Dossier Mobiliteit Automaterialen en gereedschappen Tweewielers Land- en tuinbouwmaterieel Burgerlijke bouwkunde en lift-trucks

Opgepast, hier werkt men aan autobatterijen

08/06/2021

De batterijen van elektrische voertuigen bevatten enorme hoeveelheden energie, spanningen van een paar honderd volt en ze kunnen, in het slechtste geval, zelfs ontploffen. Het is dus van levensbelang dat alleen geschoold personeel aan zo’n batterij werkt, zowel in de garages als in de recycleercentra.

Om uit te leggen waarom batterijen met de nodige omzichtigheid moeten behandeld worden, moeten we even in het innerlijke ervan duiken. Batterijen bestaan grosso modo uit een negatieve pool en een positieve pool met daartussen een “elektrolyt”, wat in de volksmond ook wel “accuzuur” wordt genoemd. De elektrolyt is de vloeibare stof die de ionen tussen de twee polen in de batterij laat geleiden. Het is bijvoorbeeld de schuld van de elektrolyt dat batterijen minder efficiënt werken bij koude temperaturen. Als de buitentemperatuur naar het vriespunt gaat, wordt het elektrolyt in de accu immers stroperig en stoten de ionen op meer weerstand. Dat maakt het lastiger om energie uit de batterij te halen en er weer in te stoppen.

Maar een nog groter probleem is dat het elektrolyt giftig is én snel ontvlambaar. Dat kan zelfs al door de vloeistof gewoon bloot te stellen aan lucht. Een accu kan daardoor bijvoorbeeld in brand vliegen als ze een harde klap te verwerken krijgt. Als de negatieve en positieve pool in een batterijcel elkaar dan aanraken, kan er ook kortsluiting ontstaan. In het ergste geval kan de accu zelfs ontploffen omdat de druk te hoog wordt.

Let wel: dat wil zeker niet zeggen dat een elektrische wagen na een botsing altijd in brand vliegt. De accupacks zijn doorgaans zeer goed beveiligd en geïsoleerd, zodat dit absolute uitzonderingen blijven. Het is wel zo dat een brand aan een elektrische wagen doorgaans moeilijker te blussen is. Als de elektrolyt met zuurstof reageert kan zo’n brand dagen duren. De brandweer lost dat op door een brandende EV volledig in een waterbak onder te dompelen.

Naast de precaire elektrolyt, is er nog een goede reden om omzichtig met een batterij om te springen. Moderne autobatterijen wekken natuurlijk ook spanningen op die niets minder dan levensgevaarlijk zijn, tot honderden volt. Wie aan zo’n batterij werkt, kan dus maar beter weten waar hij mee bezig is.

HEV-gekwalificeerd

Het opleidingscentrum EDUCAM, dat aan TRAXIO gelieerd is, verzorgt de opleidingen die technici klaarstomen om met batterijen om te gaan. “Wie met welke kwalificatie mag werken aan een elektrisch voertuig wordt geregeld in sectorale afspraken”, zegt managing director Paul-Henri Gilissen. “De kwalificaties hebben drie niveaus: HEV 1, HEV 2 en HEV 3, waarbij HEV trouwens staat voor Hybride en Elektrische Voertuigen”

Een personeelslid dat een HEV 1-certificaat heeft, is in de terminologie van EDUCAM, een “gesensibiliseerde” medewerker. “Dat wil zeggen dat zo iemand al het werk mag uitvoeren aan een HEV dat hij of zij ook aan een gewone auto uitvoert. Maar: hij mag daarbij niet in contact komen met het hoogspanningssysteem van de wagen. De koplampen afstellen is geen enkel probleem, het vervangen van de HV-batterij of werken uitvoeren aan de elektrische aandrijving kunnen echter niet.”

Een HEV 2-personeelslid is dan weer een “vakbekwame” medewerker. “Deze technicus kent de principes van een elektrisch of hybride voertuig, weet hoe je eraan moet werken en welke procedures daarbij gelden. Hij mag ook werk uitvoeren aan de elektrische componenten, maar enkel nadat de circuits zonder spanning zij gezet. HEV 2-mensen krijgen daarvoor minstens anderhalve dag training en moeten ook een theoretisch praktisch examen afleggen.”

De HEV 3-medewerkers staat op het hoogste trapje van de ladder. “Dit zijn “gespecialiseerde” medewerkers”, legt Gilissen uit. “Je kunt enkel een HEV 3-kwalificatie krijgen, als je al een HEV 2 hebt. De opleiding gaat nog dieper in op alles wat met batterijen en elektrische aandrijvingen heeft te maken. Daarom mogen deze mensen aan alle onderdelen van de auto werken, ook al staan die nog onder spanning. Zij zijn bijvoorbeeld in staat om, na een ongeval, een kapotte accu uit de auto te demonteren. Overigens: een vierde niveau, risk expert, is in ontwikkeling.”

Paritaire comités

De kwalificaties HEV 1 tot en met 3 werden afgesproken in de paritaire comités van de sectoren garages, carrosserie en metaalhandel. In de metaalrecyclage wordt echter een andere indeling gehanteerd. “Daar gelden eigenlijk maar twee niveaus”, zegt Gilissen. “Een niveau dat je min of meer kunt vergelijken met HEV 1 en daarnaast ook een apart niveau speciaal voor de ontmantelaars. De reden is eenvoudig: in garage wordt een accu gerepareerd en weer onder spanning gezet. Bij een recyclagebedrijf zal dat nooit gebeuren. Daar wordt het voertuig spanningsloos gezet, de HV-accu uit het voertuig verwijderd en verpakt of gestockeerd.”

Bij het werken aan een batterij of aandrijfsysteem van een elektrische auto gelden natuurlijk ook heel wat voorschriften en richtlijnen van de constructeur zelf. Ook die moeten uiteraard nauwgezet gekend zijn en gevolgd worden.

Momenteel hebben in ons land al iets meer dan 20.000 mensen een HEV-certificaat op zak. Ongeveer 8.500 mensen zijn HEV 1-gecertificeerd en 11.800 hebben een HEV 2-certificaat. Daarnaast zijn er welgeteld 106 HEV 3-certificaten uitgereikt. EDUCAM is overigens ook niet de enige erkende organisatie die dit soort opleidingen mag geven. Onder supervisie van EDUCAM zijn er nog meer dan tien andere opleidingsoperatoren mee bezig. “Het is wel belangrijk aan te stippen dat die allemaal dezelfde normen hanteren en op dezelfde manier examens afnemen”, benadrukt Gilissen. “De minimale competenties waarover iemand moet beschikken, zijn ook duidelijk omschreven.”

Zoeken naar betere batterijalternatieven

Nu de overstap van verbrandingsmotoren naar elektrische motoren lijkt ingezet te zijn, is er in onderzoekslaboratoria over heel de wereld een race aan de gang om zo snel mogelijk nieuwe en betere batterijtechnologieën te ontwikkelen. Een eerste focus daarbij is om zeldzame, kostbare of moeilijk te ontginnen grondstoffen als kobalt, lithium en mangaan te vervangen door goedkopere en milieuvriendelijkere alternatieven. Een beloftevolle vervanger voor lithium blijkt bijvoorbeeld natrium of kalium te zijn. Zo gaan batterijen die ontwikkeld worden met natrium of kalium bijvoorbeeld langer mee dan lithiumbatterijen. Een ander voordeel is dat deze grondstoffen veel meer voor komen, wat de productiekosten van elektrische accu’s zou verlagen.

Een tweede soort onderzoek spitst zich toe op het ontwikkelen van een “droge” of “solid state” elektrolyt. Daarbij wordt geen vloeistof gebruikt, maar een vaste stof die veel minder ontvlambaar is. Glas, keramiek, polymeer, lithiumsulfide en zelfs nanocomposieten zijn kanshebbers. Nadelen zijn wel dat de huidige prototypes nog duur zijn om te maken, trager opladen en dat hun energiedichtheid lager is. Daardoor zijn ze relatief groter en zwaarder dan huidige batterijen.

Foto: Koen Broos