Từ 1/1/2025 đến 4/10/2026, eMOBINO xác định được 39 đợt triệu hồi vì nguy cơ cháy ở pin cao áp của xe điện và xe hybrid sạc điện (PHEV). Tổng số xe bị triệu hồi vượt 1,3 triệu chiếc. Mỗi lỗi chỉ được tính một lần, dù có bao nhiêu quốc gia cùng công bố. Chúng tôi đọc hồ sơ của các cơ quan quản lý và báo cáo lỗi do chính các hãng xe nộp trước, rồi mới đến báo chí.
Danh sách này là mức tối thiểu, không phải bản thống kê đầy đủ. Còn nhiều đợt triệu hồi khác mà chúng tôi chưa xác định được, và với phần lớn các đợt đã biết, chỉ có số xe của một hoặc hai quốc gia. Dù vậy, quy luật trong hồ sơ đã đủ rõ để hành động. Với kỹ sư thiết kế bộ pin, quy luật này hữu ích hơn bất kỳ tin nào về một mẫu xe riêng lẻ.
Phần lớn các đợt triệu hồi bắt đầu từ bên trong cell
Chúng tôi phân loại cả 39 đợt theo cách hồ sơ mô tả lỗi. Ở 21 trong số 39 đợt, hồ sơ nêu rõ lỗi nằm bên trong cell hoặc module. Thêm 5 đợt ghi nhận pin quá nhiệt nhưng không nêu nguyên nhân. Bốn đợt xác định lỗi nằm ở phần mềm quản lý pin, sáu đợt là lỗi lắp ráp bộ pin, và ba đợt là lỗi về độ kín, kết cấu hoặc làm mát.
Khi báo cáo giải thích lỗi cell, họ mô tả một công đoạn sản xuất đã đi sai:
- Màng ngăn bị hư hại, do cực dương tạo ứng suất cục bộ lên lớp màng
- Điện cực lệch vị trí hoặc xê dịch, dẫn đến đoản mạch bên trong sau nhiều chu kỳ sạc xả
- Mép cực dương bị rách rồi gập vào bên trong cell
- Lithium bám lên cực (lithium plating) sau khi thiết bị cài đặt sai, làm dung lượng cực âm và cực dương mất cân bằng
Không hồ sơ nào quy lỗi cho hóa học pin hay thiết kế cell nói chung. Đây là những lỗi sản xuất đã lọt qua các phép thử hiện hành. Một cell có lỗi như vậy, khi còn mới, vẫn có dung lượng và điện trở bình thường, trong giới hạn mà phép thử trong nhà máy phân biệt được. Cell vẫn qua công đoạn hóa thành, phân loại và kiểm tra đầu vào của đơn vị lắp bộ pin, rồi trở thành sự cố sau vài tháng hoặc vài năm sử dụng.
Phần lớn các lỗi này có thể phát hiện ngay tại nhà máy nếu có phương pháp kiểm tra phù hợp. Sau các đợt triệu hồi, một nhà cung cấp cell đã bổ sung camera giám sát công đoạn xếp điện cực, và một nhà cung cấp khác siết chặt giới hạn của hệ thống kiểm tra tự động. Cả hai biện pháp đều có thể được áp dụng từ khi bắt đầu sản xuất.
Cùng một lỗi cell có thể xuất hiện ở nhiều hãng xe
Báo cáo của các hãng xe gửi cơ quan quản lý của Mỹ có nêu tên nhà cung cấp cell. Đọc đối chiếu các báo cáo này, có thể thấy lỗi cell hiếm khi là chuyện riêng của một hãng xe. Một lỗi màng ngăn xuất hiện trong báo cáo của ba tập đoàn ô tô với cách diễn đạt gần như giống nhau. Một lỗi lệch điện cực xuất hiện ở bốn hãng xe.
Báo cáo của một hãng cho biết cuộc điều tra của họ bắt đầu khi hãng biết về các sự cố pin trên xe của một hãng khác dùng cùng loại pin. Mười ngày sau, hãng này quyết định triệu hồi. Hãng xe mua cell cũng mua luôn lịch sử quy trình của nhà sản xuất cell, cùng với mọi khách hàng khác trên cùng dây chuyền. Biết về lỗi sau vài ngày hay vài tháng phụ thuộc vào hợp đồng cung ứng, không phụ thuộc vào vật lý.
Xe hybrid sạc điện chiếm hơn một nửa số xe bị triệu hồi
Xe PHEV chiếm 28% số đợt triệu hồi và 57% số xe bị triệu hồi. Đây là tỷ trọng trong số xe bị triệu hồi, không phải tỷ lệ hỏng. Chúng tôi không có số lượng xe PHEV và xe điện đang lưu hành để làm mẫu số, và hai đợt triệu hồi rất lớn chiếm phần lớn tỷ trọng này.
Hồ sơ không đủ để chứng minh bộ pin PHEV hỏng thường xuyên hơn. Tuy nhiên, chế độ làm việc của loại xe này đưa ra một cách giải thích. Bộ pin PHEV nhỏ, nên chủ xe sạc đầy gần như mỗi ngày. Sau đó xe nằm ở mức sạc đầy hàng giờ liền, thường là qua đêm trong gara. Một chiếc xe điện chạy đường dài hiếm khi được sạc đầy, và cũng hiếm khi nằm yên ở mức đó.
Theo đánh giá của chúng tôi, PHEV là một trong những chế độ làm việc khắc nghiệt nhất đối với bộ pin trên xe du lịch, nhưng lại thường được thẩm định như thể đó là chế độ nhẹ nhất.
Pin đầy là điều kiện biến một lỗi thành đám cháy
Ở 18 trong số 39 đợt, chủ xe được yêu cầu hạn chế hoặc ngừng sạc cho đến khi xe được sửa. Các mức giới hạn trong hồ sơ là 70%, 75%, 80% và 90%. Bảy đợt yêu cầu chủ xe không sạc xe nữa.
Một số báo cáo nói thẳng lý do. Một module bị đoản mạch khi xe được sạc đầy và đang đỗ. Các cell bị đoản mạch khi sạc đầy hoặc gần đầy dung lượng. Bản thân các vụ cháy thường không xảy ra trong lúc sạc. Một báo cáo mô tả năm sự cố nhiệt: hai vụ khi sạc nhanh, hai vụ khi xe đỗ và không sạc, một vụ khi xe đang chạy. Một báo cáo khác mô tả hai chiếc xe bốc cháy khi đã tắt máy, đỗ ngoài trời và không cắm sạc.
Giới hạn sạc là công cụ duy nhất mà một hãng xe có thể áp dụng cho cả đội xe trong vài ngày. Biện pháp này không cần linh kiện và không cần xưởng dịch vụ. Nó chỉ có tác dụng khi chính chiếc xe thực thi giới hạn, chứ không phải chủ xe.
Phần mềm là biện pháp khắc phục đầu tiên, nhưng không phải lúc nào cũng hiệu quả
Với 87% số xe bị triệu hồi, phần mềm là biện pháp khắc phục hoặc là bước đầu tiên của biện pháp đó. Bản cập nhật tìm cell nào mất điện tích hoặc sụt điện áp nhanh hơn các cell bên cạnh, và chỉ thay pin ở những xe mà phần mềm gắn cờ. Đây là câu trả lời đầu tiên hợp lý, vì không có đủ bộ pin và giờ công xưởng để thay vài trăm nghìn bộ pin cùng một lúc.
Ở bốn đợt, chính báo cáo của hãng xe nêu rằng biện pháp phần mềm trước đó không giữ được hiệu quả. Cháy hoặc xả khí cell vẫn xảy ra ở những xe đã cập nhật, và hãng phải nộp một đợt triệu hồi mới. Trong một trường hợp, biện pháp cuối cùng là thay pin mới cho mọi xe.
Giám sát là cuộc đua giữa phát hiện và hư hỏng. Cách này hiệu quả với lỗi phát triển dần qua nhiều tuần. Nó không hiệu quả với lỗi chuyển từ bình thường sang đoản mạch ngay trong một lần sạc, hoặc khi hệ thống quản lý pin (BMS) đang ở chế độ ngủ lúc xe đỗ.
Truy xuất nguồn gốc quyết định quy mô và tốc độ của một đợt triệu hồi
Mỗi báo cáo gửi cơ quan quản lý của Mỹ đều có ước tính của hãng xe về tỷ lệ xe bị triệu hồi thực sự mang lỗi. Ở các đợt nhỏ, tỷ lệ này là 100%: hãng xe và nhà cung cấp chỉ ra được chính xác các cell, và đợt triệu hồi chỉ gồm 14 xe, hoặc 51 xe. Ở phần lớn các đợt lớn, tỷ lệ là 1%, và ở hai đợt là 5%. Đợt lớn nhất triệu hồi khoảng 320.000 xe cho một lỗi ước tính nằm ở khoảng 16.000 xe.
Sự phân hóa này cũng thể hiện ở thời gian. Từ vụ cháy đầu tiên mà hãng xe biết đến cho tới quyết định triệu hồi, khoảng thời gian dao động từ 10 ngày đến 33 tháng trong 11 đợt mà chúng tôi đo được. Các đợt nhanh là những đợt mà khi tháo pin kiểm tra, kỹ sư tìm thấy lỗi vật lý và nhà cung cấp truy được lỗi đó về đúng máy và đúng ngày sản xuất. Các đợt chậm là những đợt mà nguyên nhân gốc vẫn bỏ ngỏ.
Một dự án bộ pin cần thay đổi những gì
Chúng tôi đọc hồ sơ này như bốn lớp phòng vệ, và mỗi lớp được quyết định từ nhiều năm trước khi có sự cố đầu tiên ngoài thực địa:
- Phòng ngừa. Đánh giá quy trình sản xuất cell, và mua dữ liệu cùng với cell: số sê-ri trên từng cell, kết quả kiểm tra của từng cell, và liên kết từ máy sản xuất đến chiếc xe.
- Phát hiện. Thiết kế BMS để tìm ra cell đang hỏng ngay cả khi xe đỗ, và chứng minh khả năng đó trên các cell có lỗi đã biết.
- Kiềm chế. Giữ dư địa ở phần trên của dải sạc, đặt mức sạc tối đa thành một tham số có thể đổi từ xa ngoài thực địa, và thiết kế bộ pin sao cho một cell hỏng không làm hỏng cả chiếc xe.
- Sửa chữa. Giữ để module có thể thay trong xưởng, và có sẵn kế hoạch triển khai ngoài thực địa phủ mọi thị trường ngay từ ngày đầu.
Lời khuyên của eMOBINO cho những ai đang phát triển bộ pin rút ra từ chính các hồ sơ này. Đừng chỉ thử nghiệm những gì quy chuẩn yêu cầu: hãy tự xây dựng kịch bản thử nghiệm, nhất là cho các tình huống lạm dụng và sử dụng sai, và lặp lại thử nghiệm với cell từ nhiều lô khác nhau. Hãy yêu cầu nhà cung cấp cell giao dữ liệu kiểm tra của từng cell, không chỉ giấy chứng nhận theo lô. Hãy để BMS kiểm tra các cell cả khi xe đang đỗ, không chỉ lúc xe chạy hoặc đang sạc. Hãy để lại một khoảng dự phòng dưới mức sạc 100%. Không biện pháp nào trong số này đắt nếu so với một đợt triệu hồi.
Nếu những quyết định này không được đưa ra ở giai đoạn thiết kế, về sau một đợt triệu hồi sẽ quyết định thay.
