Elektrofahrzeuge (EVs) sind zu einem Eckpfeiler nachhaltiger Mobilität geworden. Ihr Herzstück ist eine wesentliche Komponente: der Ladestecker. Dieses Gerät dient als Brücke zwischen Ladestation und Elektrofahrzeug und ermöglicht die sichere und effiziente Stromübertragung. Allerdings sind nicht alle EV-Stecker gleich. Ihre Typen, Funktionen und regionale Kompatibilität variieren, weshalb es für EV-Besitzer, Ladestationsanbieter und politische Entscheidungsträger unerlässlich ist, sie zu verstehen.
Was ist ein EV-Ladeanschluss?
Ein EV-LadegerätAnschlussist die physische Schnittstelle, die ein Elektrofahrzeug mit einer Ladestation verbindet. Sie gewährleistet einen sicheren und effizienten Stromfluss, indem sie das Risiko von losen Verbindungen, Funken oder Kurzschlüssen reduziert. Ladestecker gibt es in verschiedenen Formen, Größen und Kapazitäten, zugeschnitten auf die Anforderungen bestimmter Fahrzeugmodelle und regionaler Standards. Je nach Steckertyp und der zugehörigen Stromzufuhr kann das Laden entweder langsam und gleichmäßig (AC) oder schnell und direkt (DC) erfolgen.
AC- vs. DC-Laden: Was ist der Unterschied?
Um zu verstehen, wie Ladesysteme für Elektrofahrzeuge (EV) funktionieren, ist es wichtig, den Unterschied zwischen AC- und DC-Laden zu verstehen.
AC-Laden: Wechselstromladegeräte (AC) nutzen den integrierten AC-DC-Wandler des Fahrzeugs, um Wechselstrom in Gleichstrom (DC) umzuwandeln, den die Batterie speichern kann. Da diese Umwandlung im Fahrzeug erfolgt, ist die Ladegeschwindigkeit durch die Kapazität des integrierten Wandlers begrenzt. Daher wird AC-Laden typischerweise für Ladegeräte der Stufen 1 und 2 verwendet. Diese sind zwar langsamer, eignen sich aber zum Laden über Nacht oder am Arbeitsplatz.
Gleichstromladen: Gleichstrom-Schnellladegeräte (DC) führen die AC-DC-Umwandlung direkt in der Ladestation durch und umgehen dabei den Bordkonverter des Fahrzeugs. Durch die direkte Gleichstromversorgung der Batterie ermöglichen diese Ladegeräte deutlich schnellere Ladegeschwindigkeiten und eignen sich daher ideal für kurze Stopps an öffentlichen Ladestationen oder längere Fahrten. Gleichstromladen wird häufig mit Ladegeräten der Stufe 3 in Verbindung gebracht, die hohe Leistungen liefern und Fahrzeuge so in Minuten statt Stunden aufladen können.
Übersicht über die Steckverbindertypen für Elektrofahrzeuge
Das Verständnis der verschiedenen Ladeanschlüsse für Elektrofahrzeuge ist für Fahrzeugbesitzer, Ladestationsanbieter und politische Entscheidungsträger unerlässlich. Dieser Leitfaden beleuchtet die wichtigsten Unterschiede zwischen den verschiedenen Anschlusstypen, ihre regionale Verwendung, Ladegeschwindigkeiten und vieles mehr. Die folgende Abbildung zeigt eine visuelle Übersicht der aktuell auf dem Markt verwendeten Anschlüsse.
(Übersicht über die Anschlusstypen von EV-Ladegeräten)
Arten von AC-Steckverbindern für EV-Ladegeräte
Stecker Typ 1 – J1772
Der Typ-1-Stecker, auch bekannt als J1772, ist der Standard-AC-Ladestecker, der hauptsächlich in Nordamerika und Japan verwendet wird. Dieser fünfpolige Stecker ist für einphasigen Strom ausgelegt und unterstützt sowohl das Laden der Stufe 1 als auch das Laden der Stufe 2. Er kann bis zu80 Amperemit 240 Volt Eingangsspannung, was eine maximale Leistungsabgabe eines EV-Ladegeräts von19,2 kW.
Im Gegensatz zum in Europa üblichen Typ-2-Stecker fehlt beim Typ-1-Stecker eine automatische Verriegelung, was ein Sicherheitsrisiko darstellt, da das Kabel während des Ladevorgangs unbefugt abgezogen werden könnte.
In Nordamerika verwendet Tesla proprietäre NACS-Ladegeräte, aber alle Tesla-Fahrzeuge können mit einem Adapter ausgestattet werden, der an einen Typ 1 J1772-Stecker angeschlossen werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass Tesla-Elektrofahrzeuge auch Ladegeräte verwenden können, die mit einem Typ 1-Anschluss ausgestattet sind.
(Injet Vision Typ 1 AC-Ladegerät)
Typ 2Anschluss -Mennekes
Der Typ-2-Stecker ist in Europa, Großbritannien, dem Nahen Osten, Afrika und Australien weit verbreitet und hat sich dort zum Standard für das Laden von Elektrofahrzeugen entwickelt. Dank seines siebenpoligen Designs unterstützt der Typ-2-Stecker sowohl einphasigen als auch dreiphasigen Strom und bietet so Flexibilität für unterschiedliche Ladeszenarien. Er kann bis zu 32 Ampere bei 400 Volt Eingangsspannung verarbeiten und liefert eine robuste maximale Ladeleistung von 22 kW. Damit eignet er sich sowohl für private als auch für öffentliche Level-2-Ladestationen.
Eines der herausragenden Merkmale des Typ-2-Steckers ist sein integrierter Verriegelungsmechanismus. Dieser stellt sicher, dass das Ladekabel während des gesamten Ladevorgangs sicher am Fahrzeug befestigt bleibt und verhindert unbefugtes Trennen oder Manipulationen. Die automatische Verriegelung erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern gibt Elektrofahrzeugbesitzern auch die Gewissheit, dass ihr Fahrzeug sicher und ohne das Risiko versehentlicher Unterbrechungen geladen wird.
GB/T AC-Anschluss
Der GB/T-AC-Anschluss ist der offizielle Standard für AC-Laden in China und wurde im Rahmen des Guobiao-Standardsystems (GB) entwickelt. Chinesische GB-Standards können anhand ihres Präfixcodes als obligatorisch oder empfohlen gekennzeichnet werden. GB-Standards mit Präfixcode sind obligatorische Standards, GB/T-Standards sind empfohlene Standards (quasi-obligatorische Standards).
Dieser siebenpolige Anschluss wird hauptsächlich zum Laden der Stufe 2 verwendet und bietet bei typischen Anwendungsfällen eine Ausgangsleistung von bis zu 7 kW, mit einer maximalen potenziellen Ausgangsleistung von 21 kW unter bestimmten Bedingungen. Normalerweise werden 220 Volt Wechselstrom mit einem Ausgangsstrom von 16 bzw. 32 Ampere verwendet.
Im Gegensatz zu vielen internationalen Standards sind GB/T-AC-Anschlüsse nicht mit DC-Ladeanschlüssen kompatibel, sodass bei chinesischen Elektrofahrzeugen separate Ladeanschlüsse für AC und DC erforderlich sind. Diese Trennung gewährleistet, dass Ladesysteme für ihre jeweiligen Anwendungen optimiert sind. GB/T-Anschlüsse sind speziell auf die besonderen Anforderungen des schnell wachsenden chinesischen Elektrofahrzeugmarktes zugeschnitten und werden durch ein umfangreiches Netzwerk kompatibler Ladestationen unterstützt.
Arten von DC-Steckverbindern für EV-Ladegeräte
(Injet Ampax CCS1 DC-Ladestation für Nordamerika)
CCS1-Anschluss – Kombiniertes Ladesystem 1
Der CCS1-Stecker, auch bekannt als CCS Combo 1, ist eine Schlüsselkomponente des Combined Charging System (CCS), eines 2011 von SAE International (Society of Automotive Engineers) und der European Automobile Manufacturing Association (ACEA) vorgeschlagenen Standards. Dieses System wurde entwickelt, um eine universelle Lösung für das Laden mit Wechsel- und Gleichstrom zu schaffen und so den Ladevorgang und die Ladeinfrastruktur zu optimieren. Der CCS-Standard umfasst zwei Versionen: CCS1, die in Nordamerika und Südkorea häufig verwendet wird, und CCS2, die in Europa und anderen Regionen weit verbreitet ist.
CCS1 baut auf dem J1772 AC-Stecker auf und integriert zwei High-Speed-DC-Pins. Dadurch unterstützt es sowohl AC- als auch DC-Laden über einen einzigen Anschluss. Dadurch entfallen separate AC- und DC-Ladeanschlüsse, was das Fahrzeugdesign vereinfacht und den Komfort für die Nutzer erhöht. Der CCS1 EV-Stecker unterstütztLadestationen für Elektrofahrzeuge der Stufe 3, und liefert bis zu 360 kW Leistung bei einer maximalen Spannung von 1000 V und einem Strom von 500 A.
Zusätzlich zu seiner Doppelfunktionalität verwendet CCS1 dasselbe Kommunikationsprotokoll wie der J1772-Standard. Dies gewährleistet eine nahtlose Integration in die bestehende Infrastruktur und erleichtert Herstellern die Einführung. Wie der SAE J1772 Typ 1-Stecker verfügt Tesla über einen eigenen Ladestandard für Nordamerika. CCS1 ist jedoch auch bei anderen Herstellern weit verbreitet und ein Eckpfeiler der Schnellladeinfrastruktur in der Region.
CCS 2-Anschluss - Kombiniertes Ladesystem 2
Der CCS 2-Anschluss (Combined Charging System 2) ist eine leistungsstarke und vielseitige Ladelösung, die in Europa, Großbritannien, dem Nahen Osten, Afrika, Australien und anderen Regionen weit verbreitet ist. Er basiert auf dem Typ-2-Anschluss und verfügt über zwei zusätzliche Hochgeschwindigkeits-DC-Pins für schnelles Laden. Diese Kombination ermöglicht CCS 2 die Bereitstellung einer beeindruckenden Gleichstromleistung von bis zu 500 Ampere und 1000 Volt mit einer maximalen Leistung von 360 kW. Dies ermöglicht ein deutlich schnelleres Laden im Vergleich zu herkömmlichen AC-Anschlüssen.
Entwickelt zur UnterstützungSchnellladen der Stufe 3Der CCS-2-Anschluss verkürzt die Ladezeit deutlich und eignet sich daher ideal für Langstreckenfahrten und anspruchsvolle Anwendungen. Anders als in Nordamerika, wo Tesla einen eigenen Ladestandard verwendet, können Tesla Model 3- und Model Y-Besitzer in Europa CCS-2-Ladestationen direkt und ohne Adapter nutzen. Besitzer von Model S und Model X können jedoch mit einem kompatiblen Adapter weiterhin CCS-2-Ladestationen nutzen, was eine breitere Kompatibilität in der gesamten Region gewährleistet.
CHAdeMO-Anschluss
CHAdeMO ist ein Ladeanschluss für Elektrofahrzeuge (EV), der 2010 von einem Konsortium japanischer Automobilhersteller, darunter Mitsubishi, Nissan und Toyota, entwickelt wurde. Es handelte sich um einen der ersten Schnellladestandards mit einer Leistung von 50 bis 100 kW. Damit spielte er in der Anfangszeit der Elektrofahrzeug-Einführung eine wichtige Rolle.
Im Gegensatz zu CCS-Anschlüssen, die nur einen elektronischen Ladeanschluss benötigen, der sowohl AC- als auch DC-Laden akzeptiert, erfordern cHAdeMo-Anschlüsse einen separaten Ladeanschluss, der sich vom AC-Ladeanschluss unterscheidet. Dies bedeutet, dass Ihr Elektrofahrzeug zwei separate Ladeanschlüsse benötigt.
Während CHAdeMO weltweit immer weniger verbreitet ist, wird es in Japan und einigen anderen Ländern noch immer am häufigsten eingesetzt, da dort viele Fahrzeuge japanischer Hersteller wie Nissan, Mitsubishi und Toyota den Standard unterstützen. Doch selbst in diesen Regionen geht der Trend mit der Veröffentlichung neuerer Modelle in Richtung CCS.
Mit Blick auf die Zukunft entwickeln CHAdeMO und der China Electricity Council (CEC) gemeinsam den ultraschnellen Ladestandard der nächsten Generation für Elektrofahrzeuge. Internationale Experten aus Amerika, Asien, Europa und Ozeanien haben sich diesem Ziel angeschlossen. Diese Brancheninitiative soll den Weg zu einem harmonisierten zukünftigen Standard ebnen.
GB/T DC-Anschluss
Der GB/T-Gleichstromanschluss ist der primäre Standard für Gleichstrom-Schnellladen in China. Er verfügt über ein neunpoliges Design und unterstützt Ladeleistungen von 50 kW bis 350 kW. Damit ist er vielseitig einsetzbar, von städtischen Ladestationen bis hin zu Autobahnraststätten. Die gängigsten GB/T-Gleichstromladegeräte arbeiten mit 250 A und eignen sich für Schnellladen der Stufe 3.
Die speziell für den chinesischen Markt entwickelten GB/T-Gleichstromstecker spiegeln den Schwerpunkt des Landes auf Energieeffizienz und Skalierbarkeit wider. Sie sind nicht mit GB/T-Wechselstromsteckern kompatibel, was Dual-Port-Designs für chinesische Elektrofahrzeuge erforderlich macht. Dennoch ist das GB/T-System auf dem chinesischen Markt nach wie vor sehr effektiv.
Tesla NACS-Anschluss
Der North American Charging Standard (NACS) ist Teslas proprietärer Ladeanschluss für Elektrofahrzeuge und hat sich in Nordamerika zum dominierenden Ladestandard entwickelt. Der NACS-Anschluss, der von den großen Automobilherstellern weithin übernommen wurde, wird voraussichtlich der universelle Standard für die Region sein, sodass alle Hersteller und Ladestationsbetreiber bis 2025 auf NACS umsteigen werden.
Der für Hochgeschwindigkeitsladen konzipierte NACS-Stecker kann bis zu 250 kW Leistung liefern und eignet sich somit sowohl für private als auch für öffentliche Ladestationen. Der Stecker verfügt über fünf Pins. Die AC-Version unterstützt einen Strombereich von 15 A bis 48 A, während die DC-Version bis zu 400 A Strom verarbeiten kann und eine maximale Leistung von 250 kW bietet.
Teslas Ladenetz ist in drei Hauptregionen aktiv: Nordamerika (einschließlich Japan und Südkorea), Europa (mit Ozeanien und Ostasien) und Festlandchina. In jedem dieser Märkte verwendet Tesla unterschiedliche Ladestandards. In China verwendet Tesla den GB/T-Standard, während in Nordamerika der NACS-Anschluss Standard ist. In Europa sind Tesla-Fahrzeuge entweder mit dem Typ-2-Stecker (Mennekes) oder dem CCS-Combo-2-Stecker ausgestattet, um die Kompatibilität mit der lokalen Ladeinfrastruktur zu gewährleisten.
(Injet Swift Typ 2 AC-Ladegerät)
Die Rolle von Ladeanschlüssen im EV-Ökosystem
Der Ladeanschluss ist mehr als nur ein Stecker; er ist ein wichtiger Bestandteil der Elektrofahrzeug-Infrastruktur. Von der Gewährleistung von Sicherheit und Effizienz beim Laden bis hin zur Kompatibilität zwischen verschiedenen Fahrzeugen und Regionen spielen diese Anschlüsse eine zentrale Rolle im Elektrofahrzeug-Ökosystem. Mit der Weiterentwicklung von Standards und zunehmenden Harmonisierungsbemühungen ist das Verständnis dieser Anschlüsse für alle Beteiligten im Bereich der Elektromobilität von entscheidender Bedeutung.
Indem Sie sich mit den verschiedenen Anschlusstypen für EV-Ladegeräte vertraut machen, können Sie ein reibungsloses und effizientes Ladeerlebnis gewährleisten, egal ob zu Hause oder unterwegs.