Wichtige Erkenntnisse
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Standards und Protokolle für die EV-Ladeindustrie
Die Technologie, die die EV-Ladeindustrie antreibt, hat sich in den letzten Jahren stark weiterentwickelt. Da EVs zu einem selbstverständlichen Bestandteil des Verkehrssystems werden, erleben wir derzeit eine Entwicklung hin zur Standardisierung von Ladegeräten und zur Einführung neuer Branchenprotokolle für Interoperabilität. Es ist heute mehr denn je eine besondere Herausforderung, mit den neuen Entwicklungen Schritt zu halten und sicherzustellen, dass die Technologien den neuesten Vorschriften und EV-Ladestandards entsprechen.
Betreiber von Ladestationen und Anbieter von E-Mobilitätsdiensten stehen beim internationalen Ausbau vor Herausforderungen, insbesondere im Umgang mit unterschiedlichen Protokollen, Vorschriften und verschiedenen Währungen sowie bei der Integration von Roaming-Funktionen in ihre Netzwerke.
In diesem Blogbeitrag haben wir eine Liste der Standards und Protokolle für das Laden von Elektrofahrzeugen zusammengestellt, die die für den gesamten Markt für Elektrofahrzeuge erforderliche Flexibilität bieten. Die Standardisierung in der Branche wird ein wichtiger Faktor für die zukünftige Entwicklung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge sein.
Ladeprotokolle und -standards für Elektrofahrzeuge
Standard-Ladestecker für Elektrofahrzeuge
Steckverbinder vom Typ 1 und Typ 2
Steckverbinder vom Typ 1 wurden vor allem in Nordamerika und Japan verwendet. Diese Steckverbinder, die auch als SAE J1772 (da die Norm von SAE International – ehemals Society of Automotive Engineers – gepflegt wird) oder kurz als J-Stecker bezeichnet werden, verfügen über 5 Pole und können über eine einphasige Wechselstromleitung eine Leistung von bis zu 19,2 kW (80 A bei 240 V) liefern. Das Ein- und Ausstecken des Steckers am Fahrzeug erfolgt über einen manuellen Mechanismus. Der 2009 fertiggestellte Stecker wurde in die internationale Norm IEC 62196 für Ladegeräte von Elektrofahrzeugen aufgenommen, die Stecker, Buchsen, Steckdosen, Fahrzeugstecker und Fahrzeugeinlässe regelt.
Steckverbinder vom Typ 2 waren das europäische Pendant zum nordamerikanischen Typ 1 und werden oft als „Mennekes“ bezeichnet, nach dem deutschen Unternehmen, das sie entwickelt hat.
Diese 2013 eingeführten Steckverbinder verfügen über 7 Pole und können über eine einphasige Leitung mit 70 A oder eine dreiphasige Leitung mit 63 A bei einer maximalen Spannung von 500 V eine Leistung von bis zu 43 kW liefern. Die höhere Nennleistung machte sie für das Schnellladen geeignet. Diese Stecker verfügen über einen automatischen Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus, der vom Fahrer betätigt wird. Wie der Typ 1 wurden auch die Typ-2-Stecker in die Norm IEC 62196 aufgenommen.
Jeder dieser Stecker verfügt über eine Control-Pilot-Leitung (CP) (gemäß IEC 61851-1), die für die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Ladegerät mittels eines Pulsweitenmodulationssignals (PWM) genutzt wird. Ein Ladevorgang ist in sechs Zustände unterteilt, die durch die Spannung der CP-Leitung angezeigt werden: Standby, Fahrzeug angeschlossen, Laden erlaubt, Belüftung, EVSE-Abschaltung, Fehler. Wenn beispielsweise eine einwandfreie Verbindung zwischen der EVSE und dem Fahrzeug hergestellt wird, ändert sich die CP-Spannung von 12 V auf 9 V. Der „Tastgrad“ (die Impulsdauer) bestimmt den maximalen Strom, den die EVSE an das Fahrzeug liefern kann. Ein Tastgrad von 10 % bedeutet beispielsweise, dass 6 A zur Verfügung stehen, während ein Tastgrad von 96 % bedeutet, dass 65 A zum Laden zur Verfügung stehen.
Seit der Einführung des CCS-Standards wurden die Steckverbinder vom Typ 1 und Typ 2 aus dem Verkehr gezogen, und man würde heute kaum noch einen davon finden.
CCS – Standard für kombinierte Ladesysteme
Der Combined Charging System Standard (CCS) deckt mehrere Aspekte des Ladens von Elektrofahrzeugen ab, darunter Wechselstrom- und Gleichstromladen, Kommunikation zwischen Ladestation und Fahrzeug, Lastausgleich, Authentifizierung und Autorisierung zum Laden sowie den Fahrzeugstecker (den Stecker am Ende des Ladekabels und die entsprechende Steckdose im Fahrzeug). Der Begriff „kombiniert” bezieht sich darauf, dass das CCS im Wesentlichen das schnelle Gleichstromladen durch eine Erweiterung der Wechselstromstecker vom Typ 1 und Typ 2 hinzufügt, was zu den Steckern Combo 1 (CCS1) und Combo 2 (CCS2) führt, die jeweils eine Leistung von bis zu 350 kW liefern können. CCS-1-Stecker sind in Nordamerika verbreitet, während CCS-2-Stecker in Europa zu finden sind.
Der CCS-Standard wurde von sieben Automobilherstellern (Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche und Volkswagen) eingeführt, wobei der erste Prototyp im Mai 2012 vorgestellt wurde. Im Jahr 2014 verabschiedete die Europäische Union CCS2 als Anforderung für EV-Ladenetzwerke. In den USA wurden 2016 die ersten umfangreichen CCS-Netzwerke entlang der Hauptverkehrsachsen der Ost- und Westküste fertiggestellt.
Heute müssen Unternehmen in den USA, die einen Teil der 7,5 Milliarden US-Dollar an Bundesmitteln für das nationale EV-Ladenetz in Anspruch nehmen möchten, CCS unterstützen.
NACS – Nordamerikanischer Ladestandard
Tesla dominiert seit 2012 den nordamerikanischen Markt für Elektrofahrzeuge. Das Unternehmen hat nicht den in den USA und Europa üblichen CCS-Standard übernommen, sondern ein eigenes Ladesystem entwickelt. Im November 2022 veröffentlichte Tesla seine Spezifikationen und kündigte sie als North American Charging Standard (NACS) an. Tesla-Ladestationen sind zahlreicher als CCS-Ladestationen aller anderen Anbieter zusammen und damit der gängigste Standard in den USA. Wie die CCS-Combo-Stecker bietet NACS sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstromladung in einem Stecker, jedoch übertrifft seine Kapazität die von CCS und kann bis zu 1 MW Leistung bei Gleichstrom liefern.
Sowohl Ford als auch General Motors haben angekündigt, den NACS-Standard zu übernehmen, und die ersten NACS-kompatiblen Fahrzeuge sollen 2025 bei GM und Ford vom Band laufen. Bis dahin müssen GM- und Ford-Fahrer einen Adapter verwenden, um NACS-Ladegeräte anzuschließen.
CHAdeMO
CHAdeMO ist ein Gleichstrom-Schnellladestandard, der 2010 in Japan von der CHAdeMO Association unter der Leitung der Tokyo Electric Power Company (TEPCO) und großer japanischer Automobilhersteller entwickelt wurde. Er war der weltweit erste weit verbreitete standardisierte Gleichstrom-Schnellladestecker und trug dazu bei, die frühe Einführung von Elektrofahrzeugen zu beschleunigen. Anfangs hatte CHAdeMO eine maximale Ausgangsleistung von 62,5 kW, spätere Standards ermöglichten dann 200 kW und 400 kW. Seit der 2020 veröffentlichten Version CHAdeMO 3.0 (auch bekannt als ChaoJi, gemeinsam mit China entwickelt) erlaubt der Standard Leistungen von bis zu 900 kW. CHAdeMO wurde in Japan flächendeckend eingesetzt und fand in den Anfangsjahren der öffentlichen Schnellladung auch in Europa und Nordamerika breite Akzeptanz. Heute ist er nach wie vor der wichtigste Gleichstrom-Schnellladestandard in Japan, wurde jedoch in Europa weitgehend durch CCS und in Nordamerika durch NACS und CCS ersetzt. Die meisten neuen Elektrofahrzeuge außerhalb Japans verfügen nicht mehr über einen CHAdeMO-Anschluss, obwohl viele Ladestationen CHAdeMO weiterhin unterstützen.
GB/T
GB/T ist der nationale Standard für das Laden von Elektrofahrzeugen in China und wurde von der chinesischen Normungsbehörde entwickelt. Im Gegensatz zu CCS und NACS verwendet GB/T unterschiedliche Stecker für das Wechselstrom- und Gleichstromladen. Der aktuelle GB/T-Standard wurde 2015 nach mehreren Überarbeitungen festgelegt und 2023 weiter verbessert. Die neueste Gleichstrom-Spezifikation unterstützt bis zu 1.200 kW (1.500 V und 800 A) und ist damit einer der leistungsstärksten Ladestandards, die derzeit verfügbar sind. GB/T wird fast ausschließlich auf dem chinesischen Festland verwendet, das über den weltweit größten Markt für Elektrofahrzeuge und das größte öffentliche Ladenetz verfügt, wobei Millionen von Ladepunkten nach diesem Standard errichtet wurden. Außerhalb Chinas beschränkt sich die Verbreitung auf eine kleine Anzahl benachbarter Märkte und auf importierte chinesische Fahrzeuge. Während GB/T in China nach wie vor der dominierende Stecker ist, wird der 2023 genehmigte ChaoJi-Standard der nächsten Generation gemeinsam mit der CHAdeMO Association entwickelt, um noch leistungsstärkeres Laden und eine größere internationale Kompatibilität zu ermöglichen. Er ist über einen Adapter abwärtskompatibel mit GB/T.
Standard-Ladestecker für Elektrofahrzeuge
| Stecker | Wird hauptsächlich verwendet in | Zusammenfassung |
| Typ-1- (SAE J1772) |
Nordamerika und Japan (vorwiegend Wechselstrom-Lademöglichkeiten zu Hause und am Arbeitsplatz; veraltete öffentliche Ladeinfrastruktur) |
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| Typ-2- (Mennekes) |
Europa (Laden mit Wechselstrom zu Hause, am Arbeitsplatz und am Zielort) |
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| CCS (Combined Charging System) |
CCS1: Nordamerika; CCS2: Europa (öffentliche Gleichstrom-Schnellladestationen) |
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| CHAdeMO | Japan (ältere DC-Schnellladetechnik) |
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| GB/T/ChaoJi | China |
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| NACS- (North American Charging Standard) |
Nordamerika |
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Eine Übersicht über gängige Steckertypen
Standards für Lade-Protokolle für Elektrofahrzeuge
OCPP – Offenes Ladepunktprotokoll
Das Open Charge Point Protocol (OCPP) ist ein Kommunikationsprotokoll für das Laden von Elektrofahrzeugen zwischen Ladestationen und einem zentralen Managementsystem. Es handelt sich um einen internationalen, quelloffenen und herstellerunabhängigen Standard, der kostenlos zur Verfügung steht.
Das Protokoll wurde von der Open Charge Alliance (OCA) für den Markt für EV-Infrastruktur entwickelt und gilt als De-facto-Standard für die Interoperabilität von Ladeinfrastrukturen zwischen Herstellern von Ladegeräten, Software- und Systemanbietern, Betreibern von Ladenetzwerken und Forschungsorganisationen. Das Protokoll ist ein bewährtes Mittel zur Kostenoptimierung und Risikominimierung bei Investitionen in vernetzte Infrastrukturen. Es bietet Infrastrukturbetreibern Flexibilität, unabhängig von EVSE zu sein, und ermöglicht EV-Fahrern einen einfachen Zugang.
Viele wichtige Akteure der Elektrofahrzeugbranche (Hersteller von Ladestationen, Energieversorger, Betreiber von Ladepunkten und Anbieter von Backoffice-Software) haben zur Entwicklung des Protokolls beigetragen.
Die neueste Version, OCPP 2.0.1, bietet zahlreiche neue und verbesserte Funktionen für die Geräteverwaltung, Transaktionsabwicklung, Sicherheit, intelligente Ladefunktionen, Unterstützung für Anzeige und Nachrichtenübermittlung sowie die Erweiterbarkeit von OCPP.
OCPP 2.0.1 bietet auch die Option, Plug-and-Charge für Elektrofahrzeuge zu unterstützen, die das ISO 15118 -Protokoll unterstützen.
OCPP 2.0.1 wurde in einem der Webinare der Open Charge Alliance.
ISO 15118-Norm – Bidirektionales Laden/Entladen
ISO 15118 ist eine internationale Norm für die bidirektionale digitale Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen und Ladestationen. Sie definiert eine V2G-Kommunikationsschnitt stelle für das bidirektionale Laden/Entladen von Elektrofahrzeugen.
Als wichtiger Wegbereiter des Plug & Charge ermöglicht ISO 15118 den Fahrern von Elektrofahrzeugen, den Ladestecker in das Auto zu stecken, zu laden und loszufahren, sobald der Ladevorgang abgeschlossen ist. Dieser Vorgang wird durch ein digitales Zertifikat im Fahrzeug ermöglicht, das die Kommunikation mit dem Ladepunktmanagementsystem (CPMS) ermöglicht. Dies ermöglicht einen nahtlosen End-to-End-Ladevorgang, der die automatische Authentifizierung und Abrechnung umfasst und die Verwendung einer RFID-Karte, einer App oder das Merken von PIN-Nummern überflüssig macht.
Roaming-Protokolle für das Laden von Elektrofahrzeugen
OCPI – Offene Ladepunktschnittstelle
Die Open Charge Point Interface (OCPI) wurde für den Austausch von Informationen über Ladestationen zwischen Betreibern von Ladestationen und Anbietern von E-Mobilitätsdiensten entwickelt, um ein skalierbares und automatisiertes Roaming für Elektrofahrzeuge zu ermöglichen.
Unterstützte Anwendungsfälle:
- Informationen zur Ladestation
- Autorisierung von Ladevorgängen
- Zölle
- Reservierung
- Roaming
- Bearbeitung von Registrierungen
- Intelligentes Laden
Die Spezifikation umfasst:
- Bereitstellung von Sitzungsinformationen einschließlich Standortdaten
- Senden von Fernbefehlen für Aktionen wie Reservierungen
- Bereitstellung von Verbindungsdaten (CDRs) fürAbrechnungszwecke
- Autorisierung von Ladevorgängen durch Austausch von Tokens
OCHP – Open Clearing House Protocol (e-clearing.net)
Das Open Clearing House Protocol (OCHP) ist ein Open-Source-Protokoll, das eine einfache und einheitliche Kommunikation zwischen einem Lademanagementsystem und einem Clearinghaussystem ermöglicht.
OCHP ermöglicht das nahtlose Laden von Elektrofahrzeugen über Ladestationsnetzwerke hinweg (E-Roaming). Mit OCHP können E-Mobilitätsdienstleister eine Verbindung zu Betreibern und Anbietern von EV-Ladesystemen herstellen, um Zugang zu deren Netzwerk zu erhalten.
OICP – Offenes Intercharge-Protokoll
OICP wurde von Hubject entwickelt und ist ein Kommunikationsstandard, der zwischen den Systemen von E-Mobilitätsdienstleistern (EMSP) und Ladestationsbetreibern (CPO) über die Hubject-Plattform implementiert wird.
Das Protokoll ermöglicht den Informationsaustausch auf der Grundlage vertraglicher Beziehungen zwischen EMSPs und CPOs an Hubject, sodass diese den Fahrern von Elektrofahrzeugen zuverlässiges Roaming anbieten können.
eMIP – Protokoll für die Interoperabilität der Elektromobilität
eMIP, bereitgestellt von GIREVE, ermöglicht das Roaming von Ladediensten durch die Bereitstellung einer Ladeautorisierung und einer Datenclearingstelle-API sowie den Zugriff auf eine umfassende Ladestationsdatenbank.
Energiemanagementprotokolle
OpenADR – Offene automatisierte Laststeuerung
OpenADR ist eine offene und sichere Grundlage für den interoperablen Informationsaustausch zur Erleichterung der automatisierten Laststeuerung.
Es wird in der Regel verwendet, um Informationen und Signale zwischen Verteilernetzbetreibern (VNB), Versorgungsunternehmen und Energiemanagement- und -steuerungssystemen zu senden, um den Energiebedarf in Spitzenzeiten auszugleichen.
OpenADR 2.0 ermöglicht die Standardisierung der Kommunikation zwischen Lastmanagement (DR) und dezentralen Energiequellen (DER) sowie automatisierte DR/DER-Prozesse. Außerdem vereinfacht es das Energiemanagement für Kunden und beseitigt gestrandete Vermögenswerte.
OSCP – Offenes intelligentes Ladeprotokoll 1.0
OSCP ist ein offenes Protokoll für die Kommunikation zwischen einem Ladepunkt-Managementsystem und einem Energiemanagementsystem eines Standortbesitzers oder einem DSO-System.
Das Protokoll kann verwendet werden, um dem Betreiber der Ladestation eine Echtzeitprognose der lokalen Stromnetzkapazität zu übermitteln. OSCP ermöglicht das kapazitätsbasierte intelligente Laden von Elektrofahrzeugen.

(Bildquelle: OCA)
| Protokoll | Beschreibung |
| OCPP (Open Charge Point Protocol) | Das branchenübliche Kommunikationsprotokoll zwischen E-Auto-Ladegeräten und dem Ladestellen-Managementsystem (CPMS) |
| OCPI (Open Charge Point Interface) | Ermöglicht das Roaming zwischen Ladenetzwerken, indem es Ladestationsbetreibern (CPOs) und Anbietern von E-Mobilitätsdiensten (EMSPs) den Austausch von Informationen ermöglicht, sodass Fahrer mehrere Ladenetzwerke mit einem einzigen Konto oder einer einzigen Zahlungsmethode nutzen können |
| ISO 15118 | Definiert die sichere Kommunikation zwischen einem Elektrofahrzeug und der Ladestation und ermöglicht Funktionen wie „Plug & Charge“ |
| OpenADR (Open Automated Demand Response) | Verbindet die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge mit Energieversorgern und Netzbetreibern. Dadurch können Ladenetzwerke automatisch auf Netzereignisse reagieren, indem sie die Ladeleistungen anpassen, Spitzenlasten reduzieren und an Lastmanagementprogrammen teilnehmen. |
| OSCP (Open Smart Charging Protocol) | Ermöglicht die Kommunikation zwischen Lademanagementsystemen und lokalen Energiemanagementsystemen oder Netzbetreibern, sodass der Ladevorgang optimiert werden kann, ohne die Standort- oder Netzgrenzen zu überschreiten |
Eine Übersicht über gängige Ladeprotokolle für Elektrofahrzeuge
Die Driivz-Plattform ist hardwareunabhängig und basiert auf offenen Branchenstandards für das Laden von Elektrofahrzeugen; sie unterstützt über 2.200 Ladegerätemodelle.
- Driivz ist eines der ersten Unternehmen, das von der Open Charge Alliance (Golden Node) offiziell für OCPP 2.0.1 zertifiziert wurde.
- Entspricht ISO 15118 und OCPP 2.0.1 und ermöglicht Vehicle-to-Grid-Kommunikation (V2G).
- Driivz war einer der ersten Anbieter, der vollständige OCPI-Unterstützung bot (bereits seit November 2018). Darüber hinaus war Driivz der erste Anbieter, der große Netzwerke in den USA (EVgo + ChargePoint) integrierte.
- Branchenübliche Protokolle – OCPI, OCHP, OICP (Hubject), eMIP und mehr.
- Plug-n-Charge – zur Verbesserung des Ladevorgangs und zur Vermeidung der Verwendung einer RFID-Karte.
- Autocharge – bietet eine „Plug & Charge“-ähnliche Funktionalität auf Basis der MAC-Adresse des Fahrzeugs.
- OpenADR-Zertifizierung
- Entspricht dem Eichrecht, dem deutschen Kalibrierungsgesetz.
- Proprietäre Protokolle – mit Tools zur Unterstützung und Integration beliebiger Protokolle.
