Op het eerste gezicht lijkt aandrijvingstechnologie op batterijen niet veel te maken te hebben met benzineproducten. Maar als je beter kijkt, wordt het al snel duidelijk dat de ontwikkeling van nieuwe snoerloze elektrische gereedschappen veel nieuwe kennis combineert met veel ervaring uit andere gebieden. Dat zien we bijvoorbeeld bij de STIHL AP 300S. Het nieuwe batterijpakket combineert de ontwikkeling van innovatieve methoden met de basis van bestaande bedrijfskennis.
01 | HET PRODUCT-IDEE
DEEL
Ontwerp van batterijsysteem
Het begint allemaal met een idee. En dit is soms even abstract als eenvoudig: Meer vermogen voor een nieuwe zaag, met de accu als het hart van een nieuwe generatie accu's. De nieuwe aandrijving zou een elektrisch vermogen van 2,1 kilowatt moeten hebben - veel meer dan tot nu toe op de markt verkrijgbaar was. Het hele ontwikkelingsteam bouwde hiervoor nieuwe kennis op, maar kon ook putten uit een schat aan ervaring van projecten die al met succes waren afgerond.
02 CONCEPT EN HET EERSTE PROTOTYPE
DEEL
Ontwerp batterijsysteem, materiaaltechnologie tribologie
Welke cel kan aan de nieuwe eisen voldoen? Hoe kunnen grotere stromen veilig en effectief worden bereikt? Het concept werd vormgegeven aan de hand van vele discussies, berekeningen, virtuele en echte tests en beoordelingen van de prestaties, veiligheid en levensduur van de nieuwe cellen. De hoge stroomvoercapaciteit was hier een van de grootste uitdagingen. Om dit in de STIHL AP 300S op het beoogde niveau te krijgen, moeten 30 cellen zodanig met elkaar worden verbonden dat prestaties worden behaald die voorheen onhaalbaar waren. De beoogde prestaties waren echter niet langer haalbaar met de bekende materialen en verbindingsmethoden. Er waren nieuwe ideeën en nieuwe materialen nodig voor een nieuw, innovatief proces.
03 | SIMULATIE EN OPTIMALISATIE
DEELDEEL
Huidige berekeningsmethoden
Structureel-mechanische en thermische simulatie begint over het algemeen voordat prototypen worden gebouwd, maar uiterlijk wanneer ze worden gebouwd - voor zowel snoerloze producten als klassiek benzinegereedschap. In beide gevallen worden virtuele methodologieën gebruikt om testcycli te verkorten en de speciale mechanismen beter te begrijpen, zodat gerichte verbeteringen kunnen worden aangebracht in een vroeg stadium van de ontwikkeling. De nieuwe verpakkingen ondergingen ook de eerste veiligheids- en goedkeuringsrelevante valtests op de computer. Dit maakte snelle feedback aan de ontwerpers en wijzigingen in het ontwerp mogelijk. De behuizing van de STIHL AP 300S werd zelf ontwikkeld.
04 | TESTING
DEFECTOR
Validatie van de accupacks
De prototypes van de nieuwe accupacks werden getest op onze eigen STIHL testbanken in fabriek 2 in Waiblingen-Neustadt. Om zoveel mogelijk ontwerp-, configuratie- en toepassingsfouten aan het licht te brengen, werd een groot aantal tests uitgevoerd. Deze bepaalden bijvoorbeeld de maximumtemperaturen tijdens het opladen en ontladen, of bij aanraking door de gebruiker. Foutieve toestanden - zoals kortsluiting of overbelasting - werden kunstmatig opgewekt om te bevestigen dat aan de hoge veiligheidseisen voor het eindproduct was voldaan. Het uitgebreide testportfolio omvatte ook onderzoeken naar de levensduur en robuustheid van het batterijpakket. STIHL hanteert normen die veel verder gaan dan de wettelijke normen. In feite zijn het de eigen hoge kwaliteitsnormen van het bedrijf waaraan alle nieuwe ontwikkelingen moeten voldoen.
05 | SERIEPRODUCTIE
DEFECTOR
Productontwikkeling accupacks en laders, preproductieontwikkeling en strategische productontwikkeling
Het nieuwe verbindingsprocedé waarmee de 30 cellen van de STIHL AP 300S met elkaar worden verbonden, is een bijzonder kenmerk van het product. Met deze innovatie onderstreept STIHL eens te meer zijn technologische leiderschap. Met een goede reden: STIHL is een van de eerste ondernemingen ter wereld die een laserlasprocedé voor accupacks in de sector van de elektrische gereedschappen gebruikt - en ze op de markt brengt. De koperen verbindingen, die minder dan een halve millimeter dik zijn, worden met behulp van een precisielaser aan de celpolen bevestigd. Om dit innovatieve proces succesvol af te ronden, waren vele tests en theoretische optimalisatiecycli nodig, evenals diepgaande uitwisselingen en samenwerking met externe partners. Het resultaat is een laserlasproces dat nu wordt gebruikt voor de productie van de STIHL AP 100, 200, 300 en 300S en de AR 200L en 3000L in de eigen productie in Waiblingen-Neustadt. Voor het professionele product STIHL AR 3000L moeten niet 30, maar 90 cellen binnen de kortst mogelijke tijd betrouwbaar aangesloten worden. Dit is alleen mogelijk met het nieuwe proces.
