North American Charging Standard

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NACS Steckkontakt
Vergleich SAE J1772 (Typ 1, Fahrzeugseite), NACS (in der Mitte) und Mennekes (Typ 2)
CCS1-Stecker „Frankenplug“ mit manuellem Typ1-Verriegelungshaken oben und DC-Kontakten unten. Die AC-Pins L1 und N sind ohne Kontakte vorhanden
CCS2-Stecker mit Zusatzgriff anstatt direktem Griff am Kabel. Die Verriegelungsöffnungen sind erkennbar

Der North American Charging Standard, wörtlich nordamerikanischer Ladestandard, kurz NACS, ist die von Tesla in Nordamerika[1] seit 2012 im Tesla Supercharger Schnellladenetzwerk und auch beim Laden zuhause und bei „Destination Charging“ wie Hotels eingesetzte Steckverbindung, die nach Freigabe durch Tesla seit 2023 als SAE J3400 herstellerübergreifend normiert wird und von fast allen anderen Elektroauto-Herstellern in Zukunft verbaut werden wird, somit De-facto-Standard wird.

Grund für das Angebot seitens Tesla ist u. a. Zugang zu Fördergeldern gemäß den Ende 2021 verabschiedeten Gesetzen (Infrastructure Investment and Jobs Act IIJA bzw. Bipartisan Infrastructure Law BIL), Beweggrund für die Annahme seitens der Wettbewerber ist die deutlich bessere Anzahl, Verbreitung, Zuverlässigkeit, Handhabung und automatische Freischaltung bei Superchargern im Vergleich zum Angebot an CCS1-Schnellladern. Weitere Motivation ist die kompakte Form des Tesla-Steckers, der kaum dicker ist als das Kabel selber. Der auf dem SAE J1772 Typ1-Stecker basierende CCS1-Kombistecker dagegen ist eine Kombination aus AC-Teil mit der manuell zu bedienenden Typ1-Hakennase oben sowie hervorstehenden DC-Kontakten unten. Diese Kombination wird oft noch mit einem zusätzlichen Handgriff ausgestattet und ist deutlich größer und schwerer zu handhaben als der in Europa übliche CCS2-Stecker mit fahrzeugseitiger Verriegelung oder das schlanke NACS-Kabel. CCS1 wird oft als „Frankenplug“ abgelehnt.

Da die beiden großen Steckkontakte im Fahrzeug entweder Gleichstrom oder einphasigen Wechselstrom übertragen sollen, muss die Erkennung und Verschaltung mit Zusatztechnik im (oder per Adapter am) Auto erfolgen, anstatt wie bei CCS bereits galvanisch getrennt zu sein. NACS und CCS1 erlauben keinen dreiphasigen Drehstrom wie CCS2 bzw. wie die US-Variante SAE J3068 des IEC 62196 Typ 2 obwohl dreiphasiges Laden mit 480 V in den USA im Nutzfahrzeugbereich verbreitet ist. Tesla hat zwar Ende 2023 den Cybertruck mit 800-Volt-Akku eingeführt, das Superchargernetzwerk ist aber noch weitgehend auf ca. 400 V ausgelegt.

Geschichte

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Tesla begann 2012 mit der Errichtung seiner Ladestationen unter dem Namen „Tesla Supercharger“. Statt der japanischen CHAdeMO-Steckverbindung fürs Laden mit Gleichstrom entschloss sich Tesla, eine eigene Steckverbindung zu schaffen. Über die gleiche Buchse am Fahrzeuge kann dabei über Adapter auch mit Wechselstrom geladen werden.

In Europa wurde der Tesla-Stecker an den Superchargern nicht eingesetzt, da die EU-Gesetzgebung auf das Combined Charging System (CCS) normiert hat. Auch die Tesla-Fahrzeuge wurden hier mit dem Combo-2-Steckkontakt ausgerüstet, der ebenso das Laden mit Gleich- und Wechselstrom unterstützt.

Bis 2020 waren die Tesla Schnellladestationen ausschließlich für die Benutzung durch Fahrzeuge der eigenen Marke eingeschränkt. Ab November 2021 begann Tesla Schritt für Schritt mit der Öffnung für Fremdmarken. Freischaltung und Bezahlung erfolgen für Nicht-Tesla-Fahrzeuge durch eine Smartphone-App (im Gegensatz zum „Plug&Charge“-Prinzip, das bei Tesla-Fahrzeugen gilt), da Kartenleser und ähnliche Vorrichtungen nicht vorgesehen waren.

Die amerikanische Regierung begann ab 2022 damit, die Errichtung von Schnellladestationen zu fördern (7,5 Milliarden Dollar für 500.000 Ladepunkte).[2] Um davon zu profitieren, ist jedoch ein standardisierter Ladestecker verpflichtend. Tesla reagierte darauf und begann ab 2023 an neuen Superchargern in Nordamerika zusätzlich CCS-Stecker zu installieren, die sogenannten „Magic Dock“.[3] Außerdem veröffentlichte Tesla im November 2022 die Spezifikation der bisher proprietären Ladeverbindung, und bot diesen zur freien Lizenzierung und möglichen weiteren Standardisierung an.[4]

Die Tesla Supercharger entwickelten nach der Öffnung eine dominierende Stellung beim Schnellladen. Neben der Menge der Ladepunkte spielte auch die Verfügbarkeit[Hinweis 1] und Einfachheit der Freischaltung eine Rolle.[Hinweis 2] Ende Mai 2023 gab Ford bekannt, ab 2025 den Ladeanschluss von Tesla alias NACS in den Fahrzeugen zu verbauen.[5] Zwei Wochen später gab auch General Motors bekannt, das NACS Steckerdesign ab 2025 zu integrieren.[6] Zu diesem Zeitpunkt lag das Verhältnis NACS zu CCS in Nordamerikas Schnellladelandschaft bereits bei 60 zu 40 Prozent.[6] GM und Ford gaben an, die Supercharger in ihre Software zur Planung der Ladestopps ab 2024 zu integrieren.

Die Normierung begann im Juni 2023 und wurde im Juli unter SAE J3400 gelistet. Das Ziel dieser Bemühungen ist, die Bezahlfunktion und andere Vehicle-To-Grid-Funktionen herstellerübergreifend sicherzustellen.[7][8] Bis Juli 2023 folgten dann weitere Hersteller, die auf die NACS-Steckverbindung setzen. Sieben der Hersteller, Ford, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan, Polestar, Rivian und Volvo, erklärten im Juli 2023, gemeinsam eine Ladeinfrastruktur mit 30.000 Schnellladepunkten mit Combo-1- und NACS-Anschlüssen in Nordamerika errichten zu wollen.[9]

Der Ladenetzbetreiber Electrify America[Hinweis 3] hat im Juni 2023 angekündigt, seine bestehenden und zukünftigen Säulen ab 2025 auch mit NACS auszurüsten.[10][11]

Im Oktober 2023 kündigten weitere Hersteller den Wechsel zu NACS an: BMW, Toyota, Hyundai, Kia, Genesis, Honda, Acura und Fisker.[11] Dies erfolgt unterschiedlich zwischen Ende 2024 und Anfang 2026.[11] Im November 2023 schloss sich Subaru an.[12][Hinweis 4] Im Dezember 2023 kündigte die Volkswagen AG an, dass zukünftige Fahrzeuge der Marken Volkswagen, Audi, Porsche und Scout Motors Inc. ab 2025 NACS unterstützen werden.[13]

Im Dezember 2023 legte die SAE den Technical Information Report zur Norm J3400 vor (Abschluss der Beratungsphase).[14] Die finale Verabschiedung (Recommended Practice) erfolgte im Dezember 2024, wobei die gleiche Abkürzung NACS nun für SAE's North American Charging System steht.[15]

Die zuständige Regierungsbehörde (Joint Office of Energy and Transportation) unterstützt die Normierung und erwartet eine breite Einführung im Jahr 2025.[14][16][Hinweis 5]

Im Februar 2024 kündigte dann auch Stellantis an, ab 2025 den neuen Standard J3400 in einigen Modellen zu übernehmen. Im Gegensatz zu anderen Unternehmen meldete es keine Lizenzierung mit Tesla und gab auch keinen Zugang zu Tesla Superchargern bekannt.[17][Hinweis 6] Seit dem Zeitpunkt verbleibt von den großen Herstellern nur Mitsubishi (ist allerdings Teil von Renault-Nissan) ohne Stellungnahme zum NACS.[18]

Beschreibung

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Die NACS-Spezifikation beschreibt als maximale Gleichspannung 1000 Volt wie sie bei Ultraschnellladern nach CCS 1 und 2 üblich sind. Hinsichtlich Stromstärke bei Gleichstrom macht sie keine Angaben, sondern überlässt es dem Autobauer. Einzige Bedingung seitens NACS ist, dass der Anschluss nicht wärmer wird als 105 °C. Tesla behauptet erfolgreich Ultraschnellladungen mit Stromstärken über 900 A absolviert zu haben, wobei die Ladebuchse, also fahrzeugseitig, nicht flüssigkeitsgekühlt werden musste. Dies würde eine Ladeleistung von 900 kW ergeben. Tatsächlich eingesetzt wurden bisher maximal 500 Ampere bei maximal 500 Volt (entsprechend 250 kW), wobei diese V3 Supercharger mit wassergekühlten Kabeln ausgestattet sind.[19]

Zu beachten ist, dass es eine „500V configuration“ und eine „1000V configuration“ in der Spezifikation 1.1 mit anderen Schutzabständen gibt, sodass die 1000 Volt erst an V4 Superchargern abgerufen werden können, die diese Stecker einsetzen. Ende 2023 zeigte sich in den USA allerdings, dass alle V4 Supercharger an Konverterstationen für V3 hängen, sodass auch der Cybertruck mit 800-Volt-Bordnetz nicht die erweiterte Spezifikation nutzen kann.[20][21]

Die NACS-Stecker eignen sich außerdem für Wechselstrom, die mit maximal 80 Ampere bei maximal 277 Volt spezifiziert sind (der obere Wert für Haushalte mit Drehstromanschluss in den USA). Für den verbreiteten Split-Phase-Anschluss (Einphasen-Dreileiternetz) sind es typisch 48 Ampere bei 240 Volt.

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Commons: North American Charging Standard – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. ↑ Kanada, USA mit Hawaii, Alaska und Puerto Rico, sowie Mexiko. Stand 2024 ist der südlichste SuC in Acapulco, der südlichste DeC in Tapachula - https://www.tesla.com/findus
  2. ↑ Iris Martinz: Weißes Haus stellt Plan zum Ausbau des E-Ladenetzes vor. Elektroauto News;.
  3. ↑ Luca Leicht: Dank Magic Dock darf jeder an Teslas Supercharger. auto motor sport, 28. März 2023;.
  4. ↑ https://www.tesla.com/en_eu/blog/opening-north-american-charging-standard November 11, 2022
  5. ↑ Cora Werwitzke: Ford verbaut in E-Autos ab 2025 Ladeport von Tesla. Electrive.net, 26. Mai 2023;.
  6. ↑ a b Michael Neißendorfer: General Motors bindet Tesla Supercharger ein und setzt auf NACS statt CCS. Elektroauto News;.
  7. ↑ SAE International Announces Standard for NACS Connector, Charging PKI and Infrastructure Reliability. SAE International, 27. Juni 2023; (englisch).
  8. ↑ SAE J3400: NACS Electric Vehicle Coupler. SAE International, 11. Juli 2023; (englisch).
  9. ↑ Henning Peitsmeier: Sieben Autohersteller laden bald gemeinsam. FAZ, 26. Juli 2023;.
  10. ↑ Electrify America to add North American Charging Standard (NACS) connector by 2025. In: prnewswire.com. 9. Juni 2023, abgerufen am 27. Oktober 2023.
  11. ↑ a b c Markus Schönfeld, Luca Leicht, Uli Baumann: VW-Konzern wird in den USA zum Nachzügler. auto motor sport, 20. Oktober 2023;.
  12. ↑ Carla Westerheide: Auch Subaru setzt in Nordamerika auf NACS. electrive.net, 1. November 2023;.
  13. ↑ Volkswagen, Audi, Porsche and Scout Motors brands to implement the North American Charging Standard in future electric vehicles. In: Volkswagen AG. 19. Dezember 2023, abgerufen am 22. Dezember 2023 (englisch).
  14. ↑ a b Bill Visnic: SAE completes next step to standardize Tesla-developed EV charging connector. SAE, 19. Dezember 2023;.
  15. ↑ J3400_202409: North American Charging System (NACS) for Electric Vehicles - SAE International. In: SAE International. 30. September 2024, abgerufen am 2. Oktober 2024.
  16. ↑ Biden-Harris Administration, U.S. Joint Office of Energy and Transportation Applaud Critical Milestone for SAE J3400 EV Charging Connector Standard. Joint Office of Energy and Transportation, 19. Dezember 2023;.
  17. ↑ Sebastian Schaal: Stellantis steigt in Nordamerika auf NACS um. electrive.net, 13. Februar 2024;.
  18. ↑ Tesla Charging Standard Sweeps Across EVs: Here's When the Switch Will Happen. In: CNET. Red Ventures, abgerufen am 25. Februar 2024.
  19. ↑ Andreas Donath: Tesla bringt Supercharger V3 mit Wasserkühlung in Position. Golem, 8. März 2019;.
  20. ↑ Fred Lambert: Tesla’s charging network is not ready for Cybertruck. Electrek, 30. November 2023; (englisch).
  21. ↑ Daniel Zlatev: Cybertruck charge time is 20 minutes at 350kW V4 Supercharger as Tesla splits the battery in 400V units. NotebookCheck, 2. Dezember 2023;.

Hinweise:

  1. ↑ die tatsächliche Verfügbarkeit lag bei Tesla über 99 %, und defekte Ladepunkte wurde in der App korrekt angezeigt.
  2. ↑ Probleme mit den Ladekarten hatten in Deutschland dazu geführt, dass der Gesetzgeber die Anbieter von öffentlichen Ladestationen verpflichtete, ab Januar 2023 mindestens Bankkarten zu akzeptieren.
  3. ↑ nach dem Abgasskandal als Unternehmen der Volkswagen Group gegründet
  4. ↑ In Kooperation mit Toyota.
  5. ↑ die Behörde ist zuständig für das Bipartisan Infrastructure Law zur Elektrifizierung im Umfang von 108 Milliarden US-Dollar (Stand 2023), darunter das Paket für Schnellladestationen
  6. ↑ Stellantis ist Gründungsmitglied von Ionna, das eigene HPC-Ladepunkte bereitstellen wird.
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