Ladestecker

Für europäische Elektrofahrzeuge ist der Steckertyp Typ-2-Stecker standardisiert. Die 2016 erlassene Ladesäulenverordnung schreibt vor, dass neu errichtete öffentlich zugängliche Ladestationen, die Wechselstrom abgeben, mit einem Stecker oder einer Kupplung nach IEC Typ 2 ausgestattet werden müssen. Sofern sie Gleichstrom abgeben, muss ein Anschluss mit Combo-2-Kupplung installiert werden.

„Stromtankstelle“ ohne Typ-2-Anschluss:
Einphasig, 230V: Schukosteckdose (blau, klein)
Caravanstecker (blau 16 A)
Dreiphasig, 400V: Drehstromsteckdose (rot 32 A)

Bezogen auf Einphasen-Wechselstrom mit 230/240 Volt können (teilweise über Adapter oder ICCB-Kabel) derzeit (Anfang 2016) alle Fahrzeuge an vorhandenen Steckdosen geladen werden, sofern diese konstant 10 A liefern können. Nachteilig ist dabei die auf 2,3 kW begrenzte Ladeleistung.[3]

Vor der Einführung des Typ-2-Systems waren in Europa Ladestationen auf Basis des CEE-Systems entstanden. Dabei wurden neben Haushaltssteckdosen vor allem Steckverbinder nach IEC 60309 genutzt, die sich aufgrund der Robustheit im Außenbereich durchgesetzt haben.[4] Stecker für 400-Volt-Drehstrom und Ladeströmen von 16 A bis 63 A (3L+N+PE, 6h – roter 5-poliger Baustromstecker) bieten dabei hohe Ladeleistungen, während für 230 V Wechselstrom der blaue 3-polige Stecker mit Einphasen-Ladestrom von 16 A (L+N+PE, 6h – Camping- oder Caravanstecker) verwendet wird.

Aufgrund des Einsatzes solcher Stecker in Gewerbe und Wirtschaft sowie bei Campingfahrzeugen und Booten wurden damit zahlreiche Ladepunkte für Elektrofahrzeuge geschaffen. Auch einige nichtkommerzielle Aktivitäten zum Aufbau einer umfassenden Ladeinfrastruktur verwendeten diese Stecksysteme.

Für den Bereich der Elektroautos wurde noch vor deren breiter Markteinführung auf einen einheitlichen Steckerstandard gedrungen. Dennoch haben sich mehrere Vorschläge verbreitet.

Als Vorteile gelten vereinheitlichte Stecker für verschiedene Ladeleistungen und teilweise eine bessere Handhabung. Nachteilig ist die geringere Verbreitung und die höheren Kosten für private und nichtkommerzielle Nutzer.

Ladekabel für Elektrofahrzeuge, netzseitig mit „Mennekes-Stecker“ (Typ 2), autoseitig SAE J1772–2009 (Type 1) bis 3,3 kW

In Deutschland und Frankreich haben sich die Autohersteller auf einen Vorschlag des Stecksystemherstellers Mennekes geeinigt, der aus vorhandenen IEC-60309-Steckervarianten der Firma erstellt wurde, bei denen den Drehstromsteckern zusätzliche Signalpins hinzugefügt wurden (auch als „CEEplus“ bekannt). Dieser Ladestecker wurde in VDE-AR-E 2623-2-2 standardisiert und für die nächste Version der internationalen Norm IEC 62196 eingereicht. Es handelt sich um einen 7-poligen runden Stecker in der Größe der bisherigen 16-A-Stecker (56 mm Durchmesser[4]), der den Anschluss an das in Europa verbreitete 400-Volt-Dreiphasennetz erlaubt (spezifiziert bis 63 Ampere Ladestrom). Zusätzlich kann auch mit 230-V-Einphasen-Wechselstrom geladen werden. Die Unterscheidung des maximalen Ladestroms und der Spannungsversorgung wird dabei über die beiden zusätzlichen Kontakte signalisiert. Die Leistungskodierung erfolgt vorerst entsprechend IEC 62196-1 über Widerstandsbrücken. Für die Autorisierung an öffentlichen Ladestationen ist ein RFID-Chip vorgesehen, der auch in das Steckergehäuse eingelassen werden kann. Der Mennekes-Vorschlag bzw. VDE-Normstecker für Ladestationen ist so auch als IEC 62196-2-X bekannt, nach dem in der Entwicklung befindlichen Folgestandard.

In Nordamerika wurde der aus dem Jahre 2001 bekannte Standard SAE J1772 überarbeitet (es war ursprünglich ein eckiger Stecker für Flur- und Hubwagen). Die nordamerikanischen Autohersteller einigten sich auf den Yazaki-Vorschlag. Es handelt sich um einen 5-poligen runden Stecker mit 43 mm Durchmesser, der für den Anschluss an Einphasen-Wechselstrom gedacht ist. Dabei enthält die Spezifikation Vorgaben für den Anschluss an den in Nordamerika üblichen 120-Volt-Haushaltsstrom (Level 1 spezifizierter Ladestrom bis 16 Ampere bei maximal 120 Volt) als auch den in Europa üblichen 230-Volt-Haushaltstrom (Level 2 spezifizierter Ladestrom bis 80 Ampere bei maximal 230 Volt).

CHAdeMO-Ladestecker

Hinzu tritt der in Japan erstellte Standard (JARI Level 3 DC), der als CHAdeMO-System bereits in Japan, Nordamerika sowie zunehmend in Europa eingesetzt wird und von den japanischen Automobilherstellern Mitsubishi, Nissan und Subaru unterstützt wird. Zu bemerken ist hier, dass es sich um hohe Gleichströme handelt, die von der Ladestation nach Kommunikation mit der Fahrzeugelektronik direkt an die Antriebsbatterie geliefert wird.

Allen Standards gemeinsam ist die Spezifikation für das Kontrollprotokoll zwischen Ladestation und Fahrzeug auf Basis des Standards IEC 62196. Dieser sieht einen Stromabruf bis zu 250 Ampere bei bis zu 690 Volt Dreiphasenstrom vor, benennt aber auch Ladezyklen für Einphasen- und Gleichstromnetze.

Sowohl der Yazaki-Vorschlag als auch der Mennekes-Vorschlag nutzen zwei Zusatzkontakte – ein nacheilender Schutzkontakt, ohne den die Ladestation stromfrei ist, und ein vorauseilender Signalkontakt, über den auch eine Verriegelung aktiviert werden kann. Die Zusatzkontakte werden für den Anschluss an Haushaltssteckdosen überbrückt (entsprechend maximal 16 Ampere bei 230 Volt).

Ein ursprünglicher Entwurf für einen Typ-3-Stecker der sogenannten EV Plug Alliance konnte sich nicht durchsetzen.

Tesla hatte für die Tesla-Supercharger-Ladestationen (ab 2012) einen proprietären Stecker entwickelt. Aufgrund der EU-Gesetzgebung wurde er in Europa jedoch nicht angewendet. Nachdem Tesla die Supercharger auch für das Laden anderer Elektrofahrzeuge öffnete, mit dem notwendigen Adapter, stellte sich in Nordamerika eine Marktüberlegenheit bei Schnellladestationen ein. Im November 2022 veröffentlichte Tesla die Spezifikation für den Ladeanschluss als North American Charging Standard (NACS) und reichte es zur Standardisierung unter SAE J3400 ein. In der Folge lizenzierten andere Firmen den Stecker für den nordamerikanischen Markt, einschließlich Firmen, die bisher schon eigene Ladestationen mit dem SAE J1772 errichtet hatten. Bis Juli 2023 haben Ford, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan, Polestar, Rivian und Volvo angegeben, zukünftige Modelle mit dem NACS in Nordamerika auszuliefern, und die alten Ladeanschlüsse nur noch über Adapter zu unterstützen.