Die sich wandelnde Risikolandschaft bei Elektrofahrzeugen

Angesichts der stetig steigenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen (EV) –die Internationale Energieagenturrechnet bis Ende 2023 mit 14 Millionen verkauften Fahrzeugen, was einem Anstieg von 35 % gegenüber dem Vorjahr entspricht – wird auch das Tempo zunehmen, mit dem die Branche Elektrofahrzeuge auf den Markt bringen muss. Da die Massenproduktion von Lithium-Ionen-Batterien ihren Höhepunkt erreicht, werden Rückruf- und Garantieprobleme, die mit dieser raschen Markteinführung einhergehen, wahrscheinlich zunehmen. Die Zahl der Rückrufe bei batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) ist zwischen 2018 und 2023 um 533 % gestiegen. 

Sowohl Automobilhersteller als auch Branchenexperten müssen einen Plan ausarbeiten, um mit unvermeidlichen Rückrufaktionen in der Zukunft umzugehen. Ob es nun um die Skalierung von Ressourcen oder um die Kapazitäten für die Wartung der Fahrzeuge geht – die Lösungen werden sich grundlegend von denen unterscheiden, auf die man bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICE) in der Vergangenheit gesetzt hat. 

Überblick über Rückrufaktionen bei Elektrofahrzeugen

Nach Angaben desWeltwirtschaftsforums hat der weltweite Absatz von Elektrofahrzeugen im Jahr 2022 erstmals die 10-Millionen-Marke überschritten, wobei die Verkaufszahlen im Vergleich zum Vorjahrum 55 %gestiegen sind. Damit war im Jahr 2022 jedes siebte gekaufte Auto ein Elektrofahrzeug, während es 2017 – nur fünf Jahre zuvor – noch jedes 70. war. 

LautGoldman Sachs Research wird der Absatz von Elektrofahrzeugen bis 2040 voraussichtlich auf rund 73 Millionen Einheiten steigen und damit 61 % des weltweiten Gesamtabsatzes von Kraftfahrzeugen ausmachen. In vielen Industrieländern wird erwartet, dass der Absatz von Elektrofahrzeugen mehr als 80 % des Gesamtabsatzes ausmachen wird. Die Bemühungen um eine rasche Skalierung der Batterietechnologie können erhebliche Herausforderungen mit sich bringen: unter anderem Arbeitskräftemangel und Materialengpässe, Verzögerungen beim Bau von Gigafabriken zur Produktion von Batterien in großem Maßstab sowie Wettbewerb um Ressourcen innerhalb der Lieferkette.

Die ersten Käufer von Elektrofahrzeugen waren in Bezug auf Kundendienst, Wartung und technische Probleme möglicherweise nachsichtiger. Nun, da Elektrofahrzeuge zunehmend den breiteren Markt erobern, scheinen Mainstream-Kunden dies anders zu sehen. Eine weltweiteDeloitte-Studieaus dem Jahr 2023 zur Automobilbranche ergab, dass Erschwinglichkeit, Reichweitenangst und Batteriesicherheit allesamt wichtige Kaufkriterien sind. Doch die Produktqualität steht an erster Stelle.

Die Zahl der Rückrufe hat parallel zum Absatz zugenommen. Nach Angaben der US-amerikanischen und europäischen Aufsichtsbehörden gab es bei Elektrofahrzeugen in den letzten fünf Jahren 875 einzelne Rückrufaktionen. 103 dieser Fälle, also 12 %, sind auf Batterien zurückzuführen. Zu den weiteren Problemkategorien zählen Flüssigkeitsaustritt, Brandgefahr beim Laden, Kurzschlüsse und Selbstentladung. 

Risiken eines thermischen Durchgehens

Im Falle eines Rückrufs müssen die Grundursache und der Ausfallmechanismus ermittelt werden, um zum nächsten Schritt überzugehen: den Korrekturmaßnahmen. Am schwerwiegendsten sind dabei Vorfälle, die zu einem Brand führen – meist aufgrundeines thermischen Durchgehens, d. h. einer plötzlichen, unkontrollierten Freisetzung von Wärme und Energie aus der Batterie, bis diese in Brand gerät.

Die meisten Ursachen sind entweder mechanischer Natur (beispielsweise ein Unfall, bei dem die Zelle zerquetscht oder verformt wird), elektrischer Natur (aufgrund von unsachgemäßer elektrischer Nutzung oder Überladung) oder thermischer Natur (wenn ein Akkupack nicht ordnungsgemäß gekühlt oder ausreichend erwärmt wird). Alle drei Ursachen führen zu einem internen Kurzschluss in der Zelle, wodurch sich Wärme staut und unkontrollierte Reaktionen ausgelöst werden, die Brände, Explosionen und andere Gefahren verursachen. 

Einige Ausfallarten treten bereits in der frühen Lebensdauer eines Fahrzeugs auf, während andere – wie beispielsweise ein Unfall – nur sporadisch auftreten. Da Komponenten in alternden Fahrzeugen eine erhöhte Ausfallrate aufweisen, ist ein Teil der Ausfälle auf Verschleiß zurückzuführen. Auch die Zellkonstruktion und verschiedene chemische Zusammensetzungen beeinflussen die wahrscheinlichen Ursachen für thermische Läuft. 

Reichweitenangst bei Elektroautos

„Reichweitenangst“ bezeichnet die weit verbreitete Sorge, dass ein Elektrofahrzeug nicht über genügend Batterieladung verfügt, um das Ziel zu erreichen, sodass die Insassen strandet. Dies gilt auch für die Lebensdauer eines Elektrofahrzeugs – wenn für das Fahrzeug ursprünglich eine Reichweite von 250.000 Meilen angegeben wird, ist dieser Wert dann über die gesamte Lebensdauer und die Garantiezeit des Fahrzeugs hinweg zuverlässig? 

Lautder globalen Studie von Deloitteaus dem Jahr 2023 zur Verbraucherstimmung im Automobilsektor ist die Reichweite eines der vielen entscheidenden Hindernisse für die Verbreitung von Elektrofahrzeugen – neben der Erschwinglichkeit und Bedenken hinsichtlich der Batteriesicherheit. Die Studie ergab, dass die Produktqualität der wichtigste Faktor für die Kaufentscheidung der Verbraucher ist – noch vor Markenbekanntheit/-image, Preis oder sogar der Gesamtleistung (einschließlich der Batteriereichweite). Die Auswirkungen, die Rückrufaktionen auf die Wahrnehmung der Verbraucher haben können, sind für Automobilhersteller ein entscheidender Aspekt; sie erfordern vorausschauende Vorbereitung und Rückrufbereitschaft sowie einen Plan zur Minderung von Reputationsschäden, falls es doch zu einem produktbezogenen Vorfall kommen sollte. 

Um ehrlich zu sein, ist es für Automobil-Erstausrüster (OEMs) schwierig, die Reichweite genau vorherzusagen, da die Batterien von Elektrofahrzeugen und die Leistungsabgabe des Fahrzeugs je nach den aktuellen Bedingungen und der Art der Batterienutzung starken Schwankungen unterliegen. Die Außentemperatur und die allgemeinen klimatischen Bedingungen, der Fahrstil, die Fahrzeugbeladung und weitere Faktoren spielen dabei eine entscheidende Rolle. 

Aus Sicht der Verbraucher ist das Schnellladen ein bekannter Faktor, der zu einer schnelleren Alterung der Batteriezellen führt. Die Aussagekraft von täglichen Analysen auf Einzelfahrzeugbasis sowie die Aufklärung der Verbraucher darüber, wie Batterien funktionieren, wie sie altern und wie man ihre langfristige Leistung maximieren kann, sind entscheidend, um Reichweitenprognosen und Verbrauchererwartungen in Einklang zu bringen. 

Fortgeschrittene Fehlervermeidung

Wie können wir, nachdem wir die Grundursache ermittelt und mit der Umsetzung von Korrekturmaßnahmen begonnen haben, verhindern, dass sich ein Defekt wiederholt? Unabhängig davon, ob eine Neukonstruktion erforderlich ist oder eine Rücksprache mit dem Hersteller – es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um wieder ein sicheres Produkt auf die Straße zu bringen.

Auch wenn man dafür sorgt, dass die anfängliche Konstruktion und Fertigung eines Elektrofahrzeugs so robust wie möglich ist, löst dies nicht alle Probleme. Doch mit der weltweit zunehmenden Verbreitung und Nutzung von Elektrofahrzeugen wird auch der Datenbestand wachsen, der den Fahrzeugherstellern zur Verfügung steht, um Daten auszuwerten, zu analysieren und für fundiertere Entscheidungen zu nutzen. Die vielversprechendsten Strategien zur Fehlervermeidung liegen in der Auswertung der umfangreichen Datenmengen, die jedes Fahrzeug liefert. 

Elektrofahrzeuge verfügen über komplexe interne Funknetzwerke, die häufig mit den Fahrzeugherstellern verbunden sind. Dies ermöglicht die proaktive Diagnose von Fahrzeugfehlern über Telematik sowie die Möglichkeit, Probleme aus der Ferne per Funk zu beheben. Zudem lässt sich die Batterieleistung anhand hochwertiger Daten kontinuierlich überwachen. Die meisten Einstellungen können aus der Ferne angepasst werden, um die Leistung des Fahrzeugs zu optimieren. Wenn beispielsweise in den Daten eines Fahrzeugs ein nachweisbarer Fehler erkennbar ist, kann ein Fahrzeughersteller bestimmte Einstellungen anpassen, um die Zuverlässigkeit zu verbessern. 

Einige dieser Konzepte wurden bereits in einem 45-minütigen Webinar vorgestellt: Elektrifizierung und die sich wandelnde Risikolandschaft.