Webasto HVH Hochvoltheizer · Systems Electric, Test Systems“. Industriepreis Bestenliste 2014 Im...
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Webasto HVH HochvoltheizerDas innovative Heizsystem für Hybrid- und Elektrofahrzeuge
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Webasto hat in der Elektromobilität frühzeitig
einen wichtigen Wachstumsmarkt erkannt.
Hybrid- und Elektrofahrzeuge verfügen über
keine interne Heizquelle. Vorhandene Kompo-
nenten erzeugen nicht ausreichend Abwärme
zur Klimatisierung des Innenraumes bzw. für die
Antriebsbatterie. Webasto Thermo & Comfort
hat diese Herausforderung angenommen und
mit dem Hochvoltheizer (HVH) ein innovatives,
elektrisches Wasserheizsys tem für Fahrzeuge
mit Hochvolt-Bordnetzen entwickelt.
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Der Anspruch des Webasto Entwicklungsteams war es, unter Einsatz neuer Technologien gegen-
über anderen Heizgeräten einen substantiellen Schritt nach vorne zu machen. Sein wichtigstes
Ziel: die möglichst verlustfreie Umwandlung von Strom in Wärme. Zudem sollte das Gerät ohne
Effizienzabstriche in einem breiten Spannungsbereich funktionieren.
In einem mehrjährigen Innovationsprojekt haben Webasto Ingenieure und Techniker den HVH
entwickelt und dabei erstmals eine neuartige, patentierte Schichtheiztechnologie zum Einsatz
gebracht. Das sehr kompakte, seit Mitte 2015 serienreife Gerät beheizt den Fahrzeuginnenraum
schnell, konstant und zuverlässig. Mit einem Wirkungsgrad von bis zu 99 Prozent arbeitet es
maximal effizient und kann im Spannungsbereich bis 450 V DC flexibel eingesetzt werden.
HVHDie Zukunft elektro- mobiler Heizlösungen
Hochvoltheizer
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Die Technologie: leistungsstark, innovativ, zukunftsgerichtet
Der elektrische Hochvoltheizer HVH eignet sich ohne Einschränkungen für alle Plug-in-
Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Als Wasserheizgerät wird der HVH in den Wasserkreislauf
des Fahrzeugs eingebaut und erhitzt das Wasser auf direktem Wege.
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Technologischer Vorsprung
Das 0,6 mm dünne und 200 cm² große Heizelement des
HVH besteht aus einem komplexen Schichtsystem und wird
stoffschlüssig auf den Wärmetauscher aufgebracht. So
gelingt die nahezu verlustfreie, schnelle Umwand lung von
Strom in Wärme.
Die maximale Energieeffizienz und der geringe Bauraumbe-
darf begründen die Überlegenheit des Schichtheizprinzips
gegenüber den am Markt verbreiteten Technologien, die bei
steigenden Kühlmitteltemperaturen zu reduzierter Leistung
führen. Ein weiterer Vorteil der Schichtheiztechnologie: Im
Gegensatz zu PTC-Elementen werden keine seltenen Erden
verwendet.
Schutz der Batterie vor Spannungsspitzen
Im Hochvolt-Bordnetz kann es zu Spannungsspitzen als Folge
von Schaltvorgängen, Rekuperation etc. kommen, welche
die Antriebsbatterie beschädigen können. Der Webasto HVH
mit Schichtheiztechnologie stellt einen wirksamen Ausgleich
her. Dank schneller und besonders präziser Regulierbarkeit
nimmt die Heizschicht kurzfristige Leistungspeaks auf und
wandelt sie direkt in Wärme um – ein klarer Vorteil gegen-
über PTC-Heizern.
Umweltfreundlich und flexibel einsetzbar
Die effiziente Wirkweise des Hochvoltheizers hat einen positiven
Umweltaspekt. Im Vergleich zu anderen Technologien erreicht er
gleiche Kühlmittel- bzw. Lufttemperaturen mit weniger Batterie-
strom. So können Plug-in-Hybride mit HVH länger ohne zusätz-
liche Nutzung des Verbrennungsmotors fahren und erzeugen
weniger CO2. Zukunftsweisend ist die Flexibilität der Technolo-
gie auch hinsichtlich unterschiedlicher Spannungsbereiche und
Heizleistungen sowie ihrer Anwend barkeit bei anderen System-
lösungen, wie z.B. Luftheizungen.
Der Hochvoltheizer in verschiedenen Kundenprojekten
Der Hochvoltheizer kommt bereits in unterschiedlichsten
Fahrzeugen internationaler Hersteller zum Einsatz. Das Spekt-
rum der Kundenprojekte umfasst große Automobil-Hersteller
in Europa, Asien und Nordamerika sowie Hersteller von Nutz-
und Sonderfahrzeugen. Bei Bedarf hat Webasto das Heizgerät
nach den individuellen Anforderungen der Kunden technisch
modifiziert und angepasst. So sind neben der Software-seitigen
Anpassung an die Fahrzeugkommunikation auch Anpassungen
der Kühlmittelstutzen-Geometrie oder der HV-Stecker möglich.
Neben den Anpassungen am Gerät verfügt Webasto über eine
umfangreiche Kompetenz und Erfahrung in der Applikations-
entwicklung. Vom Halter zur Fahrzeugintegration über Kühl-
mittelschläuche, Adapterkabel bis hin zum Potenzialausgleich
bietet Webasto im Bedarfsfall das komplette Paket.
Die Vorteile des HVH auf einen Blick
3-dimensionales Konzept:Software, Hardware und mechanische Sicherheit. Design gemäß ISO 26262,SPICE II
Max. Leistung: 7 kW Spannungsbereich:
bis 450 V Wirkungsgrad:
bis zu 99 %
Keine seltenen Erden Bleifreies Heizelement Hausintern produzierte
Kerntechnologie Verfügbarkeit Bauraum
Sicherheit Leistung
WebastoHVH
Kompakte Abmessungen: 284 x 200 x 54 mm Gewicht: 2 kg
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Technik und Funktionsweise
Schneller und flexibler Einbau
Das kompakte Design des HVH und sein geringes Gewicht
von nur 2 kg ermöglichen flexible Einbaupositionen im Motor-
raum. Für eine besonders einfache und schnelle Plug-and-Play-
Montage auch in der Serienfertigung befinden sich sämtliche
Anschlüsse an einer Seite des Gerätes.
Mehrstufiges Sicherheitskonzept
Um Schäden für Personen aber auch umgebende Bauteile
zu vermeiden, sind mehrstufige, redundante Sicherheitsmaß-
nahmen in die Hard- und Software sowie die Mechanik des
HVH integriert.
Die elektrische Hochvoltheizung wandelt Strom mit DC-Spannungen von bis zu
450 V verlustfrei in Wärme um. Die Heizleistung ist stufenlos regelbar und reicht
von 0,2 kW bis maximal 7 kW, auch bei hohen Kühlmitteltemperaturen.
So funktioniert der Hochvoltheizer
Das Wasserheizgerät wird in den Kühlmittelkreislauf des
Fahrzeugs integriert. Es setzt sich zusammen aus Steuer-
gerät, Wärme tauscher und Schichtheizelement. Über LIN,
PWM oder CAN erhält der HVH vom Klimasteuergerät
wahlweise die gewünschte Kühlmitteltemperatur oder
Heizleistung und setzt diese mit Hilfe der internen Sensorik
unmittelbar um. Am Schichtheizelement wird das Kühlmittel
auf maximal 90° C aufgewärmt und zum Wärmetauscher
der fahrzeugeigenen Klimaanlage transportiert. Dort wird
die Wärme des Wassers an die Luft übertragen. Über das
Gebläse gelangt die warme Luft in den Fahrzeuginnenraum,
heizt das Fahrzeuginnere und sorgt für freie Scheiben.
Die Effizienz von Antriebsbatterien hängt wesentlich von
der Temperatur ab. Um eine optimale Energieaufnahme
und -abgabe der Batterie sicherzustellen, kann alternativ
das erwärmte Kühlmittel direkt zur Antriebsbatterie geführt
werden, um diese auf die gewünschte Temperatur zu kon-
ditionieren. Der HVH trägt damit direkt auch zur Erhöhung
der Lebensdauer und der Leistungsfähigkeit der Antriebs-
batterie bei.
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Technische Spezifikationen:
HVH
Heizleistung (kW)
bei Tmed = 60 °C, 500 l/h7,0
Regelbarkeit (W)200 - 7.000
40 W-Schritte/400 Hz
Bereich der Versorgungsspannung (V DC) bis 450
Max. Druckverlust (mbar)
bei 23 °C, 500 l/h40
Temperaturbereich Heizbetrieb (°C) -40 bis +90
Kühlmittel- und
Umgebungstemperatur (°C)-40 bis +120
Gewicht (kg) 2
Abmessungen (mm) 284 x 200 x 54
IP Schutzklasse IP 6K9K IP6K7
BUS Systemintegration LIN 2.1/CAN
Durchschlagfestigkeit (V DC) 3.010
Isolationswiderstand (MΩ) 50
Lebensdauer (Jahre) 15
Heizzeit (h) 7.500
Tmed = Kühlmediumtemperatur
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Zukunftsfähigkeit und Entwicklungspotenziale der Schichtheiz- technologie
Der Markt für Plug-in-Hybrid- und Elektro-Fahrzeuge wird weiter wachsen. Im
engen Austausch mit den Fahrzeugherstellern und mit Blick auf neue Einsatz-
gebiete entwickelt Webasto die Schichtheiztechnologie konsequent weiter und
konzipiert zusätzliche, neuartige Anwendungsfelder und Produkte.
Aktuelle Entwicklungstätigkeiten
Verbesserung der
Produkteigenschaften�� Höhere Leistungsfähigkeit�� Feinere Regelbarkeit der Heizleistung�� Schnellere Reaktions- / Startzeiten�� Boost-Funktion etc.
HVH
Leis
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48V
800V
450V
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Wettbewerb
Flexiblere Ansteuerung
Neben dem Standard-LIN-Bus (Local
Interconnect Network) werden zusätz-
liche Schnittstellen (CAN und PWM)
entwickelt. Die weitere Entwicklung
der Kommunikationsstandards wird
von Webasto aufmerksam verfolgt.
Bordnetzstabilisierung�� Kompensation kurzzeitiger
Leistungs- / Stromspitzen im Bordnetz�� Kurzzeitige Leistungsaufnahme
von mehr als 10 kW möglich�� Vermeidung von Batterieschäden
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Blick in die ZukunftWeiterentwicklungen
Entwicklung eines größeren HVH
Busse und große Vans erfordern eine
höhere Heizleistung. Aber auch im
Pkw-Bereich kann durch erweiterte
Anwendungsfälle (z.B. Bordnetzsta-
bilisierung) der Bedarf nach höheren
Heizleistungen entstehen. Webasto
will auch hier eine Lösung bieten.
Betriebsspannung
Der HVH arbeitet aktuell im Bereich
bis 450 V (Diagnose bis 600 V).
Daneben werden Konzepte für den
48-Volt-Markt, aber auch für Span-
nungsbereiche > 800 V erarbeitet.
Auch hier verfolgt Webasto genau
den Markttrend.
Entwicklung eines kleineren HVH
Für kleinere Fahrzeuginnenräume
oder zur Konditionierung von Antriebs-
batterien genügt oft eine geringere
Heizleistung.
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Webasto: aus Tradition innovativ
Die Webasto Gruppe setzt seit mehr als 75 Jahren technologische Standards – in der
Erstausstattung und der Nachrüstung von Fahrzeugen. Als einer der 100 größten
Automobilzulieferer weltweit entwickeln und produzieren wir Heiz-, Kühl- und
Lüftungs systeme sowie Dach- und Cabriodach-Lösungen. Unsere Produkte sorgen
für ein besseres Fahrgefühl, mehr Komfort, Sicherheit oder Effizienzsteigerungen
bei Pkws, Nutz- und Spezialfahrzeugen, Reisemobilen und Booten. Ein hervorragend
ausge bautes Produktions- und Händlernetz gewährleistet weltweit qualitativ hoch-
wertige Produkte, Einbau- und Serviceleistungen.
Webasto Heizungen: eine traditionsreiche Geschichte
1935 Webasto Konstruktion einer Frischluftheizung
Wilhelm Baier konstruiert die „Auto-Frischluftheizung“ für wassergekühlte Motoren. Die
„Flüstertüte“ nutzt das Prinzip eines Wärmetauschers.
1939-1945 Heizungszulieferer für Daimler-Benz Webasto beliefert in den Kriegsjahren Daimler-Benz mit Abgasheizungen für Lkws.
1952 Erste motorunabhängige Heizung für Busse Schon 1936 auf der IAA unterhielten sich Walter Baier und Robert von Linde über eine motorunabhängige Heizung. Nach dem Krieg kommt sie als „Modell 65“ für Omnibusse auf den Markt.
1960 Zuheizer für den PorscheDer Porsche 356 wird mit dem Webasto Zuheizer P10 ausgestattet, um den Motor beim Heizen zu unterstützen.
1908 Umzug nach StockdorfEinführung des Firmennamens Webasto. Schutzbleche und Gepäckträger gehören zu dem Produktsortiment von Webasto.
1901 Gründung Wilhelm Baier gründet die„Esslinger Draht und Eisenwarenfabrik“.
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Eine Heizung für jedes Fahrzeug
Mit dem Hochvoltheizer bietet
Webasto nun für alle Antriebsarten
eine Heizlösung. Für hocheffiziente
Dieselmotoren liefert das Unterneh-
men kraftstoffbetriebene Zuheizer
für die Innenraumbeheizung. In
Hybrid- und Elektrofahrzeugen sorgt
der Hochvoltheizer für Wärme.
eCarTec Award 2013
Im Oktober 2013 wurde der Webasto Thermo & Comfort SE der eCarTec Award 2013 verliehen: Sieger in der Kategorie: „Powertrain Technology, Systems Electric, Test Systems“.
Industriepreis Bestenliste 2014
Im April 2014 wurde der Hochvoltheizer HVH in die Liste der besten Produkte im Rahmen des Industriepreises 2014 aufgenommen: Kategorie Automotive: „Produkt mit hohem technologischem und ökologischem Nutzen“.
1975 Webasto Thermo wird eigener Unternehmensbereich Geschäftsführer Werner Baier ordnet das Unternehmen neu und teilt es in die zwei Bereiche Thermo und Dach auf.
1992 Neuer Produktionstandort für
Standheizungen in Neubrandenburg Mit dem Bau einer neuen Produktions-stätte wird der ehemalige Volkseigene
Betrieb Sirokko zu einem modernen Werk für Standheizungen.
2008 Neue Thermo-ZentraleDer Webasto Thermobereich zieht in einen Neubau in Gilching bei München.
2010 Nächste Standheizungsgenerationund HVH-Entwicklungsstart Die neuen Pkw-Heizungen Thermo Top Evosind die leichtesten ihrer Klasse. Entwicklungs-start des Webasto Hochvoltheizers HVH für Plug-in-Hybrid- und Elektrofahrzeuge.
2015Der neue Webasto HVH geht in Serienproduktion Mit ersten Kundenprojekten für Fahr-zeughersteller in Europa, China, Japanund den USA startet Webasto dieSerienproduktion des Hochvoltheizers.
Der Webasto Hochvoltheizer: mehrfach ausgezeichnet
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Webasto Thermo & Comfort SE Postfach 1410 82199 Gilching Deutschland webasto.com
Zentrale Gilching Webasto Standorte
Die Webasto Gruppe setzt seit mehr als 75 Jahren technologische Standards – in der Erstausstattung
und in der Nachrüstung. Als einer der 100 größten Automobilzulieferer weltweit entwickeln und
produzieren wir Dach-, Cabriodach- sowie Heiz-, Kühl- und Lüftungssysteme. Unsere Produkte sorgen
für ein besseres Fahrgefühl, mehr Komfort, Sicherheit oder Effizienzsteigerungen bei Pkw, Nutz-
und Spezialfahrzeugen, Reisemobilen und Booten. Ein hervorragend ausgebautes Produktions- und
Händlernetz gewährleistet weltweit qualitativ hochwertige Produkte, Einbau- und Serviceleistungen.