【導讀】隨著電動汽車駛入千家萬戶
，一個關乎用戶體驗的核心環節正受到前所未有的關注：充電過程本身。當前，盡管充電網絡日益密集，但麵對一級

、二級與直流快充等不同樁型
，許多用戶仍感到操作複雜、信息不明。充電樁正從單純的“能量補給站”向“智能交互終端”演進
，而人機界麵（HMI）觸摸顯示屏在其中扮演著關鍵角色。它不僅是實現直觀操作、狀態可視化的窗口
，更是提升充電樁易用性與用戶接受度，從而推動電動汽車普及的重要技術支點。

隨著電動汽車駛入千家萬戶，一個關乎用戶體驗的核心環節正受到前所未有的關注：充電過程本身。當前，盡管充電網絡日益密集
，但麵對一級
、二級與直流快充等不同樁型
，許多用戶仍感到操作複雜
、信息不明。充電樁正從單純的“能量補給站”向“智能交互終端”演進
，而人機界麵（HMI）觸摸顯示屏在其中扮演著關鍵角色。它不僅是實現直觀操作、狀態可視化的窗口，更是提升充電樁易用性與用戶接受度，從而推動電動汽車普及的重要技術支點。

停在住宅外的電動汽車

充電樁等級

一級充電設備通過使用120V或240V電壓為車輛充電
，電流最高可達15A。由於電壓和電流較低，一級充電樁為電動汽車電池充電所需時間最長。用戶通常可以在8小時的充電時間內獲得約40英(ying)裏(li)的(de)續(xu)航(hang)。雖(sui)然(ran)充(chong)電(dian)速(su)度(du)較(jiao)慢(man)，但(dan)其(qi)優(you)勢(shi)在(zai)於(yu)體(ti)積(ji)小(xiao)巧(qiao)
，可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)地(di)插(cha)入(ru)家(jia)庭(ting)電(dian)源(yuan)插(cha)座(zuo)，而(er)且(qie)大(da)多(duo)數(shu)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)會(hui)隨(sui)車(che)提(ti)供(gong)便(bian)攜(xie)式(shi)一(yi)級(ji)充(chong)電(dian)器(qi)。

另一方麵，二級充電樁通過240V電壓進行充電，工作電流大大提高，可達32A至80A。二級充電樁的輸出功率足以讓電動汽車電池在一夜之間充滿至100%。這類充電樁體積相對較大，多用於室內或辦公場所的停車位。直流快充（DC Fast Charger）或稱三級充電樁
，則通過繞過電動汽車的車載充電器（OBC），直接為電池充電。這使得輸出電壓可達到400V至800V，大幅提升充電速度並顯著縮短充電時間。

無論容量和體積如何，這些充電樁在設計中加入人機界麵（HMI）都能帶來益處。

充電樁與人機界麵（HMI）應用場景

電動汽車充電樁被安裝在各種場所


，從家庭車庫（一級/二級）到支持更高充電電流的商業和公共充電站（二級/三級）均jun有you覆fu蓋gai。然ran而er

，全quan球qiu範fan圍wei內nei用yong戶hu對dui充chong電dian體ti驗yan的de滿man意yi度du卻que呈cheng下xia降jiang趨qu勢shi。除chu了le充chong電dian樁zhuang的de可ke用yong性xing之zhi外wai
，易yi用yong性xing和he可ke靠kao性xing也ye日ri益yi成cheng為wei公gong眾zhong關guan注zhu的de焦jiao點dian，全quan球qiu範fan圍wei內nei多duo次ci出chu現xian充chong電dian失shi敗bai的de報bao道dao。HMI觸摸顯示屏被視為解決部分問題的有前景的方案。

HMI技術的主要優勢 

• 快速便捷的訪問：典型的充電樁服務商通常要求用戶通過手機上的專屬應用程序來使用充電樁。作為替代方案，用戶還可以通過射頻識別（RFID）huiyuankalaifangwenchongdianzhuang。youbaogaoxianshi，ruguochongdianzhuangpeibeichukongxianshiping，yonghugengqingxiangyuzhijieshiyongchuping，erbushixiazaiyingyongchengxu。putongyonghupingjunxuyaoxiedaiwuzhangRFID卡或在手機上安裝多達10個應用。觸控顯示屏的可用性（尤其是在手機信號不佳的偏遠地區）為用戶提供了更高的信心，也讓充電過程的啟動更加快捷。

• 用戶交互：通過HMI顯xian示shi屏ping，充chong電dian樁zhuang服fu務wu商shang可ke以yi與yu用yong戶hu進jin行xing雙shuang向xiang交jiao流liu。他ta們men可ke以yi播bo放fang充chong電dian樁zhuang使shi用yong的de操cao作zuo視shi頻pin
，指zhi導dao用yong戶hu選xuan擇ze合he適shi的de電dian纜lan或huo適shi配pei器qi，按an照zhao正zheng確que的de步bu驟zhou進jin行xing操cao作zuo，以yi及ji如ru何he開kai始shi和he結jie束shu充chong電dian。這zhe對dui於yu新xin手shou和he老lao年nian用yong戶hu尤you為wei有you幫bang助zhu。此ci外wai，充chong電dian失shi敗bai或huo充chong電dian過guo程cheng出chu現xian故gu障zhang時shi

，HMI顯示屏可以向用戶報告具體原因，例如電纜鬆動或插錯、充電步驟錯誤、賬戶餘額不足或充電樁內部故障等。

• 支付方式：HMI顯示屏允許用戶通過熟悉的觸控界麵使用信用卡或條形碼等方式進行支付。充電完成後，係統會提示用戶按下“停止充電”按鈕並點擊“發起支付”。對於信用卡支付，用戶還可以在屏幕上輸入PIN碼以完成支付。

• 電價透明：通過HMI顯示屏
，充電網絡運營商可以根據不同情況（如訪客、會員或高級會員）展示使用價格。許多國家都要求各公司在其充電網絡上向用戶透明展示具體的收費標準。

• 語言選擇：butongyuyanbeijingdeyonghukeyitongguochukongxianshipingxuanzezijipianhaodeyuyan
，congershiyongtongyigechongdianzhuang。zheyeshichongdianzhuangyunyingshangnenggougengfangbiandifugaigengguangfandeyonghuqunti。

• 信息門戶：充電狀態及各種車輛數據可以在屏幕上顯示。充電樁可以引導用戶開始或停止充電
，並告知電池和車輛的健康狀況。

• 收入來源：可以在屏幕上展示廣告，從而獲得收益。

充電樁顯示屏

電dian動dong汽qi車che充chong電dian站zhan的de顯xian示shi屏ping類lei型xing差cha異yi很hen大da，有you些xie充chong電dian樁zhuang沒mei有you顯xian示shi屏ping，而er有you些xie則ze配pei備bei了le小xiao型xing或huo大da型xing觸chu控kong顯xian示shi屏ping。顯xian示shi屏ping的de不bu一yi致zhi性xing可ke能neng會hui對dui用yong戶hu體ti驗yan產chan生sheng負fu麵mian影ying響xiang。

一些新型充電樁配備了更大的顯示屏，能夠為用戶提供清晰的充電信息，並提供廣告位，類似於加油站常見的廣告展示。

由於大多數電動汽車充電樁都安裝在戶外，顯示屏必須能夠在極端天氣條件下正常工作，包括強風

、沙塵暴、雨雪等。除了要應對惡劣環境

，充電樁的顯示屏還需具備足夠的靈敏度以識別用戶操作。例如
，觸控顯示屏需要能夠在低溫、潮濕或用戶佩戴手套的情況下準確識別輸入。

公共電動汽車充電樁

顯示屏特性

薄膜晶體管技術（TFT LCD）被廣泛應用於許多電動汽車充電站的顯示屏。在為充電站選擇顯示屏時

，工程師應優先考慮通過UL-F1認證的外殼，以及按照UL 746C標準專為戶外使用設計的顯示屏。符合UL 746C標準的產品經過了紫外線照射測試，測試方式包括使用雙封閉式碳弧耐候儀進行720小時測試，或使用氙弧耐候儀進行1000小時測試。

產品需經過浸水測試，即將被測設備在70°C的(de)水(shui)中(zhong)浸(jin)泡(pao)七(qi)天(tian)。顯(xian)示(shi)屏(ping)的(de)可(ke)讀(du)性(xing)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)考(kao)量(liang)因(yin)素(su)，因(yin)為(wei)在(zai)陽(yang)光(guang)充(chong)足(zu)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)，顯(xian)示(shi)內(nei)容(rong)可(ke)能(neng)難(nan)以(yi)辨(bian)認(ren)。因(yin)此(ci)，顯(xian)示(shi)屏(ping)應(ying)具(ju)備(bei)足(zu)夠(gou)的(de)亮(liang)度(du)，以(yi)確(que)保(bao)在(zai)各(ge)種(zhong)光(guang)照(zhao)條(tiao)件(jian)下(xia)都(dou)能(neng)清(qing)晰(xi)可(ke)讀(du)。

顯示屏還需考慮IP等級和IK等級。IP等級表示設備對水和灰塵侵入的防護能力，而IK等級則反映產品對衝擊的耐受能力。

電動汽車充電樁的人機界麵（HMI）要求

電動汽車充電樁的人機界麵（HMI）不僅僅是一個硬件麵板
，更是用戶與充電係統之間的關鍵交互層。直觀且堅固的HMI能夠幫助用戶快速、自信且準確地完成充電操作。此外，公共充電樁還必須具備出色的耐用性和抗衝擊能力
，因為這些設備常常會因人為破壞
、意外碰撞或惡意篡改而遭受粗暴對待。以下是一些關鍵的設計考量。

公共電動汽車充電樁必須非常耐用。例如，采用強化的大猩猩玻璃（Gorilla Glass）可ke以yi有you效xiao抵di禦yu強qiang烈lie衝chong擊ji，同tong時shi減jian少shao維wei護hu的de頻pin率lv。前qian麵mian板ban采cai用yong加jia固gu設she計ji，並bing配pei有you牢lao固gu的de安an裝zhuang點dian，這zhe樣yang即ji使shi受shou到dao外wai力li，也ye能neng防fang止zhi內nei部bu損sun壞huai，確que保bao設she備bei長chang期qi穩wen定ding運yun行xing。

戶外充電樁的觸摸屏性能同樣至關重要
，尤其是在惡劣環境下。顯示屏必須能夠應對雨水、gaoshiduhuopinfanshiyongshuihegezhongqingjiejiqingxidailaideshiqi。fangwuchusuanfahezhuanyongchuanganqiyouzhuyuzaipingmubiaomianchaoshishiyiranbaochizhengchangcaozuo。yuanqijianhaixujubeinaigaowenhenaidiwennengli，yifangzhichuxiankailiehuobianxingdengwenti。duiyuduowuhuoyanhaidiqu，lianghaodemifengwaikeduiyufangzhilengningshuidechanshengyefeichangzhongyao。

厚(hou)蓋(gai)板(ban)玻(bo)璃(li)和(he)屏(ping)幕(mu)上(shang)的(de)水(shui)分(fen)對(dui)觸(chu)摸(mo)芯(xin)片(pian)提(ti)出(chu)了(le)特(te)殊(shu)要(yao)求(qiu)。強(qiang)烈(lie)的(de)陽(yang)光(guang)和(he)紫(zi)外(wai)線(xian)照(zhao)射(she)會(hui)降(jiang)低(di)屏(ping)幕(mu)性(xing)能(neng)和(he)觸(chu)摸(mo)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)
，因(yin)此(ci)在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)添(tian)加(jia)紫(zi)外(wai)線(xian)過(guo)濾(lv)塗(tu)層(ceng)非(fei)常(chang)有(you)幫(bang)助(zhu)。為(wei)了(le)提(ti)升(sheng)可(ke)讀(du)性(xing)，常(chang)常(chang)會(hui)采(cai)用(yong)防(fang)反(fan)射(she)塗(tu)層(ceng)；erfangzhiwentucengzeyouzhuyubaochipingmuqingjie

，zhexiedoushixingyeneichangjiandechulifangshi。ciwai，yonghupeidaishoutaoshiyexuyaoliuchangdechumotiyan。zaidianrongshichumojishuzhong
，zhexieyinsudouhuibeishiweirenshouyuchumochuanganqizhijiandeewaiceng。youxiudeIC控製器必須能夠在這些層的影響下，依然準確檢測到來自手指的微弱信號。

公共充電樁暴露在灰塵、汙wu染ran和he塗tu鴉ya環huan境jing下xia，維wei護hu和he清qing潔jie是shi不bu可ke避bi免mian的de。表biao麵mian必bi須xu能neng夠gou承cheng受shou各ge種zhong導dao電dian化hua學xue品pin的de頻pin繁fan清qing洗xi，而er不bu會hui被bei腐fu蝕shi或huo變bian色se。觸chu控kong芯xin片pian還hai需xu能neng夠gou區qu分fen屏ping幕mu上shang導dao電dian化hua學xue液ye體ti的de影ying響xiang。精jing心xin設she計ji的de麵mian板ban或huo采cai用yong玻bo璃li與yuLCD之zhi間jian留liu有you空kong氣qi間jian隙xi的de模mo塊kuai化hua屏ping幕mu
，可ke以yi在zai需xu要yao時shi快kuai速su更geng換huan
，從cong而er減jian少shao停ting機ji時shi間jian。觸chu摸mo芯xin片pian還hai需xu具ju備bei足zu夠gou的de靈ling敏min度du，以yi適shi應ying顯xian示shi屏ping結jie構gou中zhong絕jue緣yuan空kong氣qi層ceng的de存cun在zai。

最後，軟件和固件同樣非常重要。通過空中（OTA）升級，可以遠程更新HMI功能、安(an)全(quan)補(bu)丁(ding)或(huo)支(zhi)付(fu)方(fang)式(shi)，無(wu)需(xu)現(xian)場(chang)維(wei)護(hu)，大(da)大(da)提(ti)升(sheng)了(le)運(yun)維(wei)效(xiao)率(lv)。清(qing)晰(xi)的(de)錯(cuo)誤(wu)提(ti)示(shi)信(xin)息(xi)能(neng)夠(gou)幫(bang)助(zhu)用(yong)戶(hu)快(kuai)速(su)定(ding)位(wei)和(he)解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)，同(tong)時(shi)也(ye)便(bian)於(yu)遠(yuan)程(cheng)技(ji)術(shu)支(zhi)持(chi)。對(dui)於(yu)那(na)些(xie)支(zhi)持(chi)用(yong)戶(hu)個(ge)性(xing)化(hua)或(huo)會(hui)員(yuan)積(ji)分(fen)等(deng)高(gao)級(ji)功(gong)能(neng)的(de)係(xi)統(tong)


，更(geng)需(xu)要(yao)注(zhu)重(zhong)安(an)全(quan)性(xing)和(he)操(cao)作(zuo)的(de)簡(jian)便(bian)性(xing)
，確(que)保(bao)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)和(he)數(shu)據(ju)安(an)全(quan)。

EMC與EMI考量

在處理電氣設備時，必須始終考慮EMC和EMI標準及其性能。電動汽車充電站包含高電壓和大量開關電源電路，會產生高噪聲和強磁場，可能幹擾周圍電路，導致意外和異常的行為。

符合EMI/EMC標準的電動汽車充電站意味著充電樁具備對靜電放電（ESD）、電快速瞬變（EFT）/脈衝幹擾以及射頻/電磁場的抗擾能力。

連接

連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)是(shi)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)站(zhan)的(de)重(zhong)要(yao)功(gong)能(neng)。為(wei)了(le)處(chu)理(li)支(zhi)付(fu)或(huo)查(zha)詢(xun)充(chong)電(dian)站(zhan)的(de)可(ke)用(yong)信(xin)息(xi)
，充(chong)電(dian)樁(zhuang)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)進(jin)行(xing)信(xin)息(xi)傳(chuan)遞(di)。出(chu)於(yu)可(ke)擴(kuo)展(zhan)性(xing)的(de)考(kao)慮(lv)，無(wu)線(xian)連(lian)接(jie)通(tong)常(chang)是(shi)首(shou)選(xuan)方(fang)案(an)。

隨(sui)著(zhe)充(chong)電(dian)站(zhan)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)，為(wei)數(shu)十(shi)甚(shen)至(zhi)數(shu)百(bai)個(ge)充(chong)電(dian)站(zhan)鋪(pu)設(she)電(dian)纜(lan)會(hui)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)昂(ang)貴(gui)。無(wu)線(xian)連(lian)接(jie)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)讓(rang)新(xin)站(zhan)點(dian)快(kuai)速(su)部(bu)署(shu)，還(hai)能(neng)免(mian)去(qu)布(bu)線(xian)和(he)維(wei)護(hu)電(dian)纜(lan)的(de)麻(ma)煩(fan)。

物聯網（IoT）模塊正逐漸成為一種可行的選擇。目前的IoT模塊易於獲取

，並且能夠在較遠距離內穩定工作。這些模塊可以讓充電站將計量用量、用戶信息和賬單數據傳輸到雲端
，同時還具備完善的安全性和加密功能。

總體來看，電動汽車充電基礎設施在元器件選擇上需要充分考慮多方麵因素。充電樁必須操作簡便、界麵直觀，能夠為用戶提供豐富的信息和反饋，並且實現可靠且安全的信息傳遞。增加HMI觸(chu)摸(mo)顯(xian)示(shi)屏(ping)已(yi)被(bei)證(zheng)明(ming)能(neng)夠(gou)簡(jian)化(hua)充(chong)電(dian)樁(zhuang)的(de)使(shi)用(yong)流(liu)程(cheng)，提(ti)升(sheng)用(yong)戶(hu)接(jie)受(shou)度(du)。此(ci)外(wai)，這(zhe)些(xie)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)還(hai)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)耐(nai)用(yong)性(xing)，能(neng)夠(gou)在(zai)極(ji)端(duan)天(tian)氣(qi)條(tiao)件(jian)下(xia)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)，並(bing)符(fu)合(he)各(ge)類(lei)EMC和EMI標準的設計要求。

Microchip為電動汽車充電樁提供先進的人機界麵（HMI）解決方案

，包括maXTouch®觸摸芯片，可在惡劣環境下的堅固屏幕上實現流暢的觸摸體驗，以及具備高級圖形和連接功能的SAMA7D65 MPU係xi列lie，幫bang助zhu開kai發fa者zhe輕qing鬆song將jiang圖tu形xing界jie麵mian集ji成cheng到dao係xi統tong中zhong。這zhe些xie解jie決jue方fang案an能neng夠gou與yu充chong電dian係xi統tong無wu縫feng集ji成cheng，提ti供gong強qiang大da且qie直zhi觀guan的de控kong製zhi，是shi現xian代dai電dian動dong汽qi車che基ji礎chu設she施shi不bu可ke或huo缺que的de關guan鍵jian技ji術shu。

參考資料

• 替代燃料數據中心：建設電動汽車充電基礎設施

• Microchip的全麵係統解決方案助力OEM加速電動汽車充電基礎設施的部署 | Microchip Technology

• 電動汽車充電樁用LCD顯示屏——行業文章

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