Zwischen dem 1. Januar 2025 und dem 4. Oktober 2026 hat eMOBINO 39 Rückrufaktionen wegen Brandgefahr in der Hochvoltbatterie von Elektro- und Plug-in-Hybridfahrzeugen erfasst. Sie betreffen zusammen mehr als 1,3 Millionen Fahrzeuge. Jeder Defekt wurde nur einmal gezählt, auch wenn er in mehreren Ländern gemeldet wurde. Ausgewertet wurden zuerst die Register der Behörden und die eigenen Defektberichte der Hersteller, erst danach die Presse.
Die Liste ist eine Untergrenze und keine Vollerhebung. Es gibt mehr Aktionen, als wir identifizieren konnten, und bei den meisten ist nur die Fahrzeugzahl von ein oder zwei Ländern bekannt. Das Muster in den Unterlagen ist dennoch klar genug, um darauf Entscheidungen zu stützen. Für einen Entwickler von Batteriepacks ist es aufschlussreicher als jede Schlagzeile zu einem einzelnen Modell.
Die meisten Rückrufe beginnen in der Zelle
Wir haben jede Aktion nach der Defektbeschreibung im Register eingeordnet. Bei 21 der 39 Aktionen nennt der Eintrag einen Fehler innerhalb der Zelle oder des Moduls. Bei fünf weiteren überhitzt die Batterie, ohne dass der Eintrag eine Ursache angibt. Vier Aktionen nennen die Software des Batteriemanagements als Defekt, sechs sind Montagefehler im Pack und drei betreffen Abdichtung, Struktur oder Kühlung.
Wo die Berichte den Zellfehler erklären, beschreiben sie einen Produktionsschritt, der schiefgelaufen ist:
- Beschädigung des Separators, wenn die Kathode lokal Druck auf die Separatorschicht ausübt
- Verschobene oder versetzte Elektroden, die nach vielen Zyklen zu einem inneren Kurzschluss führen
- Eine eingerissene Kathodenkante, die sich im Inneren der Zelle umlegt
- Lithium-Plating, nachdem eine falsche Geräteeinstellung die Kapazitäten von Anode und Kathode aus dem Gleichgewicht gebracht hat
Keiner der Einträge macht die Zellchemie oder das Zelldesign als solches verantwortlich. Es handelt sich um Produktionsfehler, die durch die vorhandenen Prüfungen gerutscht sind. Eine Zelle mit einem solchen Fehler zeigt im Neuzustand eine normale Kapazität und einen normalen Widerstand, soweit eine Produktionsprüfung das auflösen kann. Sie besteht Formierung, Sortierung und die Wareneingangsprüfung des Packherstellers und wird nach Monaten oder Jahren im Betrieb zum Ereignis.
Die meisten dieser Fehler lassen sich im Werk mit der richtigen Prüfung finden. Nach den Rückrufen hat ein Zelllieferant die Elektrodenstapelung per Kamera überwacht, ein anderer die Grenzwerte seiner automatischen Prüfung enger gesetzt. Beide Maßnahmen hätten schon mit dem Produktionsstart gelten können.
Derselbe Zellfehler erreicht mehrere Fahrzeughersteller
Die Berichte der Hersteller an die Aufsichtsbehörde der Vereinigten Staaten nennen den Zelllieferanten. Nebeneinander gelesen zeigen sie, dass ein Zellfehler selten das Problem eines einzelnen Fahrzeugherstellers ist. Ein Separatorfehler steht in den Berichten von drei Fahrzeugkonzernen in fast gleichem Wortlaut. Ein Fehler bei der Elektrodenausrichtung taucht bei vier Fahrzeugherstellern auf.
Laut dem Bericht eines Herstellers begann seine Untersuchung, als er von Batterieausfällen in Fahrzeugen eines anderen Herstellers mit derselben Batterie erfuhr. Zehn Tage später beschloss er den Rückruf. Wer Zellen kauft, kauft auch die Prozesshistorie des Zellherstellers, und zwar zusammen mit allen anderen Kunden derselben Linie. Ob ein Fehler nach Tagen oder erst nach Monaten bekannt wird, hängt vom Liefervertrag ab und nicht von der Physik.
Plug-in-Hybride machen mehr als die Hälfte der zurückgerufenen Fahrzeuge aus
Plug-in-Hybride stellen 28 % der Aktionen und 57 % der zurückgerufenen Fahrzeuge. Das ist ein Anteil an den zurückgerufenen Fahrzeugen und keine Ausfallrate. Uns liegt keine Zahl der Plug-in-Hybride und Elektroautos auf der Straße vor, durch die sich teilen ließe, und zwei sehr große Aktionen tragen den Großteil des Anteils.
Die Unterlagen können nicht belegen, dass Packs von Plug-in-Hybriden häufiger ausfallen. Das Nutzungsprofil bietet jedoch eine Erklärung. Das Pack eines Plug-in-Hybrids ist klein, deshalb lädt der Besitzer es fast täglich voll. Das Fahrzeug steht dann stundenlang vollgeladen, oft über Nacht in der Garage. Ein Elektroauto mit großer Reichweite wird selten voll geladen und bleibt selten so stehen.
Aus unserer Sicht ist der Plug-in-Hybrid eines der härtesten Nutzungsprofile für ein Batteriepack im Pkw, und er wurde oft so validiert, als wäre es das leichteste.
Eine volle Batterie macht aus einem Defekt einen Brand
Bei 18 der 39 Aktionen wird der Besitzer angewiesen, das Laden bis zur Reparatur zu begrenzen oder ganz zu unterlassen. Die Grenzen in den Einträgen liegen bei 70 %, 75 %, 80 % und 90 %. Sieben Aktionen fordern die Besitzer auf, gar nicht zu laden.
Mehrere Berichte nennen den Grund unmissverständlich. Ein Modul schließt kurz, wenn das Fahrzeug vollgeladen geparkt ist. Zellen schließen kurz, wenn sie ganz oder fast ganz geladen sind. Die Brände selbst sind oft keine Ladebrände. Ein Bericht beschreibt fünf thermische Ereignisse: zwei beim Schnellladen, zwei bei geparktem Fahrzeug ohne Ladevorgang und eines während der Fahrt. Ein anderer beschreibt zwei Fahrzeuge, die ausgeschaltet, im Freien geparkt und ohne Verbindung zu einem Ladegerät in Brand gerieten.
Eine Ladegrenze ist der einzige Hebel, den ein Hersteller binnen Tagen für eine ganze Flotte hat. Sie braucht weder Teile noch Werkstatt. Sie wirkt aber nur, wenn das Fahrzeug sie durchsetzt und nicht der Besitzer.
Software ist die erste Abhilfe, hält aber nicht immer
Bei 87 % der zurückgerufenen Fahrzeuge ist Software die Abhilfe oder ihr erster Schritt. Das Update sucht nach einer Zelle, die schneller Ladung oder Spannung verliert als ihre Nachbarn, und die Batterie wird nur dort getauscht, wo die Software eine Zelle meldet. Das ist eine vernünftige erste Antwort. Für den gleichzeitigen Tausch mehrerer hunderttausend Batterien fehlen Packs und Werkstattstunden.
Bei vier Aktionen hält der Bericht des Herstellers selbst fest, dass eine frühere Softwarelösung nicht gehalten hat. In Fahrzeugen, die das Update schon hatten, kam es zu Bränden oder zum Ausgasen von Zellen, und der Hersteller meldete einen neuen Rückruf. In einem Fall ist die endgültige Abhilfe eine neue Batterie für jedes Fahrzeug.
Überwachung ist ein Wettlauf zwischen Erkennung und Ausfall. Sie funktioniert bei einem Fehler, der über Wochen wächst. Sie funktioniert nicht bei einem Fehler, der innerhalb einer Ladung von normal zu Kurzschluss übergeht, und auch nicht, wenn das Batteriemanagementsystem bei geparktem Fahrzeug schläft.
Rückverfolgbarkeit bestimmt Umfang und Tempo eines Rückrufs
Jeder Bericht an die Aufsichtsbehörde der Vereinigten Staaten enthält die Schätzung des Herstellers, bei welchem Anteil der zurückgerufenen Fahrzeuge der Defekt vorliegt. Bei den kleinen Aktionen liegt er bei 100 %: Hersteller und Lieferant können die Zellen benennen, und der Rückruf umfasst 14 oder 51 Fahrzeuge. Bei den meisten großen Aktionen liegt er bei 1 %, in zwei Fällen bei 5 %. Die größte Aktion ruft etwa 320.000 Fahrzeuge zurück, für einen Fehler, der auf etwa 16.000 geschätzt wird.
Dieselbe Trennung zeigt sich in der Zeit. Vom ersten dem Hersteller bekannten Brand bis zur Rückrufentscheidung vergingen in den elf Aktionen, bei denen wir das messen konnten, zwischen zehn Tagen und 33 Monaten. Schnell waren die Aktionen, bei denen eine Zerlegung einen physischen Defekt fand und der Lieferant ihn Maschinen und Daten zuordnen konnte. Langsam waren die, bei denen die Grundursache offen blieb.
Was ein Packprogramm ändern sollte
Wir lesen die Unterlagen als vier Verteidigungslinien, und jede wird Jahre vor dem ersten Feldereignis entschieden:
- Vorbeugen. Den Zellprozess auditieren und die Daten zusammen mit der Zelle kaufen: eine Seriennummer auf jeder Zelle, das Prüfergebnis je Zelle und die Verknüpfung von der Maschine zum Fahrzeug.
- Erkennen. Das Batteriemanagementsystem so auslegen, dass es eine ausfallende Zelle auch bei geparktem Fahrzeug findet, und das an Zellen mit bekannten Fehlern nachweisen.
- Eindämmen. Am oberen Ende des Ladefensters Reserve lassen, die Ladegrenze als im Feld änderbaren Parameter ausführen und das Pack so auslegen, dass eine einzelne Zelle nicht das Fahrzeug mitnimmt.
- Reparieren. Das Modul in der Werkstatt austauschbar halten und einen Feldplan bereithalten, der am ersten Tag jeden Markt erreicht.
Der Rat von eMOBINO an alle, die ein Batteriepack entwickeln, folgt aus diesen Unterlagen. Testen Sie nicht nur, was die Vorschrift verlangt: Schreiben Sie eigene Testfälle, vor allem für Missbrauch und Fehlbedienung, und wiederholen Sie die Tests mit Zellen aus verschiedenen Losen. Verlangen Sie vom Zelllieferanten die Prüfdaten jeder einzelnen Zelle und nicht nur ein Zertifikat für das Los. Lassen Sie das BMS die Zellen auch dann überwachen, wenn das Fahrzeug geparkt ist, und nicht nur beim Fahren und Laden. Halten Sie eine Reserve unterhalb von 100 % Ladezustand vor. Keine dieser Maßnahmen ist teuer, gemessen an einer einzigen Rückrufaktion.
Wer diese Punkte nicht in der Entwicklung entscheidet, für den entscheidet sie später ein Rückruf.
