Design del display del caricatore EV per le stazioni di ricarica all'aperto

Introduzione

Il display di un caricatore per veicoli elettrici dovrebbe essere scelto come parte integrante del sistema di ricarica, non come schermo a sé stante. Un caricatore CA compatto potrebbe richiedere solo un piccolo modulo LCD touchscreen per le informazioni sullo stato e le indicazioni tramite codice QR. Un caricatore CC pubblico richiede spesso un monitor touchscreen industriale ad alta luminosità per l’autenticazione, il pagamento, i dati di ricarica e i messaggi di errore.

La soluzione corretta dipende dal flusso di lavoro dell'utente, dall'esposizione alla luce solare e alla pioggia, dalle condizioni di utilizzo tattile, dalla struttura dell'alloggiamento, dall'interfaccia del dispositivo ospitante, dal carico termico e dal piano di manutenzione. Per un OEM o un integratore di sistemi, la questione fondamentale non è semplicemente quanti nit abbia il display, bensì quali funzioni debba svolgere all'interno del caricabatterie finito e a quali condizioni debba resistere durante il funzionamento.

Perché i caricabatterie per veicoli elettrici necessitano di display specifici per l'applicazione

Un caricatore per veicoli elettrici combina un'interfaccia utente destinata al pubblico con apparecchiature elettriche industriali. Il display deve fornire istruzioni chiare ai conducenti che potrebbero non avere familiarità con il caricatore, pur operando accanto a moduli di alimentazione, contattori, hardware di comunicazione e componenti di raffreddamento.

Ciò comporta requisiti che non si applicano a un monitor standard per uso interno:

• Funzionamento pubblico: L'interfaccia potrebbe dover visualizzare la selezione del connettore, l'autenticazione, le istruzioni di pagamento, lo stato di avanzamento della ricarica e le procedure di ripristino in caso di guasto.
• Esposizione all'aperto: La luce solare, la pioggia, la condensa, la polvere e le variazioni stagionali di temperatura possono influire sia sulla leggibilità che sulla reattività al tocco.
• Sollecitazioni elettriche e termiche: Le apparecchiature di conversione di potenza possono causare un aumento della temperatura all'interno dell'armadio. Anche il rumore di commutazione, la messa a terra e il percorso dei cavi possono influire sul display e sul controller touch.
• Lunga durata: Un malfunzionamento del display può rendere inutilizzabile un caricabatterie che, per il resto, funzionerebbe correttamente. È quindi opportuno prevedere la possibilità di sostituzione, revisioni controllate e una fornitura stabile dei componenti sin dal primo campione.

Il display è responsabile dell’output visivo e dell’interazione con l’utente. Il controllo della ricarica, la conversione di potenza, i servizi di pagamento e la comunicazione con il backend rimangono funzioni del controller del caricatore o del computer industriale. In un progetto tipico, l’host fornisce l’immagine tramite HDMI, DisplayPort o un’interfaccia LCD, mentre i dati touch vengono restituiti tramite USB, I²C o un’altra connessione definita. Un panel PC è indicato quando è necessario integrare anche la piattaforma di elaborazione con il display.

Come scegliere il formato di visualizzazione

Si inizi dall’architettura del caricabatterie. Il formato del display deve essere compatibile con il controller esistente, lo spazio disponibile nell’armadio e le modalità di manutenzione dell’apparecchiatura.

Formato di visualizzazione	Quando calza a pennello	Punti da verificare
Modulo LCD touchscreen	Il produttore del caricabatterie dispone già di una scheda di controllo e desidera integrare il display LCD e il pannello touch dietro una struttura frontale personalizzata.	Segnale LCD, controller touch, gruppo vetro di copertura, instradamento dei cavi, supporto di montaggio e sigillatura.
Monitor touch industriale	L'unità principale del caricabatterie fornisce un segnale video e il progetto richiede un gruppo display completo per l'installazione in versione open-frame o a incasso.	Ingresso video, interfaccia touch, ingresso CC, profondità di installazione, orientamento del connettore, protezione frontale e accesso per la manutenzione.
Pannello PC	Il display deve gestire l'interfaccia utente, le applicazioni locali o le funzioni di rete in collaborazione con un computer integrato.	Sistema operativo, processore, memoria, spazio di archiviazione, immagine software, dissipazione del calore, consumo energetico e sostituzione sul campo.

Per molti progetti di ricarica all’aperto, un monitor tattile da esterno rappresenta un punto di partenza pratico perché consente di valutare contemporaneamente il display, l’interfaccia touch, la struttura frontale e l’alimentazione. Per i progetti che prevedono l’utilizzo di una scheda madre già esistente, potrebbe essere più indicato un modulo LCD touch. Eagle Touch offre una gamma più ampia di Soluzioni per display dedicati alla ricarica dei veicoli elettrici può quindi essere confrontato con il piano di produzione e quello relativo all'armadio.

Cosa deve garantire il display di un caricabatterie per veicoli elettrici installato all’aperto

Luce solare e riflessi

La leggibilità all’aperto non dipende solo dalla luminosità. Molti progetti pubblici all’aperto partono da circa 1.000 nit, ma il requisito finale dipende dall’angolo di installazione, dall’esposizione diretta al sole, dal riflesso sul vetro, dal contrasto, dal trattamento superficiale e dalla temperatura dell’alloggiamento.

Ove possibile, esaminare l'intero gruppo frontale. Un display LCD ad alta luminosità posto dietro un vetro riflettente può comunque risultare di difficile lettura. L'incollaggio ottico può ridurre i riflessi interni tra il display LCD e il gruppo touch, mentre i trattamenti AG o AR modificano il modo in cui viene riflessa la luce esterna. Queste opzioni dovrebbero essere selezionate tenendo conto anche dell'angolo di visione e del design dell'involucro. Vedere il gamma di monitor leggibili alla luce del sole per ulteriori considerazioni relative all’esposizione all’aperto.

Pioggia, guanti e stabilità al tocco

La tecnologia PCAP touch è spesso adatta a superfici frontali piatte e sigillate, ma le prestazioni all’aperto dipendono dall’intero sistema touch. Un controller che funziona bene con un dito nudo su un bancone potrebbe reagire in modo diverso attraverso un vetro spesso, un guanto invernale o una pellicola d’acqua.

La sensibilità dei guanti e la resistenza all’acqua devono essere valutate tenendo conto del vetro di copertura definitivo, del metodo di messa a terra, dell’involucro metallico e della disposizione dei cavi. Se l’applicazione prevede l’uso di guanti pesanti o l’input tramite pressione, si può prendere in considerazione anche la tecnologia touch resistiva. La scelta deve basarsi sulle condizioni d’uso effettive piuttosto che su una preferenza generica per una determinata tecnologia touch.

Calore, interferenze elettromagnetiche e messa a terra

I moduli di conversione di potenza, i contattori e gli alimentatori possono causare il surriscaldamento del vano in cui è alloggiato il display, specialmente all’interno di un armadio sigillato esposto al sole. Una retroilluminazione ad alta luminosità o un computer integrato aggiungono il proprio carico termico. Verificare la temperatura di funzionamento del display alla luminosità prevista; l’intervallo di temperatura di stoccaggio non è un valore sostitutivo.

Anche l’integrazione elettrica merita la stessa attenzione. Una messa a terra inadeguata, un’alimentazione in corrente continua instabile o cavi non schermati possono causare falsi contatti, sfarfallio dell’immagine, connessioni USB intermittenti o reset quando il caricabatterie interrompe l’alimentazione. Il percorso dei cavi, la sicurezza dei connettori, la schermatura e la separazione dai cavi ad alta corrente dovrebbero essere verificati con il display installato nell’armadio definitivo.

Protezione dagli urti e tenuta anteriore

I caricabatterie pubblici possono essere toccati, puliti, graffiati o colpiti ripetutamente. Se il progetto prevede lo standard IK10, il vetro da solo non è sufficiente a dimostrare la conformità. Il vetro di copertura, il telaio, il supporto, la guarnizione e le condizioni di montaggio costituiscono l’insieme resistente agli urti e devono essere sottoposti a prova nella configurazione concordata. Il Guida al touchscreen IK10 spiega perché la struttura nel suo insieme è importante.

Anche la protezione IP65 frontale è diversa dalla protezione dell'intero caricatore. È necessario tenere in considerazione il giunto tra display e armadio, la compressione della guarnizione, la planarità del telaio e le aperture per i cavi. Il grado di protezione dovrebbe riferirsi al prodotto assemblato che verrà installato, non a un componente isolato.

Accesso per il montaggio e la manutenzione

Prima di fissare il modello, verificare l’apertura dell’armadio, la profondità di montaggio, la posizione delle staffe, la direzione dei cavi e lo spazio libero per i connettori. Un display che si adatta all’apertura frontale ma che ostruisce i componenti interni o non può essere rimosso attraverso lo sportello di manutenzione non rappresenta una soluzione completa.

Per le apparecchiature di ricarica a lunga durata, il display dovrebbe poter essere sostituito senza intervenire sulla sezione ad alta potenza. Il display LCD, il controller touch, i connettori e le modifiche meccaniche dovrebbero rimanere sotto controllo durante la produzione in serie, in modo che la sostituzione sul campo non si trasformi in un nuovo progetto ingegneristico.

Quali sono le differenze tra i caricabatterie CA, CC, per flotte e residenziali

I requisiti relativi al display variano a seconda del flusso di lavoro dell'utente e dell'ambiente operativo. La tabella seguente fornisce indicazioni di progettazione, non specifiche fisse.

Tipo di caricabatterie	Utilizzo tipico del display	Orientamento progettuale principale
Caricabatterie CA compatto	Stato di base, guida QR, istruzioni per la connessione e semplice funzionamento locale.	Modulo LCD touchscreen compatto o piccolo monitor touchscreen, progettato tenendo conto dello spazio disponibile nell'armadio, del consumo energetico e della facilità di accesso per la manutenzione.
Caricabatterie pubblico a corrente continua a ricarica rapida	Scelta del connettore, autenticazione, pagamento, stato della ricarica, tariffe e istruzioni in caso di guasto.	Monitor touch industriale ad alta luminosità, progettato per garantire una migliore visibilità alla luce del sole, la possibilità di utilizzo anche con le mani bagnate o con i guanti, protezione dagli urti, dal calore e dalle interferenze elettriche. Per maggiori dettagli, consulta la Guida al monitor touchscreen del caricabatterie rapido in corrente continua.
Sistema di ricarica della flotta	Stato locale, conferma da parte dell’utente e accesso al servizio, spesso supportati da una gestione centralizzata.	Scegliere la configurazione in base al flusso di lavoro locale richiesto, all’interfaccia host e al metodo di manutenzione, anziché aggiungere un’inutile complessità all’interfaccia.
Apparecchiature di ricarica per uso residenziale	Indicatori di base o informazioni locali limitate, con molte funzioni gestite tramite un’applicazione mobile.	Un display grafico touchscreen completo potrebbe essere opzionale. Se se ne utilizza uno, le dimensioni compatte, il basso consumo energetico e il controllo dei costi potrebbero avere maggiore importanza rispetto alla protezione per l'uso pubblico.

La scelta finale va comunque verificata tenendo conto della distanza di visione, del disegno del mobile, del sistema host e del piano di produzione.

Cosa verificare prima della produzione in serie

Un campione da banco non riproduce le condizioni presenti all'interno di un caricabatterie in funzione. Installare il campione di ingegneria nell'armadio previsto e verificare quanto segue:

• Leggibilità all'angolo di visione effettivo e nelle condizioni di luce solare previste.
• Funzionamento continuo alla luminosità richiesta e alla massima temperatura prevista dell’armadio.
• Precisione al tocco con i guanti specificati, con le dita bagnate e in presenza di acqua.
• Verificare la stabilità al tatto dopo aver installato il vetro di copertura finale, la guarnizione, la messa a terra e aver sistemato i cavi.
• Comportamento visivo e tattile durante la commutazione e il funzionamento dei moduli di potenza sotto carico.
• Sigillatura frontale dopo l'assemblaggio finale, compreso il punto di giunzione tra il monitor e l'involucro.
• Ripristino automatico dopo un'interruzione di corrente e un riavvio.
• Rimozione e sostituzione tramite l'accesso di manutenzione previsto.
• Se necessario, prove IK o altre prove di resistenza agli urti sull'intero gruppo montato.

Prima di procedere al campionamento, concordare il metodo di prova, le responsabilità e i criteri di accettazione. Un certificato relativo a un singolo componente non copre automaticamente l’intero gruppo caricabatterie.

Cosa occorre per realizzare un display personalizzato per un caricabatterie per veicoli elettrici

Un fornitore può consigliare l’espositore più adatto con maggiore precisione se la prima richiesta di informazioni include:

• Tipo di caricabatterie e flusso di lavoro dell'utente.
• Dimensioni dello schermo, risoluzione, distanza di visione e apertura dell'alloggiamento.
• Condizioni di installazione in ambienti interni, semi-esterni o esterni.
• Condizioni previste relative all’esposizione alla luce solare, alla temperatura di esercizio, alla pioggia e alle condizioni dei guanti.
• Valore di luminosità desiderato, tipo di schermo tattile, spessore del vetro di protezione e trattamento superficiale.
• Requisiti IP o IK e struttura di montaggio prevista.
• Ingresso video, interfaccia touch, ingresso CC, orientamento del cavo e posizione del connettore.
• Quantità annuale, fase di campionamento, piano di manutenzione e durata prevista del prodotto.

Spesso, per una prima valutazione tecnica, è sufficiente un disegno del mobile, le quote di ritaglio o una fotografia di riferimento. Eagle Touch è in grado di valutare il formato del display, la configurazione ottica, la configurazione touch, la struttura di montaggio e i rischi di convalida nell'ambito di un soluzione touch personalizzata.

Domande frequenti

Qual è la luminosità più indicata per il display di un caricatore per veicoli elettrici da esterno?

Non esiste un valore unico valido per tutte le installazioni. Molti progetti per esterni partono da circa 1.000 nit, ma il valore finale da raggiungere va verificato tenendo conto del vetro utilizzato, del trattamento superficiale, del metodo di incollaggio, dell’angolo di visione e della temperatura dell’alloggiamento.

Ogni caricatore per veicoli elettrici deve avere un touch screen?

No. I caricatori pubblici che prevedono pagamento, autenticazione o diagnostica locale richiedono solitamente un'interfaccia grafica touch. Le apparecchiature residenziali o quelle destinate a flotte gestite centralmente possono invece utilizzare un'applicazione mobile, spie luminose o un display locale più semplice.

Il modulo IK10 è sempre necessario per il display di un caricabatterie per veicoli elettrici?

No. Il requisito dipende dall'accessibilità al pubblico, dal rischio di impatto e dal costo di un guasto sul campo. Quando viene specificato IK10, verificare il gruppo completo composto da display e supporto secondo il metodo di prova concordato.

Il bonding ottico è necessario per tutti i caricabatterie da esterno?

No. È particolarmente utile quando la luce solare diretta, gli sbalzi di temperatura, i vetri protettivi spessi o le costose sostituzioni in loco rendono la riflessione interna e la condensa un problema. Un’installazione all’ombra con facile accesso per la manutenzione potrebbe giustificare una struttura diversa.

Passo successivo

Inviateci le dimensioni del display, il disegno dell'alloggiamento o le specifiche attuali per una valutazione. Eagle Touch potrà consigliarvi se per il progetto sia più indicato un modulo LCD touch, un monitor touch industriale o un panel PC, per poi confermare i requisiti fondamentali relativi al display, alla funzionalità touch, agli aspetti meccanici e alla convalida.