From Concept to Car: schudden, rammelen en rollen
In een auto zijn er veel dingen die je als vanzelfsprekend beschouwt. Bijvoorbeeld dat de deuren altijd goed sluiten, de stoelen soepel bewegen, of dat de scharnieren van de armsteunen niet spontaan losraken. Toch kunnen we niet zomaar voor lief nemen dat deze onderdelen zomaar goed werken; want deze details zijn juist enorm belangrijk bij het ontwikkelen van een auto. Dit is waar Julian Cantwell, Hoofdingenieur Systeemvalidatie bij Polestar, om de hoek komt kijken.
Cantwell werkt sinds december 2020 bij Polestar en zorgt ervoor dat de onderdelen in je auto perfect passen en betrouwbaar functioneren — elke keer weer. "Eigenlijk is het mijn taak om zoveel mogelijk dingen stuk te maken", zegt hij met een bijna hoorbare grijns. "Natuurlijk moeten de onderdelen aan bepaalde specificaties voldoen, maar we stellen ze altijd zwaar op de proef", voegt Cantwell toe. Dingen kapot maken klinkt misschien leuk, maar het kan ook voor onrust zorgen als hij weer meedogenloos te werk gaat. "Dat kan de designingenieurs behoorlijk van streek maken, want soms betekent het dat ze terug moeten naar de tekentafel."
Hoewel het op het eerste gezicht lijkt alsof Cantwell’s werk alleen maar draait om dingen kapotmaken, schuilt er een grotere visie achter. "Ons belangrijkste doel is om auto’s te maken die lang meegaan en betrouwbaar zijn. Door het slijtageproces te versnellen met zware tests, kunnen we dat beetje extra doen om ervoor te zorgen dat het product aan alle verwachtingen voldoet, of ze zelfs overtreft."
Maar waar begin je met zo’n klus? Zoals vaak het geval is bij Polestar: bij een scherp oog voor detail en een duidelijke opdracht. Cantwell kreeg namelijk de taak om dingen te breken (of er juist voor te zorgen dat dingen niet gemakkelijk kapotgingen — afhankelijk van hoe je het bekijkt), en hij had een locatie nodig om dat te doen. Dit kon plaatsvinden in de testfaciliteit van Polestar bij MIRA in het Verenigd Koninkrijk. Als je ooit meer over auto’s wilt leren, dan is dit de place to be. Bovendien bood deze locatie de perfecte ruimte om een lab op te zetten waar de grenzen van het materiaal konden worden getest. Maar toch was de plek niet ideaal. "Het gebouw was behoorlijk verouderd. Toch zag ik een kans voor Polestar om er iets moois van te maken", zegt Cantwell, "Door er enorm veel liefde en een beetje cash in te stoppen, hebben we de faciliteit opgeknapt zodat de plek perfect geschikt is voor ons werk."
Wanneer Cantwell sprak over het feit dat er 'veel liefde' in ging zitten, overdreef hij niet. Toen hij voor het eerst zijn lab betrad, zag het er allesbehalve goed uit: er waren lekken en de appratuur was verre van in orde. Over het algemeen was de locatie nog niet helemaal klaar voor gebruik. Daarom verzamelde Cantwell in de jaren die volgden, na wat indrukwekkend ellebogenwerk, een team van acht mensen. "Ik nam het nieuwe team mee op reis naar mijn unieke wereld. Ik denk dat veel mensen me een gekke wetenschapper noemen, omdat ik het leuk vind om buiten de gebaande paden te denken en de grenzen op te zoeken als het om testen gaat. Het bouwen van deze toestellen maakt daar een belangrijk onderdeel van uit."
Testopstellingen
Maar hoe voeren we zulke tests precies uit? Simpel gezegd, gebruiken we machines die taken uitvoeren die mensen liever vermijden, zoals de portier of achterklep honderden keren per dag dichtslaan. "Momenteel hebben we een onafgebouwd voertuig met een compleet motorkapsysteem — inclusief motorkap, spatborden, lichten, bumpers en interieuronderdelen ", legt Cantwel uit, "We hebben een groot aantal elektrische actuatoren in de auto geplaatst en een grote servo-elektrische actuator aan de buitenkant van de auto. Hiermee simuleren we het gebruik van de motorkap door deze onder extreme omstandigheden en in een kortere tijd te testen. "Elke stap wordt gesimuleerd — van het overhalen van de hendel binnenin de auto, tot het openen van de motorkap. Op deze manier kunnen we de betrouwbaarheid en robuustheid van het systeem steeds beter begrijpen."
Cantwell’s creaties zijn complex. En dat moet ook wel, want ze moeten een van de meest onhandige dingen ter wereld nabootsen: de mens. "Het is geen gemakkelijke opgave, want het menselijk lichaam kan ongelooflijk complexe bewegingen met alle gemak uitvoeren. Maar als je probeert die bewegingen met machines na te bootsen, wordt het snel een uitdaging", voegt Cantwell toe. Denk de volgende keer dat je in een kast reikt voor een zak chips of een lade opent om iets te pakken eens na over alle bewegingen, druk en spanning die je lichaam doorloopt. Het is een hele klus om deze simpele handelingen kunstmatig te repliceren. Zelfs iets zo eenvoudigs als een pen vasthouden kan enorm complex worden als je het met machines probeert na te maken.
Naast van het fysiek belasten van de mechanismen, controleren Cantwell en zijn team ook hoe de systemen presteren onder extreme weersomstandigheden. "We verlagen de temperatuur naar -40 °C, verhogen deze vervolgens naar 85 °C, en herhalen de cyclus. Daarnaast testen we bij een luchtvochtigheid van 95%. We testen het systeem vrijwel bij alle extreme temperaturen die je wereldwijd kunt tegenkomen", voegt Cantwell eraan toe. Naast de temperatuurtesten, maakt het team gebruik van gruis, modder en stof uit specifieke regio’s om de bewegende onderdelen te testen. Ze smeren de onderdelen in met verschillende schurende materialen uit de natuur om te beoordelen hoe goed de onderdelen op lange termijn bestand zullen zijn tegen de omstandigheden in die regio’s. Het is een grondige en vooral noodzakelijke manier om de duurzaamheid van de systemen te waarborgen.
De Boze Partnertest
We verzinnen het niet: er bestaat daadwerkelijk een procedure die de 'Boze Partnertest' wordt genoemd. Hierbij smijt een denkbeeldige, onredelijke wederhelft herhaaldelijk het portier dicht uit frustratie. Hoewel dit misschien overdreven lijkt, levert het de ingenieurs belangrijke inzichten op. "Het is een behoorlijk agressieve test. We controleren op eventuele structurele problemen, problemen met het afdichten, bevestigingsproblemen en problemen met het glas. Daarnaast monitoren we de slijtage van sloten, grendels en handgrepen. We meten ook factoren zoals temperatuur, snelheid, spanning en stroom, en houden nauwkeurig bij wanneer eventuele degradatie optreedt. Daarnaast plaatsen we onszelf ook in de schoenen van de klant: "Hoe voelt het? Hoeveel moeit het kost het om iets in beweging te krijgen? En hoe klinkt het?"
Het team test niet alleen de portieren, maar ook onderdelen zoals de ophanging, bussen, bevestigingspunten en kogelgewrichten — om er maar een paar te noemen. Cantwell heeft een manier gevonden om auto's tot het uiterste te testen, nog voordat ze op je oprit staan of door een testrijder zijn geprobeerd. "Het idee is dat we deze tests vroeg in de ontwikkeling uitvoeren, voordat de auto's de weg opgaan. Zo kunnen we ervoor zorgen dat alles wat onbetrouwbaar, onvoldoende robuust of onveilig is, wordt opgespoord en vervangen, voordat de auto het testcircuit of de klant bereikt," legt Cantwell uit.
Het team neemt geen halve maatregelen met de testopstellingen. Als het op een auto zit, is de kans groot dat ze een manier hebben gevonden om het te breken — zelfs de chassisverbindingen blijven niet gespaard. Gelukkig vinden ze ook altijd weer een manier om het te verbeteren. Zonder deze processen en experimenten zouden onze auto’s er heel anders uitzien. Maar we kunnen met een gerust hart zeggen dat ze net zo solide zijn als dat je zou verwachten. Hoe we dat weten? Omdat er in het Verenigd Koninkrijk een team zit verstopt met maar één doel: vernietigen en verbeteren.
