乍一看,电池驱动技术与汽油产品没有太大关系。但仔细想想,很快就会明白,新型锂电池设备的开发将许多新知识与其他领域的丰富经验相结合。例如:STIHL AP 300S。全新电池包将创新方法的开发与作为基础的现有企业知识相结合。
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电池包的系统设计
起初有一个想法。有时,这个想法既抽象又清晰:新一代电池包作为核心部件,为新电锯提供更多功率。全新驱动装置应具有 2.1 千瓦以上的输出功率,远超迄今为止市场上的可用产品。整个开发团队为此构建了新的知识,但也可以利用已经成功完成的项目的丰富经验。
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电池包系统设计、材料工程、摩擦学
哪种电芯可以满足新要求?如何安全有效地实现更大电流?概念涉及多次谈话、计算、虚拟和真实测试以及对新电芯在性能、安全性和使用寿命方面的评估。大电流承载能力是最大挑战之一。为使其达到所需程度,在 STIHL AP 300S 中必须将 30 个电芯相互连接,从而实现出色的性能。但所需功率无法再用原来已知的材料与连接工艺实现。新的创新工艺需要新思路、新材料。
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流量计算方法
结构力学和热仿真早在构建原型之前(最迟于构建原型之时)开始——无论是锂电池产品还是传统汽油设备。在这两种情况下,虚拟方法减少了试验循环次数,且有助于更好地理解特殊机制,从而能够在开发的早期阶段有针对性地进行改进。全新电池包也在电脑上经过与安全和认证相关的初步跌落测试。这样便可快速向设计师提供反馈和变更设计。因为 STIHL AP 300S 的外壳是自主开发的。
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电池包确认
在位于魏布林根新城的 2 号工厂的 STIHL 内部试验台上,全新电池包的原型经过全面测试。测试范围很广,旨在帮助发现尽可能多的结构、设计或应用误差。例如,测试涉及充放电时或用户接触时的最高温度。人为造成短路或过载等故障状态,以确认最终产品达到高安全要求。关于电池包的使用寿命及其稳健性的测试是对广泛测试组合的补充。STIHL 以远超法律要求的标准来衡量自己。在此更多的是其自身对质量的严苛要求,必须以此来衡量所有新开发的产品。
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电池包和充电器产品开发、生产前期开发和战略产品开发
连接 STIHL AP 300S 的 30 个电芯的全新连接工艺是该产品的特点。STIHL 以此再次强调其对技术优势地位的追求。因为:STIHL 是全球率先在电动工具领域将激光焊接工艺用于电池包的公司之一,并将其推向市场。厚度不到半毫米的铜接头借助精密激光器固定在电芯极上。实现该创新工艺需要大量实验和理论的优化循环,以及与外部合作伙伴的密切交流。结果:如今,在魏布林根新城运用激光焊接工艺自主生产 STIHL AP 100、200、300 和 300S 以及 AR 200L 和 3000L。对于专业级产品 STIHL AR 3000L,不仅要在最短时间内将 30 个电芯,而是将 90 个电芯工艺可靠地相互连接。这只能借助新工艺来实现。
Anke Kleinschmit 自 2018 年起担任 STIHL 的首席开发官。此前,她曾在戴姆勒股份公司担任动力总成工厂的厂长,在那里她推动了生产的数字化转型。
在未来的工作中,您特别关注哪些地方?
Anke Kleinschmit:我们目前致力于优化产品诞生过程——也就是沿着所有接口。此外,我们还深入研究产品主题:STIHL 产品有什么特点,我们希望品牌代表什么?我们未来导向的问题对我来说至关重要,我与我的团队及其他部门进行了非常深入的讨论。
STIHL 的锂电池产品深受欢迎,在全球范围内也非常流行。与此同时,取代汽油设备比预期更早发生。在这种情况下,STIHL 的开发部门面临哪些任务?
Anke Kleinschmit:我们在汽油产品方面拥有我们想要保持的高能力水平。它们现在是、将来也是我们的核心产品。但对我们来说,投资新技术至关重要。无论是对于锂电池产品还是全新生态系统或商业模式,我们都必须考虑如何挽回汽油产品的颓势。
STIHL 如何在未来继续保持技术优势?
Anke Kleinschmit:通过更多的前期开发。关键在于及时发现相关技术和创新。我的目标是,制定一个清晰的愿景,确定 STIHL 未来应代表什么:我们在哪个业务领域运作,我们的客户对我们的产品有什么要求?我们必须面对这个任务,在自身愿景的推动下。我们不一定总是市场上的领头羊,但我们应该有位列翘楚的自我认识。
Kleinschmit 女士,感谢您接受采访。