Combined Charging System

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Fahrzeugbuchse für Typ 2 (einphasige AC-Ladung) und CCS-Gleichstromladung als Combo-2-Ladedose an einem VW e-Golf, 2014
CCS2-Stecker mit Zusatzgriff und Verriegelungsöffnungen
CCS1-Stecker „Frankenplug“ mit manuellem Typ1-Verriegelungshaken oben und DC-Kontakten unten. Die AC-Pins L1 und N sind ohne Kontakte vorhanden

Das Combined Charging System (abgekürzt CCS; deutsch kombiniertes Ladesystem) ist ein internationaler Standard des CharIn-Konsortiums[1] für den Anschluss von Elektroautos an Schnellladestationen. Die Kombination erfolgt dabei nur im Fahrzeug, wo hinter einer Klappe mit der für Tankstutzen üblichen Größe zusätzlich zur landesüblichen langsamen Wechselstromladung auch schnelle Gleichstromladung ermöglicht wird; derzeit sind bis zu 270 kW gängig.

Die ersten gleichstromladefähigen E-Autos aus Japan hatten zwei getrennte Steckdosen hinter zwei getrennten Öffnungen (Mitsubishi i-MiEV) oder hinter einer sehr großen Klappe (Nissan Leaf), wobei jede Dose zudem eine eigene Schutzklappe benötigt. Diese Trennung wurde nicht übernommen. Die Kombination ermöglicht eine kompakte Bauweise bei der Kommunikationsleitungen und Schutzleiter nur einmal vorhanden sind und bei beiden Ladungsvarianten genutzt werden können; zudem werden die Verriegelungssysteme der zwei Wechselstromstecker übernommen. Die europäische Version CCS2 basiert auf der dreiphasigen siebenpoligen Typ-2-Fahrzeugkupplung, die mit zwei zusätzlichen Gleichstrom-Steckerpolen erweitert worden ist und als „Combo 2“ bezeichnet wird. Bei der nordamerikanischen Variante Combo-1 ist die etwas ältere fünfpolige einphasige aus Japan stammende SAE J1772-Verbindung (Typ 1) der Ausgangspunkt. Die Steckervarianten und Ladeverfahren sind in Teil 3 der IEC 62196 (EN 62196) genormt.

Typ 2 und Combo 2 wurden in der EU als Standardsteckverbindungen bei Ladeleistungen über 3,6 kW für Wechselstrom und über 22 kW für Gleichstrom festgelegt.[2] In Deutschland erfolgt diese Vorgabe durch die Ladesäulenverordnung. In Konkurrenz zu den CCS-Varianten stehen global gesehen das von japanischen Herstellern favorisierte Ladesystem CHAdeMO und das chinesische System nach GB Standard 20234, die in ChaoJi münden sollen. In den USA wird der bis 2022 Tesla-eigene Stecker, der ebenfalls ein Kombisystem darstellt und Wechselstrom nur einphasig durchleiten kann, als NACS von SAE standardisiert und in Zukunft von anderen Herstellern verbaut. NACS nutzt, nachdem Tesla ursprünglich wie Chademo ein Protokoll auf CAN-Bus-Basis verwendet hat, seit einigen Jahren zudem Kommunikation gemäß ISO 15118 wie CCS. Für LKW wird das mit CCS verwandte Megawatt Charging System (MCS) eingeführt.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Typ-2-Fahrzeugkupplung IEC 62196
Combo-2-Gleichstrom-Fahrzeugkupplung
Elektroauto lädt mit CCS an Schnellladepunkt von Fastned

Mit dem Entwicklungsschub, den Elektrofahrzeuge zu Beginn des 21. Jahrhunderts erhielten, begann man ein Netz öffentlicher Ladepunkte zu errichten. Erst als entlang von Überlandstrecken und Autobahnen Ladepunkte installiert waren, wurde überregionaler Verkehr möglich.

Anfänglich wurden Elektroautos mittels eines zumeist fest im Fahrzeug integrierten Ladegerätes mit Wechselstrom, später vor allem in Europa auch mit Dreiphasenwechselstrom geladen. Es wurde eine historisch gewachsene Vielzahl an Steckerformen zum Aufladen genutzt. Zum Anschluss an das Stromnetz wurden neben verschiedenen Haushaltssteckern mit etwa 2,5 kW Leistung, über CEE-Stecker (blaue Campingstecker) mit 16 A, 230 V (3,7 kW), auch Industrie-Drehstromstecker nach IEC 60309 mit 32 A oder selten 63 A, 400 V (43 kW) genutzt. Diese sind zwar genormt, jedoch durch unterschiedliche Steckergrößen an die vorgesehene Leistung angepasst, sodass häufig Adapter benötigt wurden, um das Elektroauto an die entsprechende Steckdose anzuschließen.

Autoseitig hatte dabei für den Fahrzeugstecker der ursprünglich 2001 in den USA genormte, 2009 völlig überarbeitete und auch in Asien weit verbreitete SAE-J1772-2009-Fahrzeugstecker (Typ-1-Stecker) auch in Europa einen hohen Marktanteil. Er erlaubt allerdings keine Nutzung des in Europa verbreiteten Drehstroms, da er nur einphasig ausgelegt ist. Daraus resultieren begrenzte Ladeleistungen und lange Ladezeiten. Auch öffentliches Gleichstromladen war ein bis dato nicht umgesetztes Konzept und mit den verfügbaren Steckverbindungen auch nicht vorgesehen. Die Autoindustrie drang daher darauf, bei der noch anstehenden Standardisierung für die Gleichstromladung eine einheitliche Norm zu erreichen. Aus Japan kommend entstand 2010 der CHAdeMO-Standard[3] mit einer eigenen Steckverbindung.

Während in Amerika und Europa IEC Typ 1 (alias SAE J1772/2009) und IEC Typ 2 (alias VDE-AR-E 2623-2-2) noch getrennt entwickelt worden waren, trieben die entsprechenden Kommissionen die technische Entwicklung für die Gleichstromladung gemeinsam voran. 2010 wurde bekannt, dass man die schon gemeinsamen Signalisierungspins der vorhandenen IEC-Typen übernimmt und zur Erreichung höherer Ladeleistungen mit Gleichstrom sowohl die Typ-2-Fahrzeugkupplung als auch die Typ-1-Fahrzeugkupplung um zwei zusätzliche Hochstromkontakte autoseitig ergänzt.[4][5] Im Januar 2011 wurde der erste Stand, im Juni der zweite des Systems zur internationalen Normung nach IEC 62196-3 eingereicht. Der Öffentlichkeit wurden die funktionierenden Prototypen im Rahmen des 15. Internationalen VDI-Kongresses „Elektronik im Kraftfahrzeug“ am 12./13. Oktober 2011 in Baden-Baden vorgestellt.

Vor allem die deutsche Autoindustrie hatte sich im März 2011 gegenüber der EU-Kommission für die Übernahme der CCS2-Fahrzeugkupplung als Standard ausgesprochen. Zusätzlich hatten schon zu diesem Zeitpunkt kontinentübergreifend mehrere Autohersteller (BMW, Daimler, Ford, General Motors und Volkswagen-Konzern) erklärt, zukünftig ausschließlich das nun „Combined Charging System“ genannte Ladestecksystem ab Mitte 2012 in ihren Elektrofahrzeugen einzusetzen.[6] Zu diesem Zeitpunkt war noch kein Fahrzeug mit diesem Steckeranschluss verfügbar. Das Combined Charging System sollte jedoch nach den Bestrebungen vor allem deutscher Autokonzerne in Europa die Grundlage für einen einheitlichen autoseitigen Ladesteckanschluss an den Elektrofahrzeugen schaffen. Ziel war es, Stromquellen verschiedener Leistungsstufen sowohl im Wechselspannungs- als auch im Gleichstrombereich nutzen zu können. Die Steckervielfalt an Ladepunkten und Elektrotankstellen sollte reduziert werden. Die anfangs installierten 50-kW-CCS-Stationen boten allerdings schon damals keine Reserven, um bei mittelfristig steigenden Akkukapazitäten kurze Ladezeiten zu garantieren. Obwohl in der CCS 1.0 Spezifikation Ladeleistungen von bis zu 200 kW definiert waren,[7] wurden zunächst keine solchen Stationen gebaut.

Im Folgejahr 2012 bekräftigten deutsche und US-amerikanische Automobilkonzerne erneut, ab 2017[veraltet] nur noch Combo-2-Anschlüsse in ihre Modelle einzubauen.[8] Die ersten Combo-2-Fahrzeuge mit CCS als aufpreispflichtiger Zusatzausstattung kamen Ende 2013 auf den Markt.

Die erste öffentliche CCS-Ladestation mit 50 kW Gleichstrom wurde im Juni 2013 in Wolfsburg errichtet und unterstützte damit die Tests des VW e-up!, der optional mit einem CCS-Combo-2-Anschluss ausgestattet werden kann.[9] Zwei Wochen später übergab BMW die erste CCS-Ladestation in München, womit die Tests des BMW i3 unterstützt wurden.[10]

Am 9. Januar 2015 stellte das deutsche Bundesministerium für Wirtschaft und Energie einen in der Folge kontrovers diskutierten[11][12] Entwurf für eine Ladesäulenverordnung (LSV) vor. Abweichend von der EU-Richtlinie wird darin der Combo-2-Standard verpflichtend für alle neu zu errichtenden Gleichstrom-Ladepunkte festgelegt (EU: erst ab 22 kW). Andere Anschlüsse anderer Standards können nur zusätzlich installiert werden. Die Ladesäulenverordnung trat zum 17. März 2016 in Kraft.

Audi, BMW, Daimler, Mennekes, Opel, Phoenix Contact, Porsche, TÜV Süd und Volkswagen gründeten im Mai 2015 in Berlin die Charging Interface Initiative e. V. (CharIN e. V.),[13] eine Initiative, die sich zum Ziel gesetzt hat, das CCS zu fördern und zu verbreiten. Später stießen unter anderem auch die Automarken Tesla Motors[14] und Volvo[15] hinzu.

Ende 2016 kam mit dem Hyundai Ioniq Elektro ein serienmäßig mit CCS ausgestattetes Fahrzeug auf den Markt, das mit bis zu 70 kW laden kann.[16] Zuvor hatten nur BMW und VW das Gleichstromladen (als aufpreispflichtige Zusatzausstattung) im Programm.

2016 wurde ein stärkeres, abwärtskompatibles CCS-Schnellladesystem mit bis zu 350 kW Ladeleistung vorgestellt. Elektroautos mit entsprechend konstruierten Antriebsbatterien können innerhalb von etwa 15 Minuten zu 80 Prozent aufladen.[17][18][19]

CCS und Typ-1-Stecker (Amerika)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In Nordamerika wird zum Wechselstromladen die Typ-1-Fahrzeugkupplung (SAE J1772) verwendet. Diese ist, im Gegensatz zur Typ-2-Fahrzeugkupplung, aufgrund der dort vorherrschenden Stromnetzinfrastruktur nur für einphasiges Laden ausgelegt. Für den CCS-Einsatz wurden Typ-1-Fahrzeugkupplung und Fahrzeugstecker ebenfalls mit einer Erweiterung um zwei Gleichstrompole versehen. Diese Bauform wird Combo 1 genannt. Sowohl Typ-1-Fahrzeugkupplung als auch die europäische Typ-2-Fahrzeugkupplung und ihre „Combo“-Gleichstrom-Erweiterungen nutzen die gleichen Kommunikationsprotokolle.[20]

CCS und Typ-2-Stecker (Europa)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zur Normung vorgeschlagene Typ-2-Stecker-Betriebsarten; letztlich wurden nur die oberste und die unterste Ausführung Bestandteil der Norm

CCS ist für europäische Elektrofahrzeuge zur Verwendung mit Typ-2-Fahrzeugkupplung und der Combo-2-Fahrzeugkupplung (Typ-2-Fahrzeugkupplung mit zwei zusätzlichen Gleichstrompolen) standardisiert und bietet zwei Ladeverfahren (combined): die Wechselstromladung (AC) und die Gleichstromladung (DC). Die Wechselstromladung benutzt dabei bis zu sieben Kontakte.

In der Norm IEC 62196 wurden vier verschiedene Wechsel- und Gleichstrom-Lademodi für den Typ-2-Stecker definiert. Sowohl die Fähigkeit zum ein- und dreiphasigen Wechselstromladen als auch das Gleichstromladen über einen Typ-2-Anschluss wurde mit Modifikationen bisher nur beim europäischen Tesla Model S umgesetzt. Andere Anwendungen für das Gleichstromladen mit dem Typ-2-Stecker sind nicht bekannt. Er wird in den meisten Anwendungsfällen nur für das ein-, zwei- oder dreiphasige Wechselstromladen eingesetzt. Welcher der in Norm definierten Lademodi dabei zum Einsatz kommt, ist im Einzelfall von der Bauweise der Ladestelle und von der Auslegung der Ladetechnik im Fahrzeug abhängig.

Der Combo-2-Stecker-Standard (fälschlicherweise gelegentlich auch als „CCS2“ bezeichnet) setzt auf der Typ-2-Stecker-Stiftbelegung auf, erfordert allerdings spezielle Fahrzeugkupplungen und autoseitige Fahrzeugstecker. In diese Fahrzeugstecker können auch „normale“ Typ-2-Fahrzeugkupplungen eingesteckt werden, sodass für beide Fahrzeugkupplungen und die verschiedenen Lademodi nur ein Fahrzeugstecker am Fahrzeug benötigt wird. Von den eigentlich 5 + 2 Kontakten des Typ 2 werden beim CCS-Gleichstromladen mit dem Combo 2 nur die drei Erdungs- und Signalkontakte genutzt. Der Laststrom fließt über die beiden zusätzlichen Gleichstromkontakte. Es kommt der IEC-62196-Lademodus 4 zur Anwendung. Gemäß IEC 61851-1 sind das Ladekabel und die Fahrzeugkupplung dabei fest mit der Ladesäule verbunden und werden am Fahrzeug gesteckt.

Steckerbelegung bei der Combo-2-Gleichstromladung:

  • PE … (Protective Earth) Schutzleiter, ugs. Erde bzw. Erdpotential
  • CP … (Control Pilot) zum Dialog zwischen Ladestation und Fahrzeug mittels Analogsignal
  • PP … (Proximity Pilot) zur Begrenzung des Ladestromes mittels Widerstandscodierung, damit das verwendete Ladekabel nicht überlastet wird
  • DC+ … (Direct Current +) Gleichstromladung, Pluspol
  • DC− … (Direct Current −) Gleichstromladung, Minuspol
Typ AC-Teil Typ 2 DC-Teil
Nennspannung 480 V 850 V
Maximaler Ladestrom 63 A 125 A
IP-Schutzart im gesteckten Zustand min. IP44
IP-Schutzart im ungesteckten Zustand min. IP 20/IPXXB
IP-Schutzart des Inlets im abgedeckten Zustand (Road Position) min. IP55
Normung IEC 62196–2 &
IEC 62196–3

IEC 62196–3 (Draft)

Kommunikationsprotokoll[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die digitale Kommunikation zwischen Gleichstrom-Ladestation und Fahrzeug wird in IEC 61851-24 beschrieben.

Ausprägungen von Gleichstromladung mittels eines konduktiven Leiters nach IEC 61851-24
Verbreitung Hardware-Konfiguration Kommunikationsprotokoll
Japan „System A“ – Gleichstromladung per CHAdeMO „Configuration AA“ – CAN-basiertes Layer-1-Kommunikationsprotokoll nach CHAdeMO
China „System B“ – Gleichstromladung per GB/T-Stecker 20234.3-2011 „Configuration BB“ – CAN-basiertes Layer-1-Kommunikationsprotokoll nach GB/T-Standard
USA „System C“ – Gleichstromladung per Combo-Stecker Typ 1 oder Typ 2 „Configuration EE“ – PLC-basiertes Layer-1-Kommunikationsprotokoll über Combo Typ-1-Stecker
EU „Configuration FF“ – PLC-basiertes Layer-1-Kommunikationsprotokoll über Combo Typ-2-Stecker

Für das Combined Charging System der EU ist entsprechend die „Configuration FF“ im Annex C von IEC 61851-24 zu verwenden.[21]

Die eigentlichen Schritte im Kommunikationsverfahren sind bei allen Gleichstromverfahren anwendbar. Nach der Aktivierung der Verbindung senden Ladestation und Fahrzeug ihre Parameterliste an die jeweils andere Seite, die jede für sich eine Kompatibilitätsprüfung vornimmt. Nach der Aktivierung der Wegfahrsperre und der Steckerverriegelung kann der Ladestrom geschaltet werden. Der Ladecontroller / das Batteriemanagementsystem im Fahrzeug als Master bestimmt dann in kurzen Abständen immer wieder neu die von der DC-Säule (Slave-Seite) geforderte Ladeleistung (Ladespannung und Ladestrom). Die Beendigung des Ladevorganges erfolgt bei vollständiger Ladung oder durch Nutzereingabe zum vorzeitigen Abbruch. Typischerweise unterbricht eine Seite die Ladung bereits, bevor 100 % State of Charge erreicht werden, da die Weiterladung bis 100 % überproportional lange dauern würde.

CCS/Combo-2-Schnellladestationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Fahrzeugkupplung einer Combo-2-Schnellladestation (nur Signalpins, PE und DC-Kontakte) und Fahrzeugstecker am Auto (Fahrzeugstecker: alle drei AC-Phasen belegt)

Beim CCS ist das Ladegerät für Gleichstrom extern in der Ladesäule eingebaut. Dieses erfährt von der Fahrzeug-Steuereinheit (über CP und PP) welche Spannung und DC-Stromstärke angelegt werden soll. Die älteren CCS-Säulen können bis zu 500 Volt Gleichspannung anbieten, wobei viele Fahrzeuge meist Nennspannungen um 400 V nutzen. Solche Schnellladestationen waren je nach Kabel und Stecker ohne Kühlung auf zunächst auf 100 A oder 200 A begrenzt, was maximale theoretische Ladeleistungen von 50 kW und 100 kW ergab. Aufgrund der Akkuspannungen um 400 V konnten die Fahrzeuge real meist nur 40 kW oder 80 kW aufnehmen. Das war zu wenig, zumal Tesla-Supercharger für das Model S über eigene Steckersysteme bereits höhere Ströme und Leistungen über 120 kW ermöglichten.

Aktuelle CCS-Schnellladestationen werden gemäß Version CCS 2.0 als HPC (High Power Charger) auf bis zu 1000 V ausgelegt, wobei Stand 2024 nur wenige hochpreisige Fahrzeuge im PKW-Sektor Akkus mit nominell 800 V oder mehr haben. Dies sind u. a. Porsche Taycan und der baugleiche Audi, aus Korea Hyundai Ioniq 5 und Ioniq 6 sowie das Schwestermodell Kia EV6, und aus den USA Lucid Air sowie Tesla Cybertruck. Sollen diese Fahrzeuge an älteren CCS-Stationen oder Tesla-Superchargern, die auf 500 V begrenzt sind, geladen werden, so muss im Fahrzeug ein Zusatzgerät die Spannung auf das benötigte höhere Niveau konvertieren (Aufwärtswandler).

Für hohe Ladeleistungen wichtig sind hohe Stromstärken. Wasserkühlung von Kabel und Stecker (und ggf. den Komponenten im Fahrzeug) erlauben Ströme zu 500 A, somit 200 kW bei 400 V. Tesla-Supercharger geben für das Model 3 kurzzeitig bis zu 675 A ab, über 250 kW. Die Kombination von 800 V-Architektur im Auto und 500 A-Kabel erlaubt mit rechnerisch 400 kW deutlich mehr Ladeleistung als die besten verbreiteten PKW-Akkus aufnehmen können (Porsche in der Spitze bis zu 270 kW).

Es gibt auch portable CCS-Ladestationen mit bis 88 kW Leistung für beschleunigtes Laden, die direkt am Drehstromnetz betrieben werden können.[22]

Die Spezifikationen und zugrunde liegenden Standards für CCS 1.0 und CCS 2.0 sind in der Tabelle für DC-Laden beschrieben. Zu beachten ist, dass CCS 2.0 erst bei 200 V anfängt, somit kleinere Fahrzeuge wie die Motorräder von Zero Motorcycles mit niedrigerer Akkuspannung kein CCS nutzen können.

CCS-Systemspezifikationen für das DC-Laden
Feature CCS 1.0 CCS 2.0
Leistung < 80 kW < 350 kW
Spannung < 500 V 200 – 1000 V
Strom < 200 A < 500 A
Fahrzeuganschluss Combo 1 oder 2 (IEC 62196-3)
Fahrzeugeinlass Combo 1 oder 2 (IEC 62196-3)
Aufladen

Kommunikation

Hochrangige Kommunikation:
  • DIN SPEC 70121:2014
Hochrangige Kommunikation:
  • DIN SPEC 70121:2014 (< 80 kW)
  • ISO/IEC 15118-2:2014 ED1 (<350 kW)
  • ISO/IEC 15118-3:2015 ED1 (<350 kW)
Lastverteilung reaktiv Reaktiv und geplant
Autorisierung Ladevorgang externe Zahlung externe Zahlung und/oder Plug & Charge
Ladestation IEC 61851-23

Wechselstrom-, Drehstrom- und Gleichstromladen mit CCS[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Akkumulatorzellen werden im Fahrzeug grundsätzlich mit Gleichstrom geladen. Der Begriff des Gleichstrom- und Wechselstromladens beschreibt die Stromform, welche in das Fahrzeug eingespeist wird.

Wechselstromladen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim einphasigen Wechselstromladen kann ein CCS-Elektroauto mit einem Ladekabel, das über eine Typ-2-Fahrzeugkupplung und eine In-Kabel-Kontrollbox (ICCB) verfügt, direkt über eine Haushalts-Schukosteckdose mit dem Stromnetz verbunden werden. Mit ihm lassen sich Ladeleistungen von typischerweise 2,3 kW dauerhaft übertragen, teilweise hängt der Wert auch von den lokalen Gegebenheiten ab. Diese Kabel werden von einigen Herstellern serienmäßig mitgeliefert. Je nach Anbieter wird dies als „Standardladung“ oder „Notladung“ bezeichnet. Bei der Nutzung von „blauen“ 16-A-CEE-Steckdosen und ICCB-Kabel können dauerhaft 3,6 kW oder bei einer einphasig ans Stromnetz angeschlossenen Wandladestation mit Typ-2-Stecker bis 7,2 kW übertragen werden. Im Fahrzeug befindet sich das eigentliche Ladegerät, das den Wechselstrom gleichrichtet und den Ladevorgang regelt. Je nach Fahrzeug und Ausstattungspaket können einige Modelle nur mit maximal 3,6 kW laden.

Drehstromladen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim dreiphasigen Drehstromladen wird das Fahrzeug per mitgebrachtem Typ-2-Kabel (bis 22 kW) oder per ladestationsseitig fest installiertem Ladekabel (mit Typ-2-Fahrzeugkupplung) an einer Ladesäule, einer Wandladestation (auch Wallbox genannt) oder einer „mobilen Ladebox“ angeschlossen. Die Ladestation bzw. Wallbox ist dabei dreiphasig mit dem Stromnetz verbunden, bei einer „mobilen Ladebox“ meist per rotem CEE-Stecker. An Bord des Fahrzeugs befindet sich, wie beim Wechselstromladen, ein Ladegerät, das den Dreiphasenwechselstrom aus dem Niederspannungsnetz gleichrichtet und die Regelungsfunktionen (Ladeverfahren) übernimmt. Die mögliche Ladeleistung liegt typischerweise bei 11–22 kW, was einem 16-A- bzw. 32-A-Anschluss (IEC 60309) entspricht. Der maximale Ladestrom wird begrenzt durch die Aufnahmefähigkeit des Akkus, die Leistungsfähigkeit und Kühlung des Ladegeräts im Fahrzeug. Ebenso signalisiert die Ladestation dem Fahrzeug den maximal abnehmbaren Ladestrom, um zuerst sich selbst und die Elektroinstallation (Kabel, ggf. Steckdose und Absicherung) außerhalb des Fahrzeugs nicht zu überlasten.

Gleichstromladen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim Gleichstromladen wird Gleichstrom aus der Ladesäule direkt in den Fahrzeugakku eingespeist. Fahrzeugseitig ist das Batteriemanagementsystem in der Lage, mit der Ladesäule zu kommunizieren. So wird beispielsweise signalisiert, die Stromstärke zu begrenzen oder bei vollem Akku abzuschalten. Die zugehörige Leistungselektronik befindet sich jedoch im Gegensatz zum Wechselstromladen außerhalb des Fahrzeugs in der Ladesäule. Es können verlustarm sehr hohe Ladeströme und Ladeleistungen übertragen werden, was bei entsprechenden Voraussetzungen kurze Ladezeiten ermöglicht. Die Hersteller von Autos mit Gleichstrom-CCS-Schnellladung boten diese Fähigkeit zunächst meist als kostenpflichtige Zusatzausstattung zu Aufpreisen im drei- bis vierstelligen Bereich an, mittlerweile wird sie bei Fahrzeugen serienmäßig verbaut.

Bevor die CCS-2-Verbindung in Europa zum Standard für das Gleichstromladen wurde, war bei Elektroautos aus Japan und Korea der CHAdeMO-Anschluss am Fahrzeug integriert. Tesla-Fahrzeugen stattet seine Fahrzeuge für Nordamerika – bis 2019 auch für Europa[23] – mit dem Supercharger-Anschluss aus, der 2023 zum North American Charging Standard (NACS) erklärt wurde.

CCS und andere Gleichstrom-Ladeverfahren, Kritik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der CCS-Standard stand bei seiner Einführung in Europa in Konkurrenz zum damals bereits verbreiteten, ebenfalls genormten Gleichstromladeverfahren CHAdeMO, das in Japan entwickelt wurde.[24] Es wurde vor allem von asiatischen Herstellern genutzt und mit deren Fahrzeugen nach Europa importiert. Allerdings wird beim CHAdeMO-Gleichstrom-Autoinlet – im Gegensatz zu CCS – ein zusätzlicher separater Anschluss für das Wechselstromladen (meist Typ 1) benötigt. 2014 waren etwa 70 % aller schnellladefähigen Elektroautos mit einem CHAdeMO-Anschluss ausgestattet, mit Combo-2-Anschluss etwa 7 %.[25] Deshalb wurde kritisiert, dass deutsche Autohersteller durch das Vorantreiben des CCS-Standards den Verkauf von ausländischen Elektroautos verhindern wollten.[26]

Dennoch hat sich CCS in Europa weitgehend durchgesetzt; zwar wurden auch 2022 noch Gleichstromladesäulen mit beiden Steckertypen installiert, viele neue Säulen haben aber nur noch CCS-Stecker.

Ferner stand CCS in Europa in Konkurrenz zum proprietären Gleichstromschnellladesystem von Tesla, das über die laut EU-Richtlinie genormte Typ-2-Fahrzeugkupplung für die DC-Ladung hinaus auf zusätzliche DC-Kontakte verzichtet, jedoch über die Typ-2-Fahrzeugkupplung mit modifizierter Steckerbelegung dennoch mit bis zu 135 kW DC lädt.[27] Für die mit Supercharger-Anschluss (NACS) ausgerüsteten Fahrzeuge bietet Tesla einen Adapter zur Ladung an CHAdeMO-Stationen an und seit Mai 2019 auch einen Adapter zur Ladung an CCS-DC-Stationen. Seit 2019 werden neue Tesla-Modellreihen in Europa mit CCS ausgeliefert.[23]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Combined charging system – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Charging Interface Initiative e. V. (CharIN e. V.) mit Sitz in Berlin - https://www.charin.global/
  2. Richtlinie 2014/94/EU (PDF) vom 22. Oktober 2014.
  3. Establishment of CHAdeMO Association. Bei: tepco.co.jp. 15. März 2010, abgerufen am 29. März 2016.
  4. Gery J. Kissel (GM Engineer and SAE J1772 Task Force Chair): Standards Update / Global Approaches to Vehicle-Grid Connectivity. (Memento vom 21. Juli 2011 im Internet Archive). 30. August 2010.
  5. Christiane Brünglinghaus: Einheitliches Stecksystem für Elektrofahrzeuge. (Memento vom 9. März 2011 im Internet Archive) Bei: ATZ.online.de. 16. September 2010.
  6. Universal charging for electric cars. In: Auto123.com. 15. November 2011, abgerufen am 23. Mai 2012.
  7. Combined Charging System 1.0 Specification - CCS 1.0. Abgerufen am 5. November 2020 (englisch).
  8. Elektroauto-Hersteller einigen sich auf Schnelllade-System. Bei: Mein-Elektroauto.com. 5. Mai 2012, abgerufen am 17. Mai 2012.
  9. Erste öffentliche 50 KW DC Schnellladesäule auf der e-Mobility-Station in Wolfsburg eingeweiht. In: Landesinitiative-Mobilitaet.de. 20. Juni 2013, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 26. September 2013; abgerufen am 9. Juli 2013.
  10. Schnellladestation an der BMW Welt eröffnet. In: BMWGroup.com. 4. Juli 2013, abgerufen am 9. Juli 2013.
  11. Erzwungene Einheit: Entwurf zur Ladesäulenverordnung des BMWi. Bei: heise.de. 19. Januar 2015, abgerufen am 2. Februar 2015.
  12. Ladesäulenverordnung – Entw. Jan 2015. Bei: bsm-ev.de. Abgerufen am 2. Februar 2015.
  13. Mission & Purpose. Bei: CharINeV.org. Abgerufen am 27. März 2016.
  14. CharIN e. V. welcomes member Tesla Motors. Bei: CharINeV.org. 24. März 2016, abgerufen am 27. März 2016.
  15. Volvo plädiert für einheitliche Lade-Infrastruktur. Bei: ElektronikNet.de. 10. März 2016, abgerufen am 27. März 2016.
  16. Hyundai-Verkaufsprospekt, Stand Oktober 2016, HMDADX16-211016/22.500/102016 INNOCEAN, S. 3.
  17. 400 „Ultra-Fast“ 350 kW Charging Station Network Planned By 4 Automakers For Europe. Bei: InsideEVs.com. Januar 2017, abgerufen am 22. August 2017.
  18. Standardisierung von Hochvolt-Ladesystemen: HPC. Bei: all-electronics.de. 2. August 2016, abgerufen am 22. August 2017.
  19. Europäischer 350-kW-Ladesäulen-Korridor. Bei: heise.de. 21. Oktober 2016, abgerufen am 22. August 2017.
  20. Combined Charging System Specification. Bei: charinev.org. Abgerufen am 22. August 2017.
  21. Takeshi Haida: IEC / EN standardization. (PDF) In: CHAdeMO.com. Oktober 2014, archiviert vom Original am 1. Oktober 2015; abgerufen am 30. September 2015.
  22. Mobile DC Schnellladegeräte für Elektrofahrzeuge, bei Design-Werk.ch, abgerufen am 24. Dezember 2023.
  23. a b Tesla CCS Adapter für Model S und X nachrüsten. In: Teslawissen.ch. 17. Dezember 2023, abgerufen am 24. Dezember 2023.
  24. CHAdeMO.com. Abgerufen am 12. Januar 2016.
  25. Deutschland darf beim Aufbau eines DC-Schnellladenetzes nicht auf CHAdeMO verzichten. (Memento vom 22. Dezember 2015 im Internet Archive) (PDF; 909 kB). Bei: elektrive.net. Juni 2014, abgerufen am 19. Dezember 2015.
  26. Ausländische Elektroautos unerwünscht. Bei: zoepionierin.de, 7. April 2014 (Memento vom 20. August 2023 im Internet Archive)
  27. Die schnellste Ladestation der Welt. Bei: TeslaMotors.com. Abgerufen am 29. November 2015.