Hallo zusammen,

ich habe eine grundlegende Verständnisfrage zum UN Handbuch Prüfungen und Kriterien 38.3.3 g), betreffend (sehr) große Lithiumbatterien >6200 Wh, die aus Batteriemodulen/ -arrays zu einer großen Gesamtbatterien zusammengebaut wurden (typische Vorgehensweise im Bereich von Fahrzeugbatterien).

Ursprung sind Li-Zellen mit UN 38.3-Prüfung. Daraus werden Batteriemodule, auch mit eigenem UN 38.3-Test (ja, auch mit Prüfzusammenfassung!). Nach UN Handbuch 38.3.3 g) müssen entsprechend darauf gebaute Großbatterien nicht nochmal einen eigenen UN 38.3-Test durchlaufen, wenn sichergestellt ist, dass die Gesamtbatterie einem Typ entspricht, für den nachgewiesen wurde, dass

(i) Überladung (overcharge), (ii) Kurzschluss (short circuits) und (iii) Überentladung zw. den Batterienmodulen (over discharge)

verhindert werden.

Nach welcher Prüfgrundlage müssen denn diese (i), (ii) und (iii) nachgewiesen werden?
Nach UN Handbuch Prüfungen und Kriterien? Warum steht dann da nicht, dass T.7 (Überladung) und T.5 (äußerer Kurzschluss) wiederholt werden müssen? Für over discharge gibt es mWn gar keine Einzelprüfung in der UN 38.3-Testreihe?

In UN-Fahrzeug-Zulassungsregularien (E/ECE/324/Rev.2/Add.99/Rev.2 Agreement Concerning the Adoption of Uniform Technical Prescriptions for Wheeled Vehicles, Equipment and Parts which can be Fitted and/or be Used on Wheeled Vehicles and the Conditions for Reciprocal Recognition of Approvals Granted on the Basis of these Prescriptions) gibt es verbindliche Prüfanforderungen für "zulässige" Fahrzeugteile, auch für Lithiumbatterien.
Darin finden sich Prüfszenarien zu overcharge protection (Prüfung 8G), external short circuit protection (8F) und over-discharge protection (8H).

Die Prüfkriterien bzgl. overcharge und shot circuit sind allerdings unterschiedl. zw. UN Handbuch Prüfungen und Kriterien und ECE-Prüfung. Zu over-discharge gibt es wie gesagt mWn keine UN-Handbuch-Prüfung.

Bezieht sich das UN Handbuch Prüfungen und Kriterien auf diese ECE324/ ECE100-Prüfungen? Steht so nicht da, es steht überhaupt nicht drin, was die Prüfgrundlage ist...

Die Problematik müsste bei eigentlich allen Antriebsbatterien für Elektrofahrzeuge bestehen, die aus Modulen gefertigt werden. Wann ist die Gesamtbatterie UN38.3-konform, d.h. wann/ wie ist 38.3.3 g) erfüllt?
Davon hängt nämlich durchaus ab, wer z. B. die Prüfzusammenfassung erstellt: der Modulhersteller wird nur auf Modulebene eine Prüfzusammenfassung erstellen. Da aber auch die Gesamtbatterie eine Prüfzusammenfassung braucht, muss der Hersteller dieser natürlich auch wissen, was für Tests er benötigt, um UN38.3-Konformität bestätigen zu können.

Das ist leider eine etwas unglücklich gewählte Übersetzung. Wenn die Module alle Tests bestanden haben, dann werden nur noch die Module zusammengeführt. Es entsteht also damit keine "neue" Batterie. Du hast eine Zelle, die muss geprüft werden. Die Zelle hat (hoffentlich) eingebaute Sicherheitsmechanismen gegen Überladen etc. Werden mehrere Zellen dann zu einem Modul zusammengefasst dann ist das Modul noch einmal zu prüfen, denn das Modul braucht nochmals separate Sicherheitsvorrichtungen. Wird jetzt eine große Batterie aus mehreren Modulen zusammengesetzt, dann reagiert die zusammengesetzte Batterie nicht als ein neues Medium, sondern es ist einfach eine Aneinanderreihung geprüfter Module. Stell dir einen ICE vor. Die Wagen müssen einzeln geprüft werden, ein ICE-Zug wird auch geprüft. Wenn ich jetzt aber einen 2. ICE einfach nur koppele, dann brauche ich keinen neuen Test.



Das in der Vorschrift genannte REESS (Rechargeable Energy Storage System) ist nicht zwangsweise die Lithium Batterie. Es ist das Gesamtmodul inkl. BMS. Die Batterie ist da nur ein Teil davon. Dabei können es auch andere Speichermedien außer Lithium-Batterien sein.

REESS - UNECE Wiki

Deswegen können die Prüfvorschriften in der E/ECE/324 nicht identisch zu den UN 38.3 Tests sein. Und over-discharge ist der T8 Test. (erzwungene Entladung, also eine künstlich herbeigeführte Tiefentladung, die normalerweise das BMS verhindern muss)
Um es komplett zu machen: 8G = T7 und 8F = T5



Wenn ein Modul alle Test bestanden hat, ist die entsprechende Batterie konform. Ein Hinweis in der Prüfzusammenfassung muss ja angegeben werden.

Gruß
Skypainter

Danke für die Antwort.

Zellen sind UN-konform, Module sind UN-konform.

Der Hersteller der Großbatterie (kauft Module und baut daraus eine große Batterie) verweigert aber nun die Prüfzusammenfassung für die Großbatterie, weil er der Ansicht ist, mit der Großbatterie* müssten nochmals T5, T7 und T8 durchlaufen werden (die Großbatterie als einbaufertiges "Fahrzeugteil" wurde vom TÜV Süd erfolgreich nach 8G, 8F, 8H geprüft).

* (also die Module, stecken in einem Gehäuse, da ist sicher noch ein BMS dran - eben eine Batterie, wie sie in Elektro-PKW eingebaut wird)

Seine Begründung: er hat zwar die Prüfzusammenfassung und den Prüfbericht UN38.3 der Module, aber für die Großbatterie fehlen ihm eben die UN 38.3.3 g)-Tests i, ii und iii und UN 38.3-Konformität für die Großbatterie will er nicht auf Grundlage der Prüfbestätigungen des TÜV Süd über 8G, 8F und 8H bestätigen.
Es geht um eine fünfstellige Summe, die die T5, T7 und T8 für die Großbatterie nochmals kosten sollen.

Ich bin halt "nur" die Gefahrgutbeauftragte der Firma, die diese fünfstellige Summe zahlen soll und man fragt mich - aber ich bin kein Techniker/ Ingenieur oder gar HV-Spezialist...

Hallo Claudi,

du hast es richtig beschrieben.

Die Zellen und Module sind konform. Ende. Mehr gibt es nicht.
Die Module werden dann zu einem REESS zusammengebaut (ganz sicher mit allen notwendigen Sicherheitsvorrichtungen) und dieses Bauteil wurde vom TÜV geprüft (8G,8F,8H)

Damit ist alles getan. Der Hersteller kann keine Tests fordern, die es gar nicht gibt. Oder andersrum gesagt: Der Test eines REESS unter den Bedingungen T5, T7 und T8 kann nur in die Hose gehen, da die Testvorgaben für ein REESS (8GFH) andere Vorgehensweisen beinhalten. Auf gut deutsch, Es kann KEINE Prüfzusammenfassung für die Gesamtbatterie geben, da es gar keine Prüfung gemäß UN 38.3 für so eine Batterie gibt.

Wenn Fragen sind, ich versuche sie gerne zu beantworten.

Gruß
Skypainter

Wird aber in einem Werk (Batteriehersteller) die "Großbatterie" oder REESS, eben der "Block", der dann ins Fahrzeug eingebaut wird (Fahrzeugfertigung ist ein andere Firma an einem anderen Standort), gefertigt und nach ADR zur Fahrzeugfertigung befördert, muss es doch eine UN 38.3-Prüfzusammenfassung geben, damit der Block nachweislich "grün" und damit transportsicher ist. Grundlage wäre die Prüfzusammenfassung der Module. Es würde aber für den "Block" ein Hinweis aufgenommen/ angekreuzt, dass UN 38.3.3 g) zutreffend ist, außerdem hat der "Block" dann ja eine andere Gesamt-Wh-Rate, anderes Gewicht und als Hersteller müsste die Firma auftreten, die aus Module die "Blöcke" zusammenbaut...

Ein REESS ist doch am Ende gefahrgutrechtlich einfach eine UN3480, also ne Batterie, meinetwegen mit etwas Kabel, BMS, Platine, Gehäuse - oder nicht?

Stimmt alles, aber deine Ursprungsfrage war ja die Frage nach der Übereinstimmung der Testkriterien. Wenn man also die Testberichte für die Module hat, warum erstellt der Hersteller der "Großbatterie" nicht einfach eine Testzusammenfassung.
Die Vorgaben wurden ja geprüft.
Allerdings gibt es eine große Ausnahme:

Meine Aussage bezieht sich ausschließlich auf eine "Großbatterie" in der die einzelnen geprüften Module einfach in Reihe oder parallel geschaltet wurden. Wurde allerdings die "Großbatterie" mit zusätzlichen Bauteilen bestückt (BMS) dann ist für das BMS nochmal ein entsprechender Test notwendig. Denn dann übernimmt ja das separate BMS die Steuerung des Lade- und Entladevorgänge.



Ja und nein. Besteht das REESS aus Lithiumbatterien, dann ist das so richtig. Hat das REESS aber eine andere Energiespeichertechnologie dann war es das mit UN 3480. Das sieht du auch daran, dass es in der von dir zitierten ECE einen Test über Austritt von Wasserstoff gibt. Bei Lithiumbatterien nicht unbedingt zielführend.

Ich bin gedanklich bei Lithiumbatterien, natürlich könnte es auch andere Antriebsarten geben, aber in meinem Fall "einfach nur" UN3480.



Das weiß ich auch nicht. Vielleicht möchte man zusätzliche Tests verkaufen oder sich einfach aus der Verantwortung ziehen oder es ist tatsächlich so wie im nächsten Satz (aber das müssen dann Ingenieure/ Techniker beurteilen, ich kann das nicht):



Ok, aber auch dann muss der, der die Großbatterie mit BMS bestückt, sich um die entsprechenden Tests kümmern, wenn dieser Block am Ende als "grüne" Batterie verschickt werden soll.

Die "Großbatterie" besteht aus in Reihe geschalteten Modulen und es gibt für die Großbatterie ein BMS integriert, welches Lade- und Entladevorgänge steuert.

Daher sehe ich auch ein, dass nach UN 38.3.3 g) die i, ii und iii nachgewiesen sein müssen, aber welche Testparameter?

• E/ECE/324/Rev.2/Add.99/Rev.2 8G. 8F, 8H - die sind schon vorhanden und iO
oder
• UN Manual of Tests and Criteria - würde neue zusätzliche, sehr kostenintensive Tests (fünfstellige Summe) bedeuten

Hallo Claudi,

es gibt dafür keinen vorgesehenen Testmodus, es wird nur der Nachweis gefordert. Aus diesem Grund gibt es auch keine Testbeschreibung. Insofern ist durch E/ECE/324/Rev.2/Add.99/Rev.2 8G. 8F, 8H der Nachweis erfüllt.

Gruß
Skypainter

Danke! Fazit eines Telefonates mit der BAM war auch, dass die Prüfzusammenfassung der Module + die 8G, 8F, 8H als Dokumentation, dass die Batterien "transportsicher" sind, ausreicht.