С 1 января 2025 года по 4 октября 2026 года eMOBINO выявила 39 отзывных кампаний из-за риска возгорания высоковольтной батареи электромобилей и подключаемых гибридов. Вместе они охватывают более 1,3 млн автомобилей. Каждый дефект учитывался один раз, сколько бы стран о нём ни сообщило. Сначала мы изучали реестры регуляторов и собственные отчёты производителей о дефектах и лишь затем прессу.
Список задаёт нижнюю границу и не является полной переписью. Кампаний больше, чем нам удалось выявить, а по большинству из них известно число автомобилей только в одной-двух странах. Тем не менее закономерность в записях достаточно ясна, чтобы принимать решения, и для инженера по батарейным блокам она полезнее любого заголовка об одной модели.
Большинство отзывов начинается внутри ячейки
Мы распределили все кампании по формулировке дефекта в записи. В 21 из 39 кампаний запись указывает на неисправность внутри ячейки или модуля. Ещё в пяти батарея перегревается, а причина в записи не названа. В четырёх кампаниях дефектом названо программное обеспечение системы управления батареей, шесть связаны с ошибками сборки блока, три с неисправностями уплотнения, конструкции или охлаждения.
Там, где отчёты объясняют неисправность ячейки, они описывают производственный этап, пошедший не так:
- Повреждение сепаратора, когда катод создаёт локальное напряжение в слое сепаратора
- Смещённые или сдвинутые электроды, приводящие к внутреннему короткому замыканию после многих циклов
- Надорванный край катода, который загибается внутри ячейки
- Осаждение лития (lithium plating) после того, как ошибка настройки оборудования нарушила баланс ёмкостей анода и катода
Ни одна запись не возлагает вину на химию ячейки или её конструкцию как таковую. Это производственные дефекты, не замеченные действующими испытаниями. У новой ячейки с таким дефектом нормальные ёмкость и сопротивление, в пределах того, что способно разрешить производственное испытание. Она проходит формировку, сортировку и входной контроль изготовителя блока, а после месяцев или лет эксплуатации становится происшествием.
Большинство таких дефектов можно обнаружить на заводе при правильном контроле. После отзывов один поставщик ячеек добавил камерный контроль укладки электродов, другой сузил пределы автоматической проверки. Обе меры могли действовать с начала производства.
Один и тот же дефект ячейки доходит до нескольких автопроизводителей
В отчётах производителей американскому регулятору назван поставщик ячеек. При сопоставлении видно, что дефект ячейки редко бывает проблемой одного автопроизводителя. Один дефект сепаратора встречается в отчётах трёх автомобильных групп почти в тех же словах. Один дефект выравнивания электродов встречается у четырёх автопроизводителей.
В отчёте одного производителя сказано, что его расследование началось, когда он узнал об отказах батарей в автомобилях другого производителя с такой же батареей. Решение об отзыве он принял через десять дней. Автопроизводитель, покупающий ячейку, покупает и историю процесса изготовителя ячейки, вместе со всеми остальными клиентами той же линии. Узнает он о дефекте за дни или за месяцы, зависит от договора поставки, а не от физики.
На подключаемые гибриды приходится больше половины отозванных автомобилей
Подключаемые гибриды составляют 28 % кампаний и 57 % отозванных автомобилей. Это доля среди отозванных автомобилей, а не частота отказов. Числа подключаемых гибридов и электромобилей на дорогах у нас нет, поэтому делить не на что, а большую часть доли дают две очень крупные кампании.
Записи не позволяют доказать, что блоки подключаемых гибридов выходят из строя чаще. Объяснение, однако, даёт режим эксплуатации. Блок подключаемого гибрида небольшой, поэтому владелец заряжает его до полной ёмкости почти каждый день. Затем автомобиль часами стоит полностью заряженным, нередко всю ночь в гараже. Электромобиль с большим запасом хода редко заряжают до конца и редко оставляют в таком состоянии.
По нашему мнению, подключаемый гибрид относится к самым тяжёлым режимам эксплуатации батарейного блока в легковом автомобиле, и его нередко валидировали так, как будто это самый лёгкий режим.
Полная батарея превращает дефект в пожар
В 18 из 39 кампаний владельцу предписано ограничить или прекратить зарядку до ремонта. Пределы в записях составляют 70 %, 75 %, 80 % и 90 %. В семи кампаниях владельцам предписано не заряжать автомобиль вообще.
Несколько отчётов прямо называют причину. Модуль замыкается, когда автомобиль полностью заряжен и стоит на стоянке. Ячейки замыкаются при зарядке до полной или почти полной ёмкости. Сами пожары часто возникают не во время зарядки. В одном отчёте описаны пять тепловых событий: два при быстрой зарядке, два на стоянке без зарядки и одно во время движения. В другом описаны два автомобиля, загоревшиеся выключенными, на открытой стоянке и без подключения к зарядному устройству.
Предел зарядки остаётся единственным рычагом, которым производитель может воздействовать на весь парк за считаные дни. Он не требует ни запчастей, ни сервиса. Но работает только тогда, когда его обеспечивает автомобиль, а не владелец.
Программное обеспечение служит первым средством, но не всегда помогает
Для 87 % отозванных автомобилей средство устранения составляет программное обеспечение или его первый шаг. Обновление ищет ячейку, которая теряет заряд или напряжение быстрее соседних, и батарею заменяют только там, где её отметило программное обеспечение. Это разумный первый ответ. Блоков и часов сервиса не хватит, чтобы заменить сразу несколько сотен тысяч батарей.
В четырёх кампаниях собственный отчёт производителя говорит, что предыдущее программное средство не помогло. В автомобилях, уже получивших обновление, происходили пожары или выброс газа из ячеек, и производитель объявлял новый отзыв. В одном случае окончательное средство состоит в новой батарее для каждого автомобиля.
Мониторинг представляет собой гонку между обнаружением и отказом. Он работает при дефекте, развивающемся неделями. Он не работает при дефекте, который за одну зарядку переходит от нормы к короткому замыканию, и тогда, когда система управления батареей спит, пока автомобиль стоит на стоянке.
Прослеживаемость определяет масштаб и скорость отзыва
Каждый отчёт американскому регулятору содержит оценку производителя, у какой доли отозванных автомобилей действительно есть дефект. В малых кампаниях она составляет 100 %: производитель и поставщик могут назвать ячейки, а отзыв охватывает 14 или 51 автомобиль. В большинстве крупных кампаний она равна 1 %, в двух случаях 5 %. Самая крупная кампания отзывает около 320 000 автомобилей из-за дефекта, который оценивается примерно у 16 000.
То же разделение видно и по времени. От первого известного производителю пожара до решения об отзыве прошло от десяти дней до 33 месяцев в одиннадцати кампаниях, где это удалось измерить. Быстрыми оказались те кампании, где разборка выявила физический дефект, а поставщик смог привязать его к станкам и датам. Медленными были те, где первопричина осталась невыясненной.
Что должна изменить программа батарейного блока
Мы читаем записи как четыре линии защиты, и каждая определяется за годы до первого происшествия в эксплуатации:
- Предотвращать. Проводить аудит процесса изготовления ячеек и покупать данные вместе с ячейкой: серийный номер на каждой ячейке, результат контроля по каждой ячейке и связь от станка до автомобиля.
- Обнаруживать. Проектировать систему управления батареей так, чтобы она находила отказывающую ячейку, пока автомобиль стоит на стоянке, и подтверждать это на ячейках с известными дефектами.
- Сдерживать. Оставлять запас в верхней части окна зарядки, делать предел зарядки параметром, который можно менять в эксплуатации, и проектировать блок так, чтобы одна ячейка не выводила из строя автомобиль.
- Ремонтировать. Сохранять возможность замены модуля в сервисе и иметь план работ в эксплуатации, который с первого дня охватывает все рынки.
Совет eMOBINO всем, кто разрабатывает батарейный блок, следует из этих документов. Не ограничивайтесь испытаниями, которых требует норматив: составьте собственные сценарии, прежде всего для случаев неправильного и недопустимого обращения, и повторяйте испытания на ячейках из разных партий. Запрашивайте у поставщика ячеек данные контроля по каждой ячейке, а не только сертификат на партию. BMS должна проверять ячейки и тогда, когда автомобиль припаркован, а не только во время движения и зарядки. Оставляйте запас ниже 100 % заряда. Ни одна из этих мер не стоит дорого по сравнению с одной отзывной кампанией.
Если эти решения не приняты на этапе проектирования, позже их принимает отзыв.
