Do ogrzewania kabiny w pojazdach z silnikami spalinowymi służy nagrzewnica włączona w obieg cieczy chłodzącej silnik. W pojazdach elektrycznych tego źródła darmowego ciepła już nie ma. Co zatem odpowiada za ogrzewanie wnętrza?

W tego typu pojazdach trzeba stosować elektryczny grzejnik z dmuchawą. To jednak nie takie proste, choćby ze względu na zagrożenie pożarem, jakie mógłby powodować zasilany wysokim napięciem grzejnik dużej mocy, zwłaszcza w razie wypadku. Dlatego potrzebne są specjalne urządzenia grzewcze dla samochodów i autobusów elektrycznych.

High Voltage Heater (HVH), czyli wysokonapięciowy elektryczny ogrzewacz cieczy

Jednym z rozwiązań jest wysokonapięciowy elektryczny ogrzewacz cieczy, opracowany przez firmę Webasto. HVH to niewielkie, jednak dysponujące dużą mocą urządzenie, włączane w układ ogrzewania pojazdu elektrycznego lub hybrydowego. Płaska obudowa o wielkości porównywalnej z ryzą papieru A4 (284x200x54 mm) mieści w sobie układ grzejny wraz z elektroniką sterującą, wyposażoną w liczne systemy zabezpieczeń.

Urządzenie waży zaledwie 2 kg i można je montować w prawie dowolnej orientacji (również ukośnie) za pomocą czterech zamocowań. Wszystkie elementy połączeniowe – wlot i wylot cieczy, wysokonapięciowe złącze zasilania (Tyco HVA280) oraz złącze sterowania umieszczono na szczytowej ściance obudowy. Możliwe jest zastosowanie innego złącza zasilania (FCI – Apex 280, Amphenol ECTA 1332, Hirschmann E-Series, Delphi), a także zastosowanie adapterów dla innych kierunków podłączania złączy.

Ogrzewacz HVH przystosowany jest do pracy w szerokim zakresie napięć zasilania – od 100 do 450 woltów. Maksymalna moc grzewcza 7 kW uzyskiwana jest w zakresie 300-450 V, zaś moc 5 kW dostępna jest od napięcia 250 V. Grzałkę wykonano z materiałów konwencjonalnych, które w przeciwieństwie do grzałek ceramicznych PTC nie wymagają zastosowania metali ziem rzadkich ani ołowiu. Zaletą tego rozwiązania jest również możliwość uzyskania maksymalnej wydajności niezależnie od napięcia i temperatury – ceramika PTC zmniejsza wydzielanie ciepła przy wyższych temperaturach. Do sterowania mocą grzałki wykorzystano cyfrowy układ PWM, zaś sterowanie urządzeniem odbywa się poprzez magistralę LIN 2.1. Sprawność urządzenia jest wyższa od 95%.

Przy konstruowaniu HVH wiele uwagi poświęcono bezpieczeństwu. Urządzenie wyposażone jest w szereg czujników, mierzących temperaturę zarówno cieczy na wlocie i wylocie, jak i płyt elektroniki mocy i sterowania, a także czujnik natężenia prądu oraz zwielokrotnione wyłączniki awaryjne.

Dla dużych pojazdów, takich jak np. elektryczne autobusy, Webasto przygotowało większe urządzenie HVH 100-800V o mocy 10 kW. Przystosowane jest ono do pracy z napięciem zasilania od 250 do 850 V, przy czym maksymalną moc osiąga od napięcia 450 V. Dla osiągnięcia wymaganej przez VDV mocy ogrzewania kabiny autobusu, wynoszącej 30 kW, trzy takie urządzenia mogą pracować równolegle w jednym systemie albo każde z nich może obsługiwać inną strefę, co daje większą elastyczność regulowania temperatury. Możliwe są również inne konfiguracje, a także zastosowanie urządzenia do zapewniania optymalnej temperatury pracy akumulatorów.