Habe den Fehler endlich gefunden: der 7805 war defekt und hat die Atmegas zerstört.
Meinem Multimeter nach kamen perfekte 5V raus, aber erst nach dessem Tausch funktioniert mein letzter Atmega wieder mit 16Mhz. Ich hatte den vorher auch schon verbaut, da ging er nur mit 4Mhz, also kann es nur der 7805 gewesen sein. Anscheinend wurden die Atmegas zerstört je länger sie mit dem defekten Spannungsregler in Betrieb waren. Die Anfangsprogrammierung war immer erfolgreich da hier die Spannungsversorgung vom Programmer kommt, aber sobald auf den Akku geschaltet wurde, war das der Anfang vom Ende...

LG