PWM-Signal beim Laden: Wie die Freigabe entsteht

PWM-Signal beim Laden: Das PWM-Signal ist eine Pulsweitenmodulation auf dem Steuerkontakt CP, mit der die Wallbox dem Fahrzeug den maximal verfügbaren Ladestrom mitteilt. Laut IEC 62196 liegt eine 1-kHz-Rechteckschwingung mit ±12 V an, deren Tastverhältnis (Duty Cycle) die Stromstärke codiert – die Mindestladestromstärke pro Phase beträgt dabei 6 Ampere.

Wer verstehen möchte, warum eine Wallbox nicht einfach den Strom freischaltet, sondern erst über ein elektrisches Signal mit dem Fahrzeug „verhandelt“, muss das PWM-Signal am Steuerkontakt CP kennen. Es entsteht durch die Ladestation, die über eine Pulsweitenmodulation der Rechteckschwingung die maximale Leistungsabgabe meldet, wie es der Standard IEC 62196 festlegt. Weitere Hintergründe zu Signalpegeln und Widerständen liefert die Rubrik Funktionsweise, in der die technischen Abläufe rund um Ladefreigabe und Kommunikation gesammelt sind. Wichtig ist: Das PWM-Signal ist nicht die gesamte CP-Kommunikation, sondern nur deren Stromsignalisierungs-Teil – Zustandserkennung und Signalisierung laufen parallel über Widerstände und Spannungspegel.

Kurz zusammengefasst: Das PWM-Signal legt fest, wie viel Strom das Fahrzeug aus der Wallbox ziehen darf, und wird erst nach erfolgreicher Fahrzeugerkennung aktiv. Fehlt das Signal oder wird es falsch interpretiert, bricht der Ladevorgang ab oder startet gar nicht erst.

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Das Wichtigste in Kürze

• Frequenz: 1 kHz Rechteckschwingung mit ±12 V laut IEC 62196
• Mindeststrom: 6 Ampere pro Phase, entspricht bei 230 V rund 1,4 kW
• Erkennung: 2700 Ohm = Fahrzeug erkannt, 880 Ohm = ladebereit, 240 Ohm = Lüftung angefordert
• Zuständigkeit: primär Wallbox und Fahrzeug, nicht der Netzbetreiber
• Fehlerfall: ohne gültiges PWM-Signal keine Ladefreigabe

Was ist das PWM-Signal beim Laden genau?

Das PWM-Signal ist eine periodische Rechteckspannung auf dem CP-Kontakt, deren Verhältnis von High- zu Low-Phase (Duty Cycle) die maximale Stromstärke codiert, die die Wallbox bereitstellen kann. Laut IEC 62196 wird der Pilotkontakt CP mit einer 1-kHz-Schwingung und ±12 V beschickt. Ohne dieses Signal bleibt die Ladestation im Ruhezustand.

Das Signal ist getrennt von der eigentlichen Leistungsübertragung zu betrachten: Es handelt sich um ein reines Steuersignal mit niedriger Spannung, nicht um den Ladestrom selbst. Die Analogie zur Fahrzeugtechnik hilft beim Verständnis – ähnlich wie ein MAP-Sensor im Verbrennungsmotor den Saugrohrdruck misst und daraus ein Steuersignal für die Einspritzung ableitet, liefert das PWM-Signal eine Messgröße, aus der das Fahrzeug seine Ladeleistung ableitet. Öffentliche Ladestationen sind bei offenem Stromkreis grundsätzlich spannungsfrei, auch wenn Mode 1 theoretisch bis 16 Ampere ohne Kommunikation erlauben würde.

Wie steuert das PWM-Signal den Ladestrom?

Der Duty Cycle, also das prozentuale Verhältnis der High-Phase zur Gesamtperiode, bestimmt direkt die maximale Stromstärke, die das Fahrzeug abrufen darf. Ein höherer Duty Cycle signalisiert mehr verfügbaren Strom, ein niedrigerer entsprechend weniger.

Die Mindestladestromstärke liegt bei 6 Ampere pro Phase, wie sich aus der Definition der Signalisierung ergibt. Bei einphasiger Ladung in einem 230-V-Netz entspricht das einer Mindestleistung von rund 1,4 kW (6 A × 230 V = 1380 W). Bei einer 11-kW-Wallbox^* mit dreiphasigem Anschluss steuert der Duty Cycle entsprechend höhere Ströme bis zu 16 Ampere pro Phase. Praktisch bedeutet das:

• Wallbox misst verfügbare Netzkapazität und Lastmanagement-Vorgaben
• Wallbox berechnet daraus den zulässigen Duty Cycle
• Fahrzeug liest den Duty Cycle aus und begrenzt seinen Ladestrom entsprechend
• Bei Änderung der Netzlast passt die Wallbox den Duty Cycle laufend an

So kann die Wandladestation Lastspitzen vermeiden und die zulässige Anschlussleistung eines Gebäudes einhalten, wie es für das Lastmanagement beschrieben wird. Wer sich näher mit der technischen Umsetzung befassen möchte, findet ergänzende Details im Beitrag zum Steuerkontakt CP.

Warum ist das PWM-Signal für die Ladefreigabe wichtig?

Das PWM-Signal ist die Voraussetzung für jede Ladefreigabe im AC-Betrieb, weil ohne definierten Strompegel keine sichere Leistungsabgabe möglich wäre. Eine reine Schaltfreigabe ohne Signalisierung würde die Kapazität der Hausinstallation nicht berücksichtigen.

Genau hier liegt der Unterschied zu einer einfachen Ein-Aus-Schaltung: Die Wallbox müsste sonst immer mit dem Worst-Case-Strom rechnen oder riskieren, die Leitung zu überlasten. Über PWM kann sie den Strom dynamisch an Netzverhältnisse, Absicherung oder Lastmanagement anpassen. Relevant ist das Signal vor allem für Wallbox und Fahrzeug – der Netzbetreiber hat damit direkt nichts zu tun, profitiert aber indirekt von der Lastglättung. Wer die Kommunikationsebene insgesamt verstehen will, findet ergänzende Erläuterungen im Beitrag zur Kommunikation zwischen Wallbox und Elektroauto. Ein falscher oder instabiler Duty Cycle führt in der Praxis zu reduzierter Ladeleistung oder zum Abbruch, da moderne Ladesteuerungen bei Unsicherheit sicherheitshalber den Ladevorgang stoppen.

Woran erkennt die Wallbox den zulässigen Strom?

Die Wallbox erkennt den Fahrzeugzustand über Widerstandswerte am CP-Kontakt, nicht über das PWM-Signal selbst. Bei 2700 Ohm gilt das Fahrzeug als erkannt („vehicle detected“), bei 880 Ohm als ladebereit („ready“) und bei 240 Ohm wird zusätzlich Lüftung angefordert.

Erst nach dieser Zustandserkennung aktiviert die Wallbox das PWM-Signal mit dem passenden Duty Cycle und bleibt so lange aktiv, wie das Fahrzeug angeschlossen und ladebereit ist. Diese Abfolge unterscheidet sich klar von der reinen Duty-Cycle-Vorgabe: Erst kommt die Erkennung über Widerstand, dann die Strombegrenzung über PWM. Wer über den passenden Ladekabel-Querschnitt für die jeweilige Stromstärke informiert sein möchte, findet dazu Hinweise im Beitrag zum Ladekabel-Querschnitt bei 11-kW-Wallboxen.

Welche Sonderfälle und Störungen treten beim PWM-Signal auf?

Ein defekter CP-Kontakt oder ein fehlendes PWM-Signal führt in der Regel zum vollständigen Ladeabbruch, da die Wallbox ohne gültige Rückmeldung keine Freigabe erteilt. Akzeptiert das Fahrzeug das Signal nicht, etwa wegen eines Softwarefehlers oder eines beschädigten Ladekabels, bleibt der Ladevorgang ebenfalls aus.

Typische Prüfschritte bei Störungen:

• Steckverbindung und Ladekabel auf Beschädigung prüfen
• Wallbox neu starten und Fahrzeug erneut anschließen
• Fehlercode an Wallbox oder Fahrzeug auslesen
• Bei wiederholtem Fehler Fachbetrieb kontaktieren

Bei beschädigtem Ladekabel kann bereits ein einzelner defekter Leiter die CP-Kommunikation stören, weshalb sich ein Blick in den Beitrag Beschädigtes Ladekabel: Was tun und wann ersetzen? lohnt. Eine Ausnahme bilden ältere Ladestationen im Mode 1, die ohne Kommunikation arbeiten und pauschal bis 16 Ampere freigeben – ein Verfahren, das bei modernen 11-kW-Wallboxen praktisch keine Rolle mehr spielt.

Widerstandswerte und Bedeutung am CP-Kontakt

Widerstand	Bedeutung
2700 Ohm	Fahrzeug erkannt (vehicle detected)
880 Ohm	Fahrzeug ladebereit (ready)
240 Ohm	Ladebereit mit Lüftungsanforderung

Quellen

Verwendete Quellen

Quelle	Adresse
Wikipedia: MAP-Sensor	de.wikipedia.org

Mehr zum Thema im Bereich Funktionsweise · Passend dazu: Steuerkontakt CP: So läuft die Ladefreigabe ab

Häufige Fragen zum PWM-Signal beim Laden

Wie lange bleibt das PWM-Signal während des Ladevorgangs aktiv?

Das PWM-Signal bleibt aktiv, solange das Fahrzeug angeschlossen und ladebereit gemeldet ist. Es wird laufend angepasst, etwa wenn das Lastmanagement der Wallbox die verfügbare Leistung ändert, und endet erst mit dem Abstecken oder dem Abschluss des Ladevorgangs.

Kann der Netzbetreiber das PWM-Signal direkt beeinflussen?

Der Netzbetreiber greift nicht direkt in das PWM-Signal ein, da dieses zwischen Wallbox und Fahrzeug ausgehandelt wird. Indirekt kann er über Vorgaben zum Lastmanagement oder steuerbare Verbrauchseinrichtungen Einfluss auf die verfügbare Anschlussleistung nehmen, die die Wallbox dann in ihren Duty Cycle übersetzt.

Was passiert bei einem zu niedrigen Duty Cycle?

Ein zu niedriger Duty Cycle begrenzt die Ladeleistung stärker als nötig, sodass das Fahrzeug langsamer lädt als technisch möglich. Ursache kann eine fehlerhafte Lastmanagement-Berechnung oder ein Defekt in der Wallbox-Elektronik sein.

Ist das PWM-Signal bei Gleichstrom-Schnellladern ebenfalls relevant?

Nein, beim DC-Schnellladen erfolgt die Kommunikation über digitale Protokolle statt über die analoge Pulsweitenmodulation am CP-Kontakt. Das PWM-Signal ist spezifisch für das AC-Laden nach IEC 62196 relevant, wie es bei Wallboxen zum Einsatz kommt.

Fazit: PWM-Signal als Grundlage jeder Ladefreigabe

Das PWM-Signal am CP-Kontakt regelt mit einer 1-kHz-Rechteckschwingung und einem variablen Duty Cycle, wie viel Strom das Fahrzeug beziehen darf – mindestens 6 Ampere pro Phase, entsprechend rund 1,4 kW bei einphasiger Ladung. Ohne dieses Signal gibt die Wallbox keinen Ladestrom frei, und Störungen am CP-Kontakt führen unmittelbar zum Abbruch. Wer eine passende Wallbox sucht, sollte auf zuverlässige CP-Kommunikation achten, wie es der Beitrag zum 11-kW-Wallbox-Vergleich beschreibt.

Stand: September 2026