Soorten laders voor elektrische voertuigen

CCS1 en CCS2 zijn twee varianten van het gecombineerde laadsysteem (CCS) voor elektrische voertuigen, die verschillen in ontwerp, functionaliteit en regionaal gebruik. CCS1 wordt voornamelijk gebruikt in Noord-Amerika en CCS2 in Europa en andere regio's.

Verschillen in geografisch gebruik

CCS1 is de dominante oplaadstandaard in Noord-Amerika, inclusief de Verenigde Staten en Canada, terwijl CCS2 wijdverspreid is in Europa, Australië en andere regio's. Deze geografische kloof in oplaadstandaarden stelt fabrikanten en bestuurders van elektrische voertuigen voor uitdagingen, vooral als het gaat om internationaal reizen of export van voertuigen. De regionale voorkeuren voor deze connectoren hebben geleid tot de ontwikkeling van marktspecifieke EV-modellen en laadinfrastructuur, die het wereldwijde landschap van elektrische mobiliteit vormgeven.

Connector-ontwerp en pinnen

Het ontwerp en de pinconfiguratie van CCS1- en CCS2-connectoren weerspiegelen hun verschillende oorsprong en mogelijkheden:

• CCS1 gebruikt een Type 1 (J1772) AC-connector met twee extra DC-pinnen, wat resulteert in een omvangrijkere 7-pins configuratie.
• CCS2 is gebaseerd op de Type 2 (Mennekes) AC-connector, met een meer gestroomlijnd 9-pins ontwerp.
• De extra pinnen in CCS2 verbeteren de communicatie tussen het voertuig en het laadstation en maken geavanceerde functies zoals bidirectioneel laden mogelijk.
• Het ontwerp van de CCS2 maakt een hogere stroomverwerking mogelijk en ondersteunt tot 350 ampère in vergelijking met de 200 ampère van de CCS1, wat bijdraagt tot snellere laadmogelijkheden.

Vergelijking laadmogelijkheden

De oplaadmogelijkheden van CCS1- en CCS2-connectoren verschillen aanzienlijk, wat hun prestaties en veelzijdigheid bij het opladen van elektrische voertuigen beïnvloedt:

• Opladen via wisselstroom: CCS1 ondersteunt enkelfasig AC-laden tot 7,4 kW, terwijl CCS2 zowel enkelfasig als driefasig AC-laden mogelijk maakt tot 43 kW. Dit geeft de CCS2 een aanzienlijk voordeel in AC-laadsnelheid en flexibiliteit.
• DC Snelladen: Zowel CCS1 als CCS2 ondersteunen DC snelladen, maar CCS2 heeft een hogere maximale stroomcapaciteit. CCS1 kan tot 200 ampère aan, terwijl CCS2 tot 350 ampère ondersteunt. Dankzij deze hogere stroomcapaciteit kan de CCS2 hogere laadsnelheden bereiken, waardoor de laadtijd voor compatibele voertuigen mogelijk wordt verkort.
• Vermogen: De hogere stroomcapaciteit van CCS2 vertaalt zich in een hoger potentieel vermogen. Hoewel specifieke vermogensniveaus kunnen variëren afhankelijk van het laadstation en de mogelijkheden van het voertuig, maakt het ontwerp van CCS2 in sommige gevallen vermogens van meer dan 350 kW mogelijk.
• Koelsysteem: De CCS2 is uitgerust met een vloeistofgekoeld systeem, dat het vermogen om hoge laadsnelheden aan te houden gedurende langere periodes verbetert. Deze eigenschap is vooral gunstig voor langeafstandsreizen en snellaadscenario's.
• Bidirectioneel opladen: De geavanceerde pinconfiguratie van CCS2 maakt bidirectioneel opladen mogelijk, waardoor vehicle-to-grid (V2G) en vehicle-to-home (V2H) toepassingen mogelijk worden. Deze functie wordt niet inherent ondersteund door de CCS1 standaard.

Deze verschillen in oplaadmogelijkheden benadrukken de evoluerende aard van de oplaadtechnologie voor EV's en de voortdurende inspanningen om de oplaadsnelheden en functionaliteit te verbeteren.

Compatibiliteitsuitdagingen voor voertuigen

Voertuigcompatibiliteit vormt een belangrijke uitdaging in het CCS1 vs CCS2-landschap. EV's die ontworpen zijn voor CCS1 kunnen niet rechtstreeks CCS2-laders gebruiken en omgekeerd zonder adapter, waardoor de functionaliteit in verschillende regio's beperkt wordt. Deze incompatibiliteit heeft geleid tot de ontwikkeling van marktspecifieke EV-modellen en laadinfrastructuur, wat het internationale reizen en de export van voertuigen bemoeilijkt. Om dit probleem aan te pakken, zijn sommige fabrikanten begonnen met het produceren van dubbelcompatibele voertuigen of het aanbieden van adapters, hoewel deze oplossingen gepaard kunnen gaan met extra kosten of lagere laadsnelheden.

Compatibiliteit met CCS1 en CCS2

CCS1- en CCS2-connectoren zijn niet rechtstreeks compatibel door hun verschillende fysieke ontwerpen en pinconfiguraties. De EV-industrie heeft echter oplossingen ontwikkeld om deze kloof te overbruggen:

• Adapters: Met speciale adapters kunnen CCS1-voertuigen opladen bij CCS2-stations en omgekeerd. Deze adapters kunnen snelladen tot 250kW ondersteunen, hoewel sommige adapters een lager vermogen hebben.
• Multi-standaard laadstations: Sommige oplaadnetwerken installeren stations met zowel CCS1- als CCS2-connectoren om voertuigen uit verschillende regio's aan te kunnen sluiten.
• Aanpassingen door fabrikant: Sommige EV-fabrikanten produceren voertuigen met dubbele laadpoorten of bieden regiospecifieke modellen om compatibiliteitsproblemen aan te pakken.

Hoewel deze oplossingen de cross-compatibiliteit verbeteren, kunnen ze gepaard gaan met beperkingen zoals lagere laadsnelheden of extra kosten. Naarmate de EV-markt evolueert, blijven inspanningen voor standaardisatie en verbeterde interoperabiliteit deze uitdagingen aanpakken.

Oudere voertuigen aanpassen voor CCS2

VIOX EV Oplaadadapter

Het aanpassen van oudere elektrische voertuigen om CCS2-laden te ondersteunen, wordt steeds belangrijker nu de standaard steeds meer ingang vindt. Voor Tesla-eigenaren in Europa is er nu een CCS2-retrofitoptie beschikbaar voor een gereduceerde prijs van 299 euro, in plaats van de oorspronkelijke 500 euro. Met deze retrofit kunnen oudere Model S- en Model X-voertuigen CCS2-laadstations gebruiken, waardoor hun oplaadopties en compatibiliteit met nieuwere infrastructuur worden uitgebreid.

Voor doe-het-zelf conversies van elektrische voertuigen is het implementeren van CCS2-compatibiliteit een uitdaging vanwege de complexe communicatieprotocollen. Sommige enthousiastelingen hebben echter succes geboekt met het gebruik van de BMW i3 LIM (Low Voltage Interface Module) voor de GreenPHY-communicatie die nodig is voor CCS2. Hoewel deze methode elektronica- en programmeervaardigheden vereist, biedt het een potentiële oplossing om CCS2-laden te integreren in aangepaste EV-projecten. Naarmate de EV-markt zich verder ontwikkelt, zullen er waarschijnlijk meer aftermarket-oplossingen komen, waardoor de CCS2-aanpassing toegankelijker wordt voor een breder scala aan voertuigen.

Veiligheid, zuinigheid en gebruiksgemak

Als we CCS1 en CCS2 analyseren vanuit het oogpunt van veiligheid, zuinigheid en praktische uitvoerbaarheid, komt CCS2 over het algemeen als de beste optie uit de bus:

• Veiligheid: CCS2 wordt als veiliger beschouwd vanwege het veiligere vergrendelingsmechanisme. De CCS1-connector is gebaseerd op een fysieke vergrendeling die kan breken, waardoor gevaarlijke boogflitsen kunnen ontstaan als de connector per ongeluk wordt losgekoppeld. Het ontwerp van CCS2 daarentegen maakt per ongeluk loskoppelen veel minder waarschijnlijk, waardoor de veiligheidsrisico's aanzienlijk afnemen.
• Economie: CCS2 is op lange termijn voordeliger dankzij de hogere oplaadmogelijkheden. Hij ondersteunt driefasig AC-laden tot 43 kW, vergeleken met het enkelfasige AC-laden tot 7,4 kW van de CCS1. Dit snellere opladen kan leiden tot kortere oplaadtijden en meer efficiëntie voor gebruikers. Bovendien kan een bredere wereldwijde toepassing van CCS2 leiden tot schaalvoordelen bij de productie en ontwikkeling van infrastructuur.
• Praktisch: CCS2 is praktischer dankzij het veelzijdige ontwerp dat zowel enkelfasig als driefasig AC-laden ondersteunt, evenals DC-snelladen met een hogere stroomsterkte. De compatibiliteit met een breder scala aan internationale normen maakt het ook praktischer voor wereldwijd gebruik, terwijl de bruikbaarheid van CCS1 grotendeels beperkt is tot Noord-Amerika.

Toekomstige trends in EV-laadstandaarden

De toekomst van EV-laadstandaarden evolueert snel, met verschillende belangrijke trends die de industrie vormgeven:

• Megawatt oplaadsysteem (MCS): Deze opkomende standaard is bedoeld om ultrasnel laden mogelijk te maken voor zware elektrische voertuigen, met vermogens tot 3,75 MW. De invoering van MCS zal de oplaadtijd voor grote commerciële voertuigen en vrachtwagens voor lange afstanden aanzienlijk verkorten.
• Draadloos opladen: Vooruitgang in de inductieve oplaadtechnologie maakt de weg vrij voor kabelvrije oplaadoplossingen. Deze systemen gebruiken elektromagnetische velden om stroom over te brengen van oplaadpads naar voertuigen, wat meer gebruiksgemak en mogelijkheden voor dynamisch opladen tijdens het rijden biedt.
• V2G-technologie (Vehicle-to-Grid): Door de integratie van V2G-mogelijkheden kunnen EV's niet alleen stroom onttrekken aan het net, maar deze ook weer teruggeven, wat bijdraagt aan de stabiliteit van het net en energiebeheer. Deze bidirectionele oplaadfunctie wordt steeds belangrijker naarmate het gebruik van EV toeneemt.
• Standaardisatie-inspanningen: Er zijn wereldwijde initiatieven om de oplaadstandaarden te harmoniseren, waarbij de Europese Unie en de Verenigde Staten werken aan interoperabiliteit voor elektrische zware voertuigen. Dit streven naar standaardisatie is bedoeld om het opladen te vereenvoudigen en de ontwikkeling van infrastructuur wereldwijd te versnellen.