Eine CCS Combo PCB ist die zentrale Leiterplattenplattform hinter modernen Ladeanwendungen für Elektrofahrzeuge. Sie verbindet Hochstrompfade für AC- und DC-Laden mit empfindlichen Kommunikationssignalen wie Control Pilot, Proximity Pilot und PLC-Kommunikation.

Bei der Entwicklung einer solchen Leiterplatte geht es nicht nur um die elektrische Verbindung von Komponenten. Eine CCS-Platine muss hohe Spannungen bis zu 1000V, starke thermische Belastungen, Feuchtigkeit, Vibration und langfristige Automotive-Anforderungen zuverlässig beherrschen.

Der entscheidende Unterschied zu einer gewöhnlichen Elektronikplatine liegt in der Kombination aus Hochvolt-Isolation, Stromtragfähigkeit und störungsfreier Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur.

Das Combined Charging System nutzt in Europa typischerweise CCS Combo 2 und verbindet AC-Laden über Typ 2 mit DC-Schnellladen über zusätzliche Gleichstromkontakte. Die Kommunikation erfolgt unter anderem über ISO 15118 und PLC-Technologie.

Welche Funktion übernimmt eine CCS Combo PCB im Fahrzeug und in der Ladestation?

Der Begriff CCS Combo PCB beschreibt mehrere Leiterplattenvarianten innerhalb eines Ladesystems.

Eine Anwendung ist die EVSE-Steuerplatine in der Ladestation. Diese verarbeitet Kommunikationssignale, steuert Schütze und überwacht Sicherheitsfunktionen. Eine zweite Anwendung ist die fahrzeugseitige Inlet-Platine, die Hochstromkontakte, Sensorsignale und Kommunikationsleitungen miteinander verbindet.

Die besondere Herausforderung entsteht durch die parallele Verarbeitung verschiedener Spannungsebenen:

Hochstrompfade für DC-Laden.
Niederspannungslogik.
Control Pilot und Proximity Pilot.
PLC-Kommunikation für ISO-15118-basierte Funktionen.

Eine CCS-Leiterplatte muss daher zwei gegensätzliche Anforderungen erfüllen: maximale elektrische Isolation und gleichzeitig präzise Signalübertragung.

Während eine klassische AC Charger PCB hauptsächlich Wechselstrom-Ladefunktionen unterstützt, muss eine CCS-Variante zusätzlich die Belastungen des DC-Schnellladens bewältigen. Schnellladesysteme können Leistungen bis zu 350kW erreichen.

Welche technischen Kennwerte müssen bei einer CCS Combo PCB geprüft werden?

Die Qualität einer CCS-Platine lässt sich nicht über die reine Leiterplattengröße bewerten. Entscheidend sind Materialeigenschaften, Fertigungstoleranzen und Prüfmethoden.

Kennwert	Bedeutung	Typischer Bereich oder Einflussfaktor	Messmethode
CTI (Comparative Tracking Index)	Verhindert elektrische Kriechströme und Oberflächenüberschläge	PLC 0 (≥600V) für Hochvolt-EV-Schaltungen	IEC 60112
Kupfergewicht	Bestimmt Stromtragfähigkeit und Wärmeabfuhr	3oz bis 6oz (105µm - 210µm) für Leistungspfade; 1oz für Logik	Schliffbildanalyse
Tg (Glasübergangstemperatur)	Verhindert Materialversagen bei Temperaturzyklen	High Tg (≥170°C) empfohlen	DSC
Durchschlagfestigkeit	Bewertet elektrische Isolation des Materials	>40kV/mm bevorzugt	Hi-Pot-Test
Impedanzkontrolle	Stabilisiert PLC-Kommunikation	50Ω oder 100Ω differentiell ±10%	TDR
Lötmaskensteg	Verhindert Brückenbildung zwischen Hochvoltflächen	Min 4 mil (0,1mm) abhängig von Kupferdicke	AOI
CAF-Beständigkeit	Verhindert leitfähige Filamentbildung	Anti-CAF-Laminat erforderlich	THB-Test

Diese Werte sollten bereits vor der Angebotserstellung definiert werden. Ein PCB-Hersteller benötigt mehr Informationen als nur Gerber-Dateien, da Hochvolt-Leiterplatten stark von Material und Stackup abhängen.

Welche CCS Combo PCB Auslegung passt zu meiner Ladeanwendung?

Die optimale Leiterplattenarchitektur hängt von Ladeleistung, Umgebung und Lebensdaueranforderungen ab.

Anwendung	Anforderungen	Empfohlene PCB-Auslegung	Zentrale Entscheidung
Home AC Wallbox (Level 2)	7kW bis 22kW AC-Laden	Standard FR4, Tg 150°C, 2oz Kupfer	Kosteneffizienz bei ausreichender Reserve
Öffentliche DC-Schnellladesäule (50kW)	Mittlere DC-Leistung	High Tg (170°C) FR4, 3oz Kupfer	Wärme und Baugröße ausbalancieren
HPC-Ladesystem (350kW - Flüssigkeitskühlung)	Extreme Leistungsdichte	Heavy Copper PCB 4oz-6oz oder MCPCB	Maximale Wärmeableitung
OBC-Schnittstelle	Fahrzeugbetrieb über Jahre	Automotive-Materialien, Anti-CAF	Langzeitzuverlässigkeit
Mobiles EVSE	Mechanische Belastung	Rigid-Flex PCB	Kompaktheit und Robustheit
V2G-System	Bidirektionaler Energiefluss	6-8 Layer Stackup	EMV und Signalqualität

Für Hochleistungsanwendungen sind Technologien wie Heavy Copper PCB besonders relevant, da Standardkupferlagen die Strom- und Wärmeanforderungen häufig nicht erfüllen.

Welche Fertigungsschritte bestimmen die Serienqualität einer CCS Leiterplatte?

Eine zuverlässige CCS Combo PCB entsteht durch eine abgestimmte Kombination aus Layout, Material und Fertigungskontrolle.

Die CP- und PP-Schaltungen müssen konsequent von Hochvoltbereichen getrennt werden.
Das verwendete Laminat muss CTI ≥ 600V und Anti-CAF-Eigenschaften nachweisen.
Der Stackup muss ausreichende Isolationsabstände zwischen Leistungslagen gewährleisten.
Kriech- und Luftstrecken müssen entsprechend der Hochvoltklasse geprüft werden.
Bei Heavy Copper Designs müssen Bohrung, Galvanik und Ätzkompensation angepasst werden.
Hochvoltbereiche benötigen eine kontrollierte Lötmaskenabdeckung.
Kommunikationsleitungen müssen impedanzkontrolliert geführt werden.
ENIG eignet sich für viele Kontaktflächen mit hohen Anforderungen an Ebenheit und Korrosionsbeständigkeit.
Elektrische Prüfungen müssen höhere Spannungsanforderungen berücksichtigen.
Die Endkontrolle muss kritische Kupferreste, Kurzschlussrisiken und Fertigungsabweichungen erkennen.

Für komplexe EV-Anwendungen bietet Automotive Electronics PCB eine geeignete Grundlage für Material- und Fertigungsentscheidungen.

Welche Fehler treten bei CCS Combo PCB Projekten besonders häufig auf?

Ein häufiger Entwicklungsfehler ist die Übertragung klassischer Niederspannungs-Layoutregeln auf Hochvolt-Ladesysteme.

Zu geringe Abstände zwischen Hochvolt-Netzen können zu elektrischen Durchschlägen führen. Bei kompakten Designs sind zusätzliche Fräsungen oder Isolationsschlitze notwendig, um die erforderlichen Kriechstrecken einzuhalten.

Auch die thermische Belastung wird oft unterschätzt. Eine Leiterbahn, die rechnerisch ausreichend erscheint, kann in einer geschlossenen Ladestation durch erhöhte Umgebungstemperatur kritisch werden. Für die Auslegung sollte eine Umgebungstemperatur von 50°C berücksichtigt werden.

Die PLC-Kommunikation benötigt ebenfalls besondere Aufmerksamkeit. Kommunikationsleitungen sollten nicht parallel zu stark schaltenden DC-Leistungspfaden verlaufen, da Störungen den Ladeprozess beeinträchtigen können.

Ein weiteres Problem ist die falsche Kupferauswahl. Bei Hochstrompfaden ist 1oz Kupfer häufig nicht ausreichend. Für Leistungspfade werden typischerweise 3oz bis 6oz Kupferstrukturen eingesetzt.

Welche Unterlagen sollte ein PCB-Lieferant für CCS Combo Projekte erhalten?

Für eine belastbare Fertigungsprüfung reichen Standard-Gerberdaten nicht aus.

Eine vollständige Anfrage sollte enthalten:

Gerber-Dateien im RS-274X Format.
Stackup mit definierten CTI-Anforderungen.
Kupfergewichte je Lage.
Zeichnungen für Isolationszonen und Slots.
Anforderungen für Hi-Pot-Prüfung.
Strombelastung wichtiger Netze.
Anforderungen an Oberflächenfinish und Steckkontakte.

Bei bestückten Projekten kann eine Turnkey Assembly Lösung die Beschaffung, Bestückung und Prüfung komplexer Komponenten übernehmen.

Welche Fragen stellen Entwickler vor der Freigabe einer CCS Combo PCB?

Wie viel teurer ist eine CCS Combo PCB gegenüber einer Standardplatine? Typischerweise liegen die Kosten 30-50% höher. Gründe sind Hochvoltmaterialien, Heavy Copper Prozesse und zusätzliche Prüfungen.

Wie lange dauert die Fertigung einer Heavy Copper CCS Platine? Standard-PCBs können oft in 3-5 Tagen gefertigt werden. Heavy Copper Varianten (>3oz) benötigen häufig 8-12 Tage.

Kann Standard-FR4 verwendet werden? Für Logikbereiche teilweise ja. Hochvoltbereiche benötigen jedoch meist High-CTI-Materialien.

Welche Prüfung bestätigt die Isolation? Ein Hi-Pot-Test mit hoher Prüfspannung überprüft, ob isolierte Netze ohne Durchschlag oder übermäßigen Leckstrom getrennt bleiben.

Welche Oberfläche ist für Kontakte geeignet? ENIG wird häufig für Komponentenpads verwendet. Kontaktflächen mit mechanischer Belastung können Hard Gold benötigen.

Fazit: CCS Combo PCB Entwicklung beginnt mit der richtigen Fertigungsstrategie

Eine CCS Combo PCB verbindet Hochleistungsenergieübertragung mit sicherheitskritischer Kommunikation. Der Erfolg eines EV-Ladeprojekts hängt deshalb nicht nur vom Schaltplan ab, sondern von Materialauswahl, Stackup, Fertigungsprozess und Prüfkonzept.

Für eine erfolgreiche Serienproduktion sollten Entwickler bereits in der frühen Designphase gemeinsam mit dem Leiterplattenhersteller folgende Punkte festlegen:

Gerber-Daten und Fertigungszeichnungen.
Hochvolt-Isolationsanforderungen.
CTI- und Materialvorgaben.
Kupfergewicht und thermische Ziele.
Prüfspannung und Qualitätsnachweise.

Mit diesen Informationen lässt sich der Übergang vom Prototyp zur Serienfertigung deutlich sicherer gestalten.