Verordnung über Batterien und Abfallbatterien, zur Aufhebung der Richtlinie 2006/66/EG und zur Änderung der Verordnung (EU) Nr. 2019/1020

Dieses Dokument fasst den Inhalt der EU-Verordnung in Bezug auf die GENEREX Produkte BACS, SMARTBATTERY und SMARTLOGGER und deren Verwendung in stationären Energiespeichersystemen zusammen.

Der Bedarf an Batterien wird voraussichtlich in den kommenden Jahren um das 19-fache steigen. Diese exponentielle Nachfrage verleiht dem Markt für Industrie- und stationäre Batterien ein zunehmend strategisches Gewicht. Auf dem Gebiet der Batterietechnologie werden weiterhin bedeutende wissenschaftliche und technische Fortschritte erzielt werden. Um diese Fortschritte im Sinne einer nachhaltigen und positiven Wirkung voranzutreiben, hat sich die Schaffung eines harmonisierten Rechtsrahmens für den gesamten Lebenszyklus von Batterien, die in der EU in Verkehr gebracht werden, als notwendig erwiesen.

Aus diesem Grund hat die Europäische Kommission am 10. Dezember 2020 einen Vorschlag für die neue Batterienverordnung vorgelegt, mit dem Ziel, die Batterierichtlinie 2006/66/EG aufzuheben und die Verordnung 2019/1020 zu ändern.

Im Rahmen dieses neuen Rechtsrahmens wird die EU ab dem 1. Januar 2026 verlangen, dass wiederaufladbare Industrie- und Fahrzeugbatterien über ein Batteriemanagementsystem verfügen.

Die vollständige Dokumentation finden Sie hier zum Nachlesen: https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2023/1542/oj

Besonders relevant ist Artikel 14, Kapitel III, in dem die Rolle eines Batteriemanagementsystems beschrieben wird.

Wie in den Gesetzesunterlagen definiert, ist ein "Batteriemanagementsystem" eine elektronische Komponente, die die elektrischen und thermischen Funktionen der Batterie überwacht und steuert, Daten zu den Parametern zur Bestimmung des Alterungszustands und der erwarteten Lebensdauer der Batterie verwaltet und speichert und mit dem Gerät kommuniziert, in dem die Batterie installiert ist.

Nach Angaben des EU-Rates muss ein "Batteriemanagementsystem" die Messung bestimmter Schlüsselparameter erfüllen oder anderweitig die notwendigen Daten liefern. Diese Parameter und ihre Beziehung zur BACS-Produktfamilie von GENEREX werden im Folgenden erläutert:

Batteriekapazität

1. Verbleibende Kapazität
   • BACS: Ab 2022 ist BACS in der Lage, die individuelle Zell-/Batteriekapazität in Echtzeit zu berechnen und anzuzeigen.
2. Verbleibender Batteriewirkungsgrad – ( "Round Trip Efficiency")
   • BACS VIEWER zeigt die Differenz zweier Entladungen
3. Batteriekapazität
   • BACS ist das einzige BMS auf dem Markt, dass die Batteriekapazität gegen den AC/DC-Widerstand anzeigt (und den Batteriestrom und die Temperatur in die Kapazitätsmessungen einbezieht)
4. Gesamtkapazitätsverlust
   • BACS: Der Gesamtkapazitätsverlust einer bestimmten Zelle wird bei 2 Entladungstests im BACS VIEWER angezeigt.
5. Verbleibende Kapazität und Verlustleistung
   • BACS: Stellt einen 100%igen Ladezustand für jede Batterie sicher und schafft damit die Voraussetzung für die Vergleichbarkeit von Entladetests. Die Langzeitdaten, die in Verbindung mit BACS VIEWER zur Verfügung gestellt werden, ermöglichen eine schnelle und effiziente Bestimmung der Verlustleistung über die Lebensdauer.
6. Autonomiezeit
   • BACS bietet eine Berechnung der Autonomiezeit auf der Grundlage der Beziehung zwischen USV-Eingang, Batteriestrom, Batteriespannung, Temperatur und Impedanz.
7. Bestimmung der Batteriekapazität durch Entladungstests
   • BACS misst und zeigt die Batteriekapazität während der Entladung einmal pro Sekunde an, und ein solcher Entladungstest kann ohne das Risiko einer unbemerkten Beschädigung der Zellen/Batterien durchgeführt werden.

Impedanz

1. Ohmscher Widerstand und/oder elektrochemische Impedanz
   • BACS zeigt dies durch den "RI"-Wert. Eine Trendlinie, die im BACS VIEWER angezeigt wird, zeigt die erwartete Lebensdauer.
2. Widerstand als Leitwert zur Überwachung des Gesundheitszustands einer Zelle und zur Verfolgung ihres Alterungsprofils
   • BACS: Die Schwierigkeit besteht darin, dass bei bestimmten Hochspannungs-String-Anwendungen (USV) die Zellen/Blöcke dazu neigen, von der idealen Erhalteladespannung abzuweichen, und dass innerhalb des Stranges häufig Unterschiede von 2V und mehr auftreten. Eine solche Situation macht es unmöglich, Widerstandsmessungen bei Erhaltungsladung zu vergleichen. BACS gleicht die Spannungsunterschiede so aus, dass alle Zellen/Batterien identisch sind und nicht mehr als 0,01 Volt von einer benachbarten Zelle/Batterie zur nächsten abweichen. Dies ermöglicht einen Vergleich der Widerstandswerte und macht die Verwendung solcher Messungen für Diagnoseverfahren überhaupt erst verwendbar.
3. Basislinie RI
   • BACS bietet frei konfigurierbare Schwellenwerteinstellungen für den RI-Widerstand, basierend auf absoluten Werten in mOhm, basierend auf dynamischen Werten oder basierend auf einem vorgegebenen Satz von "Base Line"-Werten.

Temperatur

1. Die Temperatur wirkt sich auf die Batteriekapazität aus
   • Die Batteriekapazitätsanzeige von BACS basiert auf dieser Kapazitätskompensation pro Grad Celsius und fügt diesen Faktor in die Berechnung der Batteriekapazität ein.
2. Temperatureinfluss auf die Lebensdauer der Batterie
   • BACS zeichnet die Batterietemperatur über einen längeren Zeitraum auf und zeigt die durchschnittliche Temperatur an, so dass der Benutzer weiß, wie lange die Lebensdauer seiner Batterien sein sollte.
3. Einfluss der Temperatur auf die Selbstentladung der Batterie
   • BACS zeigt den Trend der Batteriespannungen über die Zeit an. Ebenfalls gemessen wird die historische Equalization/Balancing-Aktivität in %. Wenn der Ausgleich bei 0 % liegt, das Ladegerät aber läuft, deutet dies entweder darauf hin, dass der Batterietrennschalter offen ist und die Selbstentladung die Batterie entlädt ODER dass die Temperatur zu hoch ist, so dass die Selbstentladung größer ist als der Strom vom Ladegerät, der geändert werden muss, um das Verhalten des Temperaturanstiegs oder den Alterungseffekt der Batterien auszugleichen.
4. Einfluss der Temperatur auf den Batterieladestrom:
   • Bei einer gegebenen konstanten Spannung steigt der Erhaltungsstrom, der durch eine vollständig geladene stationäre Batterie fließt, mit zunehmender Batterietemperatur.
   • BACS zeigt diesen zunehmenden Strom an und gleicht ihn innerhalb der Grenzen des Systems aus. Normalerweise reicht dies aus, um Batterieschäden zu vermeiden, da die USV oder das Ladegerät automatisch die Ladespannung (und den Strom) verringert, wenn der externe Sensor höhere Temperaturen anzeigt.
5. Einfluss von Rippleströmen auf die Batterietemperatur
   • BACS überwacht und zeigt AC- und DC-Rippleströme an, so dass korrigierend eingegriffen werden kann, noch bevor ein solcher Effekt einen Anstieg der Batterietemperatur verursacht.
6. Temperaturunterschiede aufgrund eines schlechten Designs einer Batterieinstallation können zu Batteriefehlern führen
   • BACS ist in der Lage die Spannungsunterschiede durch unterschiedliche Temperaturen innerhalb des Strangs auszugleichen. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Leistungsverringerung aufgrund von Temperaturunterschieden, die auf ein schlechtes Design der Batterieanordnung zurückzuführen sind, vermieden wird.
7. Hohe Temperaturunterschiede über einen Zeitraum von > 24h können einen thermischen Durchschlag verursachen
   • BACS kann die Spannungsunterschiede aufgrund von thermischen oder elektrischen Unterschieden ausgleichen und somit das Risiko eines solchen thermischen Durchgehens unter Erhaltungsladebedingungen drastisch reduzieren aber zumindest verzögern und den Anwender alarmieren.
8. Hohe Temperatur
   • BACS kann eine Überhitzung der Batterien aufgrund von Problemen mit der Raumbelüftung nicht verhindern, aber BACS kann den Benutzer vor solchen Bedingungen warnen und, wenn es mit den entsprechenden Automatisierungsprotokollen verbunden ist, automatisch die Klimaanlage einschalten oder das Öffnen von Fenstern, Lüftern usw. veranlassen, um die Situation zu lösen.
9. Realer Kühlungsbedarf
   • Der Kühlbedarf wird durch die von BACS aufgezeichnete Differenz bestimmt; er steigt im Allgemeinen mit zunehmendem Alter aufgrund des erhöhten Stromverbrauchs während der Erhaltungsladung und deutet somit auf ein zunehmendes Risiko des thermischen Durchgehens hin.

Batterie Strom

1. Erhaltungsstrom - AC-Komponente (überlagerter Ripplestrom)
   • Ein Ripplestrom trägt nicht zur Batterieladung bei, sondern erzeugt nur zusätzliche Wärme. Ein hoher überlagerter Ripplestrom und ein Gleichstrom nahe Null führen zur Entladung und Verschlechterung einer betroffenen Bleibatterie. Es ist zu beachten, dass sich der Erhaltungsstrom am Ende der Lebensdauer einer VRLA-Batterie im Vergleich zu einer neuen Batterie verdoppelt.
   • BACS: Ein solcher Anstieg des Erhaltungsstroms kann mit BACS visualisiert werden und einen Alarm auslösen. In der BACS-Konfiguration können Alarmschwellen für Gleichströme festgelegt werden, um eine Fehlfunktion der Batterie aufgrund von erhöhtem Wasserverlust, übermäßigem Abwurf von aktivem Material oder der Förderung interner Kurzschlüsse und übermäßiger Wärmeentwicklung zu vermeiden, was letztendlich zu einem thermischen Durchgehen führen kann.
2. Maximaler Ripplestrom
   • Es sollten geeignete Vorkehrungen getroffen werden, um gefährliche Spannungen und Kurzschlüsse an und durch die Messleitungen zu vermeiden. Flinke Sicherungen oder strombegrenzende Widerstände sind in jede Messleitung einzufügen.
   • BACS ist das einzige BMS auf dem Markt mit 2 Hochspannungssicherungen in den Messleitungen.Flammhemmende/rauch- und raucharme oder säurebeständige Isolierung kann unter bestimmten Umständen für die Messleitungen erforderlich sein.BACS verwendet halogenfreie Kabel und feuerhemmende Materialien für alle Komponenten
3. Lastanteil Strom
   • BACS zeigt die Stromwerte pro Strang und erlaubt es, Schwellenwerte zu setzen, wenn diese Werte unausgeglichen sind. Sollte ein solches Ungleichgewicht auftreten, kann der Betreiber entsprechend informiert werden.
4. Energiedurchfluss
   • BACS kann bei Verwendung des neuen BACS Stromsensors Typ CSHxxxF und CSHxxxD den Energiedurchfluss messen und aufzeichnen

Gesundheit und Nachhaltigkeit von Batterien

1. Fortschreitende Entwicklung der Selbstentladungsrate
   • Je älter die Batterien werden, desto höher ist die Selbstentladungsrate. Um die genaue Entwicklungskurve zu ermitteln, muss die Erhaltungsladung im vollgeladenen Zustand der Zelle oder Batterie abgeschaltet werden.
   • Die Messwerte von BACS, SMARTLOGGER und SMARTBATTERY zeigen nach einigen Tagen die Selbstentladungsrate an. Diese muss mit der Selbstentladungsrate im Neuzustand verglichen werden.
2. Herstellungs- und Inbetriebnahmedatum der BatterieDieses wird bei der Inbetriebnahme von BACS, SMARTLOGGER und SMARTBATTERY festgelegt und bis zu 10 Jahre lang archiviert.
3. Datenzugriff
   • Ein klarer, ungehinderter Zugang zu den oben genannten Parametern muss jederzeit für Analysen zur Verfügung stehen, um den Restwert der Batterie zu bewerten, die Wiederverwendung oder Wiederaufbereitung der Batterie zu erleichtern, oder die Batterie unabhängigen Aggregatoren zur Verfügung zu stellen, die virtuelle Kraftwerke in Stromnetzen betreiben.
   • BACS, SMARTLOGGER und SMARTBATTERY stellen die Daten in verschiedenen Formaten zur Verfügung, um sie für Recycler auswertbar zu machen.
4. Langzeitdatenaufzeichnung in Bezug auf Lager- und TransportbedingungenDie SMARTBATTERY bzw. der SMARTLOGGER von GENEREX liefert die gewünschten Langzeitdaten - von der "Wiege bis zur Bahre" - und ermöglicht so eine präzise Kontrolle der Betriebs- und Lagerbedingungen über den gesamten Lebenszyklus einer Batterieeinheit.
5. Verfügbarkeit der Dokumentation
   • Um nachzuweisen, dass eine Batterie kein Abfall mehr ist, muss eine Dokumentation zur Verfügung gestellt werden, die den Zustand und die Funktionalität einer bestimmten Batterie oder Zelle angibt. Der Wirtschaftsbeteiligte, der das Recycling durchführen möchte, muss über ein Dokument zur Bewertung oder Prüfung des Alterungszustands verfügen.
   • SMARTBATTERY, SMARTLOGGER und BACS erfassen die erforderlichen Informationen für die Dokumentation und stellen sie anschließend zur Verfügung.
6. Batteriepass
   • Die EU schreibt vor, dass bis zum 1. Januar 2026 jede in Verkehr gebrachte Industrie- und Antriebsbatterie mit einer elektronischen Identifikationsdatei ("Batteriepass") versehen sein muss. Der Batteriepass ist mit den Informationen über die grundlegenden Merkmale jedes Batterietyps und -modells verknüpft, die in den Datenquellen gespeichert und online verfügbar gemacht werden müssen.
   • BACS, SMARTLOGGER und SMARTBATTERY sind bereits jetzt in der Lage, alle für einen "Batteriepass" erforderlichen Daten in einem dauerhaften und zugänglichen Format bereitzustellen.

Schlussfolgerung

Die obige vergleichende Analyse dürfte verdeutlichen, dass BACS, das führende Batteriemanagementsystem aus Europa und Nordamerika in Kombination mit SMARTLOGGER und SMARTBATTERY, bereit ist, alle Anforderungen europäischer und internationaler regulatorischer Veröffentlichungen zu erfüllen. Als vorgefertigte Lösung können unsere Produkte die Lücke in Ihrem Produktportfolio schließen – insbesondere angesichts der bevorstehenden Vorschrift, ein BMS in jeder stationären Batterieinstallation zu verwenden!

Um heute über eine Zusammenarbeit zu sprechen, kontaktieren Sie uns bitte nach Belieben per E-Mail (sales@generex.de) oder telefonisch unter +49 (0)40 2269291-190.

James May