Die IEC 62196 ist eine internationale Norm für eine Reihe der Steckertypen und Lademodi für Elektrofahrzeuge und wird von der International Electrotechnical Commission (IEC) gepflegt. Die Norm ist in Deutschland als DIN-Norm DIN EN 62196, in Österreich als ÖVE/ÖNORM EN 62196, in der Schweiz als SN EN 62196 gültig. Sie besteht aus mehreren Teilen, die nacheinander verabschiedet worden sind. Der dritte Teil wurde im Juni 2014 veröffentlicht. IEC TS 62196-4 wurde im Oktober 2022 veröffentlicht (Steckverbindungen für Leichtelektrofahrzeuge). Teil 1 liegt 2022 in der 4. Ausgabe vor.
Die Norm übernimmt die IEC-61851-Definition für einen Signalpin, der den Ladestrom schaltet – die Ladestation bleibt spannungslos, bis ein Elektrofahrzeug verbunden wird. Während des Ladevorgangs kann dann das Fahrzeug nicht in Betrieb genommen werden.
Die Teil-1-Definitionen für den Signalpin und seine IEC-62196-1-Ladestecker haben in anderen technischen Vorschriften Eingang gefunden. Neben den IEC 60309 „CEEform“-Drehstromsteckern wurden die Lademodi auch für den SAE-J1772-Anschluss in Nordamerika (entworfen von Yazaki), für den CHAdeMO-Stecker in Japan und für den Mennekes-Stecker (VDE-AR-E 2623-2-2) in Europa übernommen. Jeder dieser Anschlüsse bildet die Grundlage für ein Netz von öffentlichen Ladestationen der Energieversorger.
Lademodi Der IEC 62196-1 bezieht sich auf Steckverbinder (Stecker), Steckdosen, Buchsen und konfektionierte Kabel für Elektrofahrzeuge, die für kabelgebundene Ladesysteme eingesetzt werden. Spezifiziert wird für einen Bereich von
690 V Wechselspannung, mit 50 bis 60 Hz, bei einem Nennstrom bis 250 A; 600 V Gleichspannung, bei einem Nennstrom bis 400 A.
Die Lademodi basieren auf den Spezifikationen der IEC 61851-1: „Mode 1“ – langsame Ladung an Haushaltssteckdosen mit Schutzkontakt (Schuko) „Mode 2“ – Ladung ein- bis dreiphasig per steckerseitig fest codiertem Signal „Mode 3“ – Ladung mit spezifischen Ladestecksystemen für Elektrofahrzeuge mit Pilot- und Kontrollkontakt „Mode 4“ – schnelle Ladung mit Steuerung durch ein externes Ladegerät
Mode 1 Klasse-1-Lademodi sind für einphasigen oder dreiphasigen Wechselstrom bis 16 Ampere Stromstärke vorgesehen. Das Kabel umfasst die Phase(n), den Neutralleiter und die Schutzerdung. Ein Pilotkontakt, um den Ladevorgang zu ermöglichen, ist hier nicht zwingend notwendig. Stecker und Kabel, die weniger als 16 Ampere vertragen, werden nicht durch eine Signalisierung gemeldet, sondern es ist vorgesehen, dass auf den Geräten selbst die maximalen Stromstärken verzeichnet sind. Eine Verwendung von IEC-60309-Industriesteckern ist nicht erforderlich, sondern einfachere Stecksysteme wie Schuko können verwendet werden.
Mode 2 Klasse-2-Lademodi sind für Gerätestrom bis zu 32 Ampere vorgesehen, wie sie sowohl in einphasigen als auch dreiphasigen Konfigurationen häufig zu finden sind. Die Signalisierung zum Fahrzeug beschränkt sich auf feste Werte, der Pilotkontakt zur Ladefreigabe kann durch Einstecken überbrückt werden. Die Industriestecker nach IEC 60309 sichern die Strombelastbarkeit auf der Netzseite durch die Gehäusegröße, entsprechend verschiedene Anschlussadapter für 16 A oder 32 A signalisieren dies im fahrzeugseitigen Stecker. Auch andere Industriestecker mit einer Spezifikation von 32 A und mehr können eingesetzt werden. Bei Anschluss an Schuko ist für hohe Ladeleistungen eine ICCB im Kabel notwendig, die die Klasse-2-Signalisierung zum Fahrzeug sicherstellt.
Mode 3 Klasse-3-Lademodi sind für die Schnellladung bis 250 A vorgesehen. Einfache Stecker mit Pilotkontakt nach Klasse 2 können eingesetzt werden, begrenzen jedoch den Ladestrom auf 32 A. Für höhere Ladeströme muss ein passender Lademodus erkannt werden. Der Verweis auf den Standard IEC 60309 übernimmt die physischen Parameter für ein entsprechendes Ladesystem bis 250 A, etwa die Kabeldurchmesser und die Pin-Durchmesser im Stecker. Mittels Pulsweitenmodulation wird der maximal zulässige Ladestrom oder die Verfügbarkeit digitaler Kommunikation kodiert. Letztere bildet die Grundlage für gesteuertes Laden von Elektrofahrzeugen, um den Ladevorgang gezielt zu beeinflussen.
Mode 4 Klasse-4-Lademodi sind für die Schnellladung mit Gleichstrom bis zu 400 A vorgesehen. Eine passende Signalisierung erlaubt, dass nichtpassende Ladestecker spannungsfrei bleiben.
Steckertypen Im Normenteil IEC 62196-1 wird auf die Steckertypen in IEC 60309 verwiesen. Diese wurden weithin auch als Ladestecker für Elektrofahrzeuge eingesetzt, während die folgenden Ladestecksysteme speziell für den Einsatz im Automobilbereich geschaffen wurden. Es gibt dabei Bestrebungen, das Batteriemanagement der Fahrzeuge mit dem Smart Grid der Energieversorger zu verbinden.
Der Normenteil IEC 62196-2 beschreibt die Steckertypen für den Anschluss an Wechselstrom. Entsprechend dem Auftrag der Europäischen Kommission für einen einheitlichen Ladestecker begannen ETSI und CEN-CENELEC im Juni 2010 mit der Arbeit. Die Kommission erwartete ein Ergebnis bis Mitte 2011. Am 17. Dezember 2010 startete der Umlauf von IEC 62196–2 mit Endedatum zum 20. Mai 2011. Die fertige IEC-Norm wurde am 13. Oktober 2011 veröffentlicht. Dieser Zeitplan wurde möglich, da sich die Norm auf vorhandene Standardisierungen von Ladestecksystem stützen konnte.
In die Liste der Ladestecker der Norm IEC 62196-2 wurden folgende Typen aufgenommen:
IEC 62196-2 „Typ 1“ – single phase vehicle coupler – übernimmt die Spezifikation aus SAE J1772/2009 IEC 62196-2 „Typ 2“ – single and three phase vehicle coupler – übernimmt die Spezifikation aus VDE-AR-E 2623-2-2 IEC 62196-2 „Typ 3“ – single and three phase vehicle coupler with shutters – übernimmt die Vorschläge der EV Plug Alliance
Andere Steckertypen gemäß IEC 62196-1 sind die Framatome-Stecker von EDF gewesen, die SCAME-Stecker in Italien und die CEEplus-Steckervarianten in der Schweiz.
Adapter Öffentliche Ladestationen gemäß IEC 62196, die eine bestimmte Anschlusssteckdose (z. B. SAE J1772 oder CEEplus) aufweisen, können mittels Adapter auch mit anderen Steckertypen verwendet werden – allerdings wird der Strom nicht aktiviert, solange bis ein IEC-61851-konformer Signalpin die Anwesenheit eines Elektrofahrzeugs meldet. Zudem wird der Strom auf 16 A begrenzt, solange bis ein IEC-62196-konformes Signal erkannt wird, das einen Lademodus mit höherer Stromstärke freigibt.
Typ 1: SAE J1772-2009
mini|SAE-J1772-2009-Kupplung Das nordamerikanische SAE-International-Normengremium hatte 2001 einen Standard für ein kabelgebundenes Ladesystem für Elektrofahrzeuge verabschiedet, der den Vorgaben der kalifornischen Emissionsschutzbehörde CARB entsprach. Der Ladestecker SAE J1772-2001 war rechteckig und basierte auf einem Design von Avcon. Im Jahr 2009 wurde eine Revision des Standards verabschiedet, die einen neuen Steckertyp nach einem Design von Yazaki aufnahm, der nun rund war. Dieser SAE-J1772-2009-Ladestecker wurde in die Norm IEC 62196-2 als Typ 1 („Type 1“) aufgenommen. Der Steckertyp hat fünf Steckkontakte, nämlich zwei Kontakte für einphasigen Wechselstrom, eine Erdung und zwei Signalkontakte, die kompatibel mit IEC 61851-2001/SAE J1772-2001 sind.
Typ 2: EN 62196-2 (VDE-AR-E 2623-2-2)
mini|Typ-2-Ladekupplung mini|Typ-2-Verbindungskabel und Ladesäulendose nach EN 62196-2 (VDE-AR-E 2623-2-2), „Mennekes-Stecker“ mini|Lademodi Typ 2 und CCS
Der Stecksystemhersteller Mennekes hat ein Derivat seiner Drehstromstecker-basierten CEEplus-Anschlüsse nach den Anforderungen von RWE und Daimler entwickelt. Mennekes hat den Stand der Ladesysteme für Elektrofahrzeuge Anfang 2009 zusammengefasst und sein Ladestecksystem vorgestellt. Dieser Steckertyp wurde für die Aufnahme in den nächsten Teil 2 dieser Norm vorgeschlagen. Der Vorschlag beruht auf der Beobachtung, dass Drehstromstecker nach IEC 60309 für höhere Stromstärken sehr sperrig sind (Durchmesser 68 mm/16 A bis 83 mm/125 A). Um eine einfache Handhabung durch die Verbraucher sicherzustellen, wurden die Stecker verkleinert (Durchmesser 55 mm) und auf einer Seite abgeflacht (mechanischer Schutz gegen Verpolung).
Da die Normung beim IEC ein langwieriger Prozess ist, hatte die DKE/VDE (Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik) vorübergehend die Aufgabe übernommen, die Details des Ladesystems zu normen. Die Vor-Norm beinhaltete den VDE Normstecker für Ladestationen und wurde im November 2009 in VDE-AR-E 2623-2-2 veröffentlicht.VDE-AR-E 2623-2-2 (2009–10): „Stecker, Steckdosen, Fahrzeugsteckvorrichtungen und Fahrzeugstecker - Ladung von Elektrofahrzeugen“; „Teil 2-2: Anforderungen und Hauptmaße für die Austauschbarkeit von Stift- und Buchsensteckvorrichtungen“; Ausgabedatum 2009-10, Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik Im Gegensatz zu den Drehstromsteckern besitzt der VDE-Ladestecker nur einen einzigen Gehäusedurchmesser für alle unterstützten Lademodi, vom einphasigen 16-A- bis dreiphasigen 63-A-Lademodus (entsprechend 3,7 kW bis 43,5 kW),, page 13; editor Volker Lazzaro, Rev.02, 14. Februar 2010, Zugriff am 21. Juli 2010Die Leistung bei Drehstrom ergibt sich aus Strom mal Spannung mal 1,73, also 400 V × 63 A × 1,73 = 43.596 Watt. Siehe auch Stern-Dreieck-Schaltung deckt also nicht das gesamte Spektrum der Klasse-3-Lademodi von IEC 62196 ab.
Die nationale VDE-Richtlinie VDE-AR-E 2623-2-2 ist mittlerweile in die internationale IEC-Norm eingeflossen und durch die EN 62196-2:2012-11 ersetzt. Im Vorfeld dieser Norm arbeitete DKE/VDE eng mit IEC und CENELEC für den Gesamtprozess der Ladung von Elektrofahrzeugen zusammen. Im Juni 2010 erhielt das ETSI und CEN-CENELEC den Auftrag, einen europäischen Standard für Ladepunkte von Elektrofahrzeugen zu entwickeln.„Auf dem Weg zu einem europaweit einheitlichen Ladegerät für Elektrofahrzeuge“, Pressemitteilung IP/10/857, Europäische Kommission, 29. Juni 2010 Derweil kritisierte Peugeot den VDE-Normstecker für Ladestationen als zu teuer im Vergleich mit herkömmlichen IEC-60309-Steckern. Bei Feldtests in Frankreich und Großbritannien wurde auch auf die schon weit verbreiteten Campingstecker (CEE blau, 230 V, 16 A) zurückgegriffen.
Im März 2011 hatte die ACEA in ihrem zweiten Positionspapier die Verwendung von Typ 2 Mode 3 empfohlen, ab 2017 sollte dies als einheitliche Lösung in der EU eingesetzt werden und auch für die Gleichstromladung in der Form des Combo2-Steckers verwendet werden. Die Europäische Kommission folgte der Lobbyarbeit und legte im Januar 2013 den Typ 2 zur Umsetzung als gemeinsamen Norm in Europa fest, um die vorangegangenen Unsicherheiten zu beenden. Eine einheitliche Norm für Ladestationen in Europa soll bis Dezember 2015 eingeführt werden. Da in einigen Ländern ein mechanischer Berührungsschutz („Shutter“) bei elektrischen Anschlüssen vorgeschrieben sind, wird eine optionale Erweiterung dafür angeboten, basierend auf einem deutsch-italienischen Kompromissvorschlag vom Mai 2013.
Typ 3: EV Plug Alliance Am 28. März 2010 wurde das „EV Plug Alliance“-Konsortium unter der Führung französischer (Schneider Electric, Legrand) und italienischer (Scame) Firmen gegründet. Der vorgeschlagene Ladestecker konnte sich auf die Erfahrungen mit den Scame-Ladesteckern gründen, die schon für Leichtfahrzeuge (vor allem E-Bikes) eingesetzt wurden. Der aufgenommene Typ 3A entspricht weitgehend dem Scame-Stecker, während der Typ 3C um weitere Steckkontakte erweitert wurde, die eine Ladung mit Drehstrom erlauben. Im Gegensatz zu Typ 2 wird nur eine Ladung von maximal 32 Ampere spezifiziert, andererseits wird ein erweiterter Berührungsschutz in Form von mechanischen Shuttern hinzugefügt, um den direkten Kontakt mit stromführenden Kontakten zu verhindern. Aufgrund seiner Abstammung wurde dieser Stecker auch Scame Typ 3 genannt.