Angesichts der rasanten weltweiten Verbreitung von Elektrofahrzeugen konzentriert sich dieser Leitfaden auf die komplexen und sich ständig weiterentwickelnden Aspekte der Elektromobilität.Nordamerikanisches LadeökosystemWir integrieren aktuelle technische Spezifikationen und wichtige Erkenntnisse zur Implementierung aus Branchenverbänden (SAE, CharIN) und maßgeblichen Datenquellen (DOE, NREL) mit Fokus auf die Normen SAE J1772 und ISO 15118. Die Analyse untersucht eingehend die technischen Spezifikationen, Kompatibilitätsgrenzen und zukünftigen Trends mit dem Ziel, eine originelle Analyse der Protokollinteroperabilität zu liefern.
Inhaltsverzeichnis
1. Was ist CCS-Aufladung?
CCS (Kombiniertes Ladesystem)ist ein vielseitiger Ladestandard für Elektrofahrzeuge, der in Europa weit verbreitet ist undvorherDer in Nordamerika vorherrschende Schnellladestandard. Er unterstützt beides.Wechselstrom (AC)UndGleichstrom (DC)Das Laden über einen einzigen Anschluss bietet Nutzern maximale Flexibilität. Der CCS-Anschluss kombiniert Standard-Wechselstrom-Ladekontakte (wie J1772 in Nordamerika oder Typ 2 in Europa) mit zwei zusätzlichen Gleichstrom-Kontakten und ermöglicht so sowohl langsames Laden mit Wechselstrom als auch schnelles Laden mit Gleichstrom über denselben Anschluss.
Vorteile von CCS:
• Multifunktionales Laden:Unterstützt sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstromladung und eignet sich somit für das Laden zu Hause und an öffentlichen Orten.
• Schnellladung:Durch Schnellladen mit Gleichstrom kann ein Akku typischerweise in weniger als 30 Minuten auf 80 % aufgeladen werden, wodurch die Ladezeit deutlich verkürzt wird.
• Breite Akzeptanz:Wird von großen Automobilherstellern übernommen und in eine wachsende Zahl öffentlicher Ladestationen integriert.
Als verbindlicher Standard in der Europäischen Union bleibt CCS2 der dominierende DC-Schnellladeanschluss.Laut derDaten des Europäischen Observatoriums für alternative Kraftstoffe (EAFO) (4. Quartal 2024), die überwiegende Mehrheit (ungefähr85 % bis 90 %) der öffentlichen Ladepunkte verwenden Anschlüsse vom Typ 2 (AC) oder CCS (DC). [ACEA-QuelleDaten aus derUS-Energieministerium (DOE)Dies deutet darauf hin, dass CCS auch während des NACS-Übergangs der installierte Standard für die aktuelle Flotte von Nicht-Tesla-Fahrzeugen in Nordamerika bleibt.DOE-AFDC-Quelle].
2. Welche Fahrzeuge unterstützen CCS-Laden?
CCSbleibt diedominanter SchnellladestandardWeltweit, insbesondere in Europa. In Nordamerika unterstützen die meisten bestehenden Elektrofahrzeuge anderer Hersteller (Modelle vor 2025) CCS1, obwohl viele Hersteller einen Übergang zu NACS-Anschlüssen ab 2025 angekündigt haben.
Unterstützte Fahrzeuge umfassen:
•Volkswagen ID.4
• BMW i4 und iX Baureihe
• Ford Mustang Mach-E
• Hyundai Ioniq 5
• Kia EV6
Diese Fahrzeuge sind mit den meisten Schnellladenetzwerken kompatibel und bieten somit ein komfortables Erlebnis bei Langstreckenfahrten.
3. Der Wandel der nordamerikanischen Normenlandschaft: CCS1 vs. SAE J3400 (NACS)
Der nordamerikanische Markt ist derzeit durch einen Wettbewerb zwischenCCS1(der regionale CCS-Standard) und derNordamerikanisches Ladesystem (NACS), das von der Society of Automotive Engineers (SAE) standardisiert wurde alsSAE J3400。
Dieser Artikel bietet eine detaillierte Analyse der aktuellen nordamerikanischen Ladeinfrastrukturlandschaft mit Schwerpunkt auf den technischen Spezifikationen undHerausforderungen bei der praktischen Umsetzungvon CCS1, J1772 und dem aufsteigenden SAE J3400 (NACS)-Standard.Wir integrieren Erkenntnisse, die von großen Ladenetzbetreibern und aus der Automobiltechnik-Dokumentation gewonnen wurden.um Ladearten, physische Kompatibilität und langfristige Trends zu vergleichen.
| Besonderheit | CCS1 (Kombiniertes Ladesystem) | NACS / SAE J3400 (Nordamerikanisches Ladesystem) |
|---|---|---|
| Steckverbinderdesign | Größerer, voluminöserer Stecker, der J1772-Pins mit zwei DC-Pins kombiniert. | Kleineres, leichteres und ergonomischeres Design; ein Stiftset für Wechsel- und Gleichstrom. |
| Dominante Region | Europa (als CCS2) und zuvor Nordamerika. | Nordamerika (soll der Standard werden). |
| Zukunftsaussichten | Wird weiterhin unerlässlich für die bestehende Elektrofahrzeugflotte (außer Tesla) und durch Adapter. | Die großen Automobilhersteller setzen es ab dem Jahr 2019 für neue Modelle ein.2025/2026。 |
Die Standardisierung des NACS-Steckers alsSAE J3400bietet einen klaren Branchenfahrplan und gewährleistet Interoperabilität und Sicherheitszertifizierung für eine breite Anwendung in Nordamerika.
4. Was ist J1772-Laden?
SAE J1772ist der StandardWechselstrom (AC)Ladeanschluss in Nordamerika, der hauptsächlich verwendet wird fürStufe 1 (120 V)UndStufe 2 (240 V)Aufladen. Entwickelt von der Gesellschaft vonAutomobilingenieure (SAE),Es ist mit nahezu allen in Nordamerika verkauften Elektrofahrzeugen und Plug-in-Hybridfahrzeugen (PHEVs) kompatibel.
Merkmale von J1772:
• Nur Netzladung:Geeignet für langsames Laden zu Hause oder am Arbeitsplatz.
• Weitgehende Kompatibilität:Wird von nahezu allen Elektrofahrzeugen und Plug-in-Hybridfahrzeugen in Nordamerika unterstützt.
• Für den privaten und öffentlichen Gebrauch:Wird häufig in Heimladeeinrichtungen und öffentlichen Wechselstrom-Ladestationen verwendet.
Branchenschätzungen deuten darauf hin, dassüber 80-90%Die meisten in Nordamerika verkauften Heimladestationen (Level 2) sind mit dem J1772-Stecker ausgestattet, wodurch dieser sich als universeller Wechselstromstandard etabliert hat. Tesla-Besitzer können ihre Fahrzeuge an den meisten öffentlichen Ladestationen mit einem J1772-Adapter aufladen. Ein Bericht von Electric Mobility Canada unterstreicht zudem die weitverbreitete Nutzung des J1772-Steckers durch Besitzer von Nissan Leaf und Chevrolet Bolt EV für das tägliche Laden.
5. Welche Fahrzeuge unterstützen das Laden nach J1772?
Am meistenElektrofahrzeugeUndPHEVsin Nordamerika sind ausgestattet mitJ1772-SteckverbinderDamit ist es der am weitesten verbreitete Standard für das Laden von Geräten der Stufen 1 und 2.
Unterstützte Fahrzeuge umfassen:
• Tesla-Modelle (mit Adapter)
• Nissan Leaf
• Chevrolet Bolt Elektrofahrzeug
• Toyota Prius Prime (PHEV)
Die breite Kompatibilität des J1772-Standards macht ihn zu einem der beliebtesten Ladestandards in Nordamerika. Als universeller Standard für Wechselstromladung (AC) sind alle für den nordamerikanischen Markt produzierten Elektrofahrzeuge (außer Tesla) und Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEVs) – also alle Modelle vor der Umstellung auf den NACS-Standard (z. B. vor 2025/2026) – mit einem J1772-Anschluss ausgestattet. Dadurch ist er ein voll funktionsfähiger Standard für das Laden mit Wechselstrom. Dank der Verwendung von J1772-Adaptern können Tesla-Fahrzeuge an nahezu allen öffentlichen AC-Ladestationen geladen werden. Untersuchungen von Electric Mobility Canada zeigen zudem, dass Besitzer von Nissan Leaf und Chevrolet Bolt EV die Kompatibilität und Benutzerfreundlichkeit des J1772-Standards sehr schätzen.
6. Wesentliche Unterschiede zwischen CCS und J1772
Bei der Wahl eines Ladestandards sollten Nutzer Folgendes berücksichtigen:Ladegeschwindigkeit,Kompatibilitätund Anwendungsfälle. Hier die wichtigsten Unterschiede:
| Vergleich | CCS (Kombiniertes Ladesystem) | J1772 (SAE J1772) |
| Ladeart | Unterstützt AC (Level 2) undDC-Schnellladung (Level 3) | Nur AC-Ladung(Stufe 1 und Stufe 2) |
| Ladegeschwindigkeit | DC-Schnellladung typischerweise 50 kW bis 350 kW (unter 30 Minuten auf 80 %) | Laden mit Level 2 bis zu 19,2 kW (4–8 Stunden für eine vollständige Ladung) |
| Steckverbinderdesign | Größerer, voluminöserer Stecker, der die J1772-Wechselstromstifte mit zwei separaten Gleichstromstiften kombiniert. | Kompakter Netzanschluss nur für Level 1/2. |
| Kommunikationsprotokoll | ISO 15118 (Power Line Carrier – PLC)für erweiterte Funktionen (z. B. Plug and Charge) | SAE J1772 (Pilotsignal)zur grundlegenden Ladekontrolle und Sicherheitsverriegelung. |
| Hardwarekosten | (DCFC-Anlage): 10.000 bis über 40.000 US-Dollar (für die 50–150 kW-Anlage, ohne Tiefbauarbeiten) | Wohneinheiten der Stufe 2: Typischerweise300 – 1.000 US-Dollarfür die Hardwareeinheit. |
| Anwendungsfälle | Laden zu Hause, Reisen über lange Strecken und schnelles öffentliches Laden. | Langsames Laden zu Hause oder am Arbeitsplatz (über Nacht/tägliches Parken). |
a. Ladegeschwindigkeit:
CCS und NACS unterstützen schnelles Gleichstromladen, oft im Bereich von 50 kW bis350 kW(abhängig von der Ladestation und der Fahrzeugarchitektur). J1772 ist auf Wechselstromladung der Stufe 2 beschränkt, mit einer typischen Maximalleistung von19,2 kW.
b. Installationskosten und -komplexität:Während die Installation nach J1772 (Level 2) mit der Verkabelung eines großen Haushaltsgeräts vergleichbar ist (300–1.000 US-Dollar für die Hardware), stellt die Einrichtung einer DCFC-Anlage (CCS/NACS) ein umfangreiches Ingenieurprojekt dar. Die Gesamtprojektkosten (über 100.000 US-Dollar) werden häufig maßgeblich durch Netzausbauten, Transformatorkosten und spezielle Genehmigungen bestimmt – Faktoren, die die Hardwarekosten von 10.000–40.000 US-Dollar pro Einheit deutlich übersteigen.[NREL-Kostenanalyse].
c. Steckverbinderdesign
CCS: Kombiniert die J1772-AC-Pins mit zwei zusätzlichen DC-Pins, wodurch er etwas größer als ein Standard-J1772-Stecker ist, aber eine größere Flexibilität ermöglicht.
J1772Ein kompakterer Stecker, der ausschließlich das Laden über Wechselstrom unterstützt.
d. Kompatibilität
CCSKompatibel mit Elektrofahrzeugen, die sowohl für Wechselstrom- als auch für Gleichstromladung ausgelegt sind, was sich besonders bei längeren Fahrten mit erforderlichen Schnellladestopps als vorteilhaft erweist.
J1772Universell kompatibel mit allen nordamerikanischen Elektrofahrzeugen und Plug-in-Hybridfahrzeugen für das Laden über Wechselstrom, weit verbreitet in Heimladestationen und öffentlichen Wechselstromladegeräten.
e. Anwendung
CCSIdeal sowohl für das Laden zu Hause als auch für das Schnellladen unterwegs, geeignet für Elektrofahrzeuge, die Schnellladeoptionen benötigen.
J1772: Vorrangig geeignet zum Laden zu Hause oder am Arbeitsplatz, am besten geeignet zum Laden über Nacht oder in Umgebungen, in denen die Geschwindigkeit kein entscheidender Faktor ist.
f. Protokollinteroperabilität: SAE J3400 und ISO 15118
Der CCS-Standard basiert auf ISO 15118 (genauer gesagt 15118-2/20 für PLC über die Control Pilot-Leitung), um sichere Funktionen wie Plug & Charge (P&C) zu ermöglichen. Entscheidend ist, dass der SAE J3400-Standard explizit für die elektrische Kompatibilität mit dem ISO 15118-Protokoll über PLC spezifiziert ist. Das bedeutet, dass NACS-ausgestattete Fahrzeuge P&C- und V2G-Funktionen (Vehicle-to-Grid) unterstützen können, vorausgesetzt, das Backend und die Firmware der Ladestation wurden aktualisiert, um den ISO 15118-Protokoll-Handshake für den J3400-Anschluss vollständig zu implementieren. Diese Interoperabilität ist der Schlüssel zu einem reibungslosen Übergang.
[Hinweis zur visuellen Hilfe] Die Pinbelegung der Steckverbinder J1772 und CCS1 finden Sie in Abbildung 1.
7. Häufig gestellte Fragen
1. Können Fahrzeuge, die ausschließlich den J1772-Standard erfüllen (Wechselstrom), an einer CCS-Ladestation geladen werden?
Nein, nicht direkt für Gleichstrom-Schnellladung. Zwar ist die obere Hälfte eines CCS-Anschlusses der J1772-Anschluss, öffentliche Gleichstrom-Schnellladestationen bieten jedoch nur den vollständigen CCS-Anschluss (DC). Fahrzeuge, die ausschließlich über einen J1772-Anschluss verfügen, können die Hochleistungs-Gleichstromanschlüsse nicht nutzen.
2. Sind CCS-Ladegeräte an öffentlichen Ladestationen weit verbreitet?
Ja.CCS-Ladegeräte (CCS1/CCS2) sind weltweit verbreitet. In Nordamerika ist das Netz weitverzweigt, und viele Ladestationen rüsten ihre Ladestationen neben CCS1-Anschlüssen auch mit NACS-Anschlüssen aus, um zukünftige Kompatibilität zu gewährleisten.
3. Unterstützen Tesla-Fahrzeuge CCS oder J1772?
Tesla-Fahrzeuge nutzen standardmäßig den NACS-Anschluss. Sie können an J1772 (AC)-Ladestationen mit einem Adapter geladen werden und haben außerdem mit einem vom Hersteller bereitgestellten CCS-Adapter Zugriff auf das CCS-Gleichstrom-Schnellladenetzwerk.
4. Welches ist schneller: CCS oder J1772?
CCS und NACS (J3400) sind deutlich schneller als J1772.Dies liegt daran, dass CCS und NACS Schnellladen mit Gleichstrom der Stufe 3 unterstützen, während J1772 auf langsames Laden mit Wechselstrom der Stufen 1/2 beschränkt ist.
5. Welche Ladeleistung hat ein J1772-Ladegerät?
J1772-Ladegeräte unterstützen typischerweise das Laden auf Level 1 (120 V, 1,4-1,9 kW) und Level 2 (240 V, 3,3-19,2 kW).
6. Was ist die maximale Ladeleistung eines CCS-Ladegeräts?
CCS-Ladegeräte unterstützen typischerweise Ladeleistungen von 50 kW bis 350 kW, abhängig von der Ladestation und dem Fahrzeug.
7. Wie hoch sind die typischen Hardwarekosten für J1772- und CCS/NACS-Ladegeräte?
J1772 Level 2-Geräte kosten üblicherweise zwischen 300 und 1.000 US-Dollar (ohne Hausinstallation). DCFC-Geräte (CCS/NACS) (50–150 kW) kosten üblicherweise zwischen 10.000 und über 40.000 US-Dollar (nur die Hardware). Hinweis: Die Gesamtprojektkosten für DCFC-Geräte übersteigen oft 100.000 US-Dollar.
8.Wird CCS1 in Nordamerika schrittweise abgeschafft?
CCS1 befindet sich in einer Übergangsphase. Obwohl sich die meisten Automobilhersteller ab 2025/2026 auf NACS-Anschlüsse festgelegt haben, wird CCS1 für die Millionen bereits existierender Elektrofahrzeuge anderer Hersteller (außer Tesla) noch jahrelang unerlässlich bleiben. Ladenetze entwickeln sich hin zu Dual-Port-Stationen (CCS1 + NACS).
8. Zukünftige Trends und Nutzerempfehlungen
Mit dem anhaltenden Wachstum des Marktes für Elektrofahrzeuge segmentiert sich die Ladeinfrastruktur zunehmend nach Region und Anwendungsfall:
•Globaler Standard: CCS2bleibt der Nicht-Tesla-Standard in ganz Europa und anderen wichtigen globalen Märkten.
•Nordamerika: SAE J3400 (NACS)CCS1 entwickelt sich rasant zum dominierenden neuen Standard für das Schnellladen von Pkw und wird von nahezu allen großen Automobilherstellern unterstützt. CCS1 bleibt während der Übergangsphase von entscheidender Bedeutung.
•Laden zu Hause: SAE J1772(Level 2) wird aufgrund seiner Universalität und Einfachheit weiterhin den Markt für kostengünstige, langsam ladende Heim- und Arbeitsplatzgeräte dominieren.
Für Verbraucher hängt die Wahl vom Standort ab. In Europa ist CCS2-Kompatibilität Pflicht. In Nordamerika hängt die Wahl eines Fahrzeugs mitnatives NACS (J3400)ist der beste Weg, Ihre Investition zukunftssicher zu machen, während derzeitige Nicht-Tesla-Besitzer auf die bestehenden angewiesen sind.CCS1Netzwerk und Adapter für den Supercharger-Zugang. Der Trend geht hin zuDoppelanschluss-Ladestationenum sowohl die aktuelle CCS-Flotte als auch die zukünftige NACS-Flotte zu bedienen.
Veröffentlichungsdatum: 31. Oktober 2024