Inhoud
Sinds de introductie van de type 2-stekker voor het opladen van elektrische voertuigen is er gezocht naar manieren om hetzelfde systeem voor snelladen ook met gelijkstroom mogelijk te maken. Dit werd uiteindelijk mogelijk met de CCS-aansluiting, ook wel combi-aansluiting genoemd. In dit artikel komt u erachter hoe deze aansluiting verschilt van andere stekkers, en welke voordelen zij biedt.
Wat is een CCS-aansluiting en waarvoor wordt ze gebruikt?
CCS staat voor Combined Charging System. Dit is een standaard voor elektrische voertuigen en oplaadstations die zowel opladen met wisselstroom als gelijkstroom mogelijk maakt. Technisch gezien is het gebaseerd op het type 2-systeem, dat is ontwikkeld door het Duitse bedrijf Mennekes. De type 2-aansluiting is de standaard voor elektrische voertuigen en laadstations in heel Europa.
Het nadeel van de type 2-aansluiting is dat er alleen met wisselstroom (AC) kan worden opgeladen, hetgeen duidelijk langzamer is dan met gelijkstroom. Met een CCS-aansluiting is het opladen met zowel wisselstroom als gelijkstroom mogelijk. Weliswaar gaat het opladen met driefasige wisselstroom via type 2 aanzienlijk sneller, maar opladen met wisselstroom blijft een nadeel over lange afstanden.
Opladen met gelijkstroom via een CCS-aansluiting gaat vele malen sneller dan met wisselstroom: een elektrisch voertuig met een CCS-aansluiting kan aan een snellaadstation met gelijkstroom (DC) binnen 30 tot 60 minuten van 0 tot 80 % worden opgeladen. Bij een snellaadstation met wisselstroom (AC) kan de laadtijd oplopen tot maar liefst zes uur, afhankelijk van het laadvermogen van het oplaadstation en het voertuig.
Dat is dan ook de reden dat er aan de type 2-aansluiting twee connectoren voor gelijkstroom zijn toegevoegd. Het resultaat: het Combined Charging System, ofwel de CCS-aansluiting. Met de CCS-standaard kunnen elektrische auto’s nu ook snellaadstations met gelijkstroom (DC) aandoen. Tegelijkertijd is het een 2-in-1 stekker, dus opladen met wisselstroom is nog steeds mogelijk. Met een geschikte adapter is het zelfs mogelijk om een normaal stopcontact voor huishoudelijke stekkers te gebruiken – ook al is het laadvermogen bij deze enkelfasige aansluiting aanzienlijk lager dan bij een laadstation. Nieuwe elektrische voertuigen zijn nu standaard uitgerust met CCS, en dit geldt ook voor laadstations.
Om de Europese CCS-aansluiting te onderscheiden van het type 1-systeem, dat vanwege het enkelfasige elektriciteitsnet in Noord-Amerika wordt gebruikt, wordt ze ook wel CCS-2-aansluiting genoemd. Het ontwerp, de toewijzing van de pinnen, de signalering en de laadsnelheden zijn gedefinieerd in de internationale norm IEC 62196. Verderop in de tekst vindt u meer informatie over de specifieke verschillen tussen CCS-1 en CCS-2.
Contactdozen en contactstoppen van het CCS-systeem
De toewijzing van de contactstoppen van een CCS-stekker is vergelijkbaar met die van de type 2-stekker, met als doorslaggevend verschil dat de CCS-stekker twee extra DC-connectoren heeft. De type 2-stekker van de CCS heeft dus in totaal negen connectoren. Vijf daarvan zijn de gebruikelijke connectoren van een CEE-stekker (krachtstroom), plus de twee voor de signaaloverdracht tussen de CCS-aansluiting en de elektrische auto (net als bij type 2), en de twee DC-connectoren.
Om ervoor te zorgen dat een CCS-contactdoos compatibel blijft met een wisselstroomstekker type 2, zijn de DC-connectoren aan de onderkant geplaatst.
Een CCS-stekker heeft de volgende connectoren:
• L1, L2 en L3: fasegeleiders
• N (Neutral): nulleider
• PE (Protective Earth): aardleider
• CP (Control Pilot) en PP (Proximity Pilot): signaalgeleiders
• DC+ (Direct Current+) en DC- (Direct Current-): gelijkstroomgeleiders
Op de bovenstaande afbeelding kunt u zien dat de CCS-stekker een adapter nodig heeft om te worden aangesloten op type 2-contactdozen, omdat deze geen ruimte bieden voor de DC-connectoren. Een type 2-contactstop kunt u daarentegen probleemloos in het CCS-stopcontact steken om het voertuig op te laden met wisselstroom.
Veiligheidswaarschuwing: werkzaamheden met en aan stekkers en elektrische stroom mogen alleen worden uitgevoerd door gekwalificeerd personeel!
Hoe functioneert het Combined Charging System?
Het Combined Charging System is ontworpen voor gebruik met gelijkstroom aan een bijpassend snellaadstation. De signaalgeleiders (CP en PP) communiceren met het laadstation; ze geven aan welke stroomsterkte bij de accu past en wanneer het laadproces is voltooid. Ook het bijhouden van de laadtijd, eventuele laadpauzes en het reguleren van de laadstroom worden op deze manier gerealiseerd.
Samen met het elektromechanische vergrendelingsmechanisme van de CCS-aansluiting zorgen de signaalgeleiders voor een hoog veiligheidsniveau tijdens het laadproces. De vergrendeling wordt pas ontkoppeld als het laadproces is voltooid. Als de CCS-stekker toch wordt verwijderd, wordt eerst het contact met de signaalgeleiders onderbroken. Op die manier wordt het laadproces zowel door het voertuig als door het laadstation afgebroken en kan er geen reststroom of -spanning vrijkomen.
- Werking met gelijkstroom: afhankelijk van het laadstation kan een hoge laadcapaciteit tot 350 kilowatt (kW) bij een systeemspanning van 800 volt (V) worden bereikt. De laadstations die hiervoor nodig zijn, zijn tegenwoordig op veel plekken langs de snelweg te vinden. Bij de meeste openbare oplaadpunten is 75 tot 175 kW en 400 V gebruikelijk, wat een grote verbetering is ten opzichte van de oplaadtijd van het type 2-systeem.
- Werking met wisselstroom: een CCS-stekker kan met de juiste adapter ook met wisselstroom worden gebruikt aan een enkel- of driefasig elektriciteitsnet. In dit geval blijven de DC-connectoren en – in een enkelfasig net – de extra fasegeleiders ongebruikt.
Verschillende CCS-aansluitingen en hun contacten
Zoals hierboven vermeld, bestaat er naast het CCS-2-systeem ook het CCS-1-systeem, dat veel gebruikt wordt in Noord-Amerika. Aangezien de systemen gebaseerd zijn op de standaard stekkers type 1 en type 2, zijn de verschillen niet al te groot. Deze verschillen hebben geen invloed op de werking met gelijkstroom; ze zorgen ervoor dat een CCS-1 stekker alleen kan worden gebruikt met enkelfasige wisselstroom, terwijl CCS-2 ook geschikt is voor driefasige wisselstroom (draaistroom).
| CCS 1 | CCS 2 | |
|---|---|---|
| Connectoren | • Een fasegeleider (L1) • Een nulleider (N) • Een aardleider (PE) • Twee signaalgeleiders (CP en PP) • Twee gelijkstroomgeleiders (DC+ en DC-) | • Drie fasegeleiders (L1, L2, L3) • Een nulleider (N) • Een aardleider (PE) • Twee signaalgeleiders (CP en PP) • Twee gelijkstroomgeleiders (DC+ en DC-) |
| Verschillen | • Wisselstroomwerking alleen bij enkelfasige wisselstroomvoeding • Handmatige vergrendeling met een hendel | • Wisselstroomwerking mogelijk bij enkelfasige tot driefasige wisselstroomvoeding • Elektronische vergrendeling |
De CHAdeMo-standaard, die in Japan is ontwikkeld voor het snelladen van elektrische auto’s, is toonaangevend onder Aziatische automerken. Deze standaard maakt een laadvermogen tot 150 kW mogelijk en zal op lange termijn worden uitgebreid tot 400 kW. Door de snelle toename van type 2- en CCS-laadpunten worden echter steeds meer auto’s voor de Europese markt uitgerust met een CCS-aansluiting, waardoor CHAdeMo steeds minder belangrijk wordt.
De voordelen van CCS-aansluitingen op een rijtje
CCS-2 geniet de voorkeur boven andere aansluitingen op de Europese markt, omdat het systeem korte oplaadtijden combineert met flexibel gebruik en een hoog veiligheidsniveau. Hieronder ziet u de verschillende voordelen:
- Compact ontwerp en eenvoudige bediening
- Hoog veiligheidsniveau dankzij de CP- en PP-signaalleiders
- Elektromechanisch vergrendelingsmechanisme
- CCS-2-contactdoos is compatibel met type 2-stekker (grotere selectie van openbare laadstations)
- Flexibiliteit: opladen met wisselstroom, draaistroom en gelijkstroom mogelijk
- Krachtige CCS-2-laadstations beschikbaar in heel Europa
Veelgestelde vragen over CCS-aansluitingen
CCS is een aansluitingssysteem voor het snel opladen van elektrische voertuigen aan daarvoor bestemde laadpalen. De stekker maakt een laadvermogen mogelijk tot (momenteel) 300 kW bij een spanning van 800 V.
De afkorting CCS staat voor Combined Charging System. Dit betekent dat elektrische voertuigen met dit systeem via dezelfde poort kunnen worden aangesloten op zowel CCS-snellaadstations als type 2-laadstations en kunnen worden opgeladen met wisselstroom, draaistroom of gelijkstroom.
De CCS-stekker lijkt qua ontwerp op de type 2-stekker, maar heeft daarnaast twee DC-connectoren. Deze zijn zo gerangschikt dat een CCS-stekker nog altijd compatibel is met een Type-2-wisselstroomstekker.
De stekker van het CCS-systeem heeft negen connectoren:
• drie fasegeleiders (L1, L2, L3)
• een nulleider (N)
• een aardleider (PE)
• twee signaalgeleiders (CP en PP)
• twee gelijkstroomgeleiders (DC+ en DC-)
Een CCS-1-stekker heeft slechts één fasegeleider in plaats van de drie fasegeleiders van CCS-2, omdat deze is ontworpen voor het enkelfasige elektriciteitsnet in Noord-Amerika. Bovendien is het vergrendelingsmechanisme op het voertuig handmatig en niet elektromechanisch, wat ten koste gaat van de veiligheid tijdens het opladen.