Tampereella akkujen moduulijärjestelmiä valmistava Celltech Solutions oy tekee räätälöityjä akkuratkaisuja mittatilauksena lukuisiin eri kohteisiin.’
Kuuntele artikkeli
Celltech Solutions oy suunnittelee ja valmistaa liikkuvan kaluston modulaarisia akkujärjestelmiä Tampereen eteläpuolella kahdessa suuressa hallissa. Toisessa hallissa keskitytään tuotekehitykseen, kennojen testaukseen ja esisarjojen ja prototyyppien pitkälti käsityönä tapahtuvaan kasaukseen. Toinen halli on varattu akkumoduulien sarjatuotannolle.
”Tontilla on paljon lisärakennusoikeutta, mikäli tarvitsemme lisää neliöitä tuotantoon. Me olemme nyt siinä vaiheessa, että tuotantoa pystytään alkaa skaalaamaan ylöspäin kysynnän kasvaessa”, yrityksen teknologia- ja operatiivinen johtaja Ville Kaivo kertoo.
Ruotsalaisen Addtech AB -konsernin omistama yritys on osa Celltech Groupia, johon kuuluu 15 eurooppalaista ja kiinalaista akkualan yritystä. Groupilla on tuotantolaitoksia Tampereen lisäksi Bulgariassa, Isossa-Britanniassa, Kiinassa ja Saksassa. Tällä hetkellä noin 50 henkeä työllistävä Tampereen-tehdas ja tuotekehitysyksikkö perustettiin vuonna 2019 erityisesti työkoneiden sähköistymistä silmällä pitäen.
”Työkonepuolella on paljon mahdollisuuksia, eikä tälle puolelle ole vielä kovin paljon tarjontaa. Tästä syystä yrityksen omistajat katsoivat, että tuotantolaitoksen perustaminen on kannattavaa.”
Tampere valikoitui uuden tehtaan sijoituspaikaksi paikallisen työkoneklusterin takia. Esimerkiksi Metson kivimurskainvalmistuksen ja Sandvikin kaivoskonetuotannon ansiosta Tampereen alueelta löytyy paljon työkoneisiin liittyvää osaamista, ja paikallisista oppilaitoksista valmistuu toimialalle jatkuvasti osaavia nuoria. Kaivo on valmistunut itsekin sähköinsinööriksi Tampereen ammattikorkeakoulusta. Ennen Celltechille siirtymistä hän suunnitteli sähköisiä voimalinjoja Cargotecin palveluksessa.
”Täältä Tampereelta löytyy osaavaa suunnitteluporukkaa, joka ymmärtää asiakaskuntamme tarpeet ja tietää, mitä haasteita laitteiden suunnitteluun ja valmistukseen liittyy. Tällä alalla on aika pienet piirit ja monet toimijat tuntevat hyvin toisensa.”
”Yksittäisten järjestelmien kapasiteetti vaihtelee noin viidestä reiluun 100 kilowattituntiin. Järjestelmiä voidaan asentaa runsaasti rinnakkain.
TAMPEREEN-TEHTAAN päätuote ovat mahdollisimman moniin erityyppisiin koneisiin sopiviksi suunnitellut Beetle-, Turtle- ja Rhino-akkumoduulit. Tukeviin metallikuoriin kootut moduulit sisältävät sekä akkukennot että akunhallintajärjestelmän ja suojauspiirit.
Yksittäisten järjestelmien kapasiteetti vaihtelee noin viidestä reiluun 100 kilowattituntiin, mutta järjestelmiä voidaan asentaa runsaasti rinnakkain, jolloin akuston kapasiteetti voidaan kasvattaa suurimmillekin työkoneille riittäväksi. Yksittäisten moduulien jännite vaihtelee 24:sta 120 volttiin.
”Moduuleja kytketään sarjaan tarvittava määrä halutun jännitetason saavuttamiseksi. Asiakkaidemme laitteet toimivat pääasiassa 300–800 voltin jännitteellä, mutta toimitamme myös 48–120 V järjestelmiä”, Kaivo kertoo.
Akkumoduulit voidaan myös räätälöidä täyttämään yksittäisten koneiden erityisvaatimukset. Tällä hetkellä Tampereella valmistetaan akkujärjestelmiä esimerkiksi erään kansainvälisen työkonevalmistajan katujyriin. Jyrän täryttäminen on äärimmäisen kuormittavaa laitteelle, joten myös jyrän akkujärjestelmä piti suunnitella äärimmäisen kestäväksi. Suunnittelussa piti ottaa huomioon komponenttien, liitosten ja piirilevyn juotosten kestävyyden lisäksi myös akkukennojen mahdollisimman kestävä tuenta ja sijoittelu.
”Työkoneiden akkupakettien lisäksi Tampereella valmistetaan akkumoduuleja ja -järjestelmiä myös esimerkiksi juniin ja puolustusteollisuuteen.
TYÖKONEIDEN AKKUPAKETTIEN lisäksi Tampereella valmistetaan akkumoduuleja ja -järjestelmiä myös esimerkiksi juniin ja puolustusteollisuuden käyttöön.
”Erikoiskohteet sopivat hyvin meille, sillä korkeatasoinen suunnitteluosaamisemme ja laadukas valmistus mahdollistavat toimivien ja luotettavien ratkaisujen tarjoamisen eri kohteisiin. Meidän ei ole järkeä lähteä kilpailemaan hinnalla halpatuotannon perustuotteiden kanssa”, Kaivo pohtii.
Celltech ei valmista itse akkukennoja, vaan ne tilataan kansainvälisiltä yhteistyökumppaneilta kulloistenkin kriteerien mukaan. Nykyisin julkisuudessa puhutaan pääasiassa litiumioniakuista (Li-ion), mutta perinteisillä nikkelikadmiumakuilla (NiCd) ja lyijyakuilla on yhä omat hyvät puolensa monissa käyttökohteissa. Mikäli akkujen suhteellisen suuri koko ja paino ei ole ongelma, tarjoavat lyijyakut yhä edullisen vaihtoehdon esimerkiksi varavoimajärjestelmiin.
Lyijyakkujen etuna on myös niiden Li-ion -akkuja helpompi kierrätettävyys. NiCd-akkujen etuna on puolestaan pitkä elinikä. Työkoneissa käytetään pääasiassa litium-rautafosfaatti- (LFP), litium-titanaatti- (LTO) ja litium-nikkeli-mangaani-koboltti (NMC) -kemioita.
”Käyttökohde ratkaisee akkumateriaalin.
”Kaikissa työkoneissa akkujen paino ei ole samalla tavalla ongelma kuin vaikkapa henkilöautoissa. Keskustelimme erään asiakkaan kanssa tietyn ratkaisun painosta, jolloin hän vastasi, että paino on pelkkää plussaa, koska sitten koneeseen ei tarvitse lisätä niin paljon teräslevyjä vastapainoiksi”, Kaivo sanoo ja jatkaa:
”Tästä syystä esimerkiksi litium-rautafosfaatti-akkujen suhteellisen korkea paino energiamäärää kohti ei ole este työkonekäytössä. LFP-akut sopivat pitkän elinikänsä, turvallisuutensa ja suorituskykynsä puolesta hyvin monenlaisiin työkoneisiin.”
AKKUMODUULIT TESTATAAN useaan otteeseen ennen asiakkaalle luovuttamista ja testausvaiheita on monia. Ensiksi akustoihin asennettavat kennot testataan, jotta voidaan varmistua, ettei kennoihin ole syntynyt vikoja esimerkiksi kuljetuksen aikana, eikä valmistajan laadunvalvonnasta ole päässyt läpi viallisia tuotteita. Kun kennot on koottu moduuleiksi, testataan nämä tuotannon laadun varmistamiseksi ja lopuksi kaikki valmiit järjestelmät testataan automatisoidulla lopputarkastusmenetelmällä.
Tuotekehitysvaiheessa laitteet testataan sekä luvatun suorituskyvyn, EMC-vaatimusten että toiminnallisen turvallisuuden täyttymisen osalta sekä yrityksen omassa testiympäristössä että ulkopuolisessa laboratoriossa. Tarvittaessa akkujen suorituskyky eri olosuhteissa voidaan varmistaa myös kolmannen osapuolen sertifioinnilla.
Sähköisiä työkoneita Suomesta
Suomessa toimii useita kansainvälisesti merkittäviä sähköisten työkoneiden valmistajia.
ALAN PIONEERI on järvenpääläinen Mitsubishi Logisnext Europe oy, eli entinen Rocla, joka valmisti yrityksen vanhan historiikin mukaan ensimmäiset sähkötrukkinsa jo vuonna 1967.
Myös Sandvik Mining and Construction oy:llä eli entisellä Tamrockilla on pitkä historia kaivos- ja louhintateollisuuden sähköisten työkoneiden valmistajana. Kaivoksissa sähkö on ollut jo pitkään koneiden pääasiallinen käyttövoima. Yrityksellä on tehtaat Tampereella, Turussa ja Lahdessa.
Cargotecista viime vuonna omaksi yhtiökseen eriytetty Kalmar oyj tarjoaa kattavan valikoiman sähköisiä lastauskoneita, kuten kontinkäsittelijöitä, lukkeja ja terminaalitraktoreita. Koneita ei valmisteta Suomessa, mutta tekniikasta merkittävä osa on suunniteltu yrityksen Tampereen innovaatiokeskuksessa.
YLÖJÄRVELÄINEN Avant Tecno oy toi markkinoille ensimmäiset sähköiset pienkuormaajansa vuonna 2023. Avantin panostuksesta työkoneiden sähköistykseen kertoo, että yritys perusti tätä varten oman akkuvalmistusyrityksen, Avant Power oy:n, vuonna 2022. Tehokkaimman kuormaajan 47 kWh akusto on varustettu vesikiertoisella jäähdytys- ja lämmitysjärjestelmällä.
”Sähkö-Avantin käyttäjä voi työskennellä kokonaisen päivän hyvin lyhyillä tauoilla raskaassakin työssä. Koneen suorituskyky on verrattavissa samankokoiseen dieselkuormaajaamme”, Avantin tuotepäällikkö Tuomas Färlin kertoo.
Avantin suurimmassa sähkökuormaajassa on neljä sähköistä ajomoottoria ja erillinen hydrauliikkajärjestelmän pumppuja pyörittävä sähkömoottori.
EU:n akkuasetuksen soveltaminen on alkanut
EU:N AKKUASETUS astui voimaan elokuussa 2023. Asetuksen asteittain tiukkenevien vaatimusten mukaan vuoden 2027 lopussa kerätyistä akuista ja paristoista on otettava talteen 90 prosenttia akkujen koboltista, kuparista, lyijystä ja nikkelistä sekä 50 prosenttia litiumista. Esimerkiksi lyijyn osalta vaatimus täyttyy jo nyt monissa EU-maissa, mutta litiumakkujen kierrätykseen liittyy vielä runsaasti haasteita. Celltechin arvion mukaan litiumakkujen kierrätysaste oli Euroopassa vuonna 2023 vain noin 5–10 prosenttia.
Kaupungit haluavat sähköisiä työkoneita
HELSINGIN KAUPUNGIN tavoitteena on, että lähitulevaisuudessa vähintään viidesosa sen työmailla käytettävästä kalustosta toimisi päästöttömillä käyttövoimilla. Tässä Helsinkiä – ja muitakin kaupunkeja – ohjaa myös EU:n puhtaita ajoneuvoja koskeva CVD-direktiivi.
Helsingin oma rakentamispalveluliikelaitos Stara on testannut ainakin sähköisiä kauhakuormaajia, katujyrää ja imulakaisukoneita. Kauhakuormaajien käyttöajat eivät ole riittäneet vielä täyttämään vaatimuksia, mutta viime syksynä testattu Bucher CityCat V20e -lakaisukone toimi yhdellä latauksella kiitettävät 12 tuntia.
Mikko Arvinen, teksti
Maria Heinola, kuvat
Satu Paavola, lukija
