Heizung auf Leiterplatte nur durch das Kupfer möglich?

Wieviel Watt pro Leiterplatte sollen da „verheizt“ werden?

Das funktioniert natürlich auch mit den innen liegenden Lagen. Mit zusätzlichen Leiterbahnen lassen sich auch Temperatursensoren realisieren.

Hardy F. schrieb:

Ist die Heizungvariante über Leiterbahnen realistisch? Die Wärmeabgabe wird ja am Rand etwas höher sein, riskiere ich da ein zu warmes Zentrum?

Du musst mit Kupfer in der Innenlage eine Heizschlange bauen. Ob da irgendwo mehr oder weniger Leistung anfällt bestimmst du. Du kannst ja die äußeren Platinenlagen nehmen, um die Wärme noch ein bisschen zu verteilen, die sind oft auch dicker als die Innenlagen.

Rechne damit, dass du bei der Kupferdicke +- 10% Toleranz hast. Wenn du eine Leiterbahn zur Temperaturmessung nimmst musst du das kalibrieren.

Das funktioniert, ist aber nicht optimal. Bei 3d-Druckern wird bzw. wurde das ganz gern so gemacht, weil es für moderate Temperaturen gut funktioniert und gerade für große Heizflächen unschlagbar kostengünstig ist. Besser sind allerdings flexible Leiterplatten auf Polyimid-Träger-Basis, die können tatsächlich auch richtig warm werden und sich natürlich auch besser deinen Akkuzellen anpassen. Das kann man auch kaufen, läuft dann unter "Heizfolie". Aufgrund der größeren Fertigungsunterschiede würde ich so oder so davon abraten, die Leiterbahnen zur Temperaturmessung zu verwenden. Kleine Thermistoren oder andere Temperatursensoren sind wirklich günstig und deutlich genauer. Gegebenenfalls reicht auch irgendwo eine zentrale Messung und wenig aggressive Heizung.

Es gibt Leute die löten mit solchen innenliegenden Schichten die eigene Platine 😄 angeblich um die 165°C.

https://hackaday.com/2023/01/18/internal-heating-element-makes-these-pcbs-self-soldering/

Vielleicht kannst du das was abschauen...

Erstmal vielen Dank für die Antworten.

Die Heizleistung wird noch berechnet, aber ca. 10-15W pro Platine sollten reichen. Der ganze Verbund ist in einer isolierten Kiste. Aus Sicherheitsgründen ist der Akku im Schuppen verbaut, es kann also etwas kälter werden, aber es ist ja nicht ganz im Freien.

Bei den "Heizfolien" habe ich leider die "1-2m" Tolleranz der chin. Lieferanten nicht eingeplant: 20cm breit bestellt -> reine Heizbreite war schon 22cm -> zu breit 15cm breit bestellt -> ganze Rollenbreite war 12cm -> zu klein

also wer das maß dazwischen kennt, kann gerne hier den Link senden ...

Hardy

Das Heizbett bei meinem 3D-Drucker (220x220mm) hat etwa 180W bei 12V, allerdings scheint es eine kräftige PTC-Komponente zu besitzen. Keine Ahnung, ob das für eine Kupfer-basierte Heizung typisch ist.

Also, ich gehe davon aus dass du für deinen Akku-Block die üblichen prismatischen Zellen einsetzen möchtest. Die Isolationsplatinen willst du, weil das Metallgehäuse der Zellen auf einem Pol liegt und die sonst nur mit der blauen Folie gegeneinander isoliert wären.

Ich würde zuerst mal die Isolation der Kiste schätzen. Also wie viel Watt brauchst du insgesamt, um die Kiste innen auf 15°C zu halten, wenn es im Schuppen z.B. -5° hat. Meine Schätzung: <20W.

Da du mehrere Isolationsplatinen haben wirst, spielt die Leistung pro Platine kaum eine Rolle. Sie wird vermutlich eher höher als benötigt sein, du musst die Kiste ja nicht aufheizen, sondern nur warmhalten. Wärme bekommst du auch durch die Batterienutzung. Du brauchst eine Temperaturregelung, die die Heizung ein- und ausschaltet.

Du musst eher schauen, dass der Widerstand deiner Heiz-Leiterbahn zur verfügbaren Spannung passt, mit der du deine Heizung betreiben möchtest.

Ich denke dass auf dem Papier keine Probleme auftreten dürften.

Die Wärmeproduktion sollte eigentlich kein Problem sein, aber dann...

Wie soll die Wärme verteilt werden? Elektrische Isolatoren haben es üblicherweise nicht so mit der Wärmeleitung.

Die Akkus sollten auf diese Weise prima entleert werden können, da das Erzeugen von Wärme üblicherweise (je nach Konstruktion) sehr Stromintensiv ist. Beschwerden bitte an J. Watt weiterleiten.

Für näheres schau mal in die Beilagen (nicht die der Hersteller) von Elektroautos, zum Thema: Heizen und Fahrleistung/Reichweite.

Sebastian S. schrieb:

Wie soll die Wärme verteilt werden? Elektrische Isolatoren haben es üblicherweise nicht so mit der Wärmeleitung.

Da die Heizleiterplatten als Isolation zwischen den Zellen dienen sollen, wird die Wärme doch schon dezentral erzeugt und muss nicht noch großartig irgendwo hin geleitet werden.

Normal Z. schrieb:

Das funktioniert natürlich auch mit den innen liegenden Lagen. Mit zusätzlichen Leiterbahnen lassen sich auch Temperatursensoren realisieren.

Muss nicht unbedingt zusätzlich sein, man kann auch mit der Heizwindung selbst messen. Hatte so eine Temperaturmessung von einer Heizplatine mal mit dem guten alten INA219 realisiert und mit etwas Mittelung der Messwerte (z.B. über eine Sekunde) kriegt man da schon eine verdammt gute Auflösung (Rauschen der Messwerte war IIRC nicht wesentlich über 0.01 Grad), nur Kalibrieren muss man natürlich vorher wenn man absolute Temperaturen messen will. Und auch der Temperaturkoeffizient des Shunt-Widerstands kann eine Rolle spielen, bei 50 PPM für den Shunt vs 3930 PPM für Kupfer macht sich eine Temperaturänderung des Shunts mit einem Faktor von ca 1/80 beim Messwert bemerkbar.

Heute würde ich für so was eher den INA226 statt dem INA219 nehmen, der hat 16 bit statt 12 bit und ist nicht wesentlich teurer.

Es gibt Leute die löten mit solchen innenliegenden Schichten die eigene Platine 😄 angeblich um die 165°C.

Vielleicht kannst du das was abschauen...

Oder die Diskussion darüber im Forum nachlesen: Beitrag "selbstlötende Platine"