בשדה הקרב, אין מקום לעיגול פינות בכל הנוגע לאמינות, בטיחות ודיוק. מערכות נשק וכלים צבאיים שונים נדרשים לעמוד ברף המחמיר ביותר של איכות הייצור והתפעול. במקרים רבים, מערכות אלו צריכות לעמוד בתנאי מזג אוויר קשים ובדרישות תפעוליות מורכבות. רחפן תקיפה, נגמ"ש או מכשיר קשר צבאי, הסוללות שפועלות בליבם של הכלים הללו אמורות להתמודד עם לחצים ואתגרים גדולים, הרבה יותר מאשר מוצרים אזרחיים מקבילים.
בשנים האחרונות חלה מהפכה של ממש בתחום המוצרים הצבאיים. לצד המכניקה הוותיקה, נכנסות לשימוש בכלים צבאיים רבים מערכות אלקטרוניקה ומחשוב בהיקפים חסרי תקדים. ממכשיר הקשר הקטן שנמצא בידי החייל בשטח, דרך הטנק שגומע מרחקים עבור למל"ט או טיל שטסים במעלה השמיים ועד ללווין שטס בחלל, כל מערכות הנשק המודרניות מתבססות על צריכת אנרגיה חשמלית לא מבוטלת.
פיתוח סוללות טקטיות
השינוי הזה באופן פיתוח מערכות הנשק המודרניות מביא עמו גם אתגרים לא פשוטים. האנרגיה שאותה צורכות מערכות הנשק נדרשת להגיע ממקורות אמינים ובטוחים שיכולים לתפקד גם בתנאי השטח הקשים והמאתגרים ביותר. המצבר של הטנק והסוללה של מכשיר הקשר אמורים לפעול ללא הפסקה בסביבה לא שגרתית ובתנאי סביבה ומאמצים מוגברים.
מעבר לכך, מצברים וסוללות חשופים גם לסכנת פגיעה בשדה הקרב. בין אם כתוצאה מחשיפה לטמפרטורות גבוהות ובין אם כתוצאה מפגיעה ישירה, חל סיכון לא פשוט בכל תרחיש של התלקחות מצבר במערכות נשק. אותה דרישה לאיכות ללא פשרות הנוגעת בכל מערכות הנשק מתבטאת פי כמה וכמה במערכות האנרגיה הרגישות.
כאן נכנסת לתמונה חברת אפסילור הישראלית, העוסקת בפיתוח מצברים וסוללות לצרכי ביטחון וצבא, תוך שימת דגש רב על נושא בטיחות הסוללה ועמידה בתנאי סביבה קיצוניים. החברה מפעילה משרדים בבית שמש וקו ייצור בפארק תעשיות רותם בדימונה ומעסיקה כיום כמאתיים עובדים, ביניהם כשישים מהנדסים מקצועיים. חברת אפסילור דלק חשמלי הינה תוצאה של מיזוג בין חברת אפסילור הוותיקה לבין חברת דלק חשמלי.
דלק חשמלי, שהוקמה בתחילת שנות ה-90, עסקה בטכנולוגיית תאי אבץ-אוויר והחלה את דרכה בפיתוח סוללות אבץ-אוויר עבור תעשיית הרכב. בתחילת שנות האלפיים עברה דלק חשמלי גם לתחומי הביטחון ורכשה את אפסילור, העוסקת מיום הקמתה בפיתוח סוללות טקטיות למשרד הביטחון, בעיקר למכשירים לראיית לילה ולמכשירי קשר.
במשך כעשרים שנים מיצבה את עצמה חברת אפסילור-דלק חשמלי כשחקנית מובילה בעולם הסוללות והמצברים הצבאיים. לאחר המיזוג, החלה אפסילור להתרחב גם לתחום סוללות צבאיות גדולות יותר וכיום החברה מעניקה שירות ללקוחות שונים בארץ ובעולם. מעבר לתחומי הביטחון, אפסילור עוסקת בפיתוח סוללות ומצברים גם לצרכים רפואיים, תקשורתיים וכן לעולמות התעופה האזרחית.
"אנחנו באפסילור מציעים מגוון רחב של מוצרים בתחום המצברים והסוללות", מסביר אורי קוסט, מנהל פיתוח באפסילור. קוסט החל את דרכו בחברה לפני כ-11 שנים – וכיום הוא מוביל תהליכי פיתוח של מצברים גדולים ומערכות אנרגיה מורכבות. "מבחינתנו, סוללות טקטיות מתחלקות לשלושה סוגים: סוללות סטנדרטיות למערכות שעושות שימוש בסוללות שמתאימות למשל למכשירי קשר או למערכות אלקטרו – אופטיות; סוללות שאנחנו מפתחים באופן ייעודי לצרכי מזל"טים ורחפנים – וכן מצברי 6T שפועלים לפי סטנדרט עולמי מחמיר".
הדור הבא של המצברים הצבאיים
בשנה שעברה חשפה אפסילור בתערוכת יורוסטורי בפריז את מערכת המצברים Li-Ion 6T: הדור הבא של המצברים הצבאיים. מצברים מסוג 6T מיועדים לכלי רכב צבאיים כמו טנקים, נגמ"שים או כלים משוריינים אחרים. "אנחנו מדברים כאן על מצבר דומה לזה שנמצא במכונית פרטית מבחינת הגודל אך אחר לגמרי בכל הקשור לטכנולוגיה", אומר קוסט. "המצברים תוכננו כדי לעמוד בדרישות המחמירות של צבא ארצות הברית ונאט"ו".
עולם המצברים לכלי רכב צבאיים נחשב למורכב ומאתגר במיוחד. מצברים אלו נועדו לספק אנרגיה גדולה יותר ביחס לאותו נפח, לכלי רכב קרביים משוריינים (רק"מ) בתנאי שטח מאתגרים ולשמור על עמידות מפני דלקה גם במקרה של פגיעה ישירה.
"בטנקים יש היום מצברי עופרת-חומצה וזה לא מספיק", מסביר קוסט. יש המון מערכות אלקטרוניות על טנקים וכלי הרכב, כדוגמת מערכות תצפית, מערכת מעיל רוח ומערכות נוספות, חלקן פועלות גם שכלי הרכב אינו מונע. מערכות אלו צורכות אנרגיה רבה. מצברים המבוססים על עופרת-חומצה אינם יודעים לספק את האנרגיה לאורך זמן רב, לכן, כל הצבאות בעולם מחפשים פתרונות כדי להגדיל את קיבול האנרגיה על הכלי, כשהדבר הטוב ביותר שניתן להתקין כיום על רק"מ זה סוללות ליתיום".
"בשנת 2019 יצא תקן אמריקאי למצברי ליתיום לכלים צבאיים", הוא מוסיף. "אף יצרן עדיין לא עומד בתקן הזה ואנחנו נמצאים בעיצומו של תהליך מול צבא ארה"ב כדי להיות הראשונים שמקבלים הסמכה של מצברי ליתיום-יון צבאיים. היתרון הגדול של המצבר שלנו טמון ביכולתו להכיל פי 4 אנרגיה מסוללת עופרת-חומצה באותו גודל מצבר".
לדברי קוסט, החיסרון המשמעותי של מצברי ליתיום טמון בבטיחות שלהם אך בתהליך המחקר והפיתוח דאגה אפסילור לתת מענה מקיף גם לאתגר זה. "כולנו שמענו על מצברים של קורקינטים חשמליים שמתלקחים בבית, או מכוניות חשמליות שעולות באש. הסיכונים הללו במצברי ליתיום מנוהלים בעזרת ציוד אלקטרוני שנועד לוודא שהמצבר לא יחרוג מתחום העבודה הבטוח שלו. במצברים מותקנת מערכת שמדווחת על הסטטוס של הסוללה. ברגע שהוא חורג מתחום העבודה הבטוח יוצאת התרעה ואם היא נמשכת לאורך זמן, המצבר מתנתק ומפסיק לייצר חשמל. כדי להפחית עוד יותר את הסיכון להתלקחות, אנחנו מפתחים גם מצבר ליתיום-ברזל-פוספט שנחשב לבטוח במיוחד עם אירועי התקלחות אפסיים".
מצברי 6T שמפתחת ומייצרת אפסילור נהנים מיתרונות טכנולוגיים משמעותיים לעומת מצברי עופרת-חומצה שבהם נעשה כיום שימוש במרבית כלי הרק"מ והטנקים: קיבול האנרגיה של מצבר עופרת-חומצה עומד על קילו ואט-שעה אחד, כאשר מצברי ליתיום-פוספט נהנים מקיבול אנרגיה של 2.5 קילו ואט-שעה ומצברי ליתיום-יון מקיבול של 4.2 קילו ואט-שעה.
גם מבחינת אורך החיים, מצברי 6T עדיפים משמעותית על המצברים הנפוצים כיום בשוק: לעומת 300 מחזורי טעינה במצבר עופרת-חומצה, המצברים המתקדמים של אפסילור יכולים להגיע אף ל- 3,000 מחזורי טעינה. מעבר לכך, המצברים משלבים מערכת חכמה לניהול סוללות, מחזיקים ביכולות איזון אנרגטי ומסוגלים לספק יותר אנרגיה מאשר המתחרים בשוק.
מצברי 6T שמפתחת אפסילור כולל מצברי ליתיום-יון ומצברי ליתיום-ברזל-פוספט. "יש לקוחות שמעדיפים את הבטיחות על הביצועים והם יעדיפו את הליתיום-ברזל-פוספט", הוא מספר. "לקוחות שאין להם ברירה אלא להתפשר על הבטיחות ירכשו את הליתיום-יון. כך או כך, זהו העתיד של הלוחמה. מכיוון שהצרכים האנרגטיים הולכים וגדלים, אין מנוס מלעבור למערכות אנרגיה במתח גבוה. כבר כיום, אפסילור מתכננת מערכת מתח גבוה שמבוססת על טכנולוגיית ליתיום-יון. להערכתנו, בחמש השנים הקרובות יעלה מאוד הביקוש למערכות כאלו על טנקים וכלים צבאיים אחרים".
חגי שמואל, סמנכ"ל השיווק והמכירות של אפסילור, מוסיף כי מצברי 6T של החברה נמצאים כיום בפרויקטי פיתוח אצל לקוחות שונים בעולם, בשלבים מתקדמים מאוד. "יש לנו מספר פרויקטים עם מדינות שונות בעולם שרכשו את המוצר הזה לצרכי בדיקות והערכה", הוא אומר. "לאחרונה התקבלה הזמנה להצטיידות בהיקף של מאות מצברים".
הלווין של אוניברסיטת תל אביב
מעבר למצברים המיועדים לכלי רכב צבאיים, אפסילור מפתחת עוד מגוון רחב של סוללות טקטיות. "יש לנו משפחת סוללות שלמה שמיועדת לתעשיית החלל", מספר שמואל. "כך למשל, כאשר אוניברסיטת תל אביב שיגרה לחלל ננו-לווין בשם TAU-SAT3 – אנחנו סיפקנו את הסוללה שמניעה אותו".
הסוללה הזעירה שפיתחה אפסילור עבור הננו-לווין הישראלי המריאה לחלל בחודש ינואר על גבי טיל פלקון 9 מבית חברת SpaceX. הלווין מצויד במכשיר אופטי באורך סנטימטרים אחדים בלבד שהצריך פיתוח של סוללה ייחודית. לפני השיגור ערכו בחברת אפסילור מספר סימולציות של אורך החיים של הסוללה, ולפיהן היא צפויה לשרוד בחלל לפחות עשר שנים ללא צורך בתחזוקה".
"צריך להבין שמדובר כאן בשיא הטכנולוגיה מבחינת הפיתוח ובחירת המרכיבים. בעולם החלל יש צורך במערכות שיוכלו לעבוד מחוץ לאטמוספירה במשך עשר עד חמש עשרה שנים - זהו אתגר טכנולוגי גדול. ממדיה של הסוללה החדשה הם מוגבלים מאוד, כ-190 סמ"ק".
בכל הקשור לתחומי התעופה, חברת אפסילור מיצבה את עצמה כשחקנית משמעותית ומובילה בכל הקשור לפיתוח מצברים וסוללות לרחפנים, מל"טים וטילים. גם כאן מדובר באתגר טכנולוגי מורכב שישפיע בצורה נרחבת על שדה הקרב העתידי: מצברים מתקדמים יאפשרו לרחפנים לשהות זמן רב יותר באוויר ולהשלים מגוון משימות גדול יותר.
בפיתוח מצברים לרחפנים צבאיים יש צורך לעמוד בדרישות מחמירות של עמידות. בין היתר, רחפנים אלו פועלים במתארים שבהם הטמפרטורה נמוכה מאוד וכן נמצאים לעיתים קרובות בסכנת פגיעה. גם כאן, בטיחות המצברים עשויה לספק פתרון בעל ערך רב בתנאים מבצעיים.
כאמור, אפסילור מייצרת סוללות סטנדרטיות שמיועדות בעיקר למכשירי קשר או למוצרים אחרים שהחייל בשטח נושא על גופו. "את המוצרים הללו אנחנו מספקים ללקוחות בארץ ובעולם, לחברות הביטחוניות הגדולות ביותר, וגם למשרד הביטחון", הוא מסביר.
המערכות של חברת אפסילור רלוונטיות גם לתחומים נוספים. במהלך התפרצות מגפת הקורונה סיפקה החברה מגוון רחב של מוצרים מתקדמים למערכות רפואה. בין היתר, הציעה אפסילור בזמן המגפה סוללות המיועדות למנשמים מסוגים שונים, סוללות למערכות רפואה אחרות וכן מערכות אנרגיה למתקנים רפואיים זמניים שנפרסו בשטח. מרכזי בדיקות ניידים, אוהלי אשפוז, מכולות קירור לחיסונים: כל אלו עשו שימוש במערכות המצברים והסוללות המתקדמים של החברה.
חדשנות בכל שלבי הייצור
מאז הקמתה הציבה חברת אפסילור במרכז את נושא החדשנות לאורך כל שלבי המחקר, הפיתוח והייצור. "בכל שלבי הפיתוח של המוצר ועד לשלב התמיכה בלקוחות, אנחנו מקפידים על הרמה הטכנולוגית הגבוהה ביותר. צריך להבין שסוללה מורכבת משלושה חלקים: תאים, אלקטרוניקה ומעטפת. כל אחד מהמרכיבים הללו נדרש לעמוד בתקנים מחמירים", אומר שמואל.
" חדשנות רבה מוטמעת במצברים שלנו", מוסיף אורי קוסט. "החדשנות באה לידי ביטוי בכל הקשור לחומרים שאנחנו משלבים בין התאים האלקטרוכימיים, כמו חומרים מעכבי בעירה ומונעי התלקחות. מעבר לכך, אנחנו מפתחים אמצעים שונים כדי לעשות פינוי מהיר של גזים מתוך המצבר כשהוא מתלקח כדי להגביר את הבטיחות. כל הדברים הללו נופלים תחת כותרת אחת חשובה: לפתח מצבר ליתיום עם שרידות גבוהה ובטיחות משופרת. את הטכנולוגיות הללו שמשולבות במצברים צבאיים אנחנו משלבים לפי הצורך גם במצברים אחרים כאשר הדרישות המחמירות של עולם הביטחון הן אלו שדוחפות את הטכנולוגיה קדימה".
בשיתוף אפסילור
