Conceção do ecrã do carregador de veículos eléctricos para postos de carregamento no exterior

Introdução

O ecrã de um carregador de veículos elétricos deve ser selecionado como parte integrante do sistema de carregamento, e não como um ecrã autónomo. Um carregador compacto de corrente alternada pode necessitar apenas de um pequeno módulo LCD tátil para apresentar informações de estado e orientações através de códigos QR. Um carregador público de corrente contínua requer frequentemente um monitor tátil industrial de alto brilho para autenticação, pagamento, dados de carregamento e mensagens de avaria.

A solução correta depende do fluxo de trabalho do utilizador, da exposição à luz solar e à chuva, das condições de contacto, da estrutura do armário, da interface do equipamento principal, da carga térmica e do plano de manutenção. Para um fabricante de equipamento original (OEM) ou um integrador de sistemas, a questão importante não é simplesmente quantos nits o ecrã tem. É o que o ecrã tem de fazer no interior do carregador acabado e a que condições tem de resistir durante o funcionamento.

Por que razão os carregadores de veículos elétricos precisam de ecrãs específicos para cada aplicação

Um carregador de veículos elétricos combina uma interface de utilizador destinada ao público com equipamento elétrico industrial. O ecrã deve fornecer instruções claras aos condutores que possam não estar familiarizados com o carregador, funcionando ao lado de módulos de potência, contactores, hardware de comunicação e componentes de refrigeração.

Isto cria requisitos que não se aplicam a um monitor de interior normal:

• Funcionamento público: A interface poderá ter de apresentar a seleção do conector, a autenticação, as instruções de pagamento, o progresso do carregamento e os passos para a resolução de falhas.
• Exposição ao ar livre: A luz solar, a chuva, a condensação, o pó e as variações sazonais de temperatura podem afetar tanto a legibilidade como a resposta ao toque.
• Tensão elétrica e térmica: Os equipamentos de conversão de energia podem elevar a temperatura no interior do armário. O ruído de comutação, a ligação à terra e o traçado dos cabos também podem afetar o ecrã e o controlador tátil.
• Longa vida útil: Uma avaria no ecrã pode tornar indisponível um carregador que, de resto, estaria a funcionar corretamente. Por conseguinte, deve ter-se em conta a disponibilidade de peças de substituição, revisões controladas e um abastecimento estável de componentes desde a primeira amostra.

O ecrã é responsável pela saída visual e pela interação com o utilizador. O controlo do carregamento, a conversão de energia, os serviços de pagamento e a comunicação com o backend continuam a ser funções do controlador do carregador ou do computador industrial. Num projeto típico, o anfitrião fornece a imagem através de HDMI, DisplayPort ou de uma interface LCD, enquanto os dados táteis são transmitidos através de USB, I²C ou outra ligação definida. Um PC de painel é adequado quando a plataforma informática também precisa de ser integrada com o ecrã.

Como escolher o formato de apresentação

Comece pela arquitetura do carregador. O formato do visor deve corresponder ao controlador existente, ao espaço disponível no armário e à forma como a manutenção do equipamento será efetuada.

Formato de apresentação	Quando for o caso	Pontos a confirmar
Módulo LCD tátil	O fabricante do carregador já dispõe de uma placa de controlo e pretende integrar o ecrã LCD e o painel tátil por trás de uma estrutura frontal personalizada.	Sinal do ecrã LCD, controlador tátil, conjunto de vidro de proteção, passagem de cabos, suporte de montagem e vedação.
Monitor tátil industrial	A unidade principal do carregador fornece um sinal de vídeo e o projeto necessita de um conjunto completo de ecrã para instalação em estrutura aberta ou montagem em painel.	Entrada de vídeo, interface tátil, entrada de corrente contínua, profundidade de instalação, orientação do conector, proteção frontal e acesso para manutenção.
Painel PC	O ecrã deve executar a interface do utilizador, a aplicação local ou as funções de rede em conjunto com um computador incorporado.	Sistema operativo, processador, memória, armazenamento, imagem de software, dissipação de calor, consumo de energia e substituição no local.

Em muitos projetos de carregamento ao ar livre, um monitor tátil exterior é um ponto de partida prático, uma vez que o ecrã, a interface tátil, a estrutura frontal e a entrada de alimentação podem ser analisados em conjunto. Para projetos que já disponham de uma placa-mãe, poderá ser mais adequado utilizar um módulo LCD tátil. O leque mais alargado da Eagle Touch Soluções de visualização para carregamento de veículos elétricos pode, então, ser comparado com o plano de armários e de produção.

O que um ecrã de um carregador de veículos elétricos deve suportar em ambientes exteriores

Luz solar e reflexo

A legibilidade no exterior não é determinada apenas pelo brilho. Muitos projetos públicos ao ar livre partem de cerca de 1 000 nits, mas o requisito final depende do ângulo de instalação, da exposição direta ao sol, do reflexo no vidro, do contraste, do tratamento da superfície e da temperatura do caixote.

Sempre que possível, analise todo o conjunto frontal. Um ecrã LCD de alto brilho atrás de vidro refletor pode continuar a ser difícil de ler. A colagem ótica pode reduzir as reflexões internas entre o ecrã LCD e o conjunto tátil, enquanto o tratamento AG ou AR altera a forma como a luz externa é refletida. Estas opções devem ser selecionadas em conjunto com o ângulo de visão e o design da estrutura. Consulte o gama de monitores legíveis à luz solar para mais informações sobre a exposição ao ar livre.

Chuva, luvas e estabilidade no toque

A tecnologia tátil PCAP é frequentemente adequada para uma superfície frontal plana e selada, mas o desempenho em ambientes exteriores depende de todo o conjunto de componentes táteis. Um controlador que funciona bem com um dedo nu numa bancada pode responder de forma diferente através de um vidro espesso, de uma luva de inverno ou de uma película de água.

A sensibilidade das luvas e a resistência à água devem ser avaliadas tendo em conta o vidro de cobertura final, o método de ligação à terra, a caixa metálica e a disposição dos cabos. Se o uso de luvas pesadas ou a entrada por pressão forem essenciais para a aplicação, também se pode considerar o toque resistivo. A escolha deve basear-se nas condições reais de utilização, em vez de numa preferência geral por uma determinada tecnologia tátil.

Calor, interferências eletromagnéticas e ligação à terra

Os módulos de conversão de energia, os contactores e as fontes de alimentação podem aquecer o compartimento do ecrã, especialmente no interior de um armário selado exposto ao sol. Uma retroiluminação de alto brilho ou um computador integrado acrescentam a sua própria carga térmica. Verifique a temperatura de funcionamento do ecrã no nível de brilho pretendido; a gama de temperaturas de armazenamento não serve de substituto.

A integração elétrica merece a mesma atenção. Uma ligação à terra deficiente, uma fonte de alimentação de corrente contínua instável ou cabos não blindados podem causar falsos contactos, cintilação da imagem, ligações USB intermitentes ou reinicializações quando o carregador liga e desliga a alimentação. O traçado dos cabos, a fixação dos conectores, a blindagem e a separação da cablagem de alta corrente devem ser verificados com o ecrã instalado no armário definitivo.

Proteção contra impactos e vedação frontal

Os carregadores públicos podem ser tocados, limpos, riscados ou golpeados repetidamente. Se o projeto especificar a classificação IK10, o vidro por si só não é suficiente para comprovar a conformidade. O vidro de cobertura, a moldura, o suporte, a junta e as condições de montagem constituem o conjunto resistente ao impacto e devem ser testados na configuração acordada. O Guia do ecrã tátil IK10 explica por que razão a estrutura completa é importante.

A classificação IP65 frontal também difere da proteção de todo o carregador. É necessário ter em conta a junção entre o ecrã e o armário, a compressão da junta, a planicidade da estrutura e as aberturas para os cabos. A classificação de proteção deve referir-se ao produto montado que será instalado, e não a um componente isolado.

Montagem e acesso para manutenção

Antes de fixar o modelo, verifique a abertura do armário, a profundidade de montagem, a posição do suporte, a direção do cabo e o espaço livre para o conector. Um ecrã que se encaixe na abertura frontal, mas que bloqueie componentes internos ou não possa ser removido através da porta de manutenção, não constitui uma solução completa.

No caso de equipamentos de carregamento de longa duração, o ecrã deve poder ser substituído sem afetar a secção de alta potência. O ecrã LCD, o controlador tátil, os conectores e a revisão mecânica devem permanecer sob controlo durante a produção em série, para que uma substituição no terreno não se transforme num novo projeto de engenharia.

Quais são as diferenças entre os carregadores de CA, CC, para frotas e residenciais

Os requisitos de visualização variam consoante o fluxo de trabalho do utilizador e o ambiente operacional. A tabela seguinte fornece uma orientação de conceção, não uma especificação fixa.

Tipo de carregador	Utilização típica do ecrã	Orientação principal do projeto
Carregador CA compacto	Estado básico, orientações sobre o QR, instruções de ligação e funcionamento local simples.	Módulo LCD tátil compacto ou pequeno monitor tátil, com especial atenção ao espaço no armário, ao consumo de energia e à facilidade de acesso para manutenção.
Carregador rápido de corrente contínua público	Seleção do conector, autenticação, pagamento, progresso do carregamento, preços e instruções em caso de avaria.	Monitor tátil industrial de alto brilho, com especial atenção à visibilidade à luz solar, ao toque com as mãos molhadas ou com luvas, à proteção contra impactos, ao calor e às interferências elétricas. Consulte os detalhes Guia do monitor tátil do carregador rápido de corrente contínua.
Sistema de carregamento de frotas	Estado local, confirmação do utilizador e acesso aos serviços, frequentemente apoiados por uma gestão centralizada.	Opte por uma apresentação que se adapte ao fluxo de trabalho local necessário, à interface do anfitrião e ao método de manutenção, em vez de introduzir uma complexidade desnecessária na interface.
Equipamento de carregamento residencial	Indicadores básicos ou informação local limitada, com muitas funções geridas através de uma aplicação móvel.	Um ecrã tátil totalmente gráfico pode ser opcional. Caso se opte por utilizá-lo, o tamanho compacto, o baixo consumo de energia e o controlo de custos podem ser mais importantes do que a proteção para uso público.

A escolha final deve ainda ser verificada em função da distância de visualização, do desenho do armário, do sistema anfitrião e do plano de produção.

O que é necessário validar antes da produção em série

Uma amostra de laboratório não reproduz as condições existentes no interior de um carregador em funcionamento. Instale a amostra de engenharia no armário previsto para o efeito e verifique:

• Legibilidade no ângulo de visão real e nas condições de luz solar previstas.
• Funcionamento contínuo com o brilho exigido e à temperatura máxima prevista do armário.
• Precisão do toque com as luvas especificadas, dedos molhados e exposição à água.
• Verifique a estabilidade do ecrã de toque após a instalação do vidro de proteção final, da junta, da ligação à terra e da disposição dos cabos.
• Comportamento da imagem e do toque enquanto os módulos de potência comutam e funcionam sob carga.
• Vedação frontal após a montagem final, incluindo a junção entre o monitor e o armário.
• Recuperação automática após uma falha de energia e reinício.
• Remoção e substituição através do acesso de manutenção previsto.
• Ensaio IK ou outros ensaios de impacto no conjunto completo montado, quando necessário.

Chegar a acordo quanto ao método de ensaio, à responsabilidade e aos critérios de aceitação antes da recolha de amostras. Um certificado relativo a um componente não abrange automaticamente o conjunto completo do carregador.

O que é necessário fornecer para um ecrã personalizado de um carregador de veículos elétricos

Um fornecedor pode recomendar o expositor adequado com maior precisão quando o primeiro pedido de informação incluir:

• Tipo de carregador e fluxo de trabalho do utilizador.
• Tamanho do ecrã, resolução, distância de visualização e abertura do armário.
• Condições de instalação em interiores, semi-exteriores ou exteriores.
• Condições previstas de insolação, temperatura de funcionamento, chuva e condições das luvas.
• Valor de brilho pretendido, tipo de ecrã tátil, espessura do vidro de proteção e tratamento da superfície.
• Requisitos IP ou IK e a estrutura de montagem prevista.
• Entrada de vídeo, interface tátil, entrada de corrente contínua, orientação do cabo e posição do conector.
• Quantidade anual, fase de amostragem, plano de manutenção e vida útil prevista do produto.

Um desenho do armário, as dimensões do recorte ou uma fotografia de referência são, muitas vezes, suficientes para uma análise técnica inicial. O Eagle Touch pode avaliar o formato do ecrã, a pilha ótica, a configuração tátil, a estrutura de montagem e os riscos de validação, no âmbito de uma solução tátil personalizada.

Perguntas mais frequentes

Qual é o nível de luminosidade adequado para o ecrã de um carregador de veículos elétricos ao ar livre?

Não existe um valor único para todas as instalações. Muitos projetos ao ar livre começam por cerca de 1 000 nits, mas o valor final a atingir deve ser verificado tendo em conta o vidro utilizado, o tratamento da superfície, o método de colagem, o ângulo de visão e a temperatura do gabinete.

Será que todos os carregadores de veículos elétricos precisam de um ecrã tátil?

Não. Os carregadores públicos que envolvem pagamento, autenticação ou diagnóstico local requerem normalmente uma interface gráfica tátil. Os equipamentos residenciais ou de frotas geridas centralmente podem utilizar uma aplicação móvel, luzes indicadoras ou um ecrã local mais simples.

O IK10 é sempre necessário para o ecrã de um carregador de veículos elétricos?

Não. O requisito depende do acesso do público, do risco de impacto e do custo de uma falha em condições reais de utilização. Quando for especificado o IK10, verifique o conjunto completo do ecrã e da montagem de acordo com o método de ensaio acordado.

A colagem ótica é necessária em todos os carregadores para exterior?

Não. É mais útil quando a luz solar direta, as variações de temperatura, o vidro protetor espesso ou a substituição dispendiosa no local tornam a reflexão interna e a condensação um problema. Uma instalação à sombra com fácil acesso para manutenção pode justificar uma estrutura diferente.

Próximo passo

Envie as dimensões do ecrã, o desenho do gabinete ou as especificações atuais para análise. A Eagle Touch pode recomendar se o projeto se adequa melhor a um módulo LCD tátil, a um monitor tátil industrial ou a um PC de painel, e, em seguida, confirmar os principais requisitos relativos ao ecrã, ao toque, à mecânica e à validação.