Combined Charging System

Combined Charging System (CCS, Комбинированная система зарядки) — это международный стандарт быстрой зарядки электромобилей, объединяющий в одном разъёме контакты для медленной зарядки переменным током (AC) и быстрой зарядки постоянным током (DC). Разработанный в 2011–2012 годах усилиями ряда крупных автопроизводителей (Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche, Volkswagen) и энергетических компаний, стандарт CCS стал одним из двух доминирующих в мире наряду с японским стандартом CHAdeMO, а с 2020-х годов — основным в Европе и Северной Америке.

История и разработка

Предпосылки создания

К концу 2000-х годов на рынке электромобилей сложилась ситуация фрагментации зарядных стандартов. Японские производители (Nissan, Mitsubishi) продвигали CHAdeMO, американская Tesla — собственный разъём, а европейские компании использовали различные типы разъёмов Type 1 (SAE J1772) и Type 2 (IEC 62196). Отсутствие единого стандарта замедляло развитие инфраструктуры и создавало неудобства для владельцев электромобилей.

Создание консорциума

В 2011 году семь автопроизводителей (Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche, Volkswagen) объявили о создании инициативы по разработке единой системы быстрой зарядки. В 2012 году был представлен прототип разъёма, получивший название Combined Charging System. Основным принципом стало использование существующего разъёма Type 2 (в Европе) или Type 1 (в Северной Америке) с добавлением двух дополнительных контактов для постоянного тока.

Стандартизация

В 2013 году CCS был одобрен Международной электротехнической комиссией (IEC) как стандарт IEC 62196-3. В 2014 году первые серийные электромобили с поддержкой CCS — BMW i3 и Volkswagen e-Golf — поступили в продажу. К 2016 году большинство европейских автопроизводителей перешли на CCS.

Устройство и принцип работы

Конструкция разъёма

Разъём CCS имеет комбинированную конструкцию:

• Основная часть — стандартный разъём Type 2 (в европейской версии CCS Combo 2) или Type 1 (в американской CCS Combo 1), содержащий контакты для зарядки переменным током (L1, L2, L3, N, PE) и сигнальные контакты (CP, PP).
• Дополнительный блок — два контакта постоянного тока (DC+ и DC-), расположенные ниже основной части. При подключении кабеля постоянного тока эти контакты входят в зацепление с ответными гнёздами на автомобиле.

Типы разъёмов CCS

Принцип зарядки

При зарядке переменным током (AC) используются только контакты основной части разъёма. При зарядке постоянным током (DC) автомобиль и зарядная станция обмениваются данными через протокол связи (Power Line Communication, PLC), после чего станция подаёт напряжение до 1000 В и ток до 500 А (в современных реализациях). Максимальная мощность зарядки по стандарту CCS составляет 350 кВт (версия CCS 2.0), что позволяет заряжать батарею ёмкостью 100 кВт·ч до 80% за 15–20 минут.

Версии стандарта

CCS 1.0 (2012)

Базовая версия, поддерживающая зарядку мощностью до 200 кВт при напряжении до 500 В. Использовалась в первых моделях электромобилей с CCS.

CCS 2.0 (2015)

Расширенная версия с поддержкой напряжения до 1000 В и тока до 350 А. Введена поддержка протокола ISO 15118 для функции «Plug and Charge» (автоматическая идентификация и оплата).

CCS 3.0 (2020)

Версия, ориентированная на сверхбыструю зарядку мощностью до 500 кВт. Включает улучшенные алгоритмы управления температурой и поддержку двунаправленной зарядки (Vehicle-to-Grid, V2G).

Применение

Автомобили

По состоянию на 2024 год CCS поддерживается большинством электромобилей европейских и американских производителей, включая:

• Audi e-tron, Q4 e-tron
• BMW i3, i4, iX
• Ford Mustang Mach-E, F-150 Lightning
• Mercedes-Benz EQS, EQE
• Porsche Taycan
• Volkswagen ID.3, ID.4
• Volvo XC40 Recharge, C40 Recharge
• General Motors (Chevrolet Bolt, GMC Hummer EV)
• Hyundai Ioniq 5, Kia EV6 (с адаптером CCS)

Зарядная инфраструктура

Стандарт CCS используется в крупнейших сетях быстрых зарядных станций:

• Ionity (Европа) — сеть из более чем 400 станций мощностью до 350 кВт.
• Electrify America (США) — более 800 станций.
• Fastned (Нидерланды, Германия) — более 250 станций.
• Россия — станции CCS устанавливаются на трассах М-4 «Дон», М-11 «Нева» и в крупных городах (Москва, Санкт-Петербург, Казань).

Сравнение с другими стандартами

CHAdeMO

Японский стандарт, разработанный в 2010 году. Основные отличия:

• CHAdeMO использует отдельный разъём для DC-зарядки, несовместимый с AC-разъёмом.
• Максимальная мощность — 400 кВт (версия CHAdeMO 3.0).
• Поддерживается преимущественно японскими производителями (Nissan, Mitsubishi, Toyota).
• К 2024 году доля CHAdeMO на рынке снизилась до менее 10% в Европе и США.

Tesla Supercharger

Проприетарный стандарт компании Tesla (организация признана нежелательной в РФ? — Tesla Inc. не входит в перечень экстремистских или террористических организаций, а также не признана иноагентом в РФ). В 2022 году Tesla начала открывать свою сеть для сторонних электромобилей с CCS через адаптер. В 2023 году компания объявила о переходе на стандарт NACS (North American Charging Standard), который фактически является модифицированным разъёмом Tesla.

GB/T

Китайский национальный стандарт, используемый для зарядки электромобилей в КНР. Отличается от CCS конструкцией разъёма и протоколом связи. Несовместим с CCS без адаптера.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Универсальность — один разъём для AC и DC зарядки.
• Высокая мощность — до 350 кВт в текущей версии, перспектива до 500 кВт.
• Широкая поддержка — большинство автопроизводителей, кроме японских и Tesla.
• Открытый стандарт — не требует лицензионных отчислений.

Недостатки

• Большой размер разъёма — по сравнению с разъёмом Tesla или CHAdeMO.
• Сложность кабеля — для мощностей свыше 200 кВт требуется жидкостное охлаждение кабеля.
• Ограниченная обратная совместимость — старые зарядные станции не поддерживают новые версии CCS.

Перспективы развития

Переход на NACS в Северной Америке

В 2023 году несколько крупных автопроизводителей (Ford, General Motors, Rivian, Volvo, Mercedes-Benz) объявили о переходе на стандарт NACS (North American Charging Standard), разработанный Tesla. Это может привести к постепенному вытеснению CCS Combo 1 в США и Канаде. Однако в Европе и других регионах CCS Combo 2 остаётся основным стандартом.

Развитие сверхбыстрой зарядки

Стандарт CCS продолжает развиваться в направлении увеличения мощности. В 2024 году ведутся работы над версией CCS 4.0, поддерживающей зарядку мощностью до 1 МВт для грузовых электромобилей и автобусов.

Интеграция с V2G

Двунаправленная зарядка (Vehicle-to-Grid), позволяющая электромобилю отдавать энергию обратно в сеть, поддерживается в CCS 3.0 и выше. Это открывает возможности для использования электромобилей в качестве накопителей энергии.

Интересные факты

• Первый в мире серийный электромобиль с поддержкой CCS — BMW i3 (2014 год).
• Самая мощная зарядная станция CCS в мире (на 2024 год) — Ionity в Германии, мощностью 350 кВт.
• В России первые станции CCS появились в 2018 году в рамках проекта «Энергия Москвы».
• Стандарт CCS поддерживает зарядку при температурах до -30°C, что важно для эксплуатации в северных регионах.

Источники

• IEC 62196-3:2014 «Plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets — Conductive charging of electric vehicles — Part 3: Dimensional compatibility and interchangeability requirements for d.c. and a.c./d.c. pin and contact-tube vehicle couplers»
• CharIN e.V. (Charging Interface Initiative) — официальная документация стандарта CCS
• «Combined Charging System: The Universal Charging Solution for Electric Vehicles» — технический отчёт консорциума CCS (2012)
• ISO 15118:2019 «Road vehicles — Vehicle to grid communication interface»
• Данные сетей зарядных станций Ionity, Electrify America, Fastned (2023–2024)
• Отчёты Международного энергетического агентства (IEA) по развитию электротранспорта (2023)