Eleo’s recent geopende batterijfabriek nu al te klein

Terwijl de elektrificatie van de auto op stoom is gekomen, staat die van grotere voertuigen – denk aan graaf- en landbouwmachines – nog in de kinderschoenen. De Helmondse start-up Eleo wil daar verandering in brengen met een modulair batterijconcept.

Paul van Gerven

De dieselmotor moet eraan geloven, óók in het zware materieel dat wordt gebruikt voor bouwwerkzaamheden, in de mijnbouw en in de agrarische sector. Elektrificatie van dit soort industriële voertuigen stuit echter op een obstakel: anders dan in de autowereld is standaardisatie van accu’s lastig. Een stoomwals heeft immers hele andere eisen in termen van accuduur en vermogen dan een kleine graafmachine. Oplossingen op maat zijn dan weer relatief duur en tijdrovend.

Dat is het gat in de markt waarin Eleo is gesprongen. Het jonge bedrijf uit Helmond heeft een modulair concept uitgedokterd waarmee het tegen een schappelijke prijs batterijen binnen een breed palet specificaties kan leveren. ‘Voor klanten voelt het alsof wij custom oplossingen leveren, terwijl onder de motorkap negentig procent van de engineering al is uitgedokterd. Zo kunnen we toch een redelijke schaalvergroting realiseren in een high-mix, low-volume markt,’ vertelt Eleo cto Bram van Diggelen.

Het concept slaat aan. Vorig jaar verwierf Yanmar, een grote Japanse fabrikant van industriële machinerie, een meerderheidsaandeel in Eleo. Mede dankzij de financiële slagkracht en het internationale netwerk van de nieuwe eigenaar groeit het bedrijf onstuimig. Zo hard, dat de nieuwe fabriek op de Automotive Campus al te klein was voor koning Willem-Alexander eind januari goed en wel het lintje had doorgeknipt.

Aan elkaar klikken

De wortels van Eleo bevinden zich, net als die van noodlijdende buurman Lightyear, in een studententeam van de TU Eindhoven. In een poging om elektrisch rijden op de kaart te zetten, begon team Storm in 2014 aan de ontwikkeling van een elektrische motorfiets. Met slechts een kleine vertraging reed die via centraal Azië, China, de VS en Parijs in tachtig dagen de wereld rond. Het was tijdens dit avontuur dat Van Diggelen en twee andere deelnemers elkaar vonden. Ze wilden gaan ondernemen met de kennis die ze hadden opgedaan.

Aanvankelijk hielden de oprichters het bij motorfietsen. Zo ontwikkelden ze onder de bedrijfsnaam Spike bijvoorbeeld de Kibo, een speciaal op de Keniaanse markt afgestemde motorfiets. Gaandeweg vernauwde hun focus zich naar de batterijsystemen, om uiteindelijk als Eleo de wereld tegemoet te gaan treden als specialist in batterijsystemen op maat. Je moet de naam als E-leo – elektrische leeuw – lezen, verklaart Van Diggelen.

In Eleo’s logo zijn ook de cilindrische batterijcellen te herkennen die het hart vormen van alle Eleo-accu’s. Die cellen worden ingekocht, momenteel hoofdzakelijk in Zuid-Korea, maar er zullen naar verwachting binnen een paar jaar ook leveranciers dichter in de buurt te vinden zijn – ze zijn ook gangbaar in de automobielindustrie en Europa wil graag zijn eigen batterijfabrieken.

In Helmond combineert Eleo de cellen tot modules in vijf verschillende formaten, en die modules laten zich ook weer koppelen tot grotere batterijpakketten. Zo kan Eleo een breed spectrum van toepassingen bestrijken met één en dezelfde basiseenheid (nou ja, vijf basiseenheden). Door modules in serie te schakelen kun je de gewenste spanning realiseren, met parallel schakelen verhoog je de capaciteit.

Zo simpel als een paar accu’s aan elkaar klikken is het natuurlijk niet. Er is een batterijmanagementsysteem (bms) nodig dat ervoor zorgt dat alle componenten, naadloos met elkaar samenwerken, ongeacht de configuratie. Dat komt vanzelfsprekend boven op de functionaliteit die elk bms wordt geacht te leveren, zoals veiligheids- en optimalisatievoorzieningen, predictive maintenance en zelfs telematica.

Door de modulaire opzet ‘hebben we heel wat zaken moeten oplossen waar de meeste batterijfabrikanten niet mee te maken hebben,’ zegt Van Diggelen. ‘Er zijn wel batterijen die iets meer flexibiliteit hebben, maar niets dat in de buurt komt van ons concept. Een graafmachine op 600 volt is toch iets heel anders dan een kleiner voertuig. Toch draait alles bij ons op dezelfde software. Het is een kwestie van configureren.’

Telematica

Wie denkt dat de verschillen tussen uiteenlopende batterijformaten wel zullen meevallen, komt bedrogen uit. Bij een hoogvoltagesysteem kun je bijvoorbeeld niet even een schakelaar overhalen om hem aan te zetten: je moet zorgen voor een soft start. Eleo heeft daarvoor een proces moeten ontwikkelen dat werkt over een breed spanningsbereik. Hetzelfde geldt voor de systemen die de veiligheid waarborgen, de levensduur verlengen met thermisch management of informatie vergaren over de toestand van de batterij: wat werkt voor een klein pakket, werkt niet altijd ook voor een grotere versie.

Eleo kwam uit op een sterk gedecentraliseerde bms-architectuur. Elke individuele module heeft elektronica aan boord die informatie verzamelt over zaken als spanning, stroomsterkte en temperatuur. Op basis daarvan nemen algoritmes beslissingen, bijvoorbeeld om de ontlading van cellen in balans te houden. Of om adequaat te reageren op een temperatuurverhoging, die de levensduur van de betreffende cellen niet ten goede komt.

Relevante data komen via een Can-bus ook terecht bij de pack management unit. Deze pku verzamelt en controleert de data van alle afzonderlijke modules, beheert de actieve veiligheidssystemen en verzorgt de communicatie-interfaces met externe applicaties. ‘Zo hebben onze pakketten een high-voltage interlock loop, een beveiligingsmechanisme dat ervoor zorgt dat de spanning is afgeschakeld, zolang de stekker er niet inzit. Onze isolatiemonitoring waarschuwt als kabels door vochtopbouw of slijtage gevaar op kunnen leveren. Zulke functies kun je veel gemakkelijker realiseren in een geïntegreerd systeem als het onze.’

‘De data kunnen op afstand worden uitgelezen, we ondersteunen wereldwijde standaarden om met verschillende applicaties te kunnen praten. Ontwikkelaars en servicemonteurs kunnen daar hun voordeel mee doen en de telematica ondersteunt optimaal gebruik en predictive maintenance. Goed of slecht gebruik en management van een batterij kan zo een factor tien in levensduur schelen. Zelfs tien procent winst kan al heel waardevol zijn, dat scheelt toch weer een paar jaar.’

Groei

Eleo heeft de komende jaren de handen vol. Op r&d-gebied ligt de prioriteit op het verder stroomlijnen van de batterijconfiguratie. ‘We hebben al veel geregeld, maar er blijven vrijheidsgraden waarover onze engineers met de klant in gesprek moeten. Dat proces willen we verder automatiseren om de schaalbaarheid te verhogen. We willen toe naar een situatie waarbij we een menu doorlopen en dat de juiste configuratie er dan uitrolt,’ zegt Van Diggelen.

De tweede prioriteit is groei. Bij de ceremoniële opening van de nieuwe fabriek onthulde het bedrijf grootse ambities. De productie moet eind 2024 verdrievoudigd zijn naar 30 duizend en tegen 2030 uitkomen op 100 duizend modules per jaar, verdeeld over verschillende continenten. Het aantal werknemers zal daarbij stijgen van 65 naar 200.

Hoofdbeeld: Eleo