Megawatt Charging System (MCS) und die Anforderungen an die Prüftechnik

Die Elektrifizierung schwerer Nutzfahrzeuge erfordert Ladeleistungen, die weit über das hinausgehen, was heutige CCS-Systeme liefern. Mit dem Megawatt Charging System entsteht ein neuer Standard, der auch die Prüf- und Messtechnik vor neue Aufgaben stellt.

Vom CCS zum Megawatt Charging System. Was MCS für die Messtechnik bedeutet

Das Megawatt Charging System (MCS) markiert den nächsten Entwicklungsschritt in der Ladeinfrastruktur für elektrisch betriebene Nutzfahrzeuge. Die ZERA GmbH beobachtet diese Entwicklung intensiv, weil sie fundamentale Auswirkungen auf die Prüf- und Messtechnik im Bereich der Ladeinfrastruktur hat. Der von der Charging Interface Initiative (CharIN) entwickelte Standard ermöglicht Ladeleistungen von bis zu 3,75 MW und adressiert damit eine zentrale Hürde der Elektrifizierung im Schwerlastverkehr.

Bisherige CCS-Ladesysteme erreichen maximal 350 bis 500 kW. Für einen Elektro-Lkw mit einer Batteriekapazität von 600 kWh würde ein Ladevorgang von 20 auf 80 Prozent damit über eine Stunde dauern. Im Fernverkehr ist das wirtschaftlich nicht tragbar. MCS verkürzt diesen Vorgang auf unter 30 Minuten und macht elektrische Langstreckenlogistik erstmals praxistauglich.

Für die Messtechnik bedeutet dieser Leistungssprung eine vollständig neue Dimension. Ströme bis 3.000 A und Spannungen bis 1.250 V DC erfordern Prüf- und Kalibrierverfahren, die deutlich über den Leistungsbereich heutiger Systeme hinausgehen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den aktuellen Stand des Megawatt Charging System und die daraus resultierenden Anforderungen an die Prüftechnik.

3,75 MW Ladeleistung für Elektro-Lkw, Busse und Schwerlastfahrzeuge

Das Megawatt Charging System wurde gezielt für schwere Nutzfahrzeuge konzipiert. Lkw der Klassen 6 bis 8, Stadt- und Reisebusse, Schiffe im Hafenbetrieb sowie Bergbau- und Baumaschinen gehören zu den primären Zielfahrzeugen. Die technischen Eckdaten des MCS-Standards liegen bei maximal 3.000 A Ladestrom, 1.250 V DC Ladespannung und einer resultierenden Spitzenleistung von 3,75 MW. Die Systemauslegung nach SAE J3271 sieht sogar bis zu 1.500 V DC vor.

Im Vergleich zu CCS liefert MCS damit rund das Zehnfache der Ladeleistung. Scania und Volvo Trucks haben MCS-fähige Fahrzeuge für Mitte 2026 angekündigt. MAN hat gemeinsam mit ABB bereits erfolgreiche Ladetests bei über 700 V und mehr als 1.000 A absolviert, mit stabilen Langzeitsessions bei 1,2 MW.

Drei Stecker-Konfigurationen für unterschiedliche Leistungsstufen

Der MCS-Standard definiert drei Stecker-Konfigurationen mit abgestufter Leistungsfähigkeit. Konfiguration 1 arbeitet ohne Kühlung und erlaubt Ströme bis 500 A, was einer Leistung von rund 625 kW bei 1.250 V entspricht. Konfiguration 2 nutzt einen flüssigkeitsgekühlten Stecker bei ungekühltem Fahrzeug-Inlet und erreicht bis 1.500 A. Konfiguration 3 kühlt sowohl Stecker als auch Fahrzeug-Inlet und ermöglicht den vollen Ladestrom von 3.000 A. Die Stecker wurden unter Federführung von CharIN entwickelt und sind trotz der hohen Leistung ergonomisch für die manuelle Bedienung durch Lkw-Fahrer ausgelegt.

Stand der Standardisierung und internationale Normung

Die normative Grundlage des Megawatt Charging System hat 2025 und 2026 entscheidende Fortschritte gemacht. Der SAE J3271 Technical Information Report wurde im März 2025 veröffentlicht und deckt das Gesamtsystem ab. Er gliedert sich in fünf Unterbereiche, von den elektromechanischen Stecker-Spezifikationen über Kommunikation und Steuerung bis hin zu Anforderungen für Interoperabilitätstests.

Im Februar 2026 folgte die Veröffentlichung der IEC TS 63379:2026. Diese technische Spezifikation normiert Stecker, Fahrzeug-Inlets und Kabelkonfektionen für konduktives DC-Laden im Megawatt-Bereich bis 1.500 V DC und 3.000 A. Parallel befindet sich die IEC 61851-23-3 in der Entwicklung. Diese Norm wird spezifische EVSE-Anforderungen für MCS-Ladestationen definieren.

SAE J3271 und IEC TS 63379 als Fundament

SAE J3271 und IEC TS 63379 bilden gemeinsam das normative Fundament für die gesamte MCS-Infrastruktur. SAE J3271 adressiert primär den nordamerikanischen Markt und beschreibt das Gesamtsystem, einschließlich Use Cases für bidirektionale Energieübertragung und Schwarzstart-Fähigkeit. Die IEC TS 63379 fokussiert auf die physische Steckverbindung und sichert die internationale Harmonisierung. Für die Kommunikationsschicht kommt ISO 15118-20 zum Einsatz, das über 10BASE-T1S Automotive Ethernet und mit verpflichtender TLS 1.3-Verschlüsselung arbeitet.

MCS und CCS im technischen Vergleich

Die technischen Unterschiede zwischen dem Megawatt Charging System und dem bestehenden CCS-Standard betreffen nahezu alle Systemkomponenten. Die folgende Tabelle stellt die wesentlichen Parameter gegenüber.

CCS wurde für Personenwagen und leichte Nutzfahrzeuge konzipiert. Die Steckerkontakte sind für Dauerströme über 700 A thermisch nicht ausgelegt, und die PLC-basierte Kommunikation stößt bei den Datenanforderungen moderner Ladeprotokolle an Bandbreitengrenzen.

Kommunikation über Automotive Ethernet statt PLC

Der Wechsel von PLC zu 10BASE-T1S Automotive Ethernet ist einer der tiefgreifendsten technischen Unterschiede. MCS nutzt ISO 15118-20 über eine physische Ethernet-Schicht nach ISO 15118-10. Diese Architektur bietet deutlich höhere Datenraten und ermöglicht komplexere Ladeprotokolle mit strikteren Timing-Anforderungen. Für die Prüftechnik bedeutet dieser Wechsel, dass neue Testschnittstellen und Protokollanalysatoren benötigt werden. Die bisher etablierten PLC-basierten Testverfahren sind für MCS nicht einsetzbar.

Pilotinstallationen und Marktentwicklung in Europa

Der Rollout des Megawatt Charging System in Europa hat 2025 begonnen. Im August 2025 fand in Schweden die weltweit erste öffentliche MCS-Ladesession statt. Ein Kempower Mega Satellite lud einen Scania-Lkw in Norrköping. Weitere MCS-Stationen gingen in Dänemark und Norwegen in Betrieb. Das Milence-Netzwerk, ein Joint Venture von Daimler Truck, Traton und Volvo, betreibt bereits drei MCS-Hubs in den Niederlanden, Belgien und Schweden und plant 284 MCS-Ladepunkte an 71 Standorten in zehn EU-Staaten bis Ende 2027.

In Deutschland treibt das HoLa-Projekt auf der A2 den MCS-Ausbau voran. Acht MCS-Ladepunkte an fünf Standorten nutzen ABB MCS1200-Systeme als Proof of Concept. Parallel hat das HDV-E-Konsortium aus E.ON, Voltix und GreenWay den Bau von 330 MCS-Ladepunkten an 55 strategischen Standorten in neun europäischen Ländern angekündigt.

Deutschlands 1,6-Milliarden-Euro-Förderprogramm

Die EU-Kommission hat im Dezember 2025 ein deutsches Förderprogramm über 1,6 Milliarden Euro für Lkw-Ladeinfrastruktur genehmigt. Es umfasst rund 130 Standorte an deutschen Autobahnen mit insgesamt 1.410 Ladepunkten. Jeder Hub muss mindestens 400 kW CCS und 1.000 kW MCS bereitstellen. Dieses Programm wird die installierte Basis von MCS-Ladestationen in Deutschland massiv erweitern. Für Betreiber und Prüfdienstleister entsteht damit ein wachsender Bedarf an eichrechtskonformer Prüftechnik für die Elektromobilität.

Messtechnische Anforderungen an die Prüfung von MCS-Ladestationen

Die Prüfung von MCS-Ladestationen stellt die Messtechnik vor Aufgaben, die mit bestehenden CCS-Prüfsystemen nicht lösbar sind. Der Leistungsbereich von bis zu 3,75 MW erfordert völlig neue Messaufbauten. Bei der Hochstrom-Messung bis 3.000 A DC kommen Präzisions-Shunts zum Einsatz, die erhebliche Verlustleistungen erzeugen und aktive Kühlung benötigen. Die Spannungsmessung bei bis zu 1.250 V DC verlangt eine Isolationsfestigkeit der Messtechnik, die deutlich über dem CCS-Niveau liegt.

Besonders herausfordernd ist die eichrechtskonforme Energiemessung in diesem Leistungsbereich. Das Eichrecht bei Ladesäulen fordert für alle öffentlichen Ladestationen in Deutschland PTB-zugelassene DC-Energiezähler. Diese müssen die Genauigkeitsklasse B nach MID (2014/32/EU) oder Accuracy Class 1 nach IEC 62053-41:2021 erfüllen. Für Ströme über 600 A gibt es derzeit nur wenige zertifizierte Lösungen.

Eichrechtskonforme DC-Zähler im Megawatt-Bereich

Die Kombination aus 1.250 V DC und 3.000 A übersteigt die Kapazität aller derzeit PTB-zugelassenen DC-Energiezähler. Neue Zählergenerationen für den MCS-Leistungsbereich befinden sich in der Entwicklung. Die stationäre DC-Zählerprüftechnik muss diese Zähler kalibrieren und deren Messgenauigkeit über die gesamte Einsatzdauer nachweisen können. Die DC-Leistung muss direkt am Ladepunkt gemessen werden, nicht AC-seitig, und die Messdaten müssen digital signiert und per OCMF verschlüsselt übertragen werden.

Kommunikations- und Sicherheitstests nach ISO 15118-20

Neben der messtechnischen Leistungsprüfung erfordert MCS umfassende Kommunikationstests. ISO 15118-20 über 10BASE-T1S Ethernet bringt strikte Timing-Anforderungen und deutlich höhere Datenraten als die PLC-basierte CCS-Kommunikation. Die verpflichtende TLS 1.3-Verschlüsselung für Plug & Charge muss in jedem Prüfzyklus validiert werden. EMV-Tests der ungeschirmten Twisted-Pair-Kabel (UTP) im MCS-Steckersystem sind ebenfalls Bestandteil des Prüfumfangs.

Unterschiede zwischen CCS- und MCS-Prüfung in der Praxis

Für Prüflabore und Kalibrierdienste ergeben sich bei der MCS-Prüfung weitreichende Änderungen gegenüber der etablierten CCS-Prüfung. Die folgende Gegenüberstellung verdeutlicht die wesentlichen Unterschiede.

Bestehende CCS-Prüfsysteme sind in der Regel für maximale Prüfströme von 500 bis 600 A ausgelegt. MCS erfordert mindestens die sechsfache Kapazität. Das betrifft nicht nur die Quellensysteme, sondern auch die Referenznormale, die als Bezugsbasis für die Kalibrierung dienen. Erfahrungen aus der bisherigen DC-Prüfung bis 500 A bilden eine solide Grundlage, müssen aber konsequent in den Megawatt-Bereich skaliert werden.

End-of-Line-Tests für DC-Ladestationen gewinnen mit der steigenden Zahl produzierter MCS-Ladesäulen zusätzlich an Bedeutung. Jede MCS-Ladesäule muss vor der Auslieferung auf messtechnische Genauigkeit, Sicherheit und Kommunikationsfähigkeit geprüft werden. Die höheren Leistungswerte verlängern dabei die Prüfzyklen und erhöhen die Anforderungen an die Prüfinfrastruktur in der Produktion.

R-MCS und X-MCS für Bergbau und extreme Anwendungen

Neben dem Standard-MCS entwickelt CharIN zwei weitere Varianten für besonders anspruchsvolle Einsatzumgebungen. R-MCS (Ruggedized MCS) ist für den Bergbau und Off-Highway-Betrieb konzipiert. Die ruggedisierte Ausführung erfüllt IP64 und IK11 sowie Anforderungen an chemische Beständigkeit und Vibrationsfestigkeit. Eine integrierte automatisierte Kupplung reduziert die menschliche Intervention beim Ladevorgang unter Tage. CharIN entwickelt R-MCS in Zusammenarbeit mit dem ICMM (International Council on Mining and Metals).

X-MCS (Extreme MCS) adressiert die größten Muldenkipper im Bergbau. Diese Fahrzeuge benötigen eine Nachladung von 400 kWh in nur drei Minuten, was einer Ladeleistung von rund 8 MW entspricht. Die Batteriekapazitäten liegen bei mindestens 1 MWh. CharIN hat ein entsprechendes Whitepaper im Oktober 2025 veröffentlicht.

Für die Prüftechnik bedeuten R-MCS und X-MCS eine erneute Erweiterung der Leistungsbereiche. Wenn Standard-MCS bereits 3.000 A und 1.250 V DC erfordert, bewegt sich X-MCS in Dimensionen, die heute nur von wenigen Laboreinrichtungen weltweit abgedeckt werden. Prüf- und Kalibrierlösungen für diese Anwendungen befinden sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium.

Prüftechnik für das Megawatt Charging System mit ZERA Messsystemen

Die wachsende MCS-Infrastruktur erzeugt einen steigenden Bedarf an präziser und rückführbarer Messtechnik. Mit über 100 Jahren Erfahrung in der Zählerprüftechnik und einem DAkkS-akkreditierten Kalibrierlabor mit Rückführbarkeit auf die PTB verfügen wir über die messtechnische Kompetenz, die dieser neue Leistungsbereich erfordert. Unsere bestehende DC-Zählerprüftechnik und die Prüfsysteme für die Elektromobilität bilden die Basis für die Weiterentwicklung in den Megawatt-Bereich.

Die eichrechtskonforme Kalibrierung von DC-Energiezählern ist eine unserer Kernkompetenzen. Mit der Erweiterung des MCS-Leistungsspektrums wachsen die Anforderungen an Referenznormale, Quellensysteme und Prüfstände. Unsere Ingenieure bringen jahrzehntelange Erfahrung in der DC-Präzisionsmesstechnik mit und arbeiten an Lösungen, die den neuen Leistungsbereichen gerecht werden.

Wenn Sie Fragen zur Prüfung oder Kalibrierung von MCS-Ladestationen haben, stehen wir Ihnen gerne beratend zur Seite. Kontaktieren Sie uns für ein unverbindliches Fachgespräch über die Anforderungen, die das Megawatt Charging System an Ihre Prüfinfrastruktur stellt.