artikel

Hoe een jong bedrijf oprukt in de wereld van voertuigaccu’s

Manufacturing

Het jonge bedrijf Cleantron ontwikkelt en produceert lithium-ion batterypacks voor onder meer de automotive. ‘We kunnen concurreren omdat we onderscheidend zijn in kwaliteit en voor een andere aanpak kiezen dan concurrenten.’

Hoe een jong bedrijf oprukt in de wereld van voertuigaccu’s
(Foto's: Cleantron)

Tekst: Evi Husson

Oprichters Maurice van Giezen en Maarten Kelder werkten beiden bij staalconcern Tata Steel op de divisie automotive. Die ondersteunt klanten uit de automobielsector bij het ontwerp van staalconstructies voor hun prototypes. ‘Rond de opkomst van elektrische auto’s kwamen klanten vaak met vragen rond gewichtsreductie en veiligheid. Tata World Steel besloot daarom een elektrische auto uit staal als demonstrator te ontwerpen waaruit zou blijken dat staal de material of choice was. Mijn afdeling speelde daarin destijds een flinke rol. Op die manier kwam ik in contact met de problematiek rond elektrische auto’s en hun batterijen. Zo bleken destijds (rond 2010, red.) batterijproducenten onder andere een veel lager kwaliteitsniveau te hanteren in vergelijking met de auto-industrie. De automotive had nood aan een hoogwaardige, slim ontwikkelde batterypack. Vanuit die gedachte hebben Maarten Kelder en ik in 2012 Cleantron opgericht.’

Het jonge bedrijf uit Nieuw-Vennep ontwikkelt en produceert tegenwoordig lithium-ion batterypacks voor licht elektrisch vervoer en zet de eerste stappen richting automotive. Een aantal beslissingen hebben een belangrijke rol gespeeld bij de ontwikkeling van het bedrijf.

Maurice van Giezen
Maurice van Giezen (56) studeerde Industrieel Ontwerp aan de TU Delft en koos voor computer en product design als afstudeerrichting. Na zijn studie begon hij bij KLM (1989). Hij leerde de marketingafdeling onder andere werken met grafische computers, wat nog vrij nieuw was. Na een korte periode bij KLM startte van Giezen in 1990 als designer en product manager bij verpakkingsconcern Royal Packiging Industry Van Leer, waar hij zo’n negen jaar werkte. Eerst als ontwerper voor industriële verpakkingen en productieprocessen, later als verantwoordelijke voor factory layouts. Zijn fabrieksontwerpen zette hij later ook in de praktijk om in Frankrijk, Atlanta en Liverpool. Na deze periode zocht Van Giezen in 1999 een nieuwe uitdaging, dichter bij huis. Deze vond hij bij Tata Steel (destijds Hoogovens & British Steel en later Corus) waar hij de automotive divisie opzette. Hier werkte hij veel samen met klanten die auto’s ontwierpen uit staal. Voortdurend werden oplossingen gezocht om auto’s lichter en veiliger te maken, vooral bij de opkomst van de elektrische auto. Gaandeweg leerde Van Giezen de problematiek rond elektrische auto’s kennen. De automotive had nood aan een hoogwaardige, slim ontwikkelde batterypack. Vanuit die gedachte ontstond in 2012 Cleantron dat van Giezen samen met Maarten Kelder oprichtte. Het bedrijf levert inmiddels aan diverse producenten van elektrische voertuigen in de industrie (AGV’s, pakketservices, elektrische geautomatiseerde landbouwvoertuigen,…). Sinds eind 2017 zijn ook de eerste stappen gezet richting automotive. Van Giezen is managing director van Cleantron. Het bedrijf telt 35 werknemers en een flexibele schil van vijf tot tien medewerkers.

1) Bepalen doelmarkt

‘We hadden enige voorkennis wat betreft de wensen van de automobielsector op batterijgebied. Echter, om in de automotive te kunnen acteren, heb je een bepaalde schaalgrootte nodig. Daarom hebben we in eerste instantie gezocht naar een markt die voor ons veel toegankelijker is om te benaderen en waarmee we compatible zijn. We kwamen uit bij producenten van voertuigen waarbij de batterij een cruciale rol speelt en geen commodity is. Bij licht-elektrische voertuigen zoals elektrische scooters, binnenstedelijke bezorgservicewagens, speciaal-elektrische fietsen voor mindervaliden en AGV’s ontstaat een groot probleem wanneer de batterij het niet doet. Dit bijvoorbeeld in tegenstelling tot de gewone elektrische fiets waarbij je zonder trapondersteuning ook nog op je bestemming geraakt. We hebben ons juist gericht op de markt waarin het cruciaal is dat er geen storingen optreden en de batterij een lange(re) levensduur heeft.’

2) De ontwikkeling van een slim batterijmanagementsysteem

Om deze markt een betere batterij te kunnen bieden, is veel geïnvesteerd in het batterijmanagementsysteem (BMS). ‘In batterijcellen vinden chemische processen plaats. Om deze elektronisch te kunnen uitlezen en aansturen, is enige intelligentie nodig. Je kunt op de markt een standaard BMS kopen – zo zijn we overigens begonnen – maar dan kom je er snel achter dat deze standaard batterijmanagementsystemen vrij eenvoudig zijn opgebouwd. De batterij functioneert niet optimaal. Lithiumcellen zijn tegelijkertijd behoorlijk duur. Het is dus belangrijk om de levensduur van de cel zo hoog mogelijk te maken. Door samenwerking met onder andere de TU Eindhoven hebben we een slim BMS kunnen ontwikkelen waardoor de cellen langer meegaan. Ook kunnen we de storingen die optreden in batterijen analyseren. Hierdoor is het mogelijk te voorspellen hoe de batterij zich zal gaan gedragen. Dit zorgt voor een hogere bedrijfszekerheid. Door de focus te leggen op deze twee aspecten, proberen we ons te onderscheiden van concurrenten.’

3) Een juiste voorselectie van cellen

Intelligentie is ook in de productie terug te vinden. ‘In de batterypacks die we produceren zitten meerdere lithiumcellen. Die cellen kopen we in, maar geen enkele lithiumcel is honderd procent hetzelfde als andere cellen. Wijkt één cel teveel af van de andere cellen in de batterij, dan kan dit een negatieve invloed hebben op de volledige werking van de batterij. Daarom hebben we een machine ontwikkeld die de minimale verschillen tussen de cellen kan opsporen. Op basis van de verschillen wordt een voorselectie gemaakt en kunnen we ons onderscheiden van anderen.’ De cellen die de voorselectie niet halen, vallen nog steeds binnen de algemene specificaties en zijn in principe goed. Deze worden verkocht aan concurrenten. ‘We hebben vastgesteld dat concurrenten de voorselectie niet doen, dus voor hen is er geen probleem.’
De klanten van Cleantron merken echter wel een verschil. ‘We moeten uiteraard aan onze klanten uitleggen waarin onze batterij zich onderscheidt ten opzichte van een concurrent. Is de langere levensduur en betrouwbaarheid van hoog belang, dan is een potentiële klant sneller geneigd met ons in zee te gaan. Biedt een betere batterij geen extra toegevoegde voor de toepassing, dan is de keuze voor ons product wellicht minder logisch.

4) Nederlandse productie en niet patenteren

Er ligt volgens Van Giezen geen meerwaarde in het verplaatsen van de productie van Nieuw-Vennep naar lagelonenlanden. ‘We werken erg geautomatiseerd waardoor de lonen slechts een klein aandeel zijn van de kosten. Belangrijker voor ons is juist om onze kennis in huis te houden en onze fabriek ‘op slot’ te doen. De machines en technologie achter de producten hebben we zelf ontwikkeld, maar we hebben geen patenten aangevraagd. Patenteren staat gelijk aan publiceren en juist dan worden de machines in Azië nagemaakt. Een patent zou in principe je kennis moeten beschermen, maar als Aziatische landen onze machines namaken, is het bijna onmogelijk om dat patent te beschermen en een eventuele rechtszaak te winnen. Vandaar dat we onze productie afschermen en we niet heel veel over het productieproces willen vertellen, anders dan dat de productie gedreven is door kwaliteit

5) Klantspecifiek

Gedreven door kwaliteit betekent ook klantgericht produceren. ‘Wanneer klanten kwaliteitsissues hebben, zoeken we naar oplossingen in plaats van kortingen te geven op een volgende order. Problemen die optreden zijn vaak klantspecifiek. Doordat we veel investeren in inzicht in het gedrag van cellen, kunnen we vaak sneller achterhalen waarom een bepaald probleem optreedt bij een klant. Vaak is het een combinatie van omstandigheden die inwerken op een cel.

Een voorbeeld: bij hoge omgevingstemperaturen – denk aan de hittegolf van afgelopen zomer – kan de temperatuur in een accu die in een zwart omhulsel zit en in de zon ligt, al snel oplopen tot zestig graden. In deze situatie zou de accu automatisch moeten afschakelen omdat je anders een onveilige situatie creëert en storingen kunnen optreden. Door steeds rekening te houden met de specifieke toepassing en de batterypack daarop af te stemmen kun je je onderscheiden in de markt.

6) Modulariteit

Klantspecifiek produceren betekent niet dat modulariteit onmogelijk is. ‘Wat betreft de productie van de batterypacks (dus niet het BMS-systeem), hebben we ons gespecialiseerd in modules die aan elkaar kunnen worden gekoppeld in een voertuig. Er is een kleine, gewone en grote variant die aan elkaar kunnen worden gekoppeld in iedere gewenste samenstelling. Het voordeel van die modulariteit is dat eenzelfde samenstelling van batterypacks mogelijk is voor een reeks voertuigen die relatief dicht bij elkaar liggen qua grootte. Hierdoor worden de ontwikkelingskosten lager.’
Ook voor de auto-industrie blijkt die modulariteit erg interessant te zijn. ‘Eind 2017 hebben een markttest uitgevoerd om na te gaan of we goed genoeg zijn om de automotive te beleveren. Het netwerk was er al door mijn vorige baan bij Tata Steel. Na een aantal voorbereidende gesprekken hebben we ons product gepresenteerd op de vakbeurs IAA in Frankfurt. Hieruit volgden gesprekken met meerdere autoproducenten, maar daar zijn we vrij snel mee gestopt. We merkten dat wat we deden bijzonder relevant was voor de automotive. De modulariteit was één aspect daarvan. Echter, de projecten zijn in de automotive zodanig groot dat we momenteel maximaal één of twee autoproducenten kunnen bedienen. Daarom hebben we ervoor gekozen om voorlopig met twee autoproducenten samen te werken. Met deze twee partijen zitten we momenteel in de pilotfase. De verwachtingen zijn veelbelovend.’
Zo veelbelovend dat uitbreidingen in het vooruitzicht liggen. ‘De ontwikkeling en geboorte van onze accu’s houden we in Nederland. Onze Nederlandse vestiging zullen we uitbreiden met een Cleantron Automotive Center. Daarnaast is het niet ondenkbaar dat massaproductie uiteindelijk ook veel dichter bij de klant zal plaatsvinden. De markt van de elektrische auto groeit razendsnel, en wij groeien graag mee.’

Recycling batterijen

De technologie is er klaar voor om batterijen te recyclen, zegt Van Giezen. Toch gebeurt het momenteel nog (te) weinig. ‘De maatschappij is nog niet bereid om voor grootschalige recycling te betalen. Het kan technologisch wel, maar er is wetgeving nodig om dit af te dwingen. Het recycleren kan gebeuren op het niveau van speciale legeringselementen, maar als deze nog te goedkoop uit de mijnen komen, wordt het nog te weinig toegepast.
Je kunt batterijen verzamelen en afvoeren naar bijvoorbeeld Umicore in België, die deze weer herleidt tot grondstoffen voor cellenleveranciers. Maar celproductie van lithiumcellen gebeurt vooralsnog vooral in Azië, waardoor het minder zinvol is om de gerecyclede grondstoffen weer naar Azië te sturen. De kring zal pas goed gesloten kunnen worden als er ook grootschalige celproductie in Europa komt. Dan heeft het zin om de materialen te recyclen en weer in Europa te verspreiden.’

 

Vakbeurs Energie 2019 vindt plaats van 8 tot en met 10 oktober in de Brabanthallen in ‘s-Hertogenbosch.
Reageer op dit artikel