Anleitung: Lipo Heizung selber bauen

Irgendwie, ja irgendwie wird es draußen ja nicht so richtig warm… Wer sich trotz Meter hoher Schneewehen dazu durchringen konnte, seinen Multicopter zu fliegen, hat vielleicht gemerkt, dass es den Akkus an „Druck“ fehlt. Das liegt salop gesagt daran, dass auch den Akkus ein wenig zu kalt ist. Eine Lipo Heizung schafft hier Abhilfen und ist im Grunde schnell gebaut.
Ich habe mir aufgrund der langen Winterzeit in diesem Jahr und natürlich aus Gründen der Beschäftigung in der Werkstatt, wenn die Weiterführung eines anderen Projektes nicht wirklich Sinn macht, weil man das Ergebnis dank des Wetters nicht wirklich testen kann, einen eigene Lipo Heizung in Kofferform gebaut.

Die Theorie – Wieso Akkus heizen?

Einige von euch fragen sich nun vielleicht, was die Temperatur der Akkus mit der Leistung selbiger zu tun hat und das Lipo-Zellen doch am längsten halten, wenn sie schön kühl bleiben. Immerhin soll man Lipos ja auch abkühlen lassen, nachdem man sie entladen hat, bevor man mit dem nächsten Ladezyklus beginnt. Nunja, das stimmt nur halb. Fakt ist, dass der Innenwiderstand der Zellen bei niedrigen Temperaturen wesentlich höher sind, als würde man die selbe Zelle auf circa 40 Grad temperieren. Dieser höher Innenwiderstand sorgt zum einen dafür, dass die Akkus weniger Druck zu haben scheinen, da die Spannungslager unter Laste generell niedriger ist, zum anderen entlockt ihr eurem Akku somit auch weniger Energie, was in kürzeren Flugzeiten resultiert. In wie fern die generell Lebenserwartung durch kalte Zellen im Einsatz beeinträchtig wird, habe ich noch nicht wirklich herausfinden können. Die Aussagen im Netz widersprechen sich diesbezüglich ebenfalls.

Bauen oder kaufen?

Seine Akkus vor dem Einsatz auf Temperatur zu bringen ist also nur eine logische Konsequenz – die Idee an sich also keines Falls neu. Daher verwundert es auch nicht, dass es bereits fertige Lipo Heizungen in allen Farben und Formen gibt. Ich habe aber kein passendes Produkt gefunden. Zumal ich gerne selber bastel, konstruiere und entwickle blieb faktisch nur ein Eigenbau über. Fertige Heizungen sind aktuelle, je nach Größe und Leistung ab circa 70 € erhältlich, zumindest hat das meine (zugegbenermaßen nicht sonderlich umfangreiche) Recherche im Netz ergeben.

Wichtiges Vorab!

Da man sich bei diesem Projekt mit Heizelementen auseinandersetzt, die potenziell in der Lage sind, Oberflächentemperaturen zu erreichen, die einen Brand auslösen können, ist höchste Vorsicht geboten. Wie bei allen meinen Anleitung gilt: Ich übernehme weder Verantwortung oder Haftung für Schäden die an Sachgegenständen noch an Leib- und Leben entstehen, weil versucht wurde, mein Projekt nachzubauen. Jeder handelt auf eigene Gefahr! Diese Anleitung ist nur ein grober Leitfaden und keineswegs eine Bauanleitung zu einem ausgereiften Produkt!

Materialliste und Preise

Da es schon einige interessante Selbstbau Lipo Heizungen gibt, habe ich mich natürlich ein wenig inspirieren lassen und mir passend und sinnvoll erscheinende Elemente in meine Heizung integriert. Im Folgenden ein Überblick über das von mir verwendete Material.

Lipokoffer (1)

  • Aluminium Koffer von Bauhaus: 17 €
  • 10 mm starke Styroporplatte: 0,4 €
  • 36 Watt Heizfolie 12 Volt: 10 €
  • Thrmostat: 10 €
  • Stecker, Kabel, Rohplatine: 5 €
  • Stahlblech: 2 €
  • Karolochblech: 5 €
  • Monatgewikel, Gewindestangen: 2 €
  • Muttern, Schrauben: weniger Euro, lag auf Halde 😉

Lipokoffer (3) Lipokoffer (2)

Die Lipo Heizung entsteht

Angefangen wird mit der Vorbereitung des Koffers und dem Zuschneiden der Bleche. Die Heizfolie soll in meinem Konzept wenige Zentimeter über dem Kofferboden schweben und wird dazu auf das 0,5 mm Stahlblech aufgeklebt. Dazu habe ich sechs Löcher in den Kofferboden gebohrt und mit M3-Gewindestangen, Muttern und 3-mm-Alurohr entsprechende Distanzbolzen zur Aufnahme der Heizfolie fixiert.

Lipokoffer (4) Lipokoffer (5) Lipokoffer (7)

Da die Akkus im Betrieb natürlich nicht direkt auf der Heizfolie liegen dürfen (diese erreicht Oberflächentemperaturen naher der 100 °C), muss eine Auflagefläche für die Akkus geschaffen werden, die noch über dem Heizelement angebracht wird. Dieses habe ich mit vier Winkeln erreicht, auf denen das Karolochblech aufliegt. Aufgrund der Mosgummiauskleidung und des etwas zu weiten Abmaßes des Karolochblechs, klemmt dieses bombenfest – Verschraubung überflüssig.

Weitere Borungen habe ich seitlich für die beiden 4-mm-Bananenbuchsen zur Stromversrgung und das Thermostat angebracht, welches die Lipo Heizung regeln soll. An der Frontseite, also dort wo der Griff des Koffers angebracht ist, habe ich zudem noch zwei Löcher für LEDs gebohrt, die Betriebsbereitschaft und Heizaktivität anzeigen sollen.

Lipokoffer (10)

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Sind alle Löcher gebohrt, kann man sich an das Auskleiden mit Styropor machen. Ich habe einfach 10 mm starkes Styropor aus dem Baumarkt verwendet. Die Dämmwirkung ist relativ gut, nahezu genial im Vergleich zum ungedämmten Koffer. Die Dämmung habe ich direkt mit Heißklebe auf die Moosgummiauskleidung geklebt. Ein entfernen der vorhandenen Schicht war mir zum einen zu mühseelig, zum anderen verliert man dadurch Dämmwirkung. Lediglich an den Stellen, an denen die Winkel mit Kleber fixiert worden sind, habe ich das Moosgummi entfernt. Die Dämmung im Deckel habe ich zusätzlich mit einer Schicht Aluminiumfolie beklebt – ob das wirklich etwas bringt, kann ich schwer sagen – gut aussehen tut es auf jeden Fall.

Lipokoffer (9) Lipokoffer (6)

Heizkonzept der Lipo Heizung

Meine Lipo Heizung sollte im Allgemeinen folgendermaßen funktionieren: Die Spannungsversorgung wird durch ein externes Netzteil (zu Hause) oder einen 12-V-Bleiakku (auf dem Flugfeld) sichergestellt. Der Anschluss erfolgt über 4-mm-Bananenstecker. Nach dem Aktivieren der Spannungsversorgung geht das Heizelement mit voller Leistung an die Arbeit und heizt den Innenraum auf die am Thermostat eingestellte Temperatur auf. Dieses ist mechanisch als Öffnervariante ausgeführt und öffnet seinen Kontakt beim Erreichen der eingestellten Temperatur. Die Temperaturskala muss man sich dabei durch Ausprobieren grob aufmalen. Ein digitales Thermometer oder ein entsprechende Multimeter mit Temperaturfühler helfen dabei.

Lipokoffer (8) Lipokoffer (12) Lipokoffer (13)

Wird also die eingestellte Temperatur erreicht, wir die Stromversorgung der Heizfolie unterbrochen. Sinkt die Temperatur zu weit ab, schaltet das Thermostat das Heizelement wieder zu. Eine Leistungsregelung findet nicht statt, funktionier aber auch ohne prima. Bei bestehender Spannungsversorgung leuchter zusätzlich eine LED an der Front, ist die Heizfolie aktiv, wird dies durch die zweite LED angezeigt.

Lipokoffer (11)

Wärmeumwälzung

Viele der im Netz zu findenen Projekte wiesen in meinen Augen eine von zwei Fehlern auf: 1) Entweder die Heizfolie klebte direkt auf dem Kofferboden und die Akkus wurden einfach nur darauf gelegt oder 2) die schwebend gelagerte Heizfolie hatte zu wenig Platz zum Kofferboden. Dies führt meiner Erfahrung nach zu schlechter Luftumwelzung durch Konvektion. Meine Folie habe ich daher knapp 2,5 cm über dem Boden gelagert. Zusätzlich wird das Blech, auf dem oberhalb die Heizfolie klebt, von unten mit einem 50-mm-Computerlüfter angeblasen. Dadurch ergibt sich eine gute Umwälzung der gesamten Luft im Koffer, was zu einer schnelleren und gleichmäßigeren Erwärmung führt. Den Lüfter betreibe ich mit 7 Volt. Es hat sich bei meinen Versuchen als effektiver herausgestellt, den Lüfter auch in den Phasen laufen zu lassen, in denen das Heizelement durch das Thermostat deaktiviert wird.

PCB Lipo Heizkoffer

Die optimale Heiztemperatur

Nachdem man alles zusammengeschustert hat, stellt sich natürlich die Frage, auf wie viel Grad man seine Lipos mit der Lipo Heizung vorwärmen sollte. Ich habe hier nun einfach einmal 45 Grad gewählt. Im Internet liest man, dass die Akkus in einem Bereich von 40 bis maximal 60 Grad wohl am besten performen. Darüber wird die Akkuchemie unwiederbringlich zerstört, darunter steigt der Innenwiderstand an. Ein Blick auf diese Temperaturspanne offenbart ebenfalls, dass ein Heizkoffer nicht nur im Winter sind macht. Auch im Sommer kann man seinen Akkus auf diesem Weg mehr Leistung vom Fleck weg entlocken.

Lipokoffer (14)

Natürlich werden die Akkus auch beim Entladen im Modell warm. Hier gilt es zusätzlich zu überprüfen, ob die Akkus nach dem Flug keine kritische Temperatur erreichen. Sollte dies so sein, macht es Sinn, die Zieltemperatur der eigenen Lipo Heizung lieber etwas niedriger zu wählen. Meine Lipo Heizung braucht zum Aufheizen auf gut 50 Grad Lufttemperatur im Übrigen knapp 20 Minuten (17 Grad Umgebungstemperatur).

Lipokoffer (15)

Nils Waldmann

Nils Waldmann

...Student des Wirtschaftsingeneurwesens und Qualitätsmanagements, leidenschaftlicher Modellbauer, Hobby-Fotograf, Motorsportfan und freier Redakteur bei dem Computer-Onlinemagazin Allround-PC.com.

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4 Antworten

  1. Andi sagt:

    Tolle Idee. Besten Dank dafür!
    Ob sich dieses auch gleich im „Stabilit Lipo Sicherheitskoffer“ unterbringen lässt? Dann wären doch alle Probleme gelöst?
    Gruß Andi

  2. sandro sagt:

    also ich würde die lipos nicht über die folie legen. die werden unten ja so viel heisser als oben. lieber heizung in einem getrennten bereich und dann die luft zu den lipos blasen.

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