CN110053502A - 用于充电桩的用户界面 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于充电桩的用户界面，其具有以下特征：该用户界面(10)包括显示器(11)和触敏表面(12)；并且该显示界面(11)和该表面(12)借助光学透明的粘合材料互相粘合。

Description

用于充电桩的用户界面
技术领域
本发明涉及一种用于充电桩的用户界面。
背景技术
在电子技术中，用于在无需取出能量储存器(如电动汽车的牵引电池)的情况下通过简单地置入或插入来向可移动的电池驱动的装置、机器或机动车辆供应能量的任何固定装置或者电子设备都称为充电站。用于电动汽车的充电站通常还被称为“加电站”并且可以包括多个充电点，这些充电点根据结构形式表征为“充电桩”。
在此，尤其已知直流快速充电系统(high performance charging，HPC)，如在欧洲推广的所谓组合充电系统(combined charging system，CCS)。在通用的直流充电下，来自充电桩的直流电直接被输入至车辆中，并在此通过电网的高效整流器或通过太阳能加电站的缓冲蓄能器提供直流电。在车辆中存在电池管理系统，该电池管理系统与充电桩通信，以便调整电流强度或在达到容量极限时终止该过程。
在此，功率电子装置通常位于充电桩中。由于充电桩的直流端直接与牵引电池的对应端相连接，所以能够以低损耗传输高的充电电流，这可以实现短的充电时间。
EP 2875989公开了一种充电站，其用户界面包括带有触敏显示面的屏幕单元。为了将该屏幕单元安装在充电站中，在充电站的壳体中在前侧面上在视线高度上安置有切口。该屏幕单元在该切口背后以如下方式紧固，使得该触敏显示面从用户侧是可触及的。
US 2011145141、US 2015077239和WO 13063306涉及其他有关的带有显示器的充电桩。
发明内容
本发明提供一种用于充电桩的用户界面。
这种用户界面的一个优势在于其防眩光(anti-glare)的可操作性，因为所集成的显示器即使在阳光照射下仍可以显示读数。
总体上，本发明在此提供下述1的技术方案，本发明的其他有利的设计方案在下述2-10中给出：
1.一种用于充电桩的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)包括显示器(11)和触敏表面(12)，并且
-该显示器(11)和该表面(12)借助光学透明的粘合材料互相粘合。
2.根据前述1所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)还包括优选厚度为4mm的保护面板(13)，并且
-该触敏表面(12)安排在该显示器(11)与该保护面板(13)之间。
3.根据前述1或2所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)具有纵向形式。
4.根据前述1至3之一所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)被布置，为使得该显示器(11)显示不同的内容。
5.根据前述1至4之一所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)是无边框的。
6.根据前述1至5之一所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)还包括RFID读取设备(14)。
7.根据前述6所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该读取设备(14)安排在玻璃之后。
8.根据前述1至7之一所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该粘合材料是合成树脂。
9.根据前述1至8之一所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该显示器(11)是防炫光的。
10.根据前述1至9之一所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该显示器(11)包括薄膜晶体管，并且
-该显示器(11)包括该薄膜晶体管的LED背光照明。
附图说明
本发明的实施例展示在附图中展示并且在下文中详细地进行说明。
图1示出了第一用户界面的纵向截面。
图2示出了第二用户界面的分解图示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于充电桩的用户界面(10)的结构设计的示意图，该充电桩未完全以图形方式示出。基本上无边框地实施的用户界面(10)的核心元件是其具有变化内容的高分辨率TFT显示屏(11)，从用户的角度看表现为以纵向形式(Hochformat)集成在充电桩的侧面遮盖层中。根据所谓触摸屏的工作原理，显示器(11)在这里设置有触敏表面(12)。
为了避免在显示器(11)与表面(12)之间留下传统用户界面的剩余气隙，例如根据本发明将这两个部件通过光学透明的合成树脂牢固地粘合在一起(光学结合，opticalbonding)，并且由呈保护面板(13)形式的前玻璃遮盖，使得触敏表面(12)根据图示基本上平面式平行地安排在显示器(11)与保护面板(13)之间。为了进一步改进显示器(11)的可读性，该显示器具有特别强的LED背光照明。
该显示器(11)优选地包括至少具有至少800cd/m2、特别优选至少1000cd/m2的背光照明。在一个实施方式中，带有该触敏表面(12)的显示器(11)和带有该保护面板(13)的触敏表面(12)平坦地无缝隙地粘合。用于这种粘合的粘合材料优选是光学透明的硅酮、丙烯酸酯或合成树脂，例如环氧树脂。因此优选地，由显示器(1)、触敏表面(12)和保护面板(13)的粘合成的单元的至少两个侧面通过密封材料或粘合材料遮盖，使得显示器(11)、触敏表面(12)和保护面板(13)之间的粘合部的粘合材料针对湿气和空气受到保护和密封。在一个优选的实施方式中，显示器(11)、触敏表面(12)和保护面板(13)之间的粘合部的粘合材料在显示器(11)的波长范围(例如440nm到650nm)内具有与保护面板(13)类似的光学折射率。通过这种方式，显示器(11)的光和从外部作用的太阳光的反射、特别是全反射被最小化，并且增加了可见光对比度。例如，粘合材料和保护面板(13)的光学折射率介于1.5和1.6之间。此外，该粘合材料优选地具有超过80℃的玻璃化转变温度。
在本发明的一个特别的实施方式中，用户界面(10)还受到保护免于蓄意破坏。根据本发明，这通过以下方式来实现：保护面板(13)由硬化玻璃组成。由此使得显示屏可以在无损伤的情况下承受增大的压力、机械冲击、击打、刮擦和快速的温度变化，并保护位于该用户界面后方的部分。在此根据本发明，这种硬化可以通过化学方式和热方式进行。但是，该硬化优选地通过化学方式进行，其方式为：将该玻璃在生产过程中放入经加热(优选高于300℃)的盐溶液，尤其是具有比玻璃常规金属原子组成部分更高的原子重量(例如硅和钠)的阳离子的盐溶液，例如钾盐的盐溶液，并且引起该盐溶液的阳离子向该玻璃表面中扩散，目的是基于扩散到玻璃表面中的阳离子的较大的尺寸和/或键长和/或晶体常数来造成玻璃的外层相对于内层的机械应力。替代地，可以按热学方式通过缓慢且均匀地加热至超过600℃、优选超过700℃并且然后快速冷却(例如通过将冷空气吹向表面)使保护面板(13)的玻璃产生应力。在本发明的意义上，这种热硬化仅在该保护面板的几何尺寸的裁剪和边缘的打磨之后进行，以便省去在热硬化之后的进一步的机械加工。该保护面板的玻璃的表面压缩应力优选地具有至少100N/mm2、特别优选至少170N/mm2。玻璃的抗冲击强度优选地允许500g球形钢试样从1.3米竖直高度落到水平放置的玻璃上的至少一次冲击，特别优选至少5米的高度。
保护面板(13)优选地具有至少3mm的厚度，特别优选至少4mm的厚度。
在一个特别的实施方式中，保护面板(13)还在背离显示器(11)的表面上涂覆有至少两个抗反射层，其中每个层具有如下的光学折射率：该光学折射率分别高于背离显示器(11)的相邻层的光学折射率并且低于面向显示器(11)的层的光学折射率，并且是与这两个相邻层的光学折射率的几何平均值一致的。该抗反射层在其厚度上优选地设计为针对阳光。
在另一个实施方式中，保护涂层(13)涂覆有在背离显示器(11)的表面处具有连续增大的折射率的至少一个抗反射层。
在另一个实施方式中，保护面板(13)在背离显示器(13)的侧面上涂覆有防指纹层。例如，该表面可以具有亲脂层，或经过处理使得该表面具有与该表面化学键合的亲脂性残基。
在另一个实施方式中，保护面板(13)的玻璃在背离显示器(13)的一侧被硅烷化。
由于非弹性的玻璃，从用户的角度看位于保护面板(13)之后的触敏表面(12)未使用任何现有技术的电阻式触摸技术。本发明的一个实施方式采用表面声波来检测用户对保护面板的触摸和触摸的位置。为此，本发明的这个实施方式还包括至少两个超声波发生器和至少两个超声波传感器。这些超声波发生器在此优选地安排成使得它们在保护面板(13)的平面中以相互垂直的方向用超声波处理保护面板(13)。在本发明的一个实施方式中，触敏表面(12)通过电容变化检测用户对保护面板(13)的触摸以及触摸的位置。为此，触敏表面(12)包括至少一个由近似平行的导电线形成的矩阵、导电栅格或透明导体(优选氧化铟锡)的导电层、以及至少两个交流电压源。优选地，该至少两个交流电压源与该至少一个由近似平行的导电线形成的矩阵、导电栅格或透明导体的导电层相连，并产生频率大于10kHz、特别优选大于100kHz的交流电压。
图2借助于一个替代性实施方式说明了该用户界面(10)的其他细节。在此，在前侧的保护面板(13)中另外整合了亮度和接近度传感器(15)以及RFID/NFC传感器区域(16)。位于其后方的、带有集成安装框架(17)和用于从内部拧紧的压入螺栓(18)的后壳体仅仅通过薄的粘合密封件(19)与保护面板(13)隔开并且被另一个环绕的密封件(20)包围以用于将监视器安装到充电桩壳体中。安排在后壳体后方的、带有USB集线器(21)的显示控制器可通过维修盖(22)从后侧接近以便维护。在本发明的一个实施方式中，保护面板(13)的面积超过触敏表面(12)和显示器(11)的面积，由此产生具有10mm的最小宽度的环绕显示区域的框架。此外，RFID/NFC传感器(16)嵌入到该环绕框架的一部分中。根据本发明，该RFID/NFC传感器在此可以直接位于该保护面板(13)的背离用户的表面之后,并且使用已知的方法(例如粘合连接)机械地紧固到其上。与现有技术相比，该RFID/NFC传感器受到玻璃保护并且完全正常工作，因为根据本发明，环境中或在表面上没有电磁屏蔽用的金属部件并且RFID/NFC传感器与外部设备或应答器的电磁通信被禁用。
在另一个实施方式中，用户界面(10)包括至少一个亮度和/或接近度传感器，其中在此分别可以是能够检测亮度和人员的接近度的集成传感器。该至少一个亮度和/或接近度传感器优选地紧邻该保护面板(13)安排并且取向成使得一方面通过该保护面板(13)保护其免受蓄意破坏，而另一方面却能够检测环境亮度(例如日光或路灯照明)以及正在接近的人员。
优选地，显示器(11)包括至少一个控制器(21)，该控制器接收该至少一个亮度和/或接近度传感器的传感器信号并基于该信号开启和关闭显示器(11)和/或可以例如通过可调暗的背光照明来连续可变地或以大于五个级别来改变显示器(11)的亮度。在一个特别优选的实施方式中，该至少一个控制器(21)还接收来自该触敏表面(12)的信号。优选地，该至少一个控制器(21)随环境亮度的上升而提高显示器(11)的亮度，并随环境亮度的下降而降低显示器(11)的亮度。例如，显示器(11)的亮度与环境亮度之间的关系可以近似为线性。如果该至少一个亮度和/或接近度传感器检测到有人员正在接近，优选地激活显示器(11)和/或提高显示器(11)的亮度。同样地，当检测到人员离开或人员不存在时，可以解除激活显示器(11)和/或降低显示器(11)的亮度。这也可以用一定的时间偏移量来进行，例如至少10秒。显示器(11)的亮度变化可以是突然地进行，或者优选地在一定时间内(优选地在500ms和10秒之间)逐渐地进行。如果该至少一个控制器(21)一方面从该至少一个亮度和/或接近度传感器获得在该用户界面(10)前方不存在人员的信息或未获得在该用户界面(10)前方的人员的信息，但另一方面获得存在对触敏表面(12)的触摸的信号，则该至少一个控制器(21)优选地不解除激活显示器(11)并且优选地也不降低显示器(11)的亮度。
通过降低显示器(11)的亮度和/或将显示器(11)解除激活，可以明显延长其使用寿命并减少能量消耗。
根据本发明，由保护面板(13)形成的封闭的玻璃面，该玻璃面共同形成为用于保护操作表面(10)的所有部分，由此允许保护操作表面(10)的所有部分免受外部影响和蓄意破坏，并形成无缝表面且可以提供防尘和防潮保护。优选地，保护面板(13)至少具有防护等级IP54，因此在这一特别的实施方式中，通过根据本发明的构造，该防护等级对于该操作表面(10)的所有部分都是存在的。
为防止来自包括该操作表面(10)的壳体(例如充电桩)内部的电磁波向外发射，还可以在操作表面(10)的背离用户的一侧安置金属屏蔽件，例如铝板或铝半壳(例如由压铸铝制成)。该金属屏蔽件优选地电连接到接地电位。此外根据本发明，在这种情况下不存在用于RFID/NFC传感器的屏蔽件，该传感器仅仅通过非金属的保护面板(13)与外部隔开。
在本发明的一个实施方式中，显示器(11)的图像信息通过不对称的电流受控的总线传输到显示器(11)。
在本发明的另一个实施方式中，显示器(11)的显示信号通过差分总线传输。差分传输允许相对强电磁干扰的高故障易发性，尤其是在电流高于500A和/或电压高于700V的电源和负载系统中。特别优选地，差分总线的所传输的信号在时间平均值上不含直流分量(gleichanteilfrei)。在此，这些信号一方面可以电压受控地产生和传输，优选地具有至少500mV、特别优选至少1.2V的电压。相反，替代性的并且优选的是，产生和传输优选地具有至少±1mA、特别优选至少±3mA的幅值的电流受控的差分信号。
在本发明的另一个实施方式中，显示器(11)的图像信息通过FDP-Link接口——优选第III代——传输到显示器(11)。
显示器(11)的电路板、RFID/NFC传感器(15)的电路板和该至少一个控制器(21)的电路板优选防潮且防环境影响地设计，例如通过涂漆。
优选地，选择所有材料，尤其塑料、粘合剂以及密封剂和树脂，使得它们允许在-30℃与80℃之间运行。尤其玻璃化转变温度优选地超过80℃。

Claims (10)

1.一种用于充电桩的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)包括显示器(11)和触敏表面(12)，并且
-该显示器(11)和该表面(12)借助光学透明的粘合材料互相粘合。
2.根据权利要求1所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)还包括优选厚度为4mm的保护面板(13)，并且
-该触敏表面(12)安排在该显示器(11)与该保护面板(13)之间。
3.根据权利要求1或2所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)具有纵向形式。
4.根据权利要求1或2所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)被布置，为使得该显示器(11)显示不同的内容。
5.根据权利要求1或2所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)是无边框的。
6.根据权利要求1或2所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该用户界面(10)还包括RFID读取设备(14)。
7.根据权利要求6所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该读取设备(14)安排在玻璃之后。
8.根据权利要求1或2所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该粘合材料是合成树脂。
9.根据权利要求1或2所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该显示器(11)是防炫光的。
10.根据权利要求1或2所述的用户界面(10)，
其特征在于：
-该显示器(11)包括薄膜晶体管，并且
-该显示器(11)包括该薄膜晶体管的LED背光照明。
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