Van lab naar ijsvlakte: hoe TNO batterij-innovatie versnelt met Team Polar

Team Polar: Antarctica als ultieme stresstest voor batterij-innovatie

Team Polar, bestaande uit studenten van TU Eindhoven, ontwikkelt een zelfrijdend voertuig om onderzoek op Antarctica duurzamer, betaalbaarder en efficiënter te maken. TNO ondersteunt het team door faciliteiten te delen en deskundige begeleiding te geven.

Het autonome voertuig moet kunnen rijden op duurzame energie: zonnepanelen en batterijen. Beide spelen een cruciale rol, maar elk heeft beperkingen. Het gaat om de juiste balans.

Waarom is Antarctica relevant voor batterijen? Omdat Antarctica de randvoorwaarden uitvergroot die we in elektrificatie steeds vaker tegenkomen: kou, beperkte energie-input, autonomie en betrouwbaarheid. In die omgeving “faalt” elke te rooskleurige aanname genadeloos, en dat maakt het een perfecte proeftuin om te leren wat er écht nodig is.

Energie opwekken én opslaan in een wereld van -40°C

Team Polar’s eerste voertuig moest bestand zijn tegen ruw terrein, autonoom rijden en zijn eigen energie opwekken en opslaan, onder andere met zonnepanelen die ijs en sneeuw afstoten. Cruciaal: het systeem vraagt ook om batterijen die verwarmd worden, zodat de rover voldoende kilometers kan maken in het ijslandschap, ook als er minder of geen zonlicht is.

Dit raakt een kernissue uit de batterijpraktijk: bij lage temperaturen nemen vermogen, laadacceptatie en bruikbare capaciteit af, terwijl interne weerstand en risico’s rond plating of ongunstige reacties juist toenemen. Team Polar adresseert dat niet met “een betere cel”, maar met systeemdenken: energiebeheer, thermisch management en operationele strategie.

Gentoo: 1.000 km op Antarctica

Team Polar's tweede voertuig is Gentoo, genoemd naar een Antarctische pinguïnsoort. Het autonome voertuig weegt 300 kilogram, draagt zes vierkante meter aan zonnepanelen en is ontworpen om 24-7 autonoom te opereren bij temperaturen van -40 graden. Bovendien zal het 1.000 kilometer over Antarctica afleggen. Dat getal is voor batterijsystemen veelzeggend: het veronderstelt niet alleen voldoende energie, maar vooral voorspelbaarheid.

In afgelegen gebieden is “marginale degradatie” al snel “mission failure”. De combinatie van zonne-energie, opslag en warmtehuishouding maakt de energiebalans dynamisch. En dus vraagt het om batterijmanagement dat meedenkt met omstandigheden, niet alleen met een standaard rijcyclus. Beide technologieën zijn eerst getest in Nederland en vervolgens op de proef gesteld in Zweden.

TNO als ‘enabler’: expertise én infrastructuur

TNO ondersteunt Team Polar expliciet met kennis over autonoom rijden, zonnepanelen en batterijen voor voertuigen. Minstens zo belangrijk: het team kan gebruikmaken van TNO-faciliteiten zoals klimaatkamers met extreme temperaturen tot ver onder nul.

Hier wordt de brug zichtbaar tussen TNO’s batterijmanagement-portfolio en de praktijk: een rover die in extreme kou autonoom moet functioneren, vraagt om toestandschatting (SoX), levensduur-inzicht (RUL) en thermisch gestuurd gebruik, precies de bouwstenen waar TNO aan werkt.

Learnings voor de batterijsector

De waarde van Team Polar voor de batterijsector zit niet in het feit dat iedereen morgen een poolrover bouwt. Het zit in de verscherping van eisen die ook in heavy-duty mobiliteit, off-grid toepassingen en autonome machines opduiken: minder voorspelbare belastingprofielen, strengere beschikbaarheidseisen en grotere afhankelijkheid van softwarematige optimalisatie.

TNO’s aanpak, physics-based modellering, SoX/RUL, integratie naar Battery Management Systemen, en validatie via PoC, laat zien hoe je die complexiteit kunt beheersen zonder uitsluitend te leunen op “de volgende celchemie”. Tegelijk laat Team Polar zien waarom dat nodig is: als je energie-input beperkt is (zon), omgeving extreem is (kou), en falen geen optie, dan wordt batterijmanagement geen nice-to-have maar een strategische kerncompetentie.