Megawatt Charging System (MCS): Laden mit bis zu 3,75 Megawatt

Die wichtigsten Aussagen in Kürze:

• CCS: Ein Combined Charging System ermöglicht eine Ladeleistung von bis zu 350 kW.
• MCS: Ein Megawatt Charging System gewährleistet eine hohe Ladeleistung.
• Vorteile: E-LKW lassen sich schnell und komfortabel laden.
• Leistung: MCS-Laden ist auf bis zu 3,75 Megawatt Ladeleistung ausgelegt.
• Geschwindigkeit: Potenziell ist es möglich, die großen E-Lkw-Batterien in 30 Minuten von 20 % auf 80 % aufzuladen.
• Funktion: MCS ist eine Weiterentwicklung des CCS-Standards.
• Hersteller: Namhafte Hersteller wie MAN, ABB und Siemens arbeiten an MCS-Lösungen.
• Ladeinfrastruktur: Pilotprojekte bestehen, ab 2025 soll es erste öffentliche MCS-Ladepunkte geben.
• Kühlung: Die Kühlung von Stecker und Anschluss ist bei voller Ladeleistung essenziell.

Was ist das Megawatt Charging System?

Das Megawatt Charging System (MCS) wird (weiter)entwickelt, um den wachsenden Anforderungen im elektrischen Schwerlastverkehr gerecht zu werden.

Es basiert auf einer Weiterentwicklung des Combined Charging Systems (CCS), das bereits für Elektrofahrzeuge genutzt wird. Im Gegensatz zu CCS, das eine Ladeleistung von bis zu 350 kW ermöglicht, bietet MCS potenziell eine …

• … Leistung von bis zu 3,75 Megawatt
• bei Spannungen von bis zu 1.250 Volt und
• einer maximalen Stromstärke von 3.000 Ampere​​.

Diese Werte machen es möglich, selbst die größten und leistungsstärksten Elektro-Lkws

 schnell und komfortabel aufzuladen – ein absolut entscheidender Faktor in einer Branche, die von engen Zeitplänen und langen Strecken geprägt ist. Sowohl hinsichtlich der Effizienz der Flotte als auch deren Klimafreundlichkeit bzw. -neutralität verspricht MCS-Laden massive Verbesserungen.

Vorteile des MCS-Charging: Verkehrswende, Klimaziele, Effizienz

MCS-Laden bringt einige überzeugende Vorteile mit sich, die es zu einer zukunftsfähigen Ladelösung für den Güterfernverkehr machen.

Klimaziele & Verkehrswende

Der Güterverkehr bzw. der Schwerlastsektor ist bekanntermaßen wesentlich für CO₂-Emissionen im Straßenverkehr verantwortlich. Laut der Erhebung des Kraftfahrt-Bundesamts waren in der Bundesrepublik Deutschland am 1. Januar 2024 etwa 3,74 Millionen Lkw

zugelassen – Tendenz steigend, denn am 01.01.2023 waren es noch 3,64 Millionen

.

Ein Umsatteln von dieselbetriebenen Lkw auf elektrifizierte Nutzfahrzeuge ist entsprechend wichtig für das Erreichen der Klimaziele: Über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg verursachen Elektro-Lkw – abhängig von der Größe ihrer Akkus – zwischen 82 % und 89 % weniger THG-Emissionen (PDF)

als dieselbetriebene Fahrzeuge. Etwa 100.000 Elektro-Lkw (40-Tonner) können potenziell bis zu 10 Millionen Tonnen CO₂ einsparen.

Effizienz

Mit der Einführung elektrischer Lkw steigt der Druck auf die Ladeinfrastruktur. Es gilt, leistungsstarke Systeme in ausreichender Anzahl bereitzustellen, denn traditionelle Ladetechnologien stoßen bei der Energieversorgung von großen E-LKW schnell an ihre Grenzen.

Das Megawatt Charging System liefert die benötigte Energie wiederum in kürzester Zeit: Während herkömmliche Systeme oft Stunden benötigen, um die Batterien eines Lkw aufzuladen, schafft MCS dies in nur einem Bruchteil der Zeit​.

Für Unternehmen bedeutet dies nicht nur, dass ihre Flotten schneller wieder auf die Straßen zurückkehren können, sondern auch erhebliche Einsparungen bei den Betriebskosten: Die Ladepausen können mit den gesetzlich vorgeschriebenen Ruhezeiten der Fahrer synchronisiert werden. Durch die Möglichkeit, während der pflichtmäßigen Pausen von 45 Minuten die Batterien zu laden, sind Lkw ohne große Verzögerungen wieder fahrbereit​​.

Überdies ist MCS so konzipiert, dass es sowohl für regionale als auch für Langstrecken-Lkw geeignet ist und sich somit flexibel an unterschiedliche Flottenanforderungen anpasst​. Das bedeutet, dass Flottenbetreiber langfristig von Kosteneinsparungen profitieren, da kürzere Ladezeiten zu weniger Ausfallzeiten führen und so die Produktivität steigt. 

Wie funktioniert MCS-Laden in der Praxis?

Das Megawatt Charging System (MCS) stellt eine signifikante Weiterentwicklung gegenüber dem etablierten Combined Charging System (CCS) dar, das aktuell als Standard für das Laden von Elektrofahrzeugen genutzt wird.

Beide Systeme basieren auf der Verwendung von Gleichstrom (DC) zur schnellen Aufladung, jedoch gibt es gravierende Unterschiede in der Ladeleistung, der Technologie und der Anwendung.

Ladeleistung

Während CCS eine maximale Leistung von etwa 350 kW bietet, erreicht MCS bis zu 3,75 Megawatt​​. Diese Leistung ist etwa zehnmal höher und ermöglicht es, Elektro-Lkw in einem Bruchteil der Zeit zu laden, die mit CCS erforderlich wäre.

Diese hohe Ladegeschwindigkeit ist essenziell für die Anforderungen des Schwerlastverkehrs, bei dem lange Strecken ohne häufige und zeitraubende Ladestopps zurückgelegt werden müssen.

MCS-Stecker

MCS verwendet spezielle robuste Stecker und Kabel, die für Stromstärken von bis zu 3.000 Ampere ausgelegt sind​. Zum Vergleich: CCS arbeitet mit maximal 500 Ampere, was den Unterschied in der Leistungsfähigkeit verdeutlicht​.

Zudem sind die MCS-Stecker mit einem integrierten Kühlsystem ausgestattet, das die Überhitzung bei der hohen Leistungsübertragung verhindert. Ohne diese aktive Kühlung wäre es nicht möglich, die Ströme sicher zu übertragen, da dies zu einem massiven Temperaturanstieg in den Kabeln führen würde.

Anschlussgeometrie der Stiftseite der MCS-Stecker:

Laden

Der Ladeprozess ist denkbar einfach: Der Fahrer schließt den Lkw manuell an die Ladesäule an, ohne zusätzliche Maschinen oder Roboter zu benötigen, was den Vorgang benutzerfreundlich und flexibel gestaltet​.

Dabei nutzt der MCS-Standard das von CCS bekannte Kommunikationsprotokoll ISO 15118, das eine bidirektionale Datenübertragung zwischen Fahrzeug und Ladestation ermöglicht​. So wird gewährleistet, dass sich die Ladeleistung dynamisch an die Batterieanforderungen des Fahrzeugs anpasst.

Bei MCS ist diese Kommunikation besonders wichtig, da bei den extremen Ladeleistungen eine genaue Überwachung von Spannung, Stromstärke und Temperatur unbedingt notwendig ist.

Aktueller Stand der Megawatt Charging Technologie

Die Entwicklung des MCS befindet sich derzeit in einer fortgeschrittenen Phase. Erste Pilotprojekte, wie das „HoLa“-Projekt

entlang der Autobahn A2 in Deutschland, erproben die Technologie bereits unter realen Bedingungen​.

Diese Ladeparks ermöglichen es, Elektro-Lkws während ihrer Routen mit bis zu 1 Megawatt Leistung aufzuladen, was ein bedeutender Schritt hin zu einer breiteren Implementierung ist.

Parallel dazu arbeiten weltweit Unternehmen wie ABB, MAN und Siemens

daran, die Ladetechnologie weiter zu optimieren und standardisierte Lösungen für den Massenmarkt zu entwickeln​​. Die breite Einführung von MCS-Ladestationen wird in den kommenden Jahren erwartet – mit ersten öffentlichen Ladepunkten ab 2025.

Alexander Vlaskamp, CEO von MAN Truck & Bus, betonte anlässlich der ersten öffentlichen Demonstration

des Megawatt-Charging-Prototypen von ABB E-mobility die Notwendigkeit, den Ausbau der Ladeinfrastruktur zu beschleunigen:

Herausforderungen im Bereich MCS-Charging

Herausforderungen bestehen größtenteils hinsichtlich der Ladeinfrastruktur:

• die Verfügbarkeit von Ladesäulen,
• die Ladezeit,
• das Ladetempo und
• die Informationsbereitstellung in Echtzeit.

Ladeinfrastruktur

Eine der größten Hürden ist der flächendeckende Ausbau der Ladeinfrastruktur. Die Installation von MCS-Ladestationen erfordert erhebliche Investitionen in das Stromnetz sowie den Bau von Hochleistungsladepunkten entlang wichtiger Verkehrsrouten​.

Die meisten Stromnetze sind nicht auf die Ladeleistung von MCS ausgelegt – hier muss also nachgerüstet werden. Zudem müssen technische Herausforderungen wie die erwähnte Kühlung der Kabel und Stecker für höhere Ladeleistungen gelöst werden​.

Doch mit zunehmender Verbreitung und fortschreitender Technologieentwicklung wird erwartet, dass diese Hürden in den kommenden Jahren überwunden werden. Das MCS wird voraussichtlich eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung des Güterverkehrs spielen und die Transformation hin zu einem nachhaltigeren Transportsektor beschleunigen​​.

Auch Shell baut Ladestationen

für E-Lkws in Deutschland, um zu einem dichteren Ladenetz beizutragen. Ein E-Lkw kann an diesen Hochleistungsladesäulen (360 kW) mit 100 % Strom aus erneuerbaren Energien geladen werden. Der gesamte Prozess wird über Ihre Shell Card abgewickelt. Möglich ist das jetzt schon an der Tankstelle am Georgswerder Bogen im Hamburger Hafen sowie in den Niederlanden (in Eindhoven und Pesse).

Information in Echtzeit

Für den effizienten Betrieb von Elektro-Lkws ist es nicht nur entscheidend, dass eine ausreichende Ladeinfrastruktur vorhanden ist, sondern auch, dass Fahrer in Echtzeit wissen, wo sich die nächstgelegene Ladestation befindet.

Moderne Ortungstechnologien und Telematiksysteme spielen dabei eine zentrale Rolle. Den Fahrern müssen jederzeit aktuelle Informationen über folgende Aspekte zur Verfügung gestellt werden:

• Welche Ladestationen sind in der Nähe verfügbar?
• Welche Ladeleistung wird dort angeboten?
• Wie lang sind die Wartezeiten dort?​

Diese Daten ermöglichen es, Routen und Pausen so zu planen, dass unnötige Verzögerungen vermieden werden. Dank Echtzeitdaten können Flottenbetreiber ihre Fahrzeuge optimal steuern und sicherstellen, dass Ladepausen effizient genutzt werden und keine Zeit an überfüllten Stationen oder durch Umwege verschwendet wird.

Megawatt Charging System: Die Zukunft des Lkw-Ladens

Das Megawatt Charging System ist mehr als nur eine Innovation – es ist eine notwendige Technologie, um die Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs voranzutreiben. Mit seinen kurzen Ladezeiten und der hohen Effizienz bietet es die Grundlage für eine nachhaltige und kosteneffiziente Zukunft im Gütertransport.