Download het artikel in 
ENGINEERINGNET.BE - Leijnen ontwierp de axiale flux-motor die daar, maar ook in andere verticale markten, een game changer moet worden. De machine vergt minder koper en magneten, haalt 2,5 keer meer vermogen dan state-of-the-art productiemotoren van hetzelfde gewicht en is tot een kwart efficiënter.
Het (de kapitaalsverhoging) ging me dan ook sneller dan verwacht.” Nooit had Peter Leijnen de ambitie ondernemer te worden. Hij wijst naar de inzet van zijn twee vennoten (Daan Moreels en Kester Goh) die respectievelijk commercieel en financieel wél weten hoe een onderneming aan te zwengelen. “Als beginnend ingenieur focuste ik uitsluitend op techniek. Met opdrachten in diverse sectoren werd mijn blik de voorbije 25 jaar ruimer.” Al doende leerde hij octrooien aan te vragen en anderen, ook niet-ingenieurs en financiële mensen, te overtuigen van zijn ideeën. “Ik leerde me minder als ingenieur te gedragen maar ik blijf in hart en nieren een techneut en ben daar fier op. Mijn passie is puur techniek.”
Van jobhopper tot zelfstandige
Hij wist al heel jong dat hij ingenieur zou worden. In zijn eerste herinnering staat hij als driejarige naast zijn pa, een elektrotechnicus die radio’s en TV’s herstelde, aan een wekkerradio te sleutelen. Toen hij twaalf was elektrificeerden ze zijn gocart, met een autobatterij en een startmotor. Na een vlotte middelbare school (Latijn Wiskunde en Wetenschappen) trok hij naar IGHL (nu PXL Hogeschool). “Ik bracht er meer tijd door in de bibliotheek dan in de les.” In 1995 studeerde hij af als gegradueerde in de elektronica -technisch ingenieur- met specialisatie microprocessoren. Als afstudeerwerk ontwikkelde hij een meettoestel voor een lab aan de universiteit. Hij kreeg er een vakantiejob om het af te werken. Later nam een spin-off hem en zijn technologie mee. “Ik leerde er met CAD werken. Maar na een jaar begon ik me te vervelen en vertrok.”
Hij kwam bij Philips Hasselt in de ontwikkeling van productielijnen voor de cd-spelers. “Als beginnend ingenieur kreeg ik een deeltaak maar keek uiteraard dieper en verder … Dat wordt niet geapprecieerd.” Déjà vu en weg. Hij werd gedetacheerd ingenieur. “Het werden steevast langere opdrachten. Dat viel dus ook tegen. Na enkele maanden op één plek had ik het wel gezien. Ik begreep niet goed wat het probleem was. Andere ingenieurs zagen er gelukkig uit … Het lag aan mezelf, dus.” Hasselaar Leijnen verliet Limburg in 2001 met zijn Gentse vriendin. “Ik zag in het Gentse ook meer job-opportuniteiten.” Hij landde in Schorisse en later Bachte-Maria-Leerne (Deinze). Zijn laatste werkgever raadde hem aan zelfstandige te worden. Dat deed hij in 2006 onder de naam ‘Leijnen Engineering’. Eerder had hij in de garage van zijn ouders een CNC-gestuurde frees-machine gebouwd. “Ik bouwde er vier jaar prototypes in PU mee voor verschillende machinebouwers.”
Onbestaande windgenerator
Het Kortrijkse productontwikkelingsbedrijf PiliPili, dat hem hielp starten als zelfstandige in de machinebouw, bezorgde hem uiteindelijk ook de opdracht voor een nieuw type windturbine. De machine had innovatieve wieken en moest neergelegd kunnen worden voor onderhoud of bij storm. “Ik rekende de turbine door. De lichtste generator woog toen 4 à 5 ton en was té zwaar. Voor duurzaamheidsredenen moest het ook een ‘direct drive’ machine worden.” Zo’n generator bestond gewoon niet. Maar … elektrische voertuigen interesseerden hem al langer en in zijn eigen tijd had hij al veel gelezen over de axiale flux-technologie.
“Ik vond een manier om zo’n generator wél te bouwen. Opdrachtgever Jo Versavel was akkoord om daarmee verder te gaan maar ik miste de elektromagnetische kennis om het verhaal rond te maken.” Bleek dat Prof. Peter Sergeant en dr. Hendrik Vansompel aan de Gentse Universiteit, de afdeling Energietechniek, al een achttal jaar onderzoek deden naar axiale flux-motoren. Alleen lukte het niet zo goed met hun prototypes. “Ze kenden twee problemen: mechanisch en thermisch. Enerzijds bestaat de stator van zo’n motor uit individuele statorelementen die mechanisch met elkaar verbonden moeten worden. Ook moet de warmte uit de wikkelingen gehaald kunnen worden.” Leijnens elegante oplossing plaatste tussen de individuele spoelen koelvinnen die tegelijk voor de koeling zorgen én de statorelementen op hun plaats houden.
Ze doet het
Met deze aanpak bouwde dr. Vansompel een kleine machine die het wél deed. Ondertussen bouwde Leijnen zelf in zijn garage een grote generator die het op de testbank ook deed. Gezamenlijk namen ze octrooi op de technologie. In de lente van 2015 richtte Leijnen Magnax op. UGent transfereerde het octrooi naar Magnax. “Ik beschouwde het als een gezamenlijke inspanning en ieder zag de waarde en de mogelijke toepassingen van de oplossing in. Maar Magnax is geen spin-off van de universiteit.
Een licentieovereenkomst compenseert voor hun deel van de technologie.” Aandeelhouders in Magnax waren in 2015 enkel Leijnen zelf en de eerste investeerder en passief aandeelhouder Versavel, ex-Devlonics, ex-Traficon, Araani … Versavel was ook businessengel van de in 2011 opgerichte Vlaamse windturbinebouwer Xant, die windturbines van 100 tot 330 kW bouwde voor de microgrid- en off-gridmarkten en vorig jaar overgenomen werd door het Canadese Eocycle (Montreal). Even later kwamen de twee andere oprichters Moreels en Goh erbij.
Pivoteren naar automotive
Magnax pivoteerde al vrij snel van grote, krachtige generatoren voor windtoepassingen naar kleinere, sneller draaiende motoren. Leijnen wijst naar de feedback die het bedrijf uit de markt kreeg. Uit gesprekken met grote windturbinefabrikanten bleek hun lange, meerjarige aanlooptrajecten. Niet bepaald aantrekkelijk voor een kleine starter. “Vanuit automotive kregen we daarentegen massa’s spontane aanvragen. Laaghangend fruit.”
Oorspronkelijk ging het Magnax om water- en luchtgekoelde machines. Vandaag bouwt het oliegekoelde apparaten. “Mechanisch is de opbouw zeer gelijkaardig. Voor windtoepassingen was luchtgekoeld logischer. Maar in automotive is oliegekoeld interessanter. We kunnen ons zelfde concept voor beide inzetten. Dat hebben we alvast voor op concurrenten als Yasa (UK) en Emrax (Slovenië) die geen van beiden grotere motoren aanbieden. Onze motoren bouwen nu vooral op de drie nieuwe octrooien die we aanvroegen.”
Allerbeste zijn
De twee verticale markten, waarop het bedrijf zich vandaag toelegt, zijn automotive en luchtvaart waar het met meerdere partijen praat maar gebonden is aan NDA’s. Leijnen verwacht de eerste helft van dit jaar toch met nieuws uit te pakken over een Amerikaanse drone voor vijf passagiers. Hij kan die markt zó een motor aanbieden zonder sleutelen. “We moeten echter een laserfocus behouden en de allerbeste zijn op één doelgebied.” Als de luchtvaarttoepassingen succesvol zijn, kan wellicht gedacht worden aan een dochteronderneming. “Ik sluit niet uit dat we daar dan ook voor grotere motoren gaan.” Hij beseft dat vermogensdensiteit er een grote rol speelt. “Kan je dat met duurdere/exotischere materialen realiseren, mag het ook wel wat kosten. Een mogelijkheid is bijvoorbeeld om te werken met performantere kobaltstaallaminaten.”
Nóg aantrekkelijker
De technologische basis voor zijn jukloze axiale fluxmotor legde Leijnen vóór de oprichting van Magnax. “Een product ontwikkelen vergt enorm veel tijd en energie. Maar ik werk reeds aan vijf nieuwe octrooien die de technologie nóg aantrekkelijker zal maken.” Met de axiale flux-motor kan men dingen die onmogelijk zijn met radiaalmotoren. “We zitten twee keer hoger in vermogensdensiteit en hebben dus sowieso maar de helft materiaal nodig. Maar ook op het vlak van efficiëntie zal nog een bommetje vallen”, voorspelt Leijnen die wijst naar het aspect ‘mechanische veldverzwakking’.
Continu variabele versnelling
Elektrische voertuigen met radiaal-motoren gebruiken een versnellingsbak. “Een EV kent meer acceleratie dan een auto met thermische motor. Maar vanaf 120 km/u haalt die laatste een EV weer bij. Radiaalmotoren verliezen vermogen en efficiëntie bij hogere snelheden. Daarom komen elektrische wagens als de Porsche Taycan met een tweetraps versnellingsbak. Wij kunnen echter, gebruikmakend van een mechanische veldverzwakking, een continu variabele versnelling realiseren. Zonder versnellingsbak.” Een eerste voordeel.
Flux regelen
Een nadeel van permanente magneten is dat ze steeds hun volledige flux leveren. Door de luchtspleet tussen de spoelen en magneetkernen mechanisch te vergroten, kan je die flux echter regelen, wat een tweede voordeel oplevert, legt Leijnen uit. “Ieder in automotive schakelt over op permanente magneten. Tegelijk is er een trend naar meerdere motoren in een wagen. Bij normaal rijden, loopt de wagen enkel op de achterste motor(en). Op dat ogenblik kennen de motoren, die gewoon meedraaien met de voorste wielen, wel zogenaamde ijzerverliezen (hysteresis- en wervelstroomverlies) die het bereik van de wagen zullen beperken.
Dat kan men oplossen door die motoren los te koppelen, zodat ze niet meer meedraaien. Maar dat vergt wel een extra koppeling. Die hebben wij niet nodig.” Door het regelen van die airgap zijn er minder ijzerverliezen wat de wagen 20% verder kan brengen met dezelfde batterij. “De auto-industrie focust veelal op de batterijen om het bereik op te trekken maar men gaat voorbij aan de motor, omdat men denkt dat die is uitontwikkeld … Sommigen beginnen nu wakker te worden.”
Mijn werk, mijn hobby
“Mijn werk is mijn hobby”, zegt Leijnen. Een groot deel van zijn tijd gaat naar vergaderen. Nu online. Maar het liefst denkt hij gewoon na. “Al ijsberend in mijn kantoor. Ik speel dan met ideeën en ontwerp in mijn hoofd.” Hij tekent weinig uit en zet nu inge-nieurs in om zijn ideeën in prototypes om te zetten. “Ik zie ook nog veel zaken die ik kan verbeteren. Meer dan louter details.” De technologie-strateeg kijkt ook enkele jaren verder. Zijn aandacht gaat onder andere naar de elektronica, de omvormer, de aansturing, de dynamica van het voertuig …
“Ik merk een trend richting één motor per wiel wat bijvoorbeeld packagingvoordelen biedt. Dan bedoel ik niet ‘wielmotoren’ die een andere technologie zijn. Het klassieke differentieel gaat er ook uit. Hoewel een elektrische motor altijd een reductie van ongeveer 1 op 10 nodig heeft, geloof ik niet in de complexe schakelkast. Ook ‘torque vectoring’ (spelen op het koppel van de verschillende wielen) wordt hierdoor mogelijk, wat een wagen stabieler kan houden dan de huidige ESP.”
Meerdere markten
De Magnax technologie kan in meerdere verticale markten ingezet worden, van luchtvaart tot nautica, off-road, industrie … “De modulaire motor, die we nu ontwikkelen, kunnen we makkelijk van 150 naar 300 kW optrekken door met de hoeveelheid koper en magneten te spelen. Standaardcomponenten houden productiekosten laag.” Maar ook andere aspecten zoals recycleerbaarheid, circulariteit en duurzaamheid worden steeds belangrijker. “Voor wikkelingen hoeven we geen VPI-impregneerhars dat er naderhand afgebrand wordt.”
Stoute schoenen
Vorig jaar maakte Magnax zowat een miljoen euro omzet met het leveren van prototypes. Het telt nu een dertigtal medewerkers. In januari alleen al startten een handvol nieuwe mensen en er liggen nog vacatures klaar. Tegen eind Q2 wil het ISO 9001 gecertificeerd zijn. “Dit jaar bouwen we een pilootlijn waarop we onze productietechnieken voor onze Duitse partner zullen ontwikkelen. We investeren dit jaar ook in een eigen testbank. Vandaag moeten we naar Duitsland om motoren tot 500 kW op een gespecialiseerde bank te testen.”
Aan jonge ingenieurs: “Vertrouw in jezelf maar kom ook van je eilandje af. Trek je stoute schoenen aan. Neem initiatief. Probeer partnerships te vinden met anderen die goed zijn in ondernemen. Vertrouwen moet er wel zijn.” Leijnen is ervan overtuigd dat er tal van ingenieurs met goede ideeën rondlopen maar daarmee niet verder komen precies omdat ze die interactie met een commerciële partner missen.
door Luc De Smet / foto's OMP
Kader: Groeigeld en productiestart
Het 16 miljoen euro groeigeld dat Magnax eind 2020 ving, komt van autocomponentenbouwer Hirschvogel Automotive, Vlerick Group, Torus Capital en enkele business-engelen die achter de nieuwe technologie staan. “Hirschvogel vond ons toen we nog niet op zoek waren naar productiepartners. We hadden de luxe om kieskeurig te zijn.” Als start-up zou het erg moeilijk zijn om bij de ‘grote’ OEM’s binnen te raken zonder een gevestigde productiepartner. Tegen midden 2022 komt er een nieuwe fabriek in de buurt van München waar de serieproductie van Magnax-motoren van start gaat. Aanvankelijk a rato van 25.000 motoren per jaar om dan snel op te schalen.
