöränkäännöllä. Poiskytkettävissä elektronisesti.

Å Elektroninen ohjaus, joystick ohjainlaite.

Å Taustanäkymäkamerat, sisällä seurantanäytöt kummallakin puolella ohjaamoa.

Å Pyörät valittavissa 15x6.5-, 17x 7- tai 18x7- tuumaisina.

Å Tavaratilan tilavuus: 2600 L

Å Pituus: 3560 mm Å Leveys: 1920mm Å Korkeus: 1580 mm Å Akseliväli: 2400 mm 100 Koripeltien alla kiertää terässeoksesta valmistettu turvakehikko. 101 9. Arviointi

Prosessi Lopputulos

Päällimmäinen ajatus prosessista on sen laajuus. On täysin mahdotonta ym- Historiaosuuden työstövaiheessa tutustuin myös muihin sähköautoon liitty- Koko kevään ponnistelujen jälkeen voin rehelli- märtää auton suunnitteluprosessia, jos sitä ei ole itse kokeillut. Näin kävi myös viin kirjoituksiin. Niiden pohjalta konseptin suuntaviivat alkoivat kehittyä. Liit- sesti sanoa olevani tyytyväinen lopputulokseen. itselleni, sillä valtava työmäärä yllätti täydellisesti. Onneksi minulla on kokemus- teenäkin löytyvä Työ- ja Elinkeinoministeriön sähköajoneuvot Suomessa -työ- Elmo ei ole täydellinen, mutta täytyy ottaa huomi- ta kaikennäköisten ajoneuvojen ja teknisten härveleiden osalta jo pikkupojasta ryhmämietintö, auttoi tekemään lopullisen ratkaisun hyötyajoneuvon oon, että kyseessähän on vasta projektin ensimmäi- lähtien ja autojenkin osalta jo yli kymmeneltä vuodelta. Ilman sitä tietotaitoa ja konseptoinnista. nen vaihe. Nykyisistä trendeistä ja niiden virtavii- kokemusta tämän työn tekeminen olisi ollut mahdotonta, sillä kaiken sen tiedon Itse muotoiluprosessi tuntui keskeneräisenä varsin sekavalta ja päämäärättö- vaisista ja agressiivisista muodoista poiketen, hankkiminen ja soveltaminen itse projektiin opinnäytetyölle varattuna aikana ei mältä, mutta kirjoittaessa tätä kirjaa huomasin että myös prosessi on edennyt halusin tehdä jotain positiivista ja epämachomaises- olisi onnistunut. suhteellisen johdonmukaisesti ja varsin tavanomaisesti allekirjoittaneelle. Itseäni ti haluttavaa. Vaikka positiivisuus katosikin luon- Vaikka harrastankin autoja, en varsinaisesti ole keskittynyt niihin muotoilija- jäi kuitenkin hieman askarruttamaan luonnosvaiheen suhteellinen niukkuus ja nosteluissa hetkeksi, palasi se takaisin lopulliseen na. En ole piirtänyt päivittäin autoja opintojeni aikana, vaan tehnyt luonnoksia siitä harppaaminen suoraan konseptiin ilman kunnollisia perusteita. Toisaalta malliin tehden autosta varsin sympaattisen silloin tällöin. Tästä johtuen myöskään luonnostelutaidot eivät olleet osaltani ilman nopeita päätöksiä silloisessa vaiheessa olisin saattanut jäädä polkemaan näköisen. kovinkaan hyvin kehittyneet. Käytännössä jouduin ensin opettelemaan paikalleni ja työn valmistuminen ajoissa olisi voinut asettua Olen käyttänyt hieman turhaa aikaa joihinkin detaljei- autojen piirtämistä, ennen kuin sain tuotettua uusia ideoita. Har- vaakalaudalle. hin kuten vanteisiin ja valoihin, jotka eivät varsinaisti liity itse joittelun tuloksena alkoi syntyä siedettäviä luonnoksia, En ole myöskään koskaan mallintanut autoa, mikä aihe- konseptiin. Tämän ajan olisin voinut hyödyntää tarkemminkin joiden avulla myös ideoiden esittäminen ohjaajille oli utti ahdistusta ja olin jo lähes luovuttamassa asian suh- itse konseptille tärkeisiin osa-alueisiin kuten luukkuihin ja niiden mahdollista. teen, kunnes mallinnus alkoi rullaamaan ja malli syntyi toimintaan. Toisena haasteena oli projektin aloitus. Kokemusta jopa ennätysajassa. Tässä suhteessa yllätin siis itseni ja Konseptin jatkokehityksen suhteen olen varsin optimistinen ja arvioin vastaavasta prosessista ei ollut, joten alussa olin totaa- luulisin että monet muutkin. sen poikivan itselleni monia uusia mahdollisuuksia alalla. Jos näin ei lisesti hukassa. Ettei aika menisi peukaloiden pyörittä- Aikataulullisesti työ pysyi varsin hyvin kasassa, vaik- tapahdu, olen kuitenkin erittäin tyytyväinen siihen kokemukseen, jonka miseen, päätin lähteä liikkeelle historiasta. Ajoneuvojen kakin työtahti oli erittäin tiivis. Jo aivan työn alussa määri- projekti on minulle antanut. historian selvittäminen tuntui jokseenkin luontevalta tetty rajaus konseptoinnin ensimmäiseen vaiheeseen opinnäytetyön Itse olen jo hieman puolueellinen arvioimaan lopputulosta. Proses- työltä. Olenhan entisöimässä vanhaa Cadillaccia, joten osalta auttoi tässä asiassa valtavasti. Minulla ei siis ollut paineita valmistaa sin aikana olen kasvanut siihen kiinni ja alannut pitämään siitä päivä teen vastaavaa tutkimustyötä miltei päivittäin muuten- esimerkiksi vahamallia, sillä sen tekeminen on jätetty toiseen vaihee- päivältä enemmän. kin. Koska työ oli luontevaa, syntyi myös tekstiä, ehkä seen opinnäytetyöstä erilliseksi kokonaisuudeksi. -Tavoitteenani oli luoda jotain uutta. Uusi autokategoria keskittyy vähän liikaakin. Projekti ei olisi vaatinut niin suurta histo- Ilman Eero Miettistä tämän työn tekeminen ei olisi ollut mah- ajalle kuumaan sähkötekniikkaan kumminkaan tekemättä lopputu- riallista osuutta kuin tässä kirjassa on esitelty, mutta tässä se dollista ja yhteistyössä valmistunut konsepti on kummankin loksesta liian hekumoivaa. Voisin sanoa onnistuneeni. pohjalainen sisu taas ei anna periksi vaan asiat teherään niin- mieleen. Eeron lisäksi haluan kiittää myös muita ohjaajia Ari Tästä on hyvä jatkaa kohti toista vaihetta ja ensimmäisen vaiheen ku ne pitää. Kirjallista osuutta olisi siis voitu tiivistää entises- Känkästä ja Sami Hyyryläistä, jotka ovat olleet varmista- virheiden korjaamista. Mistä sitä tietää koska se tulevan opinnäyte- täänkin, mutta halusin näyttää siinä myös pelkkään alustuk- massa työn etenemistä. Tahdon kiittää myös perhettäni työn tekijän pizza kuljetetaan pihaan Elmolla. seen käytetyn työmäärän.. ja ystäviäni saamastani tuesta.

102 103 Lähteet ja Liitteet

Painetut lähteet Kuvalähteet

Petri Pöntinen, Ihme kivi s.30 / Suomen kuvalehti 2/2010 Tilastokeskus, Liikennetilastollinen vuosikirja 2009 Sivut 4&5: Sivu 11: Tilastokeskus, Liikennetilastollinen vuosikirja 2008 http://www.philseed.com/images/volvo-244-1974.jpg Tilastokeskus, Liikennetilastollinen vuosikirja 2007 http://www.sxc.hu/photo/840877 Photo by: Geri-Jean http://www.sxc.hu/photo/253596 Liikenne ja viestintäministeriö Julkaisuja 18/2007 , Liikenne 2030, Taustat. Sivu 16: H-Point, The Fundamentals of Car Design & Packaging, Stuart Macey Sivut 6&7: Sivu 12: http://www.autoevolution.com/images/gallery/medium/MERCEDESBENZE- Internet lähteet http://www.sxc.hu/photo/1005333 http://www.sxc.hu/photo/1210009 Klasse-W123--medium-1969_7.jpg

www. wikipedia.org Sivu 8: Sivu 14: http://www.carbodydesign.com/articles/2005-04-13-chassis-history/1981-fie- www.valmet-automotive.com ro1.gif www.think.no http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/3/34/World%27s_first_electric_mo- http://inventors.about.com/library/weekly/aacarselectrica.htm www.earlyelectric.com tor,_Jedlik%27s_motor_(1828).jpg http://static.howstuffworks.com/gif/autoreview/400x266/1993-97-Toyota-Co- www.hlt.fi http://www.carbodydesign.com/articles/2005-04-13-chassis-history/1-004.JPG rolla-95812041990315.jpg www.alternative-energy-news.info http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ea/Jamais_contente.jpg www.technologyreview.com http://www.carbodydesign.com/articles/2005-04-13-chassis-history/1922-lam- Sivu 17: www.iltalehti.fi/autot http://www.earlyelectric.com/ bda.jpg www.carbodydesign.com http://www.themotorreport.com.au/content/image/1/1/11865_euroncap_ www.classicandperformancecar.com http://www.carpictures1.com/var/albums/1912-ford-model-t-2-lg_c_1280x819. http://www.carbodydesign.com/articles/2005-04-13-chassis-history/1934-trac- thumb-4b77abc943e69.jpg www.citroen-hy.com jpg tion-avant.jpg www.suomenkuvalehti.fi http://www.allsportauto.com/photoautre/audi/a4_2007/2007_audi_a4_01_m. sähkoautoilija.wordpress.com Sivu9: Sivu 15: jpg inventors.about.com news.standford.edu http://en.wikipedia.org/wiki/File:Kilowatt.jpg http://www.carbodydesign.com/articles/2005-04-13-chassis-history/1953%20 http://www.greencarsite.co.uk/GREENNEWS/NewsPhotos/reusable-recyclab- Corvette%20body.jpg le-volvo.jpg Suulliset lähteet http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2e/Apollo_15_Lunar_Ro- ver_final_resting_place_(cropped).jpg http://www.plan59.com/images/JPGs/cad59cvteld.jpg Sivu 18: Lahden tavarataksi oy http://www.autofans.us/images/Audi/Audi%20Sportback%20Concept%201. Tmi. Pikalähetti Karlsson, Lahti http://cdn-www.greencar.com/images/gm-ev1/gm-impact.jpg http://www.carbodydesign.com/articles/2005-04-13-chassis-history/1965-re- jpg Merca Autoasi, Lahti nault-r16-biw.jpg Eero Miettinen, professori Aalto yliopisto http://europeanmotornews.com/wp-content/gallery/leaf/58293-a-nis.jpg

104 105 Sivu 20: Sivu 27:

http://www.shorey.net/Auto/German/Mercedes%20Benz/1930%20Mercedes- http://files.vau-max.de/gallery_pictures/2008/07/ff3be4e9dc26042967cfac- Benz%20SS%20Roadster%20by%20Erdmann%20&%20Rossi.jpg 016cd838ef.jpg

http://www.swapsale.com/swapta45.jpg Sivut 28&29:

http://mcc-marketing.co.uk/carparts/images/sealed_beam_conversion_kit.jpg http://www.valmet-automotive.com/automotive/cms.nsf/www/ companyimages http://files.conceptcarz.com/img/Cadillac/57-Cadillac_Eldorado_Broghm_DV- 07-MBA_023.jpg Sivu 31:

Sivu 21: http://www.thinkev.com/Press-Material/Picture-gallery/Photos/THINK-City

http://www.autocar.co.uk/csfiles/blogs/autocarconfidential/WindowsLiveWriter/ Sivut 32&33: RumoursaboutanewDS_E513/Citroen%20DS%5B2%5D.jpg http://www.sxc.hu/browse.phtml?f=download&id=1218355 http://pinupclassiccars.com/media/catalog/product/cache/1/image/5e06319eda 06f020e43594a9c230972d/7/9/79.cadillac.elegante.500.jpg Sivu 34: http://www.netcarshow.com/honda/1990-accord_coupe/800x600/wallpa- http://www.sxc.hu/photo/858424 per_03.htm Sivut 36&37: http://viral-total.de/wp-content/uploads/2009/11/Renault-Twizy-Z-E-Concept. jpg http://www.sxc.hu/browse.phtml?f=download&id=1076917

Sivut 22&23: Kuvamateriaali sivuilla 38-98 on itse tuotettua.

http://www.magiccarpics.co.uk/downloads/wallpapers/BMW-Isetta1920.jpg

Sivut 24&25:

http://library.thinkquest.org/07aug/02051/Tire_Pile.jpg

106 Copyright Antti Asunmaa 2010 107 Yhteystiedot: Antti Asunmaa +358 (0) 40 7468 209 [email protected]