Touch-Monitor für Gleichstrom-Schnellladegeräte: Funktionen, Anforderungen und Integration

Ein Touchscreen in einer Gleichstrom-Schnellladestation ist nicht einfach nur ein Bildschirm, der am Gehäuse angebracht wurde. Er ist der Ort, an dem der Fahrer sich identifiziert, einen Ladevorgang startet und dessen Verlauf verfolgt. Da die Ladestation häufig im Freien neben Hochleistungselektronik installiert ist, muss der Bildschirm auch unter Bedingungen lesbar, berührungssicher und funktionsfähig bleiben, denen ein Büro-Bildschirm niemals ausgesetzt ist.

Die korrekte Spezifikation hängt daher von zwei Fragen ab: Was muss der Benutzer auf dem Bildschirm tun, und welchen Belastungen setzt das Gleichstromladegerät den Bildschirm während des Betriebs aus?.

Warum benötigt ein Gleichstrom-Schnellladegerät einen Touchscreen?

Ein kleines Wechselstrom-Ladegerät verfügt möglicherweise über Statusanzeigen und eine mobile App. Ein öffentliches Gleichstrom-Schnellladegerät hat einen komplexeren Betriebsablauf. Der Fahrer muss möglicherweise einen Stecker auswählen, eine Sprache wählen, sich authentifizieren, einen Preis bestätigen, den Ladevorgang starten und den Ladefortschritt überprüfen. Wenn der Ladevorgang nicht beginnen kann, muss das Gerät erklären, was passiert ist und wie es weitergeht.

Ein Touchscreen vereint diese Anweisungen und Eingaben auf einer einzigen, übersichtlichen Benutzeroberfläche. Der Arbeitsablauf lässt sich per Software aktualisieren, ohne dass mechanische Tasten ausgetauscht werden müssen, während verschiedene Sprachen und Zahlungsmethoden auf derselben Hardware genutzt werden können.

Der Monitor steuert die Leistungsmodule normalerweise nicht. Die Schnittstellen- und Ladesoftware wird vom Laderegler oder einem Industriecomputer ausgeführt. Die Bildübertragung erfolgt über HDMI, DisplayPort oder LVDS; die Touch-Eingabe über USB oder I²C. Zahlungsabwicklung, Netzwerkfunktionen und OCPP bleiben Aufgaben des Ladesystems. Ein Panel-PC kommt nur dann zum Einsatz, wenn Rechenfunktionen in das Display integriert werden müssen.

Einen umfassenderen Überblick über die in Wechselstrom- und Gleichstromgeräten verwendeten Anzeigearchitekturen finden Sie in unserem Leitfaden zur Gestaltung des Displays von EV-Ladegeräten.

Wie wird der Touchscreen während des Ladevorgangs verwendet?

Der Bildschirm begleitet die Sitzung vom Beginn bis zum Abschluss:

1. Verfügbarkeit von Ladegeräten und Steckern anzeigen.
2. Anleitung zur Auswahl von Sprache, Verbindung und Authentifizierung.
3. Überprüfen Sie die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladegerät.
4. Anzeige von Leistung, Energie, Zeit, Kosten und Sitzungsstatus.
5. Geben Sie das Endergebnis, die Option für den Beleg oder die Fehleranweisung an.

Ein reines Statusdisplay kann zwar kompakt sein, doch Zahlungsmenüs, Sicherheitshinweise und Echtzeitwerte benötigen ausreichend Platz, um gut lesbar zu bleiben. Überprüfen Sie die Benutzeroberfläche, bevor Sie die Öffnung in der Frontplatte und die Werkzeuge festlegen.

Was macht eine Gleichstrom-Schnellladestation zu einer anspruchsvollen Umgebung?

Wärme im Ladeschrank

Leistungsmodule, Schütze und Netzteile geben Wärme ab. Der Bereich um das Display kann deutlich heißer sein als die Außenluft, insbesondere in einem geschlossenen Metallgehäuse, das der Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Eine besonders helle Hintergrundbeleuchtung trägt zusätzlich zur Wärmeentwicklung bei.

Berücksichtigen Sie Helligkeit, Betriebstemperatur und Gehäusekühlung gemeinsam und halten Sie das Display nach Möglichkeit vom Hauptströmungsweg der Heißluft fern. Achten Sie auf die Betriebstemperatur und nicht auf den in der Regel weiter gefassten Lagerungstemperaturbereich.

Sonnenlicht, Regen und saisonale Bedingungen

Öffentliche Ladestationen sind Sonneneinstrahlung, Reflexionen von Fahrzeugen, Regen, Kondenswasser, Staub und Winterhandschuhen ausgesetzt. Eine hohe Helligkeit allein garantiert noch keine gute Lesbarkeit. Auch Reflexionen am Deckglas, der Betrachtungswinkel, die Oberflächenbehandlung und der optische Luftspalt spielen eine Rolle. Bei vielen Projekten im Außenbereich wird mit etwa 1.000 Nits begonnen, doch der Zielwert muss an der fertig montierten Ladestation bestätigt werden.

Optische Bindung kann interne Reflexionen zwischen dem LCD und dem Touchglas reduzieren. Eine AG- oder AR-Beschichtung kann ebenfalls helfen, wobei jede der beiden die Oberfläche auf unterschiedliche Weise beeinflusst. Unsere Leitfaden für sonnenlichttaugliche Monitore erklärt, warum die Helligkeit nicht separat ausgewählt werden kann.

Ein herkömmlicher PCAP-Controller kann Wasser als Eingabesignal interpretieren oder unter einem Wasserfilm nicht mehr reagieren. Der Handschuhmodus erfordert eine höhere Empfindlichkeit, während die Wasserunterdrückung unerwünschte Signale ausblenden muss. Passen Sie beides an das endgültige Glas, die Erdung und das Metallgehäuse an – nicht nur auf einem offenen Arbeitstisch.

EMI, Erdung und Kabelverlegung

Eine unzureichende Erdung, eine instabile Gleichstromversorgung oder ungeschirmte Kabel können zu Fehlkontakten, einer zeitweise unterbrochenen USB-Verbindung, Flackern oder einem Neustart beim Start des Ladegeräts führen.

Testen Sie den Touch-Controller, die Displayplatine und die Kabelführung, während die Leistungsmodule in Betrieb sind. Abschirmung, sichere Steckverbindungen, Erdung und die Trennung von Hochstromleitungen können ebenso wichtig sein wie die Spezifikationen des Monitors.

Öffentliche Nutzung und Pflege der Grünflächen

Die Vorderseite kann wiederholt Stößen, Kratzern oder Reinigungsvorgängen ausgesetzt sein. Gehärtetes Glas und eine stabile Halterung tragen zwar dazu bei, doch die Glasdicke allein ist kein Nachweis für die Schlagfestigkeit. Wenn IK10 erforderlich ist, muss die gesamte montierte Baugruppe geprüft werden. Siehe unsere IK10-Touchscreen-Seite.

Ein defektes Display kann ein ansonsten funktionsfähiges Ladegerät unbrauchbar machen. Es sollte austauschbar sein, ohne dass der Hochleistungsbereich beeinträchtigt wird, wobei das LCD, der Touch-Controller, die Anschlüsse und die mechanische Ausführung bei der Serienfertigung kontrolliert werden.

Was sollte beim Touch-Monitor beachtet werden?

Das Folgende ist ein praktischer Ausgangspunkt und keine allgemeingültige Spezifikation für Gleichstromladegeräte.

Merkmal	Typischer Projektablauf	Was muss bestätigt werden?
Bildschirmgröße	10,1″, 15″ oder 15,6″	Inhalt der Benutzeroberfläche, Betrachtungsabstand, Einbauhöhe und Schranköffnung
Helligkeit	Etwa 1.000 Nits oder mehr für viele Projekte im Außenbereich	Direkte Sonneneinstrahlung, Glasreflexion, Verklebung, Einbauwinkel und thermische Belastungsgrenze
Auflösung	1280 × 800, 1024 × 768 oder 1920 × 1080	Controller-Ausgabe und natives Seitenverhältnis der Benutzeroberfläche
Touch-Technologie	Industrie-PCAP	Erforderliche Handschuhart, Verhalten bei Regen, Glasdicke und Erdung
Optischer Stapel	AG- oder AR-Glas; bei Bedarf optische Verklebung	Zielwerte für Lesbarkeit, Oberflächenbeständigkeit und Kosten
Schutz	IP65 an der Vorderseite wird häufig verlangt	Dichtungskompression, Ausschnitt im Gehäuse und die Frage, ob ein Schutz der Schutzklasse IP67 erforderlich ist
Stoßfestigkeit	Gehärtetes Deckglas, 3–6 mm, je nach Projekt	Erforderliche IK-Schutzklasse und vollständige Prüfung der montierten Baugruppe
Temperatur	Komponenten für einen breiten Temperaturbereich, häufig von −20 °C bis +70 °C	Tatsächliche Innentemperatur bei voller Ladeleistung
Schnittstellen	HDMI/DP plus USB oder LVDS plus I²C	Host-Platine, Kabellänge, Steckverbinderverriegelung und Wartungszugang
Stromversorgung	12 V oder 24 V Gleichstrom	Spannungsschwankungen, Anlaufverhalten, Erdung und Anforderungen hinsichtlich Überspannungsschutz
Montage	Offene Bauweise, Einbau in Schalttafel oder kundenspezifische Konstruktion	Vorderansicht, Dichtfläche, Tiefe und Einbaurichtung

Standard- und kundenspezifische Konfigurationen können Sie auf unserer Produktseite für Touch-Monitore für den Außenbereich.

Häufige Probleme nach der Installation

Zu den häufigsten Integrationsfehlern gehören:

• ein Bildschirm mit der Helligkeit eines Innenraums, der hinter reflektierendem Glas im Sonnenlicht verblasst;
• unbeabsichtigter Wassereintritt oder keine Reaktion durch die Handschuhe;
• Abschwächung der Hintergrundbeleuchtung, wenn sich das versiegelte Gehäuse erwärmt;
• Unterbrechung der Berührungsverbindung oder Bildflackern beim Umschalten der Leistungsmodule;
• Wasser dringt an der Verbindungsstelle zwischen Monitor und Gehäuse ein;
• Die PCAP-Empfindlichkeit wurde nach dem Einbau von dickerem Glas angepasst.

Dabei handelt es sich nicht immer um Defekte an den Bauteilen. Bei einem Prüfstandstest lassen sich nicht alle thermischen, optischen und elektrischen Bedingungen im Inneren des fertigen Ladegeräts nachstellen.

Was sollte vor der Serienfertigung getestet werden?

Bauen Sie das Entwicklungsmuster in den eigentlichen Schaltschrank ein und überprüfen Sie Folgendes:

• Lesbarkeit im Freien beim vorgesehenen Betrachtungswinkel;
• Dauerbetrieb bei der erforderlichen Helligkeit und Ladeleistung;
• Temperatur im Anzeigebereich;
• Betrieb mit nassen Fingern, wasserabweisend und mit bestimmten Handschuhen;
• Präzision bei der Berührung über den gesamten aktiven Bereich;
• Anzeige- und Berührungsstabilität beim Umschalten des Leistungsmoduls;
• Erdung, ESD-Verhalten und Kabelführung;
• Vorderseitige Abdichtung nach der endgültigen mechanischen Montage;
• Stromausfall und automatische Wiederherstellung;
• Entfernung über den vorgesehenen Wartungszugang.

Legen Sie vor der Probenahme die Zertifizierungsstufe und die zuständige Baugruppe fest. Ein Bauteilzertifikat gilt nicht automatisch für das gesamte Ladegerät.

Erforderliche Angaben für einen maßgeschneiderten Gleichstrom-Ladegerät-Monitor

Eine aussagekräftige Angebotsanfrage enthält Angaben zu Bildschirmgröße, nativer Auflösung, Sonnenlichtbeständigkeit, Betriebstemperatur, Touch-Funktionen, Zeichnung des Deckglases, Anforderungen an die Stoßfestigkeit, Montage, Schnittstellen, Stromversorgung, Kabelausrichtung und jährlicher Abnahmemenge. Zeichnungen der Frontplatte und des internen Layouts helfen dabei, Passgenauigkeit, Dichtheit und Wärmeeinwirkung zu überprüfen.

Eagle Touch liefert Maßgeschneiderte Touchscreen-Monitor-Lösungen für OEM-Ladegeräte, einschließlich hochheller LCDs, PCAP-Abstimmung, optischer Verklebung, kundenspezifischem Glas, Frontversiegelung sowie Open-Frame- oder Panel-Mount-Konstruktionen.

Was ein gutes Touch-Display für ein Gleichstrom-Schnellladegerät ausmacht, lässt sich nicht anhand einer einzigen Spezifikation definieren. Es handelt sich um eine Display-Baugruppe, die auch nach dem Einbau neben der Leistungselektronik des Ladegeräts und trotz der Beanspruchung durch echte Nutzer, Witterungseinflüsse und Betriebswärme klar lesbar, reaktionsschnell und austauschbar bleibt.