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全球各國(guó)政府都在積極推動(dòng)增加道路上的電動(dòng)汽車（EV）數(shù)量，以取代內(nèi)燃機(jī)（ICE）車輛。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）的預(yù)測(cè)，到2030年，全球電動(dòng)汽車保有量將擴(kuò)充到近3.5億輛。要讓這些車輛為車主提供最大的實(shí)用性，需要建設(shè)與現(xiàn)有加油站數(shù)量相當(dāng)?shù)某潆娀A(chǔ)設(shè)施。例如，美國(guó)計(jì)劃到2030年安裝120萬(wàn)個(gè)公共充電器網(wǎng)絡(luò)。
雖然家用充電器可能只需要最簡(jiǎn)單的用戶界面，但公共充電器正越來(lái)越多地集成支持觸摸功能的人機(jī)界面（HMI）。用戶可以利用基于觸摸屏的HMI選擇類型（訂閱會(huì)員或訪客）、選擇充電電纜類型、完成支付、顯示充電狀態(tài)、選擇價(jià)格方案、啟動(dòng)/停止充電，甚至觀看廣告。現(xiàn)代消費(fèi)者更喜歡在充電器上使用方便快捷的觸摸式HMI，而不是依賴于信號(hào)的手機(jī)應(yīng)用程序，這與在加油站或停車計(jì)時(shí)器上已被廣泛接受的顯示屏相似。鑒于公共充電器主要安裝在室外，因此其必須滿足各種苛刻需求，如極端溫度、暴露于灰塵/潮濕環(huán)境、惡劣天氣以及防止破壞行為，同時(shí)仍能提供流暢的觸摸體驗(yàn)。選擇一款優(yōu)秀的觸摸控制器可以將充電器的HMI設(shè)計(jì)提升到新的水平。
觸摸式HMI的優(yōu)勢(shì)
許多充電器制造商已經(jīng)決定在其充電器產(chǎn)品組合中添加觸摸屏，以便讓其產(chǎn)品的充電體驗(yàn)脫穎而出。觸摸屏十分方便，可讓充電點(diǎn)運(yùn)營(yíng)商為其客戶提供流暢的體驗(yàn)，而不受手機(jī)電池狀態(tài)或信號(hào)強(qiáng)度的影響。這樣一來(lái)，這些觸摸屏便成為運(yùn)營(yíng)商的安全備用選項(xiàng)。
對(duì)早期采用者的吸引力：從最初充電器推出的反饋顯示，大多數(shù)早期電動(dòng)汽車使用者仍然是年輕人。擁有美觀設(shè)計(jì)和酷炫外觀的充電器顯著影響了充電器的選擇。事實(shí)上，隨著充滿未來(lái)感的電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的不斷增加，配套充電器的設(shè)計(jì)越來(lái)越成為吸引消費(fèi)者的一大賣點(diǎn)（見圖1）。
圖1：舊款充電器設(shè)計(jì)與現(xiàn)代充電器設(shè)計(jì)的對(duì)比
流暢的充電體驗(yàn)：盡管電動(dòng)汽車充電已存在一段時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)仍然是一種新的技術(shù)體驗(yàn)。與加油站不同，充電器的操作通常不那么直觀或快捷。如今，快速充電器需要20分鐘到一個(gè)小時(shí)才能充到80%的電池容量，而加油只需要幾分鐘。可以使用教學(xué)視頻或分步指導(dǎo)來(lái)教新用戶如何使用終端充電。一旦開始充電，顯示屏可以顯示充電狀態(tài)數(shù)據(jù)，如電池狀態(tài)、剩余時(shí)間、下一個(gè)可用充電器、天氣信息以及針對(duì)該電池類型和車型的高效駕駛提示。本地法規(guī)要求的常見問題解答（FAQ）部分也會(huì)有所幫助。當(dāng)充電器發(fā)生故障時(shí)，可以使用顯示屏來(lái)排除故障、向支持團(tuán)隊(duì)提供數(shù)據(jù)，甚至強(qiáng)制停止充電以釋放電纜。
透明的定價(jià)和收據(jù)：如同汽油價(jià)格一樣，應(yīng)用的充電價(jià)格會(huì)顯示給用戶，以激勵(lì)他們使用提供商的網(wǎng)絡(luò)并訂閱永久會(huì)員。通過(guò)最初選擇用戶類型（訪客或會(huì)員），運(yùn)營(yíng)商可以為用戶提供不同的支付方案和支付模式。商業(yè)用戶可以輸入自己的電子郵件地址來(lái)獲取費(fèi)用申報(bào)的收據(jù)。
支付模式選擇：事實(shí)上，非會(huì)員用戶應(yīng)該能夠在不被迫訂閱充電器網(wǎng)絡(luò)手機(jī)應(yīng)用程序的情況下支付充電費(fèi)用。這有助于增加充電點(diǎn)運(yùn)營(yíng)商的客戶群體。因此，也可以選擇通過(guò)RFID NFC閱讀器接受信用卡并在觸摸屏上輸入PIN的支付選項(xiàng)。在手機(jī)電池耗盡或因互聯(lián)網(wǎng)不可用而無(wú)法通過(guò)應(yīng)用程序支付時(shí)，這種支付系統(tǒng)尤為重要。反饋顯示，用戶不希望在新地點(diǎn)下載新應(yīng)用程序、注冊(cè)新的在線賬戶并添加信用卡進(jìn)行驗(yàn)證才能付款，尤其是在地下停車場(chǎng)或高速公路等信號(hào)較差的偏遠(yuǎn)地方時(shí)。
圖2：通過(guò)觸摸屏輕松付款
事實(shí)上，歐盟（EU）的替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施法規(guī)（AFIR）等法規(guī)已強(qiáng)制要求在電動(dòng)汽車充電器上使用信用卡付款。這意味著充電器上使用的HMI系統(tǒng)需要符合支付卡行業(yè)（PCI）標(biāo)準(zhǔn)。因此，觸摸顯示屏及其控制器具有更嚴(yán)格的要求，且兩者都需要是高性能組件，能夠?yàn)樽罱K用戶提供舒適、安全的充電和支付體驗(yàn)。
零售商的額外收入：在商場(chǎng)或超市停車場(chǎng)的充電器觸摸屏上顯示廣告可以為零售商提供額外的收入來(lái)源。
語(yǔ)言選擇：充電器制造商可以通過(guò)提供不同語(yǔ)言的充電體驗(yàn)來(lái)覆蓋更廣泛的地理位置。這樣，在歐盟等不同地點(diǎn)旅行的用戶便能夠無(wú)縫使用充電器。
室外HMI系統(tǒng)的挑戰(zhàn)
為確保室外HMI顯示屏在其預(yù)期的長(zhǎng)使用壽命內(nèi)成功運(yùn)行，必須在設(shè)計(jì)階段解決幾個(gè)操作問題，以避免重復(fù)維修、故障和現(xiàn)場(chǎng)更換。雖然大多數(shù)這些問題專門專門針對(duì)顯示屏設(shè)計(jì)及其在外殼中的物理集成，但選擇一款出色的觸摸控制器可以幫助它們充分發(fā)揮潛力并節(jié)省未來(lái)成本。可能影響觸摸屏顯示設(shè)計(jì)的常見場(chǎng)景包括：
雨水：充電器外殼裝配要求通常達(dá)到IP65防水等級(jí)和IP68防水防塵等級(jí)。觸摸控制器不應(yīng)將水滴檢測(cè)為誤觸，只應(yīng)檢測(cè)真實(shí)的手指/手套觸摸。
陽(yáng)光熱量/紫外線暴露：顯示屏需要在陽(yáng)光下具有足夠的可讀性，亮度達(dá)到2000到3000尼特（相比之下，標(biāo)準(zhǔn)顯示屏通常為1000到1500尼特）。玻璃上的防反射和防眩光涂層可用于提高可讀性。額外使用紫外線（UV）濾光器可以減少屏幕損傷，如在某些極端情況下的顏色變化和褪色。紅外濾光片可以保護(hù)顯示屏免受紅外輻射并防止熱量積聚。不過(guò)，顯示屏堆疊越厚，觸摸控制器檢測(cè)到有效觸摸的難度就越大。
極冷或極熱的溫度：充電器可以在世界任何國(guó)家/地區(qū)使用。盡管可以在顯示屏中集成加熱或冷卻元件以保持在正常溫度范圍內(nèi)，但觸摸控制器也需要達(dá)到汽車/工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以便在相同的溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行。
厚手套：厚手套通常在寒冷天氣中使用，但也可以在雨天使用。觸摸控制器需要支持與表面上額外的手套材料層進(jìn)行復(fù)雜交互。例如，如果屏幕上有一張顯示下一個(gè)可用充電器的地圖，那么無(wú)論用戶是否佩戴手套，在潮濕環(huán)境下都必須支持多指縮放。
蓄意破壞：為了將遭到破壞的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，顯示屏通常采用5毫米至6毫米厚的IK10型（防錘擊）玻璃或2毫米至3毫米厚的塑料PMMA。破壞行為測(cè)試規(guī)范可能因電動(dòng)汽車充電器的安裝位置和型號(hào)而異，但觸摸控制器需要通過(guò)這種厚玻璃檢測(cè)手指觸摸，包括戴手套甚至玻璃上有雨滴的情況下。此外，可以在屏幕和玻璃之間使用氣隙，以便在發(fā)生破壞的情況下，僅更換玻璃單元而不是更換整個(gè)顯示屏。這會(huì)進(jìn)一步增加厚度，使觸摸控制器更難檢測(cè)到觸摸。
信用卡支付：如上所述，可以在充電器中內(nèi)置支付方式。這可能是一個(gè)帶機(jī)械鍵盤的信用卡讀卡器模塊。在這種情況下，對(duì)觸摸控制器沒有特殊要求。但是，如果還提供近場(chǎng)通信（NFC）非接觸式讀卡器，并且用戶可以通過(guò)顯示屏設(shè)置金額或輸入PIN，那么觸摸控制器需要對(duì)PIN傳輸進(jìn)行加密，以符合歐盟、英國(guó)和其他地區(qū)的PCI認(rèn)證要求。
苛刻的清潔：如果有人使用漂白劑或其他化學(xué)液體清潔顯示屏，那么這不應(yīng)影響顯示屏或觸摸性能。觸摸控制器需要能夠應(yīng)對(duì)各種導(dǎo)電液體，并且不應(yīng)將它們檢測(cè)為觸摸。
只需將您的顯示屏更換為高性能觸摸控制器，就能將其提升到新的層次。
Microchip的maXTouch?系列觸摸控制器提供了一系列功能，可應(yīng)對(duì)這些嚴(yán)格的室外要求并優(yōu)化顯示屏的觸摸體驗(yàn)。該系列器件支持：
- 各種屏幕尺寸（大約2英寸至34英寸顯示屏）和寬高比
- 極高的傳導(dǎo)噪聲抗擾度（IEC 61000-4-6 A類認(rèn)證）
- 厚達(dá)10毫米的覆蓋玻璃
- 0.2毫米或更大的氣隙
- 多指厚手套（厚度可達(dá)5毫米，如冬季滑雪手套或摩托車手套）
- 對(duì)水滴和流水具有防潮能力
- 不受3.5%鹽水和其他導(dǎo)電化學(xué)清潔劑的影響
- 加密消息和配置以隱藏PIN
- 支付終端符合PCI安全標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)要求
- 與NFC技術(shù)的互操作性。NFC主動(dòng)掃描期間的跳頻功能可避免與觸摸掃描頻率（100 kHz至500 kHz及其諧波）發(fā)生沖突。
- 自診斷報(bào)告以指示觸摸屏故障
除了協(xié)助用戶進(jìn)行硬件/軟件集成并提供電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)/預(yù)認(rèn)證指南之外，Microchip還提供觸摸屏開發(fā)指南和觸摸屏設(shè)計(jì)合作伙伴，致力于為電動(dòng)汽車充電站的HMI方面提供專門支持。
充電行業(yè)向前發(fā)展
未來(lái)幾年，電動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)將迅速增加。為了兩者的成功使用，充電系統(tǒng)需要一種高效而可靠的HMI。除了應(yīng)對(duì)極端天氣條件外，HMI還應(yīng)提供符合甚至超出預(yù)期的功能。用戶安全是必備條件。 Microchip的maXTouch?觸摸控制器等解決方案旨在滿足這些復(fù)雜系統(tǒng)的要求并滿足其面臨的各種挑戰(zhàn)。它們是電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)組件“一站式”解決方案的一部分，專為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員而打造。
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