تصميم موجه للمستخدم في محطات شحن المركبات الكهربائية

في مجتمع اليوم ، مع تزايد الوعي البيئي والتقدم التكنولوجي المستمر ، أصبحت المركبات الكهربائية (EVs) تدريجياً خيارًا شائعًا للنقل. ومع ذلك ، لا يمكن أن يحدث الاعتماد الواسع النطاق للمركبات الكهربائية بدون بنية تحتية حيوية ، محطات شحن EV. من المرائب المنزلية إلى المناطق التجارية والعامة ، تنتشر محطات الشحن في كل مكان ، ومع ذلك فإن رضا المستخدم عن تجربة الشحن آخذ في الانخفاض. الأسباب الكامنة وراء ذلك تستحق الاستكشاف المتعمق ، وتصميم التفاعل والتطبيقات التكنولوجية ذات الصلة من محطات شحن EV هي بلا شك مفتاح لتحسين هذا الوضع.

حاليًا ، على مستوى العالم ، تنقسم محطات الشحن بشكل أساسي إلى أجهزة شحن من المستوى 1 والمستوى 2 للاستخدام المنزلي ، وأجهزة شحن من المستوى 2 والمستوى 3 للمناطق التجارية والعامة. تختلف أجهزة الشحن هذه في الشحن الحالي لتلبية احتياجات المستخدم المختلفة. ومع ذلك ، يواجه المستخدمون العديد من المضايقات أثناء الاستخدام.

أولاً ، يطلب معظم مزودي خدمة محطات الشحن من المستخدمين الوصول إلى المحطة عبر تطبيقات الهاتف المحمول المخصصة. هذا يعني أن المستخدمين قد يحتاجون إلى تثبيت تطبيقات متعددة على هواتفهم ، مما يشكل بلا شك عبئًا على المستخدمين العاديين. بالإضافة إلى ذلك ، قد لا يتمكن بعض المستخدمين من استخدام التطبيقات بسلاسة بسبب ضعف إشارات الهاتف المحمول ، خاصة في المناطق النائية ، مما يؤثر على تجربة الشحن.

كبديل ، يمكن للمستخدمين أيضًا الوصول إلى محطة الشحن عبر بطاقات عضوية RFID. ومع ذلك ، تشير التقارير إلى أنه إذا كانت محطة الشحن مزودة بشاشة تعمل باللمس ، فإن المستخدمين يفضلون العمل مباشرة عبر الشاشة بدلاً من تنزيل التطبيقات. يحتاج المستخدمون العاديون في المتوسط إلى حمل خمس بطاقات RFID أو تثبيت ما يصل إلى عشرة تطبيقات على هواتفهم ؛ هذا التعقيد يزيد بلا شك من تكاليف المستخدم.

يوفر ظهور شاشات تعمل باللمس وسيلة فعالة لحل المشاكل المذكورة أعلاه. مع شاشة تعمل باللمس ، يمكن للمستخدمين العمل مباشرة على محطة الشحن دون الاعتماد على تطبيق الهاتف المحمول أو بطاقة RFID. لا يؤدي هذا التفاعل المباشر إلى تحسين راحة المستخدم فحسب ، بل يوفر أيضًا ثقة أكبر في المناطق ذات الإشارات المتنقلة الضعيفة ، مما يجعل عملية الشحن تبدأ بشكل أسرع.

توفر شاشات اللمس للمستخدمين واجهة سهلة الاستخدام ، مما يسمح لهم بتحديد خيارات الشحن وبدء الشحن أو إيقافه من خلال عمليات اللمس البسيطة. هذا التفاعل البديهي مفيد بشكل خاص للمستخدمين المبتدئين وكبار السن. على سبيل المثال ، يمكن لمزودي خدمة محطة الشحن تشغيل مقاطع فيديو التشغيل على شاشة HMI لتوجيه المستخدمين في تحديد الكبل أو المحول الصحيح واتباع الخطوات الصحيحة. في حالة فشل الشحن أو عيوبه ، يمكن لشاشة HMI الإبلاغ عن أسباب محددة للمستخدمين ، مثل الكابلات المفكوكة أو المتصلة بشكل غير صحيح ، أو أخطاء خطوة الشحن ، أو رصيد الحساب غير الكافي ، أو الأعطال الداخلية لمحطة الشحن ، مما يساعد المستخدمين على حل المشكلات بسرعة.

تتيح شاشات HMI أيضًا للمستخدمين إجراء عمليات الدفع من خلال واجهات شاشة تعمل باللمس مألوفة ، باستخدام بطاقات الائتمان أو الرموز الشريطية. بعد اكتمال الشحن ، يطالب النظام المستخدم بالضغط على زر "إيقاف الشحن" والنقر فوق "بدء الدفع". بالنسبة لمدفوعات بطاقات الائتمان ، يمكن للمستخدمين أيضًا إدخال رقم التعريف الشخصي الخاص بهم على الشاشة لإكمال المعاملة. لا تعمل طريقة الدفع المرنة هذه على تحسين الراحة فحسب ، بل تعزز الأمان أيضًا.

من خلال شاشات HMI ، يمكن لمشغلي شبكات الشحن عرض أسعار الاستخدام وفقًا لسيناريوهات مختلفة ، مثل الزوار أو الأعضاء أو الأعضاء المميزين. تطلب العديد من البلدان من الشركات عرض رسوم محددة بشفافية للمستخدمين على شبكات الشحن الخاصة بهم. تساعد هذه الشفافية المستخدمين على فهم التكاليف قبل الاستخدام ، وتجنب عدم الرضا بسبب مشكلات التسعير.

يمكن للمستخدمين من خلفيات لغوية مختلفة اختيار لغتهم المفضلة من خلال شاشة تعمل باللمس ، مما يسمح لمحطة الشحن نفسها بخدمة عدة مستخدمين. يتيح ذلك أيضًا لمشغلي محطات الشحن تغطية قاعدة مستخدمين أوسع. في عالم اليوم المعولم ، يعد الدعم متعدد اللغات بلا شك ميزة مهمة ، حيث يساعد المشغلين على جذب المزيد من المستخدمين الدوليين.

يمكن عرض حالة الشحن وبيانات السيارة المختلفة على الشاشة. يمكن لمحطة الشحن توجيه المستخدمين لبدء الشحن أو إيقافه وإبلاغهم بصحة البطارية والمركبة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لمحطة الشحن عرض الإعلانات على الشاشة ، مما يولد إيرادات إضافية للمشغلين. لا يؤدي هذا الإعلان إلى زيادة دخل المشغل فحسب ، بل يوفر أيضًا مزيدًا من المعلومات والترفيه للمستخدمين.

على الرغم من أن شاشات اللمس توفر العديد من وسائل الراحة ، إلا أن ضمان عملها بشكل صحيح في بيئات مختلفة يتطلب تلبية سلسلة من المتطلبات الفنية.

تختلف أنواع العرض اختلافًا كبيرًا في محطات شحن المركبات الكهربائية ؛ لا تحتوي بعض المحطات على شاشة عرض ، بينما تم تجهيز البعض الآخر بشاشات تعمل باللمس صغيرة أو كبيرة. قد يؤثر عدم تناسق العرض سلبًا على تجربة المستخدم. تم تجهيز بعض محطات الشحن الأحدث بشاشات أكبر ، مما يوفر معلومات شحن واضحة ومساحة إعلانية ، على غرار الإعلانات الشائعة في محطات الوقود.

نظرًا لأن معظم محطات شحن المركبات الكهربائية مثبتة في الهواء الطلق ، يجب أن تعمل الشاشات بشكل طبيعي في ظل الظروف الجوية القاسية ، بما في ذلك الرياح القوية والعواصف الرملية والأمطار والثلوج. بالإضافة إلى تحمل البيئات القاسية ، يجب أن تكون شاشات العرض حساسة بدرجة كافية للتعرف على مدخلات المستخدم. على سبيل المثال ، تحتاج شاشات اللمس إلى اكتشاف المدخلات بدقة في درجات الحرارة المنخفضة أو الرطوبة أو عندما يرتدي المستخدمون القفازات.

تستخدم تقنية ترانزستور الأغشية الرقيقة (TFT LCD) على نطاق واسع في العديد من شاشات محطة شحن EV. عند اختيار شاشات العرض لمحطات الشحن ، يجب على المهندسين إعطاء الأولوية للحاويات المعتمدة من UL-F1 والشاشات المصممة للاستخدام الخارجي وفقًا لمعايير UL 746C. خضعت المنتجات التي تلبي معايير UL 746C لاختبارات التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، بما في ذلك اختبار لمدة 720 ساعة مع مقياس حرارة قوس كربون مزدوج الإغلاق أو اختبار 1000 ساعة باستخدام مقياس حرارة قوس زينون. يجب أن تجتاز المنتجات أيضًا اختبار الغمر بالماء ، وتغمر المعدات التي تم اختبارها في ماء 70 درجة مئوية لمدة سبعة أيام.

تعد قراءة الشاشة عاملاً مهمًا أيضًا ، حيث قد يكون من الصعب القراءة في ضوء الشمس الساطع. لذلك ، يجب أن تتمتع شاشات العرض بسطوع كافٍ لضمان رؤية واضحة في جميع ظروف الإضاءة.

تحتاج شاشات العرض أيضًا إلى مراعاة تصنيفات IP و IK. يشير تصنيف IP إلى مقاومة الجهاز للماء والغبار ، بينما يعكس تصنيف IK مقاومة الصدمات. تؤثر المستويات بشكل مباشر على متانة وموثوقية شاشات العرض في البيئات الخارجية.

واجهة الإنسان والآلة (HMI) لمحطة شحن EV ليست مجرد لوحة أجهزة ولكنها طبقة تفاعلية رئيسية بين المستخدمين ونظام الشحن. يساعد HMI البديهي والقوي المستخدمين على إكمال عمليات الشحن بسرعة وثقة ودقة. فيما يلي اعتبارات التصميم الرئيسية.

يجب أن تكون محطات شحن EV العامة متينة للغاية. على سبيل المثال ، يمكن لزجاج الغوريلا المقوى أن يقاوم التأثيرات القوية بشكل فعال ويقلل من تكرار الصيانة. تم تعزيز اللوحة الأمامية وتجهيزها بنقاط تثبيت آمنة ، لذلك حتى في ظل القوة الخارجية ، يتم منع التلف الداخلي ، مما يضمن التشغيل المستقر على المدى الطويل.

يعد أداء شاشة اللمس الخارجية أمرًا بالغ الأهمية ، خاصة في ظل الظروف القاسية. يجب أن تتحمل الشاشات المطر والرطوبة العالية والتنظيف المتكرر بالماء أو المنظفات المختلفة. تساعد الخوارزميات المضادة للضباب وأجهزة الاستشعار المخصصة في الحفاظ على التشغيل الطبيعي عندما يكون سطح الشاشة رطبًا. يجب أن تكون المكونات قادرة على تحمل درجات الحرارة العالية والمنخفضة لمنع التشقق أو التشوه. بالنسبة للمناطق الضبابية أو الساحلية ، تعتبر العبوات محكمة الإغلاق مهمة لمنع التكثيف.

يفرض زجاج الغطاء السميك والرطوبة على الشاشة متطلبات خاصة على رقائق اللمس. يمكن أن يقلل التعرض القوي لأشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية من أداء الشاشة وحساسية مستشعر اللمس ، لذا فإن طلاءات ترشيح الأشعة فوق البنفسجية على الشاشة مفيدة. تعمل الطلاءات المضادة للانعكاس على تحسين قابلية القراءة ، بينما تساعد الطلاءات المضادة لبصمات الأصابع في الحفاظ على النظافة. يحتاج المستخدمون الذين يرتدون القفازات أيضًا إلى تجربة لمس سلسة. في تقنية اللمس بالسعة ، تعتبر هذه العوامل طبقات إضافية بين مستشعر اليد واللمس. يجب أن تكتشف وحدات التحكم IC عالية الجودة إشارات الأصابع الباهتة بدقة من خلال هذه الطبقات.

تتعرض محطات الشحن العامة للغبار والتلوث والكتابة على الجدران. يجب أن تتحمل الأسطح التنظيف المتكرر بالمواد الكيميائية الموصلة دون تآكل أو تغير اللون. يجب أن تميز رقائق اللمس تأثيرات السوائل الموصلة على الشاشة. تسمح اللوحات المصممة جيدًا أو الشاشات المعيارية ذات الفجوة الهوائية بين الزجاج وشاشات الكريستال السائل بالاستبدال السريع عند الضرورة ، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل. يجب أن تحافظ رقائق اللمس أيضًا على حساسية كافية لاستيعاب فجوات الهواء العازلة في بنية العرض.

أخيرًا ، البرامج والبرامج الثابتة مهمة بنفس القدر. تسمح الترقيات عبر الهواء (OTA) بالتحديثات عن بُعد لوظائف HMI أو تصحيحات الأمان أو طرق الدفع دون صيانة في الموقع ، مما يحسن بشكل كبير من الكفاءة التشغيلية. تساعد رسائل الخطأ الواضحة المستخدمين على تحديد المشكلات وحلها بسرعة ، مما يسهل الدعم الفني عن بُعد. تتطلب الأنظمة التي تدعم تخصيص المستخدم أو الوظائف المتقدمة مثل نقاط العضوية الاهتمام بالأمان وسهولة الاستخدام ، مما يضمن تجربة المستخدم وسلامة البيانات.

عند التعامل مع المعدات الكهربائية ، يجب دائمًا مراعاة معايير EMC و EMI والأداء. تحتوي محطات شحن EV على جهد عالي والعديد من دوائر التبديل ، مما يولد ضوضاء عالية ومجالات مغناطيسية قوية قد تتداخل مع الدوائر المحيطة ، مما يتسبب في سلوك غير متوقع أو غير طبيعي. يعني الامتثال لمعايير EMI / EMC أن محطة الشحن يمكنها تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) ، والعابرين السريعين للكهرباء (EFT) / تداخل النبض ، وتداخل التردد اللاسلكي / المجال الكهرومغناطيسي.

الاتصال هو وظيفة حاسمة لمحطات شحن EV. لمعالجة المدفوعات أو الاستعلام عن توفر المحطة ، يجب أن تكون محطات الشحن قادرة على نقل المعلومات. لقابلية التوسع ، يفضل عادة الاتصالات اللاسلكية. مع زيادة عدد محطات الشحن ، يصبح وضع الكابلات لعشرات أو مئات المحطات مكلفًا للغاية. يسمح الاتصال اللاسلكي بالنشر السريع للمحطات الجديدة ويتجنب مشكلة الأسلاك وصيانة الكابلات.

أصبحت وحدات إنترنت الأشياء تدريجياً خيارًا ممكنًا. وحدات إنترنت الأشياء الحالية متاحة بسهولة ويمكن أن تعمل بثبات على مسافات طويلة. تسمح هذه الوحدات لمحطات الشحن بنقل بيانات القياس ومعلومات المستخدم وبيانات الفوترة إلى السحابة ، مع توفير أمان وتشفير شاملين.

تعد تجربة المستخدم لمحطات شحن المركبات الكهربائية أحد العوامل الرئيسية التي تعزز اعتماد المركبات الكهربائية. من خلال تقديم شاشات تعمل باللمس وتحسين تصميم HMI ، يمكن تحسين تجربة الشحن بشكل كبير. في الوقت نفسه ، يعد ضمان موثوقية شاشات العرض ومحطات الشحن في ظل الظروف القاسية ، فضلاً عن الامتثال لمعايير EMC و EMI ، أمرًا أساسيًا لتشغيلها بشكل صحيح. يوفر الاتصال اللاسلكي وتكنولوجيا إنترنت الأشياء الراحة لتوسيع وإدارة محطات الشحن. في المستقبل ، مع التقدم التكنولوجي المستمر واحتياجات المستخدم المتطورة ، سيستمر تصميم ووظائف محطات الشحن في التحسن ، مما يوفر للمستخدمين تجربة شحن أكثر ملاءمة وكفاءة وأمانًا.