Elektrofahrzeuge sind mittlerweile ein alltäglicher Anblick auf unseren Straßen, und weltweit wird Ladeinfrastruktur für sie aufgebaut. Es ist vergleichbar mit Strom an einer Tankstelle, und schon bald werden sie überall verfügbar sein.
Das wirft jedoch eine interessante Frage auf. Luftpumpen füllen einfach Flüssigkeit in Öffnungen und sind seit Langem weitgehend standardisiert. Bei Ladegeräten für Elektrofahrzeuge ist das anders, daher wollen wir uns den aktuellen Stand genauer ansehen.
Die Technologie von Elektrofahrzeugen hat sich seit ihrem Durchbruch im letzten Jahrzehnt rasant weiterentwickelt. Da die meisten Elektrofahrzeuge nach wie vor eine begrenzte Reichweite haben, haben die Automobilhersteller im Laufe der Jahre Fahrzeuge mit schnelleren Ladefunktionen entwickelt, um die Alltagstauglichkeit zu verbessern. Dies wird durch Verbesserungen an Batterie, Steuergerätehardware und -software erreicht. Die Ladetechnologie ist mittlerweile so weit fortgeschritten, dass die neuesten Elektrofahrzeuge in nur 20 Minuten Hunderte von Kilometern Reichweite gewinnen können.
Das Laden eines Elektrofahrzeugs mit dieser Geschwindigkeit erfordert jedoch viel Strom. Daher arbeiten Automobilhersteller und Branchenverbände an der Entwicklung neuer Ladestandards, um Hochleistungsbatterien von Elektrofahrzeugen so schnell wie möglich mit hohem Strom zu versorgen.
Als Richtwert: Eine typische Haushaltssteckdose in den USA liefert 1,8 kW. Das Aufladen eines modernen Elektrofahrzeugs an einer solchen Haushaltssteckdose dauert 48 Stunden oder länger.
Moderne Ladeanschlüsse für Elektrofahrzeuge können hingegen Leistungen von 2 kW bis in manchen Fällen 350 kW übertragen und benötigen dafür hochspezialisierte Stecker. Im Laufe der Jahre haben sich verschiedene Standards herausgebildet, da die Automobilhersteller bestrebt sind, Fahrzeuge schneller und mit höherer Leistung zu laden. Schauen wir uns die gängigsten Optionen genauer an.
Der SAE-J1772-Standard wurde im Juni 2001 veröffentlicht und ist auch als J-Stecker bekannt. Der 5-polige Stecker unterstützt einphasiges Wechselstromladen mit 1,44 kW an einer herkömmlichen Haushaltssteckdose. An einer Schnellladestation für Elektrofahrzeuge kann die Ladeleistung auf 19,2 kW erhöht werden. Der Stecker überträgt einphasigen Wechselstrom über zwei Adern, Signale über zwei weitere Adern; die fünfte Ader dient als Schutzleiter.
Nach 2006 wurde der J-Stecker für alle in Kalifornien verkauften Elektrofahrzeuge Pflicht und erfreute sich schnell großer Beliebtheit in den USA und Japan, mit anschließender Verbreitung auf anderen globalen Märkten.
Der Typ-2-Stecker, auch bekannt nach seinem Hersteller, dem deutschen Unternehmen Mennekes, wurde 2009 als Ersatz für den EU-Standard SAE J1772 vorgeschlagen. Sein Hauptmerkmal ist der 7-polige Stecker, der sowohl einphasigen als auch dreiphasigen Wechselstrom übertragen kann und somit das Laden von Fahrzeugen mit bis zu 43 kW ermöglicht. In der Praxis erreichen viele Typ-2-Ladegeräte jedoch maximal 22 kW. Ähnlich wie der J1772 verfügt er über zwei Pins für Vor- und Nachstecksignale. Außerdem besitzt er einen Schutzleiter, einen Neutralleiter und drei Leiter für die drei Wechselstromphasen.
Im Jahr 2013 wählte die Europäische Union Typ-2-Stecker als neuen Standard, um J1772 und die einfachen EV Plug Alliance Typ-3A- und Typ-3C-Stecker für Wechselstrom-Ladeanwendungen zu ersetzen. Seitdem hat sich der Stecker auf dem europäischen Markt weit verbreitet und ist auch in vielen Fahrzeugen für den internationalen Markt erhältlich.
CCS steht für Combined Charging System (Kombiniertes Ladesystem) und verwendet einen Kombistecker für Gleich- und Wechselstromladung. Der im Oktober 2011 veröffentlichte Standard ermöglicht die einfache Implementierung von Schnellladung mit Gleichstrom in neuen Fahrzeugen. Dies wird durch Hinzufügen zweier Gleichstromleiter zum bestehenden Wechselstromstecker erreicht. Es gibt zwei Hauptvarianten von CCS: den Combo-1-Stecker und den Combo-2-Stecker.
Combo 1 ist mit einem J1772-Wechselstromstecker (Typ 1) und zwei großen Gleichstromleitern ausgestattet. Fahrzeuge mit einem CCS Combo 1-Anschluss können daher entweder zum Laden mit Wechselstrom an ein J1772-Ladegerät oder zum Schnellladen mit Gleichstrom an den Combo 1-Anschluss angeschlossen werden. Diese Bauweise eignet sich für Fahrzeuge auf dem US-amerikanischen Markt, wo J1772-Stecker weit verbreitet sind.
Combo-2-Stecker verfügen über einen Mennekes-Stecker, der mit zwei großen Gleichstromleitern verbunden ist. Für den europäischen Markt ermöglicht dies das Laden von Fahrzeugen mit Combo-2-Buchsen über ein- oder dreiphasigen Wechselstrom über den Typ-2-Stecker oder das Schnellladen mit Gleichstrom durch Anschluss an den Combo-2-Stecker.
CCS ermöglicht das Laden mit Wechselstrom gemäß dem Standard des in das Design integrierten J1772- oder Mennekes-Untersteckers. Bei Verwendung für das Schnellladen mit Gleichstrom ermöglicht es jedoch blitzschnelle Laderaten von bis zu 350 kW.
Es ist wichtig zu wissen, dass ein DC-Schnellladegerät mit Combo-2-Stecker auf die Wechselstrom-Phasenanschlüsse und den Neutralleiter im Stecker verzichtet, da diese nicht benötigt werden. Der Combo-1-Stecker behält diese Anschlüsse bei, obwohl sie nicht verwendet werden. Beide Ausführungen nutzen dieselben Signalpins wie der Wechselstromstecker zur Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladegerät.
Als eines der Pionierunternehmen im Bereich der Elektrofahrzeuge machte sich Tesla daran, eigene Ladeanschlüsse zu entwickeln, die den Bedürfnissen seiner Fahrzeuge gerecht werden. Dies geschah im Rahmen des Supercharger-Netzwerks von Tesla, das darauf abzielt, ein Schnellladenetzwerk aufzubauen, um die Fahrzeuge des Unternehmens mit wenig bis gar keiner anderen Infrastruktur zu unterstützen.
Während das Unternehmen seine Fahrzeuge in Europa mit Typ-2- oder CCS-Anschlüssen ausstattet, verwendet Tesla in den USA seinen eigenen Ladeanschlussstandard. Dieser unterstützt sowohl einphasiges als auch dreiphasiges Wechselstromladen sowie Hochgeschwindigkeits-Gleichstromladen an Tesla Supercharger-Stationen.
Teslas ursprüngliche Supercharger-Stationen lieferten bis zu 150 Kilowatt pro Fahrzeug, spätere leistungsschwächere Modelle für städtische Gebiete hatten eine Untergrenze von 72 Kilowatt. Die neuesten Ladegeräte des Unternehmens können entsprechend ausgestattete Fahrzeuge mit bis zu 250 kW Leistung laden.
Der Standard GB/T 20234.3 wurde von der chinesischen Standardisierungsbehörde herausgegeben und umfasst Steckverbinder, die das gleichzeitige einphasige Schnellladen mit Wechsel- und Gleichstrom ermöglichen. Außerhalb des einzigartigen chinesischen Marktes für Elektrofahrzeuge ist dieser Standard wenig bekannt. Er ist für einen Betrieb mit bis zu 1000 Volt Gleichstrom und 250 Ampere sowie für Ladeleistungen von bis zu 250 Kilowatt ausgelegt.
Es ist unwahrscheinlich, dass Sie diesen Anschluss an einem Fahrzeug finden, das nicht in China hergestellt wurde und für den chinesischen Markt oder Länder mit engen Handelsbeziehungen konzipiert ist.
Das vielleicht interessanteste Designmerkmal dieses Anschlusses sind die A+ und A- Pins. Sie sind für Spannungen bis zu 30 V und Ströme bis zu 20 A ausgelegt. In der Norm werden sie als „Niederspannungs-Hilfsstromversorgung für Elektrofahrzeuge, die von externen Ladegeräten gespeist wird“ beschrieben.
Aus der Übersetzung geht ihre genaue Funktion nicht hervor, aber sie könnten dazu dienen, ein Elektroauto mit komplett leerer Batterie zu starten. Sind sowohl die Traktionsbatterie als auch die 12-V-Batterie des Elektroautos entladen, kann das Laden schwierig sein, da die Fahrzeugelektronik nicht mit dem Ladegerät kommunizieren kann. Auch die Schütze können nicht mit Strom versorgt werden, um die Traktionseinheit mit den verschiedenen Subsystemen des Fahrzeugs zu verbinden. Diese beiden Pins sind wahrscheinlich dafür ausgelegt, genügend Strom für die grundlegende Fahrzeugelektronik und die Schütze bereitzustellen, sodass die Haupt-Traktionsbatterie geladen werden kann, selbst wenn das Fahrzeug komplett leer ist. Wenn Sie mehr darüber wissen, teilen Sie uns dies gerne in den Kommentaren mit.
CHAdeMO ist ein Steckverbinderstandard für Elektrofahrzeuge, vorwiegend für Schnellladeanwendungen. Er ermöglicht eine Ladeleistung von bis zu 62,5 kW über seinen speziellen Stecker. CHAdeMO ist der erste Standard, der für Gleichstrom-Schnellladung von Elektrofahrzeugen (herstellerunabhängig) entwickelt wurde und über CAN-Bus-Anschlüsse die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladegerät ermöglicht.
Der Standard wurde 2010 mit Unterstützung japanischer Automobilhersteller für den weltweiten Einsatz vorgeschlagen. Er konnte sich jedoch nur in Japan wirklich durchsetzen, während Europa weiterhin auf Typ 2 setzt und die USA J1772 sowie Teslas eigene Steckverbinder verwenden. Zeitweise erwog die EU, CHAdeMO-Ladegeräte komplett abzuschaffen, entschied sich letztendlich aber dafür, Ladestationen mit mindestens Typ-2- oder Combo-2-Anschlüssen auszustatten.
Im Mai 2018 wurde ein abwärtskompatibles Upgrade angekündigt, das es CHAdeMO-Ladegeräten ermöglicht, bis zu 400 kW Leistung zu liefern und damit sogar CCS-Anschlüsse zu übertreffen. Befürworter von CHAdeMO sehen dessen Kern in einem einheitlichen globalen Standard und nicht in einer Abweichung zwischen den US-amerikanischen und europäischen CCS-Standards. Außerhalb des japanischen Marktes konnte sich der Standard jedoch nicht durchsetzen.
Der CHAdeMo 3.0-Standard wird seit 2018 entwickelt. Er trägt den Namen ChaoJi und verfügt über ein neues 7-poliges Steckerdesign, das in Zusammenarbeit mit der chinesischen Normungsbehörde entwickelt wurde. Ziel ist es, die Ladeleistung auf 900 kW zu erhöhen, mit 1,5 kV zu arbeiten und durch den Einsatz flüssigkeitsgekühlter Kabel die vollen 600 Ampere zu liefern.
Beim Lesen dieser Zeilen könnte man meinen, dass überall, wo man mit seinem neuen Elektroauto unterwegs ist, unzählige verschiedene Ladestandards für Kopfzerbrechen sorgen. Zum Glück ist das nicht der Fall. Die meisten Länder und Regionen konzentrieren sich auf einen einzigen Ladestandard und schließen die meisten anderen aus, sodass die meisten Fahrzeuge und Ladestationen in einem bestimmten Gebiet kompatibel sind. Tesla in den USA bildet hier natürlich eine Ausnahme, verfügt aber auch über ein eigenes, dediziertes Ladenetzwerk.
Zwar gibt es einige, die das falsche Ladegerät am falschen Ort zur falschen Zeit benutzen, doch meistens lässt sich mit einem Adapter das passende Ladegerät finden. Zukünftig werden die meisten neuen Elektrofahrzeuge mit den in ihren jeweiligen Vertriebsregionen etablierten Ladegeräten kompatibel sein, was die Nutzung für alle vereinfacht.
Der universelle Ladestandard ist mittlerweile USB-C.
Alles sollte ausnahmslos über USB-C geladen werden. Ich stelle mir einen 100-kW-Elektroauto-Stecker vor, der aus 1000 parallelgeschalteten USB-C-Anschlüssen besteht. Mit den richtigen Materialien ließe sich das Gewicht für eine einfachere Handhabung unter 50 kg halten.
Viele Plug-in-Hybride und Elektrofahrzeuge haben eine Anhängelast von bis zu 454 kg (1000 Pfund), sodass Sie einen Anhänger für Ihre Adapter und Konverter verwenden können. Peavey Mart verkauft diese Woche auch Generatoren, falls Sie ein paar hundert Kilogramm zulässiges Gesamtgewicht (GVWR) übrig haben.
In Europa wird in Rezensionen zu Typ 1 (SAE J1772) und CHAdeMO völlig ignoriert, dass der Nissan LEAF und der Mitsubishi Outlander PHEV, zwei der meistverkauften Elektrofahrzeuge, mit diesen Steckverbindern ausgestattet sind.
Diese Anschlüsse sind weit verbreitet und werden auch weiterhin verwendet. Während Typ 1 und Typ 2 auf Signalebene kompatibel sind (wodurch ein abnehmbares Typ-2-zu-Typ-1-Kabel möglich ist), sind CHAdeMO und CCS nicht kompatibel. Für LEAF gibt es keine realistische Möglichkeit, das Gerät über CCS zu laden.
Wenn das Schnellladegerät nicht mehr CHAdeMO-fähig ist, würde ich ernsthaft in Erwägung ziehen, für längere Fahrten wieder auf mein Verbrennerauto umzusteigen und meinen LEAF nur noch für den Nahverkehr zu nutzen.
Ich fahre einen Outlander PHEV. Die DC-Schnellladefunktion habe ich schon ein paar Mal ausprobiert, wenn ich ein Angebot für kostenloses Laden hatte. Klar, der Akku lädt in 20 Minuten auf 80 %, aber das reicht dann für eine elektrische Reichweite von etwa 20 Kilometern.
Viele DC-Schnelllader arbeiten mit einem Pauschalpreis, sodass Sie für 20 Kilometer fast das Hundertfache Ihrer normalen Stromrechnung bezahlen könnten – deutlich mehr, als wenn Sie ausschließlich mit Benzin fahren würden. Auch der minutengenaue Lader ist kaum besser, da er auf 22 kW begrenzt ist.
Ich liebe meinen Outlander, weil der EV-Modus meinen gesamten Arbeitsweg abdeckt, aber die DC-Schnellladefunktion ist so nützlich wie die dritte Brustwarze eines Mannes.
Der CHAdeMO-Anschluss sollte bei allen Leaf-Modellen gleich bleiben, aber bei Outlanders ist das nicht nötig.
Tesla verkauft auch Adapter, die es ermöglichen, J1772 (selbstverständlich) und CHAdeMO (etwas überraschender) zu nutzen. Den CHAdeMO-Adapter haben sie schließlich eingestellt und den CCS-Adapter eingeführt – allerdings nur für bestimmte Fahrzeuge und in bestimmten Märkten. Der Adapter, der zum Laden von US-amerikanischen Teslas an einem CCS-Typ-1-Ladegerät mit der proprietären Tesla-Supercharger-Buchse benötigt wird, ist anscheinend nur in Korea erhältlich (!) und funktioniert nur mit den neuesten Modellen. https://www.youtube.com/watch?v=584HfILW38Q
American Power und sogar Nissan haben angekündigt, Chademo zugunsten von CCS schrittweise abzuschaffen. Der neue Nissan Arya wird mit CCS ausgestattet sein, und die Produktion des Leaf wird bald eingestellt.
Der niederländische Elektrofahrzeugspezialist Muxsan hat ein CCS-Add-on für den Nissan LEAF entwickelt, das den AC-Anschluss ersetzt. Dies ermöglicht das Laden mit Wechselstrom (Typ 2) und Gleichstrom (CCS2) unter Beibehaltung des CHAdeMo-Anschlusses.
123, 386 und 356 kenne ich auswendig. Naja, eigentlich habe ich die letzten beiden verwechselt, muss ich nochmal nachschauen.
Ja, erst recht, wenn man davon ausgeht, dass es im Kontext verlinkt ist… aber ich musste selbst darauf klicken und ich schätze, es ist das Richtige, aber die Nummer gibt mir überhaupt keinen Hinweis.
Der CCS2/Typ-2-Stecker wurde in den USA als J3068-Standard eingeführt. Er ist für Nutzfahrzeuge vorgesehen, da Drehstrom deutlich höhere Ladegeschwindigkeiten ermöglicht. J3068 spezifiziert eine höhere Spannung als Typ 2 und kann bis zu 600 V zwischen den Phasen erreichen. Das Laden mit Gleichstrom erfolgt wie bei CCS2. Spannungen und Ströme, die die Typ-2-Standards überschreiten, erfordern digitale Signale, damit Fahrzeug und Ladestation die Kompatibilität prüfen können. Bei einem maximalen Strom von 160 A kann der J3068 eine Wechselstromleistung von 166 kW erreichen.
„In den USA verwendet Tesla einen eigenen Ladeanschlussstandard. Dieser unterstützt sowohl einphasiges als auch dreiphasiges Wechselstromladen.“
Es ist nur einphasig. Im Grunde handelt es sich um einen J1772-Steckstecker in einem anderen Layout mit zusätzlicher Gleichstromfunktionalität.
J1772 (CCS Typ 1) unterstützt zwar Gleichstrom, aber ich habe noch nie eine Implementierung gesehen. Das „einfache“ J1772-Protokoll hat den Wert „Digitalmodus erforderlich“, und „Typ 1 DC“ bedeutet Gleichstrom an den Pins L1/L2. „Typ 2 DC“ benötigt zusätzliche Pins für den Kombistecker.
US-amerikanische Tesla-Stecker unterstützen keinen Drehstrom. Die Autoren verwechseln US-amerikanische und europäische Stecker; letztere (auch bekannt als CCS Typ 2) unterstützen Drehstrom.
Zum Thema: Dürfen Elektroautos ohne Kfz-Steuer auf die Straße? Wenn ja, warum? Angenommen, wir leben in einer (völlig unrealistischen) Umwelt-Utopie, in der über 90 % aller Autos elektrisch sind – woher soll dann die Steuer für den Straßenverkehr kommen? Man könnte die Kosten für öffentliche Ladestationen dazurechnen, aber man kann auch Solaranlagen zu Hause nutzen oder sogar landwirtschaftliche Dieselgeneratoren (die keine Kfz-Steuer zahlen).
Alles hängt von der jeweiligen Gerichtsbarkeit ab. Manche Orte erheben nur die Kraftstoffsteuer. Andere erheben zusätzlich zur Kraftstoffsteuer eine Fahrzeugzulassungsgebühr.
Irgendwann müssen einige der Methoden zur Kostendeckung geändert werden. Ich wünsche mir ein faires System, bei dem die Gebühren auf der gefahrenen Kilometerzahl und dem Fahrzeuggewicht basieren, da diese den Straßenverschleiß bestimmen. Eine CO₂-Steuer auf Kraftstoffe wäre möglicherweise eine angemessenere Lösung.
Veröffentlichungsdatum: 21. Juni 2022
