Akkufertigung von STIHL
Wie entsteht ein Profi-Akku von STIHL? Das erfahren Sie hier. Wir führen Sie Schritt für Schritt durch die Akkufertigung am STIHL Stammsitz in Waiblingen. Einen ersten Einblick bekommen Sie im folgenden Video.
04.07.2023
Übersicht: Akkufertigung
- Herstellung von Akku-Produkten bei STIHL seit 2009
- Eigene Akkufertigung in Waiblingen, u. a. die rückentragbaren Profi-Akkus AR 2000 L und AR 3000 L aus dem AP-System
- Produktion in verschiedenen Schritten, von der Vorbereitung des Zellhalters bis zum End-of-Line-Test
- Höchste Präzision und diverse Maßnahmen zur Qualitätssicherung nötig
Akkukompetenz bei STIHL
STIHL blickt bereits heute auf langjährige Akkukompetenz zurück. Seit dem Jahr 2009 werden bei STIHL Akku-Produkte gefertigt.
Um die Entwicklung leistungsstarker Akku- und Elektrotechnologie zu bündeln und den STIHL Anspruch an Leistung und Langlebigkeit bei modernen Akku-Geräten zu erfüllen, entstand im Jahr 2016 das STIHL Kompetenzzentrum für Akku- und Elektrotechnologie.
Seit 2018 betreibt STIHL darüber hinaus eine eigene Akkufertigung in unmittelbarer Nähe der Entwicklungs- und Kompetenzzentren.
Der STIHL Profi-Akku AR 2000 L leistet 1.015 Wattstunden, die von 60 Akkuzellen bereitgestellt werden. Die 7,4 Kilogramm Gewicht lassen sich bequem auf dem Rücken tragen.
Noch mehr Leistung enthält der STIHL AR 3000 L. Dessen 90 Akkuzellen stellen bei einem Gesamtgewicht von 9,5 Kilogramm 1.520 Wattstunden Energie zur Verfügung.
Einblicke in die Akkufertigung von STIHL
Welche Fertigungsschritte sind nötig und wie stellt STIHL schon während der Fertigung sicher, dass alle Exemplare den hohen Qualitätsansprüchen genügen? Wir führen Sie durch die Produktion.
Im ersten Schritt wird der Zellhalter, in den später die Akkuzellen eingesetzt werden, automatisch mit speziellen Ableitblechen bestückt. Diese Kontakte zwischen den Zellen werden mittels Laser verschweißt, um hohen Belastungen standzuhalten und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.
Bereits in diesem Fertigungsschritt setzt STIHL Poka Yoke, eine einfache Fehlerverhinderungstechnik, ein: Die Ableitbleche können konstruktiv nur in der richtigen Position aufgelegt werden. Anschließend wird der Zellhalter zur nächsten Fertigungsanlage transportiert.
Dort angekommen, wird der vorbereitete Zellhalter von einem Pick-and-Place-Roboter mit Akkuzellen bestückt. Zwei Aufstellräder stellen dabei die Akkuzellen in der richtigen Ausrichtung bereit, die der Roboter nach dem jeweiligen Bestückungsmuster entnimmt. Für einen STIHL AR 2000 L werden in diesem Schritt der Akkufertigung 60 Akkuzellen eingesetzt und für einen STIHL AR 3000 L insgesamt 90 Akkuzellen.
STIHL Kunststoff-Fertigung: In der STIHL eigenen Kunststoff-Fertigung werden zahlreiche Kunststoffteile der Akkus hergestellt, zum Beispiel die Halterung für einzelne Akkuzellen sowie die Akkuhaube.
Nachdem der untere Zellhalter mit den Akkuzellen bestückt wurde, wird in der Fügestation der ebenfalls mit Zellverbinderblechen versehene obere Zellhalter aufgesetzt und die Akkuzellen gefügt. Die Fügestation misst während dieses Fertigungsschritts automatisch Kraft und Weg, um ausschließlich optimal gefügte Akkupacks in die weitere Fertigung zu geben.
Im nächsten Schritt der Akkufertigung werden die Hauptelektronik und Sensorik eingebaut. Zunächst werden die Ableitbleche mit den Crimps der Powerleitungskabel der Elektronik in einem vollautomatischen Prozess hochpräzise verschweißt. Dann werden unter anderem Temperatursensoren montiert, die den Akku hitzebedingt regulieren können, um bei der Verwendung Schäden durch Überhitzung zu vermeiden. Danach werden die Mittelspannungsabgriffe mit einer patentierten Ausführung montiert und ebenfalls vollautomatisch verschweißt.
Nun wird der Akkupack mit der Bedieneinheit ausgestattet. Diese wird zunächst eingesteckt und verkabelt, bevor der sogenannte Pretest durchgeführt wird. Dieser Test überprüft die ordnungsgemäße Funktion der Elektronik mit einem Piepton.
So ist gewährleistet, dass jeder gefertigte Akkupack korrekt funktioniert. Dieses Vorgehen reduziert den Ausschuss und trägt zu einer nachhaltigen Fertigung bei, da die Bedienelemente noch vor dem Vergießen ausgetauscht werden können und der Akkupack weiterverwendet werden kann, falls der Pretest die ordnungsgemäße Funktion nicht bestätigt.
Anschließend werden die Serialnummern des Akkupacks und der Bedienelektronik miteinander verheiratet. So ist nachvollziehbar, welche Exemplare im fertigen Profi-Akku verbaut sind. Nach bestandenem Pretest wird jedes Exemplar zum Vergießen vorbereitet.
Durch den Polyurethanverguss werden die elektronischen Bauteile isoliert und somit vor Feuchtigkeit und mechanischen Einflüssen geschützt. In der Vergussanlage wird zunächst Masse unter der Platine aufgebracht, um Luft zu entfernen. Anschließend steigt das Polyurethan an, bis alle Bauteile bedeckt sind. Nach dem Aushärten der Vergussmasse ist der Akku bereit für die Endmontage.
Zunächst wird der Verguss im Rahmen der Endmontage visuell kontrolliert und mit einem Weißstift validiert. Anschließend wird die ergonomisch geformte Rückenplatte montiert und mit Verbindungselementen und dem Griff bestückt. Danach wird die Bedieneinheit eingesteckt und die Vorderhaube aufgesetzt. Bevor das Exemplar in die Schraubstation geführt wird, werden die Kontakte präventiv geölt, um lange Zeit leichtgängig anschließbar zu bleiben.
Der End-of-Line-Test überprüft den gesamten Akku auf Funktionsfähigkeit. Dazu wird die Anzeige-LED überprüft, die neueste Software geflasht sowie alle technischen Funktionen getestet, um die Sicherheit bei der Anwendung im Feld sicherzustellen. Nach der Überprüfung werden sämtliche Bauteil-Etiketten gescannt und so dem Exemplar eineindeutig zugeordnet. Erst nach bestandenem Test und erfolgter Bauteilzuordnung bekommt der Akku die Freigabe für die Anwendung.
Zum Abschluss wird der Profi-Akku mitsamt der Begleitliteratur verpackt und schließlich ausgeliefert.
Worauf kommt es bei der Akkufertigung besonders an?
Bei der gesamten Akkufertigung stellen elektrostatische Entladungen ein erhebliches Risiko dar. Mitarbeitende tragen deshalb spezielle ableitfähige Arbeitskleidung, um die noch ungeschützten elektronischen Komponenten während der Fertigung wirksam zu schützen.
Von der Zellzusammenstellung bis zum End-of-Line-Test hat STIHL diverse Prozesse zur Qualitätssicherung installiert, um beste Qualität beim Laden und in der Anwendung zur Verfügung zu stellen.
Die empfindlichen Bauteile erlauben in den Fertigungsprozessen keine Fehlertoleranzen. Deshalb verlangt jeder Schritt der Akkufertigung höchste Präzision, damit der fertige Akku den hohen Qualitätsansprüchen von uns und unseren Kund/-innen genügt.
Ausblick
STIHL baut die Akkufertigung am Stammsitz in Waiblingen weiter aus und wird auch den Profi-Akku AP 500 S vor Ort in Deutschland fertigen. Parallel entsteht eine neue Fertigung für professionelle Akku-Produkte, die ab dem Jahr 2024 im Waiblinger Werk 2 die Produktion aufnehmen wird.
STIHL entwickelt smarte Akkus weiter, damit Anwender/-innen den Akku noch präziser auf den Einsatz abstimmen können. Dies gelingt zum Beispiel durch intelligente Ladetechnologie, die sich den Arbeitseinsätzen automatisch anpasst. Dadurch wird zukünftig sichergestellt, dass pünktlich volle Leistung bei maximaler Lebensdauer des Akkus bereitsteht.
