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

tun

g

48V

800V

450V

...?

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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Wettbewerb

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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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48V

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Wettbewerb

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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.