Eine offensichtliche Herausforderung, der es zu begegnen gilt, damit Elektrofahrzeuge eine breitere Zustimmung in der Bevölkerung finden, ist die Verfügbarkeit unterstützender Infrastruktur. Grundsätzlich gibt es in Bezug auf das Laden von EV-Batterien zwei Möglichkeiten: entweder zu Hause mittels der häuslichen Stromversorgung oder mittels öffentlicher Ladestationen.

Auf Basis der projiziert kapazitiven Touch-Technologie sind Ladesäulen auch in rauen Umgebungen zuverlässig einsetzbar.

Bild 1: Auf Basis der projiziert kapazitiven Touch-Technologie sind Ladesäulen auch in rauen Umgebungen zuverlässig einsetzbar. Zytronic

Mit der Ausweitung öffentlich genutzter Ladenetze benötigen die Netzbetreiber Ladestationen, die Zahlungsgeräte für den Verkauf einschließen, um die Bezahlung für die Dienste abzuwickeln. Diese müssen Benutzeroberflächen umfassen, die robust genug sind, um unter allen Witterungsbedingungen, rund um die Uhr und das ganze Jahr über zu funktionieren. Neben der bewährten Zuverlässigkeit, die bei allen Self-Service-Stationen erforderlich ist, muss das interaktive Display auch bei Sonneneinstrahlung gut lesbar und zudem Vandalismus-sicher sein.

Vor der Einführung von Smartphones und Tablets nutzten nur wenige Anwendungen Touchscreens für Außenanwendungen. Einer der Hauptgründe dafür, dass sich dies geändert hat, ist der Wandel bei der Art der verwendeten Touch-Technologie. Die projiziert kapazitive Touch-Technologie hat sich zur vorherrschenden Touch-Sensor-Technologie entwickelt, die sich sowohl in privaten als auch in kommerziellen Anwendungen durchsetzen konnte. Zum einen ist die Technologie hochsensibel, aber dennoch reagiert sie nur auf einen Finger oder einen leitfähigen Eingabestift, weshalb „falsche Berührungen“ unwahrscheinlich sind. Dagegen erfordern resistive Touchscreens erheblich mehr Druck als ein kapazitiver Touchscreen und sind zudem anfällig für verschleißbedingte Leistungsprobleme. Ebenso können optische und auf Akustik basierende Touchscreens auf leblose Objekte, die auf den Bildschirm fallen, Schmutzansammlungen und sogar starkes Sonnenlicht reagieren. Bei Außenanwendungen könnten dies Regen, Schnee oder Blätter sein, die auf dem Bildschirm landen.

Bild 2: Vereinfachtes Funktionsprinzip der projiziert kapazitiven Touch-Technologie.

Bild 2: Vereinfachtes Funktionsprinzip der projiziert kapazitiven Touch-Technologie. Zytronic

Ein projiziert kapazitiver Touchscreen besteht in der Regel mit einer vorderen Glasschicht und einer Matrix aus leitfähigen Elementen dahinter. Diese Elemente bestehen aus elektrisch leitfähigen Materialien wie Indium-Zinnoxid (ITO), Silber, Kupfer oder Kohlenstoff – und sind in einer Sendeschicht und einer Empfangsschicht mit Isolierung dazwischen angeordnet. Mit einem entsprechend ausgelegten Touch-Controller, der mit der leitfähigen Matrix verbunden ist, lässt sich eine elektrische Ladung in die Sendematrix einspeisen. Anschließend überwacht er die verschiedenen Elemente der Empfangsmatrix auf Veränderungen hin. Wenn sich ein Finger der Vorderseite des Touchscreens nähert, wird innerhalb der beiden Schichten hinter der Frontscheibe eine winzige Veränderung des kapazitiven Feldes erzeugt. Diese Änderungen erkennt die Touch-Controller-Firmware, woraufhin sie die Bereiche oder Elemente der Matrix mit der größten Veränderung identifiziert und die Touch-Position trianguliert. In Form eines Datenstroms von X-Y-Koordinaten überträgt der Controller die Daten dann an den Host-Computer.

Aufgrund der in der Regel fehlerfreien Leistung projiziert kapazitiver Touchscreens in der Unterhaltungselektronik hat sich die breite Öffentlichkeit daran gewöhnt und erwartet ein ähnlich reaktionsschnelles Touch-Erlebnis überall dort, wo sie auf ein interaktives Display stößt wie etwa an Self-Service-Zapfsäulen. Bei anspruchsvollen Anwendungen wird jedoch ein für Verbraucher ausgelegter Touchscreen schnell hinter den Erwartungen zurückbleiben. Das auf geringes Gewicht und Portabilität ausgelegte verwendete Glas ist für gewöhnlich sehr dünn und im Allgemeinen chemisch gehärtet statt thermisch vorgespannt und zerbricht im Falle des Zertrümmerns in große Scherben. Die Verwendung eines dickeren, thermisch gehärteten Glases (4 – 6 mm) räumt dieses Problem für gewöhnlich aus. Der daraus resultierende Touchscreen ist etwa fünf Mal so robust wie unbehandeltes Glas und zerbricht im Falle des Falles in kleine Würfel. Er ist Vandalismus-sicher, sicher zu benutzen und vor allem an jedem Ort, zu jeder Tageszeit, bei jedem Klima oder zu jeder Jahreszeit zuverlässig. Diese Kombination an Funktionen bedeutet, dass Ladesäulenanbieter bestimmte Arten von projiziert kapazitiven Berührungssensoren zunehmend als Benutzeroberfläche für Self-Service-Stationen wählen.

Weiterhin unterstützen die individualisierbaren Touchscreens sichere PIN-Eingabeanwendungen. Die Cryptotouch-Unattended-Technologie dafür stammt von Zytronics Entwicklungspartner Cryptera und bietet PIN-Transaktionssicherheit (PTS). Die Touchscreens sind in beliebigen Designs sowie mit Bildschirmdiagonalen zwischen 10 – 24” (25,4 – 60,69 cm) erhältlich und der Touch-Sensor ermöglicht, dass sich authentifizierte Zahlungen vollständig über die Touchscreens von Ladestationen abwickeln lassen. Dadurch ist kein separates, mechanisches, verschlüsselndes PIN-Pad (EPP) notwendig.

Gegenwärtig sind EV-Ladestationen mit 50 kW die häufigste Art öffentlicher Schnellladestationen und es dauert etwa 30 Minuten bis ein Fahrzeug vollständig geladen ist. Allerdings existieren auch schon Technologien, um in nur 5 – 10 Minuten zu laden, aber es gibt nur sehr wenige Autos, die mit solch leistungsstarken Ladegeräten kompatibel sind.

Eine gute ausgebaute Ladeinfrastruktur ist ein Schlüsselfaktor für die Verbreitung der Elektromobilität. Eines ist dabei sicher: Touchscreen-Technologie wird die Benutzeroberfläche für fast alle dieser Self-Service-Ladestationen bereitstellen. Aufgrund seiner hohen Robustheit gegenüber rauen Umgebungen und Witterungen eignet sich gerade die projiziert kapazitive Touch-Technologie für den Einsatz in Ladesäulen.