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#1 Lipo-Heizkoffer - einige Werte für Interessierte

Verfasst: 31.01.2008 19:52:06
von Crizz
Da es ja immer Leute gibt, die sich gerne mit Zahlen beschäftigen, möchte ich an dieser Stelle mal ein bisl was zu meinem "Kofferprojekt" updaten.

Ausschlaggebend dafür war die Tatsache, das ich endlich mal die Zeit fand, den fehlenden Temperaturregler zu ordern - und eine Temp.-Anzeige dazu.

Als Regler habe ich mich für den Conrad Art.Nr. 194883 entschieden. Zum einen kommt er direkt mit einem Relais, das auf jeden Fall mit der zu schaltenden Leistung klarkommt, zum anderen fand ich die einstellbare Hysterese ( Bereich zwischen Einschaltpunkt und Abschaltpunkt ) nicht uninteressant.

Als Temperaturanzeige habe ich von Conrad die Art.Nr. 100742 verwendet. Jedoch hat der Modul einen kleinen Fehler, auf den ich später noch eingehe.

Nachdem der Regler aufgebaut und installiert wird ging es an den Abgleich. Da ich ja die Heizung abschalten will, wenn die Soll-Temp. erreicht ist, wurde der "Öffner"-Kontakt des Relais belegt, d.h. mit dem Einschalten der Versorgungsspannung wird bis zum Zielwert geheizt und dann abgeschaltet, bis der untere Wert erreicht ist.

Dazu vorab : die Hysterese war mir zu groß ( 7° ), wechalb in diesem Bausatz der Widerstand R4 von 100 kOhm gegen 680 kOhm von mir ausgetauscht wurde. Damit erreiche ich eine kleinstmögliche Hysterese von ca. 1,5° C.

Das Temp.-Modul wurde in den Kofferdeckel eingebaut, ebenso der Sensor des Reglers. Schließlich interessiert mich nicht, wie heiß die Heizelemente werden, sondern was oben noch ankommt, um den Akku temperieren zu können.

Zur Versorgung und zum Abgleich wurde auf Akkubetrieb verzichtet und ein Netzteil auf 12 V eingestellt. Ich habe dann einen Test-Lipo von Robbe genommen, der seitlich nicht verschweißt ist, so das ich ein zweites Digitales Thermometer zwischen den beiden oberen Zellen plazieren konnte ( oder besser : den Fühler ) um die Temperatur zwischen den Zellen zu ermitteln.

Der Koffer erreichte nach einer Zeit von 12 Minuten von 20° Raumtemperatur erstmalig die Innen-Soll-Temperatur von 39°, der Akku war bis zu dem Zeitpunkt von 20° bereits auf 30° mit aufgeheizt worden. Okay, ich heize mit 36 W Leistung, darf nicht unerwähnt bleiben.

Die maximal ereichbare Akkutemperatur zwischen den Zellen lag in dieser Einstellung bei 37° C und wurde nach 40 minuten erreicht ( nach 28 minuten waren bereits 35° C erreicht ).

Hab dann über die ersten 45 minuten auch die Einschaltzeiten und Standby-Zeiten notiert, kam dabei auf eine durchschnittliche Einschaltdauer von rund 45 % , was letztendlich bedeutet das durch den Einsatz des Reglers die Akku-Laufzeit quasi verdoppelt wird ( wenn ich den Koffer mit dem eingebauten Heiz-Akku betreibe statt am Ziggianzünder ).

Nach dem Test hab ich noch ein wenig das Temperaturverhalten beobachtet und dabei notiert, das der Koffer von seiner Solltemperatur in 15 minuten auf knapp 33° abgekühlt war - ebenso wie der Akku. Nach 30 minuten war die Innentemperatur des Koffers auf 27° gefallen, während der Akku noch 28° C zwischen den Zellen hatte. Da heizt dann der Akku den Koffer *fg*

Übrigens, obwohl der Koffer nur aus dieser Schrank-Rückwand-Holzpappe besteht und von mir recht spärlich isoliert wurde betrug der Temperaturunterschied zwischen Außenfläche des Kofferdeckels und Raumtemperatur nur 2° ( Oberflächen-Temp. = 22° C ). So gesehn hält sich also der Temperaturverlust durch schlechte Isolierung sogar noch in Grenzen.

Die Temp.-Anzeige mußte ich jedoch modifizieren, da die Dussel in Taiwan oder wo die gebaut wurden den Fühler auf der Innenseite der Leiterplatte montiert haben ( also zwischen Leiterplatte des Displays und dem Display ) - da interessiert niemanden die Temperatur, und bis die Leiterplatte aufgeheizt ist vergeht wahrscheinlich Ostern. Also zerlegt ( dabei den Fühler gehimmelt aber gottseidank noch nen pasenden da gehabt ) und den Fühler in die Mitter des Koffers ( direkt neben dem Fühler des Reglers ) plaziert. So ist dann auch eine vernünftige Aussage über das Regelverhalten möglich.

Bilder klemm ich morgen noch welche rein, sofern Bedarf besteht. Ansonsten wünsche ich denjenigen , die sich sowas selber basteln wollen, viel Spaß und Erfolg beim basteln - Varianten wurden ja mittlerweile schon viel vorgestellt, und das man einen positiven Effekt von solchen Aufbewahrungsbehältnissen hat ist mittlerweile ja auch vielfältig ( teils eindrucksvoll ) dargelegt worden. :)

#2

Verfasst: 31.01.2008 20:00:10
von TREX65
BILDER!!! :-)

Sag mal, das Schaltmodul habe ich auch und bastel mir grade so ein Köfferchen...

An was hast du die Heizmatte an der Platiene angeschlossen??? Da ist ja einmal der für den 12V Anschluss mit zwei Klemmen und noch einer mit drei Klemmen, hat auch Buchstaben auf der Platine....

#3

Verfasst: 31.01.2008 20:07:47
von Crizz
Also am besten machst du dir ne Brücke zwischen der Masse-Klemme des 2-Poligen Blocks und dem Kontakt "C" ( Common ) des 3-poligen - das kannst du ganz easy auf der Unterseite der Platine mit nem dicken Draht machen. So schaltest du damit die Minusleitung für die Heizmatten. An die Klemme "Ö" des 3-poligen Blocks kommt dann die eine Leitung der Heizmatte, die andere kommt an den Plus deiner Versorgungsspannung - ich hab das auf "+" der Platine mitgeklemmt, da ich zwischen Versorgungsspannung und Regler eh noch nen Kippschalter habe, um den Koffer abschalten zu können ( bzw. zur Umschaltung auf externe Einspeisung, damit ich außen ein Kabel vom Ziggianzünder oder Netzteil anklemmen kann ). Ansonsten bleibt der 3-polige Block unbelegt. Natürlich kannst du auch auf "C" (Common ) den Plus vom Akku einspeisen und den schalten - ist das gleiche in Grün. Mir kam die Idee mit der Brücke auch erst, als ich den Regler schon im Koffer verbaut hatte :oops:

Die Anschlüsse "+" und "-" der Platine ( 2-poliger Block ) dienen der Versorgung des Reglers, und die klemmst du logischerweise an die Versorgungsspannung - wie gesagt, am sinnvollsten über einen Kippschalter, der alles abtrennt. Der Regler nimmt im Leerlauf ca. 50 mA auf.

#4

Verfasst: 31.01.2008 21:16:00
von TREX65
Danke Crizz!!

#5

Verfasst: 31.01.2008 23:43:31
von BerndFfm
Das ist der aktuelle Stand meines Lipo-Heiz-Ladekoffers :

Er beinhaltet :
Netzteil 12 Volt
2 Ladegeräte Cellpro 4S
Heizung (35 Watt)
Ventilator (regelbar)
Rauchmelder
Thermostat
Thermometer
externen Anschluss 230 Volt
externen Anschluss 12 Volt

Durch die dicke Isolierung behalten die Akkus sehr lange ihre Temperatur. Der Koffer ist noch nicht fertig, aber hier mal ein Bild von der aktuellen Baustufe (schon funktionsbereit) :

Bild

Jetzt kanns am Wochenende zum Hallenfliegen gehen !

Mein anderer Koffer :

Bild

Grüße Bernd

#6

Verfasst: 01.02.2008 07:11:17
von Crizz
Fotos sehe ich leider garkeine, und was das Warmhalten bzw. Wirkungsgrad der Isolierung betrifft : mal Messungen gemacht ? Wär mal interessant als Vergleich.

Edit : danke für die Korrektur, etz gehts :)

#7

Verfasst: 01.02.2008 15:19:46
von TREX65
tjoa, die Platine ist wohl im Eimer.... Die Heizmatte funst, wird richtig heiß aber das regeln der temperatur geht nicht, die LED geht auch nicht und das weiße Schaltrele sagt auch nichts...müsste ich ja klicken hören, wenn ich den Temp-Regler auf und zu drehe.....schade.

#8

Verfasst: 01.02.2008 15:32:01
von helijonas
hast PN

gruß jonas

#9

Verfasst: 01.02.2008 15:41:35
von TREX65
du auch :-)

#10

Verfasst: 01.02.2008 20:36:55
von Crizz
Hoffe ihr habt das in den Griff bekommen. Mal alle Lötpunkte prüfen, den Transistor notfalls testen, ich würde aber als erstes mal checken ob der IC richtig im Sockel sitzt ( bzw. versehentlich um 180° verdreht eingesetzt wurde - ist ja schnell mal passiert ).

Zu meinem Köfferchen noch ne kleine Ergänzung und die versprochenen Bilder.....

Ich wurde bereits darauf angesprochen , wie lange ich mit einem Akku den Koffer beheizen kann. Dazu eine kleine Rechnung an dieser Stelle :

Der Versorgungsakku ( NiMH ) hat 4400 mAh Kapazität bei 11 V ( frischgeladen ), was bei 36 W Heizleistung einem Strom von rund 3,2 A durch die Heizelemente entspricht.

Die Einschaltdauer der Heizung liegt bei rund 45 %, was heißt das mit dem 4400er Akku theoretisch 3 Stunden und 10 Minuten lang der Koffer beheizt werden kann.

Jetzt kommt die Frage : "Warum theoretisch ? Was ist mit der Praxis ? "

Das ist auch ganz einfach - es weicht ab. Um wieviel hängt von jedem selber ab, denn mit jedem öffnen des Koffers muß der Regler erstmal wieder bis auf Solltemperatur aufheizen. Das bedeutet, das die ED nicht mehr 45 % betragen wird sondern ansteigt. Im schlechtesten Fall wären wir wieder beim Dauerheizen, und dann kann sich jeder selber ausrechnen, wenn ein 4400er Akku leergesaugt ist ;)

Dazu kommt eine kleine Schwachstelle des Reglers : mit sinkender Akkuspannung stellt sich ein Drift der Soll-Temp. nach oben ein, gleichzeitig sinkt der Strom durch die Heizelemente ( der Widerstand verändert sich nicht, aber die Spannung sinkt - ergo auch der Strom ) und somit sinkt die verfügbare Heizleistung, auch das hat einen Anstieg der ED zur Folge. Und zu guter letzt bleibt bei weniger als 10 V das Relais ( bzw. der Treiber-Tranistor ) dann gerne längere Zeit auf dem Hysterese-Schaltpunkt "hängen", weil die Temp-.Änderung ja zögernder erfolgt beim aufheizen - durch das "toggeln" wird schneller wieder abgeschaltet, die Hysterese wird größer.

Aber wenn es am Sonntag mit dem Wetter klappen sollte werd ich mal raus auf´s Feld, Helifliegen. Und dann kann ich zum Akkubetrieb des Köfferchens auch mehr sagen. Mir persönlich reicht das voll aus, da ich den Akkubetrieb nur zur Überbrückung brauche, wenn ich den Koffer zum Auto bringe und dann auf dem Flugfeld. Zu Hause wird er über ein Netzgerät vorgewärmt ( mit Akkus drinne, versteht sich - damit die auf dem Flugfeld auch Betriebs-Temperatur haben ) und im Auto am Ziggianzünder versorgt. Und olle Nicads hab ich auch noch genug, die ich extern anklemmen könnte, von daher geht mir da so schnell der Saft nicht aus ;)

#11

Verfasst: 01.02.2008 20:57:51
von speedy
Hmm, und wir wäre es damit - du klemmst den Fühler direkt auf die Heizplatte - läßt die Heizung dann bei 35-40 Grad ausschalten - kannst dafür aber das Gitter weg lassen, so daß die Platte direkten Kontakt mit den Akkus hat und diese somit direkt beheizt werden und die Wärme nicht erst noch durch die Luft muß - weil Luft ist ja nen schlechter Wärmeleiter, hab ich mal irgendwo gehört.

Somit könntest auch wieder Energie sparen und länger heizen. Und die Platte selber ist schneller wieder auf Betriebstemperatur, als die Luft drumrum.


MFG,
speedy

#12

Verfasst: 01.02.2008 21:05:47
von Crizz
Das ganze entstand, als ich noch keinen Regler hatte. Die Aluplatte wird max. 64° heiß - für die Akkus viel zu viel. Deshalb das Gitter. Ich finde es ist nun auch ne zusätzliche "Lebensversicherung" bei Reglerausfall : schaltet die Heizung nicht mehr ab, dann wird die Luft maximal 45 °C warm, was dem Lipo ncith wirklich was ausmachen dürfte.

Ferner ein Hintergedanke : liegt der Lipo auf der Heiplatte, wird die untere Zelle auf annähernd die Temp. der Aluplatte erhitzt - die obere hingegen bleibt einiges kälter, weil da der Wärmeleitwiderstand der Luft mehr zum tragen kommt.

Okay, man könnte die Akku hochkant reinlegen, so das von jeder Zelle eine Seite auf der Platte liegt - aber ob das mehr Sinn macht ?

Ich weiß es nicht, ich bin jedenfalls mit dem Ergebnis sehr zufrieden und werde es auch so nutzen - wie gesagt, ich hab ja kein Problem mit der Energieversorgung für die Heizung, eine theoretische Betriebszeit von 3 h ( sagen wir mal real : 2 Stunden ) auf Akkubetrieb reicht mir fernab von Steckdosen als aus ;)

Kann natürlich letztendlich jeder umsetzen, wie er es für das Beste hält - ich hab nie behauptet meine Lösung sei die glückseeligmachende, ist ja auch nur aus vorhanden Brocken zusammengeschustert - ich liebe nunmal die Empirik und wollte einfach mal testen, was es mit dem Lipo-Vorwärmen wirklich auf sich hat ( ich bin von Natur aus misstrauisch ;) )

#13

Verfasst: 01.02.2008 21:08:03
von lloyd
Ich habe einfach ein Gitter gebastelt als Balsaleisten so das die Akkus ca. 5mm über der Alu Heizplatte "schweben".

#14

Verfasst: 01.02.2008 21:33:26
von Crizz
Auch ne Idee - man muß sich nur zu helfen wissen :)

#15

Verfasst: 01.02.2008 22:35:27
von Kiteboa
@Crizz

In deinen Koffer kann man locker ein Stak Grillen. :thumbleft:

Ps.:

Hab mal die Heiz Pets auf max HeizLeistung Leistung gemessen die werden 110°C Heiß.


Gruß Kiteboa