EV Charger Display Design für Outdoor-Ladestationen

Einführung

Das Display einer E-Auto-Ladestation sollte als Teil des Ladesystems ausgewählt werden und nicht als eigenständiger Bildschirm. Für ein kompaktes Wechselstrom-Ladegerät reicht möglicherweise ein kleines Touch-LCD-Modul aus, um Statusinformationen und Anleitungen per QR-Code anzuzeigen. Eine öffentliche Gleichstrom-Ladestation benötigt hingegen häufig einen industriellen Touch-Monitor mit hoher Helligkeit für die Authentifizierung, die Bezahlung, Ladedaten und Fehlermeldungen.

Die richtige Lösung hängt vom Arbeitsablauf des Anwenders, der Sonneneinstrahlung und der Regenbelastung, den Berührungsbedingungen, der Gehäusekonstruktion, der Host-Schnittstelle, der thermischen Belastung und dem Wartungsplan ab. Für einen OEM oder Systemintegrator ist nicht einfach nur entscheidend, wie viele Nits das Display hat. Entscheidend ist vielmehr, welche Aufgaben das Display im fertigen Ladegerät erfüllen muss und welchen Bedingungen es während des Betriebs standhalten muss.

Warum EV-Ladegeräte anwendungsspezifische Displays benötigen

Eine Ladestation für Elektrofahrzeuge vereint eine für die Öffentlichkeit zugängliche Benutzeroberfläche mit industriellen elektrischen Geräten. Das Display muss Fahrern, die möglicherweise mit der Ladestation nicht vertraut sind, klare Anweisungen geben und gleichzeitig neben Leistungsmodulen, Schützen, Kommunikationshardware und Kühlkomponenten betrieben werden können.

Daraus ergeben sich Anforderungen, die für einen herkömmlichen Innenraummonitor nicht gelten:

• Öffentlicher Betrieb: Die Benutzeroberfläche muss möglicherweise die Auswahl der Anschlüsse, die Authentifizierung, Zahlungsanweisungen, den Ladefortschritt und Schritte zur Fehlerbehebung anzeigen.
• Exposition im Freien: Sonnenlicht, Regen, Kondenswasser, Staub und saisonale Temperaturschwankungen können sowohl die Lesbarkeit als auch die Berührungsempfindlichkeit beeinträchtigen.
• Elektrische und thermische Beanspruchung: Stromumwandlungsgeräte können zu einem Temperaturanstieg im Schrankinneren führen. Schaltgeräusche, Erdung und die Kabelführung können ebenfalls Auswirkungen auf das Display und den Touch-Controller haben.
• Lange Lebensdauer: Ein Ausfall des Displays kann dazu führen, dass ein ansonsten funktionsfähiges Ladegerät nicht mehr einsetzbar ist. Daher sollten bereits ab dem ersten Muster der Zugang zu Ersatzteilen, kontrollierte Überarbeitungen und eine stabile Versorgung mit Bauteilen berücksichtigt werden.

Das Display ist für die visuelle Ausgabe und die Benutzerinteraktion zuständig. Die Ladesteuerung, die Stromumwandlung, Zahlungsdienste und die Kommunikation mit dem Backend bleiben Aufgaben des Ladegerät-Controllers oder des Industriecomputers. In einer typischen Konfiguration liefert der Host das Bild über HDMI, DisplayPort oder eine LCD-Schnittstelle, während die Touch-Daten über USB, I²C oder eine andere festgelegte Verbindung zurückgesendet werden. Ein Panel-PC eignet sich, wenn die Rechenplattform ebenfalls in das Display integriert werden muss.

So wählen Sie das Anzeigeformat aus

Beginnen Sie mit der Architektur des Ladegeräts. Das Anzeigeformat sollte auf den vorhandenen Controller, den verfügbaren Platz im Schaltschrank und die Art der Wartung der Anlage abgestimmt sein.

Anzeigeformat	Wenn es passt	Zu klärende Punkte
Touch-LCD-Modul	Der Hersteller des Ladegeräts verfügt bereits über eine Steuerplatine und möchte das LCD-Display und das Touchpanel hinter einer maßgefertigten Frontblende integrieren.	LCD-Signal, Touch-Controller, Deckglas-Stapel, Kabelführung, Befestigungshalterung und Abdichtung.
Industrieller Touchscreen-Monitor	Der Ladegerät-Host liefert ein Videosignal, und für das Projekt wird eine komplette Display-Baugruppe für die Open-Frame- oder Panel-Mount-Montage benötigt.	Videoeingang, Touch-Oberfläche, Gleichstromeingang, Einbautiefe, Steckerausrichtung, Frontschutz und Wartungszugang.
Panel-PC	Das Display muss die Benutzeroberfläche, lokale Anwendungen oder Netzwerkfunktionen in Verbindung mit einem eingebetteten Computer ausführen.	Betriebssystem, Prozessor, Arbeitsspeicher, Speicherplatz, Software-Image, Wärmeableitung, Stromverbrauch und Austausch vor Ort.

Bei vielen Projekten zum Laden im Freien ist ein Outdoor-Touch-Monitor ist ein praktischer Ausgangspunkt, da sich Display, Touch-Oberfläche, Frontstruktur und Stromanschluss gemeinsam prüfen lassen. Für Projekte mit einer bereits vorhandenen Hauptplatine ist möglicherweise ein Touch-LCD-Modul besser geeignet. Das breitere Angebot von Eagle Touch Anzeigelösungen für das Laden von Elektrofahrzeugen kann dann mit dem Schrank- und Produktionsplan abgeglichen werden.

Was ein Display für eine E-Auto-Ladestation im Außenbereich leisten muss

Sonnenlicht und Reflexion

Die Lesbarkeit im Freien hängt nicht allein von der Helligkeit ab. Bei vielen öffentlichen Projekten im Außenbereich wird mit etwa 1.000 Nits begonnen, doch die endgültigen Anforderungen hängen vom Einbauwinkel, der direkten Sonneneinstrahlung, der Reflexion durch Glas, dem Kontrast, der Oberflächenbehandlung und der Gehäusetemperatur ab.

Überprüfen Sie nach Möglichkeit die gesamte Frontbaugruppe. Ein LCD mit hoher Helligkeit hinter reflektierendem Glas kann dennoch schwer lesbar sein. Durch optisches Bonding lassen sich interne Reflexionen zwischen dem LCD und der Touch-Baugruppe verringern, während eine AG- oder AR-Beschichtung die Reflexion des einfallenden Lichts verändert. Diese Optionen sollten in Abstimmung mit dem Betrachtungswinkel und dem Gehäusedesign ausgewählt werden. Siehe den Sortiment an bei Sonnenlicht lesbaren Monitoren für weitere Überlegungen zum Einsatz im Außenbereich.

Regen, Handschuhe und Spurtreue

PCAP-Touch-Technologie eignet sich oft für eine versiegelte, ebene Oberfläche, doch die Leistung im Außenbereich hängt vom gesamten Touch-System ab. Ein Controller, der auf einer Arbeitsplatte mit bloßen Fingern gut funktioniert, reagiert möglicherweise anders durch dickes Glas, einen Winterhandschuh oder einen Wasserfilm hindurch.

Die Empfindlichkeit der Handschuhe und die Wasserabweisung sollten unter Berücksichtigung des endgültigen Deckgläsers, der Erdungsmethode, des Metallgehäuses und der Kabelanordnung bewertet werden. Wenn schwere Handschuhe oder eine druckbasierte Eingabe für die Anwendung von zentraler Bedeutung sind, kann auch eine resistive Touch-Technologie in Betracht gezogen werden. Die Wahl sollte sich nach den tatsächlichen Nutzungsbedingungen richten und nicht nach einer allgemeinen Präferenz für eine bestimmte Touch-Technologie.

Wärme, elektromagnetische Störungen und Erdung

Stromwandlermodule, Schütze und Netzteile können den Displaybereich aufheizen, insbesondere in einem geschlossenen, der Sonne ausgesetzten Gehäuse. Eine hochhelle Hintergrundbeleuchtung oder ein integrierter Computer tragen ebenfalls zur Wärmeentwicklung bei. Überprüfen Sie die Betriebstemperatur des Displays bei der vorgesehenen Helligkeit; der Lagertemperaturbereich ist hierfür kein Ersatz.

Der elektrischen Integration sollte ebenso viel Aufmerksamkeit gewidmet werden. Eine unzureichende Erdung, eine instabile Gleichstromversorgung oder ungeschirmte Kabel können zu Fehlberührungen, Bildflackern, zeitweiligen USB-Verbindungsunterbrechungen oder Neustarts führen, wenn das Ladegerät die Stromversorgung schaltet. Die Kabelführung, der feste Sitz der Steckverbinder, die Abschirmung und die Trennung von Hochstromleitungen sollten überprüft werden, sobald das Display im endgültigen Gehäuse installiert ist.

Aufprallschutz und Frontabdichtung

Öffentliche Ladestationen können wiederholt berührt, gereinigt, zerkratzt oder angestoßen werden. Wenn im Projekt IK10 vorgeschrieben ist, reicht das Glas allein nicht aus, um die Konformität nachzuweisen. Das Deckglas, der Rahmen, die Halterung, die Dichtung und die Einbausituation bilden zusammen die schlagfeste Baugruppe und sollten in der vereinbarten Konfiguration geprüft werden. Die Anleitung für den IK10-Touchscreen erklärt, warum die Gesamtstruktur von Bedeutung ist.

Die Schutzart IP65 an der Vorderseite unterscheidet sich zudem vom Schutz des gesamten Ladegeräts. Dabei müssen die Verbindung zwischen Display und Gehäuse, der Anpressdruck der Dichtung, die Ebenheit des Rahmens und die Kabelöffnungen berücksichtigt werden. Die Schutzart sollte sich auf das montierte Produkt beziehen, das installiert wird, und nicht auf eine einzelne Komponente.

Montage und Wartungszugang

Bevor Sie das Modell befestigen, überprüfen Sie bitte die Schranköffnung, die Einbautiefe, die Position der Halterung, die Kabelführung und den Freiraum für die Anschlüsse. Ein Display, das zwar in die vordere Öffnung passt, aber interne Komponenten blockiert oder nicht durch die Wartungsklappe entfernt werden kann, ist keine fertige Lösung.

Bei langlebigen Ladegeräten sollte das Display austauschbar sein, ohne dass der Hochleistungsbereich beeinträchtigt wird. Das LCD, der Touch-Controller, die Anschlüsse und die mechanische Ausführung sollten bei der Serienfertigung einheitlich gehalten werden, damit ein Austausch vor Ort nicht zu einem neuen Entwicklungsprojekt wird.

Was sind die Unterschiede zwischen Wechselstrom-, Gleichstrom-, Flotten- und Privathaushaltsladegeräten?

Die Anforderungen an die Anzeige richten sich nach dem Arbeitsablauf des Benutzers und der Betriebsumgebung. Die folgende Tabelle dient als Orientierungshilfe für die Gestaltung und stellt keine festgelegte Spezifikation dar.

Ladegerätetyp	Typische Anwendungsbereiche für Displays	Hauptgestaltungsrichtung
Kompaktes Wechselstrom-Ladegerät	Grundlegender Status, QR-Anleitung, Anschlussanweisungen und einfache Bedienung vor Ort.	Kompaktes Touch-LCD-Modul oder kleiner Touch-Monitor, bei dem besonders auf den Platzbedarf im Schaltschrank, den Stromverbrauch und einen einfachen Wartungszugang geachtet wurde.
Öffentliches Gleichstrom-Schnellladegerät	Auswahl des Anschlusses, Authentifizierung, Bezahlung, Ladefortschritt, Preisgestaltung und Anweisungen im Störungsfall.	Industrieller Touchscreen-Monitor mit hoher Helligkeit, der besonders gut bei Sonnenlicht lesbar ist und sich auch mit nassen Händen oder Handschuhen bedienen lässt; zudem bietet er Stoßschutz sowie Schutz vor Hitze und elektrischen Störungen. Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Anleitung zum Touchscreen-Monitor des DC-Schnellladegeräts.
Ladesystem für Fahrzeugflotten	Lokaler Status, Benutzerbestätigung und Dienstzugriff, oft durch eine zentralisierte Verwaltung unterstützt.	Wählen Sie die Darstellung entsprechend dem erforderlichen lokalen Arbeitsablauf, der Host-Schnittstelle und der Wartungsmethode aus, anstatt die Schnittstelle unnötig zu verkomplizieren.
Ladeeinrichtungen für Privathaushalte	Grundlegende Anzeigen oder begrenzte lokale Informationen, wobei viele Funktionen über eine mobile App abgewickelt werden.	Ein vollgrafisches Touch-Display kann optional sein. Wird ein solches verwendet, können kompakte Abmessungen, geringer Stromverbrauch und Kostenkontrolle wichtiger sein als der Schutz vor unbefugter Nutzung.

Die endgültige Auswahl sollte noch anhand des Betrachtungsabstands, der Gehäusezeichnung, des Host-Systems und des Produktionsplans überprüft werden.

Was vor der Serienfertigung zu prüfen ist

Ein Tischmodell bildet die Bedingungen im Inneren eines in Betrieb befindlichen Ladegeräts nicht realistisch nach. Bauen Sie das Entwicklungsmuster in den vorgesehenen Schrank ein und überprüfen Sie Folgendes:

• Lesbarkeit beim tatsächlichen Betrachtungswinkel und unter den zu erwartenden Sonnenlichtbedingungen.
• Dauerbetrieb bei der erforderlichen Helligkeit und der höchsten zu erwartenden Gehäusetemperatur.
• Berührungsgenauigkeit mit den angegebenen Handschuhen, bei nassen Fingern und bei Kontakt mit Wasser.
• Prüfen Sie die Berührungsstabilität, nachdem das abschließende Deckglas, die Dichtung, die Erdung und die Kabelverlegung installiert wurden.
• Anzeige und Touch-Verhalten beim Schalten und Betrieb der Leistungsmodule unter Last.
• Abdichtung der Vorderseite nach der Endmontage, einschließlich der Fuge zwischen Monitor und Gehäuse.
• Automatische Wiederherstellung nach einem Stromausfall und Neustart.
• Ausbau und Austausch über den vorgesehenen Wartungszugang.
• IK-Prüfung oder andere Schlagfestigkeitsprüfungen an der vollständig montierten Baugruppe, sofern erforderlich.

Vereinbaren Sie vor der Probenahme die Prüfmethode, die Zuständigkeiten und die Abnahmekriterien. Ein Zertifikat für eine einzelne Komponente gilt nicht automatisch für die gesamte Ladegerät-Baugruppe.

Was muss für ein individuelles Display für eine EV-Ladestation bereitgestellt werden?

Ein Anbieter kann das passende Display genauer empfehlen, wenn die erste Anfrage folgende Angaben enthält:

• Ladegerätetyp und Arbeitsablauf des Benutzers.
• Bildschirmgröße, Auflösung, Betrachtungsabstand und Gehäuseöffnung.
• Installationsbedingungen im Innenbereich, im halb-offenen Bereich oder im Außenbereich.
• Voraussichtliche Sonneneinstrahlung, Betriebstemperatur, Niederschlag und Handschuhbedingungen.
• Helligkeitsziel, Berührungsart, Dicke des Deckglases und Oberflächenbehandlung.
• IP- oder IK-Anforderungen und die vorgesehene Befestigungsart.
• Videoeingang, Touch-Oberfläche, Gleichstromeingang, Kabelausrichtung und Anschlussposition.
• Jahresmenge, Stichprobenphase, Wartungsplan und voraussichtliche Produktlebensdauer.

Eine Schrankzeichnung, die Ausschnittmaße oder ein Referenzfoto reichen oft bereits für eine erste technische Prüfung aus. Eagle Touch kann im Rahmen einer individuelle Touch-Lösung.

Häufig gestellte Fragen

Welche Helligkeit ist für das Display einer EV-Ladestation im Außenbereich geeignet?

Es gibt keinen einheitlichen Wert für alle Installationen. Bei vielen Projekten im Außenbereich beginnt man bei etwa 1.000 Nits, doch der endgültige Zielwert sollte unter Berücksichtigung des verwendeten Glases, der Oberflächenbehandlung, der Klebetechnik, des Betrachtungswinkels und der Gehäusetemperatur festgelegt werden.

Braucht jede Ladestation für Elektroautos einen Touchscreen?

Nein. Öffentliche Ladestationen mit Zahlungsfunktion, Authentifizierung oder lokaler Diagnose benötigen in der Regel eine grafische Touch-Oberfläche. Ladegeräte für den privaten Gebrauch oder für zentral verwaltete Flotten können eine mobile App, Kontrollleuchten oder ein einfacheres lokales Display nutzen.

Ist IK10 für das Display einer EV-Ladestation immer erforderlich?

Nein. Die Anforderung hängt vom öffentlichen Zugang, dem Ausfallrisiko und den Kosten eines Ausfalls im Einsatz ab. Wenn IK10 vorgeschrieben ist, muss die gesamte Anzeige- und Befestigungsbaugruppe gemäß der vereinbarten Prüfmethode geprüft werden.

Ist eine optische Verklebung bei jedem Ladegerät für den Außenbereich erforderlich?

Nein. Sie ist vor allem dann sinnvoll, wenn direkte Sonneneinstrahlung, Temperaturwechsel, dickes Schutzglas oder kostspielige Austauschmaßnahmen vor Ort zu Problemen mit innerer Reflexion und Kondensation führen können. Bei einer Installation im Schatten mit einfachem Wartungszugang kann eine andere Konstruktion sinnvoll sein.

Nächster Schritt

Senden Sie uns die Displaygröße, die Gehäusezeichnung oder die aktuelle Spezifikation zur Prüfung zu. Eagle Touch kann Ihnen empfehlen, ob sich für das Projekt eher ein Touch-LCD-Modul, ein industrieller Touch-Monitor oder ein Panel-PC eignet, und anschließend die wichtigsten Anforderungen hinsichtlich Display, Touch-Funktion, Mechanik und Validierung bestätigen.