HMI macht EV-Ladestation zum multifunktionalen Gerät

Öffentliche Ladestationen entwickeln sich immer mehr zu multifunktionalen Geräten. Meist sind sie mit einem Touch-Display ausgestattet, das als HMI (Human-Machine-Interface) zur intuitiven Bedienung der Station fungiert. Nutzer können die Ladestation über das Display steuern und erhalten darüber direkt wichtige Informationen, wie u. a. den Ladezustand des Fahrzeugs oder die verbleibende Ladezeit. Auch die Bezahlung kann über das Display abgewickelt werden. Zusätzlich können EV-Ladestationen noch viele weitere Features beinhalten, wie z. B. eine integrierte Beleuchtung, IoT (Internet of Things) -Systeme für die mobile Konnektivität, eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach oder ein weiteres, größeres Display als potenzielle Werbefläche.

Widrige Umgebungsbedingungen, wie direkte Sonneneinstrahlung, besonders hohe oder niedrige Temperaturen und die damit einhergehenden, hohen Temperaturschwankungen, sowie Feuchtigkeit dürfen die Funktion von EV-Ladestationen nicht beeinträchtigen.

Pflichtenheft für Anbieter von EV-Ladestationen

Ob Gehäuse, Display, Schutzglas oder Elektronik, alle Komponenten müssen erweiterten Temperaturbereichen standhalten, den maximalen Schutz vor Vandalismus bieten, resistent gegen Feuchtigkeit oder Regen und schädliche Umwelteinflüsse wie UV oder direkte Sonnenstrahlung sein sowie vibrationsunempfindlich. Dazu sollen sie abgedichtet und versiegelt sein, um den gewünschten IP-Schutzanforderungen zu genügen. Viele Ladestationen bieten mittlerweile die Möglichkeit der Ferndiagnose und -wartung und eine problemlose Integration in bestehende Systemlandschaften sowie einen 24/7-Betrieb. Gesetzlich notwendige Anforderungen wie Qualifizierungen und Zulassungen sind ohnehin verpflichtend.

Um eine breite Akzeptanz in der Bevölkerung zu erreichen, ist Benutzerfreundlichkeit fast ein Muss. Eine einfache Bedingung erfolgt am besten über ein Touch-Display, eventuell begleitet mit einem Steuerungssystem mit Gestenerkennung. Der Touch-Sensor sowie das dahinterliegende TFT-Display sollen mit einem robusten Schutzglas abgedeckt werden, das jedoch für eine leichte Berührung empfindlich genug sein muss, um die Funktionen des Touch-Sensors optimal nutzen zu können. Schnelle Leistung und maximale Konnektivität sollen durch neueste Embedded-Technologie und CPU-Versionen führender Hersteller gewährleistet werden, die auch eine Grundrüstung für künftige Weiterentwicklungen bieten.

Industrielle Displays sind geeignet für den Outdoor-Einsatz

Aktuelle Industriedisplays sind selbst bei starkem Sonnenlicht ablesbar, sie sind UV-beständig, bieten weite Betrachtungswinkel bis 89°, ein hohes Kontrastverhältnis mit hoher Helligkeit und einen verlässlichen Betrieb bei Temperaturen von -30 bis +85 °C. Das sind alles Anforderungen einer Ladestation im Freien. Verschiedene standardisierte Schnittstellen (wie beispielsweise LVDS) ermöglichen eine universelle Einsetzbarkeit und Austauschbarkeit der eingebauten Displays.

Data Modul verfügt über die neuesten Display-, Touch- und Embedded-Technologien und setzt individuelle Designvorgaben der Anwender um. Rechteckige, quadratische, runde oder stretched-Designs - zahlreiche, diverse High-Tech-Displayformate, die speziell für den industriellen Einsatz entwickelt wurden, bieten in Kombination mit Touch-Sensoren vielfältige Bedienfunktionen und optimale Positionierungsvarianten. 24/7- und lebenslanger Support sind garantiert. Schmale Display-Rahmen (Slim-Bezel-Design) erlauben den Einbau in nahezu jedes System.

Optisches Bonding von Schutzglas und Touch-Sensor

Durch das optische Bonding von Schutzglas und Touch-Sensor auf das TFT-Display wird eine nahezu verlustfreie Lichtübertragung und verbesserte Lesbarkeit des Bildschirminhalts auch in einer hellen Umgebung ermöglicht. Gleichzeitig werden Reflexionen vermindert, was insgesamt zu einer brillanteren optischen Performance des dargestellten Bildschirminhalts führt. Der sogenannte Black-Panel-Effekt sorgt für eine weiter verbesserte Ablesbarkeit bei starkem Sonnenlicht. Auch die Robustheit gegenüber mechanischen Einwirkungen lässt sich durch optisches Bonding erhöhen. Zudem reduziert optisches Bonding die Anfälligkeit gegenüber Feuchtigkeit und Verunreinigungen und optimiert die Touch-Bedienbarkeit.

Kundenspezifische Gläser, die gewünschte IK-Standardwerte erfüllen, können - durch das optische Bonding - Vandalismus-sicher aufgebracht werden. Der IK-Stoßfestigkeitsgrad bezeichnet ein Maß für die Widerstandsfähigkeit bei Schlag- und Stoßbeanspruchung von Bauteilen und erreicht für das Schutzglas Werte zwischen IK07 und IK10. Der Einsatz eines entweder chemisch oder -noch effektiver - thermisch gehärteten Coverglases anstatt eines unbehandelten Glases, erhöht die Robustheit enorm. Wenn anstelle einer Glasscheibe ein Verbundsicherheitsglas (VSG) aus zwei laminierten Scheiben ausreichender Dicke verwendet wird, kann die Ladestation durch echte „Glaspanzer“ geschützt werden. Allerdings muss auch bei mehreren Millimeter dicken Schutzscheiben die Touch-Funktion des darunterliegenden Sensors problemlos gewährleistet sein.

(PCAP)-Touch-Sensor für reibungslose Bedienbarkeit

Ein PCAP-Touch-Sensor (PCAP: projected capacitive) verfügt über ein transparentes, leitfähiges Material (z. B. Indium Tin Oxide, kurz ITO), welches auf beiden Seiten des Trägermaterials (beispielsweise Glas oder PET-Folien) aufgebracht ist. Die ITO-Elektroden sind meist rautenförmig angelegt und bilden eine Matrixstruktur. Wird dann Spannung angelegt, entsteht zwischen den beiden Elektroden ein kapazitives Feld, welches sich bei Eintritt eines leitfähigen Gegenstandes, wie beispielsweise einem Finger, verändert und so den Touch-Event auslöst. Der Berührungspunkt bzw. die Position der Veränderung im kapazitiven Feld wird durch den verwendeten Touch-Controller erkannt und ausgewertet.

Ausgestattet mit einem PCAP-Touch-Sensor mit der Single-Side (SITO) -Touch-Technologie ist eine direkte und perfekte Touch-Bedienung (Multi Touch bis zu 6 mm dickem Coverglas, Single Touch bis zu 10 mm dickem Coverglas) sogar mit Handschuhen nahezu jeglichen Materials möglich. PCAP-Touch-Controller erkennen zudem Störungen, wie z. B. Wasser auf dem Bildschirm.

Wenn bei hochauflösenden Displays die ITO-Touch-Sensoren verwendet werden, kann es jedoch aufgrund der Überlagerung von regelmäßigen Rastern der Leiterbahnen, unter Umständen zu optischen Interferenzen wie dem sogenannten Moiré-Effekt, kommen. Abhilfe schaffen hier PCAP-Sensoren auf Metal-Mesh-Basis, die aufgrund der unregelmäßigen Anordnung der Leiterbahnen in einem Netz, Interferenzen verhindern. Zusätzlich bietet der Einsatz von Sensoren auf Metal-Mesh-Basis den Vorteil, dass der Oberflächenwiderstand im Vergleich zu ITO-Sensoren etwa um 25 Prozent niedriger ausfällt und damit nur rund 25 Ω beträgt. Dies führt - vor allem bei großformatigen Sensoren über 30 Zoll - zu einer verbesserten Sensitivität bei der Touch-Performance. Dank der biegbaren Beschaffenheit der Metal-Mesh-Sensoren können auch besondere Designs, wie z. B. Curved-Displays, realisiert werden.

Individuelle Kombi-Lösungen mit Digital Signage

Öffentliche Ladestationen an exponierten und stark frequentierten Plätzen bieten eine gute Plattform für ein interaktives Signage-System. Freiflächen können zum Beispiel für die Anbringung zusätzlicher Displays und die Ladestation als interaktive Werbetafel genutzt werden. Die Kombination aus Ladestation und Digital Signage-Lösung eröffnet gerade im Bereich der urbanen E-Mobilität kundenspezifische Möglichkeiten in Sachen Design und Infotainmentsysteme.

Mit einem vorinstallierten Mediaplayer und Betriebssystem (O/S) können über das Laden der E-Fahrzeuge hinaus jede Menge weiterer Informationen geliefert werden. So kann beispielsweise ein integrierter Navigator den Nutzern den Weg zur nächsten Ladestation zeigen oder es können Informationen über die Region, in der sich die Ladestation befindet, angezeigt werden.

Vor allem die Integration von Werbung oder Angeboten von Partnerunternehmen macht die Ladestationen kommerziell attraktiv. Durch die Verwendung von Daten, die über das Fahrzeug und den Nutzer gesammelt werden, kann die personalisierte Werbung auf die Interessen und Bedürfnisse des Nutzers abgestimmt werden.

Touch- und Gestensteuerung auf industriellen Displays in den Größen 1 bis 110 Zoll erweitern die Bedienoptionen und erhöhen zusätzlich die Aufmerksamkeit. Mit den passenden Treiberboards liefern sie zudem schnelle Performance. Maximale Konnektivität wird durch neueste Embedded-Technologien und CPU-Versionen garantiert. Für aktuelle Smart-Charging- Lösungen präsentiert Data Modul innovative Lösungsansätze und –konzepte - von der Komponentenauswahl bis hin zur Konstruktion und Wartung. (neu)