Projektowanie informacji w samochodach elektrycznych

Projektowanie informacji w samochodzie elektrycznym przekształca dane o baterii, energii, ładowaniu, temperaturze i trasie w zrozumiałe dla kierowcy decyzje. Celem nie jest ujawnianie każdego sygnału, lecz pokazanie właściwego poziomu pewności, objaśnienie istotnych zmian i zaproponowanie użytecznego kolejnego działania.

Zbuduj hierarchię informacji o energii

Trzy wartości odpowiadają na różne pytania:

Wyświetlany stan naładowania (SoC) szacuje, ile pozostało z zarządzanego użytecznego zakresu baterii.
Szacowany zasięg przewiduje, jak daleko pojazd może dojechać przy określonych założeniach.
SoC po dotarciu przewiduje procentowy poziom baterii w wybranym celu lub na postoju na ładowanie.

SoC nie jest bezpośrednim pomiarem takim jak poziom cieczy w przezroczystym zbiorniku. System zarządzania baterią szacuje go na podstawie danych elektrycznych, termicznych i historycznych, a następnie pojazd odwzorowuje ten wynik na wyświetlany zakres użyteczny. Pozostaje on najbardziej stabilnym punktem odniesienia na co dzień, ponieważ nie udaje, że zna trasę.

Zasięg jest prognozą, a nie obietnicą. Zmienia się wraz z prędkością, temperaturą, przewyższeniami, wiatrem, opadami, ruchem drogowym, oponami, obciążeniem, holowaniem, zapotrzebowaniem klimatyzacji i założeniami modelu. Dobry interfejs odróżnia wartość z cyklu testowego od dynamicznego oszacowania pojazdu i objaśnia istotną korektę zamiast po cichu przesuwać liczbę.

Gdy nawigacja jest aktywna, SoC po dotarciu zwykle stanowi najbardziej użyteczną wartość dotyczącą podróży. „Dotrzesz z 18%” odpowiada na pytanie o trasę bardziej bezpośrednio niż „pozostało 240 km”.

Pokazuj niepewność bez wywoływania lęku

Każda prognoza energii obarczona jest niepewnością. Interfejs może nią zarządzać poprzez realistyczne marginesy i przejrzyste przyczyny zamiast fałszywej precyzji.

Użyteczny widok trasy pokazuje:

bieżący SoC;
przewidywany SoC na następnym postoju na ładowanie i w celu końcowym;
planowany docelowy poziom naładowania i szacowany czas postoju;
ostrzeżenie o małym marginesie, zanim trasa stanie się krytyczna;
zaktualizowane wyjaśnienie, gdy pogoda, prędkość, ruch drogowy lub zmiana trasy istotnie wpływa na prognozę.

Jeżeli pojazd to umożliwia, kierowca powinien móc ustawić preferowaną rezerwę po dotarciu. System może wtedy zaproponować działanie — dodać postój na ładowanie, zmniejszyć prędkość, ładować dłużej lub wybrać inną trasę — zamiast wyświetlać niską wartość bez pomocy.

Zużycie wymaga kontekstu

Na różnych rynkach używa się jednostek takich jak kWh/100 km, Wh/km, miles/kWh oraz kWh/100 miles. W przypadku energii na jednostkę odległości lepsza jest niższa wartość; przy odległości na jednostkę energii — wyższa. Pojazd powinien konsekwentnie stosować jedną konwencję i wyjaśniać okres uśredniania.

Użyteczne widoki rozdzielają:

bieżące lub krótkookresowe zużycie;
średnią z podróży;
zużycie od ładowania;
zużycie przewidywane dla trasy;
historię długoterminową;
energię klimatyzacji i kondycjonowania baterii, jeżeli jest dostępna.

Chwilowa moc może gwałtownie się wahać i łatwo ją nadinterpretować. Średnie z podróży i trasy lepiej pomagają rozumieć zasięg. Zaawansowane dane mogą znajdować się o jeden poziom głębiej, aby główny ekran pozostał spokojny.

Pogoda oraz HVAC zasługują na proste wyjaśnienie. Materiały Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych dokumentują, że niska temperatura otoczenia i ogrzewanie kabiny mogą zmniejszać zasięg samochodu elektrycznego, natomiast kondycjonowanie wstępne i pompy ciepła mogą ograniczyć część tego wpływu zależnie od warunków i konstrukcji pojazdu. HMI powinien objaśniać rzeczywisty stan pojazdu zamiast stosować ogólny współczynnik procentowy. U.S. Department of Energy — Cold-temperature effects on battery-electric vehicles

Moc, rekuperacja i ograniczenia termiczne

Samochód elektryczny może zmieniać moc napędową i hamowanie rekuperacyjne wraz ze zmianą SoC, temperatury baterii, przyczepności lub potrzeb ochrony podzespołów. Kierowca odczuwa te zmiany, choć ich przyczyna jest niewidoczna.

Wskaźnik mocy i rekuperacji może pokazywać przyspieszanie, toczenie, odzyskiwanie energii i dostępne limity. Interfejs powinien następnie prostym językiem objaśnić ważne ograniczenie:

Rekuperacja jest ograniczona, ponieważ bateria jest niemal pełna. Obsługa pedału hamulca pozostaje dostępna.

Moc napędowa jest tymczasowo ograniczona, dopóki bateria jest zimna.

Dokładny komunikat musi odpowiadać pojazdowi. Niemal pełna bateria, zimna bateria, zmniejszona przyczepność, ochrona termiczna i usterka nie są wymiennymi przyczynami. Ekran powinien odróżniać normalne, tymczasowe ograniczenie od stanu wymagającego serwisu.

Alternative Fuels Data Center opisuje, jak pokładowa ładowarka monitoruje parametry baterii, w tym napięcie, natężenie, temperaturę i SoC, a układ termiczny zarządza temperaturami pracy podzespołów. Kierowcy nie potrzebują każdej surowej wartości, lecz muszą znać konsekwencje eksploatacyjne. Alternative Fuels Data Center — How all-electric cars work

Pokaż kondycjonowanie wstępne

Kondycjonowanie wstępne baterii może ogrzać lub schłodzić pakiet przed szybkim ładowaniem. Może zużywać energię przed dotarciem, aby skrócić czas ładowania. Jeżeli interfejs ukrywa ten proces, kierowca może zauważyć spadek zasięgu, a następnie nadal nie wiedzieć, czy bateria jest gotowa.

Użyteczne stany obejmują:

żądanie kondycjonowania wstępnego;
aktywne ogrzewanie lub chłodzenie;
przewidywaną gotowość baterii po dotarciu;
ukończone kondycjonowanie wstępne;
niedostępne kondycjonowanie wstępne wraz z przyczyną;
aktywne przygotowanie ręczne, jeżeli pojazd je zapewnia.

Wyznaczenie trasy do zgodnej szybkiej ładowarki powinno automatycznie uruchamiać właściwe przygotowanie, jeśli jest obsługiwane, ale automatyczne działanie nadal wymaga widocznego statusu. Samochód nie powinien zmuszać kierowcy do wnioskowania o nim z małej animacji przepływu energii.

Przedstawiaj ładowanie jako sesję

Moc ładowania jest chwilowym tempem, a nie stałą cechą ładowarki lub pojazdu. System zarządzania baterią ogranicza przyjmowaną moc zależnie od SoC, temperatury, stanu ogniw i strategii ładowania pojazdu; własne ograniczenia mogą też nakładać urządzenie i lokalizacja ładowania.

Podczas sesji podstawowe informacje to:

bieżący SoC i wybrany poziom docelowy;
bieżąca moc ładowania;
czas do osiągnięcia celu, a nie tylko czas do 100%;
przewidywana godzina zakończenia;
dodana energia;
stan sesji i ewentualna przerwa;
koszt, gdy dostępne są wiarygodne dane;
przyczyna istotnego ograniczenia mocy, jeżeli pojazd potrafi ją określić.

„Podłączono”, „trwa autoryzacja”, „ładowanie”, „zaplanowano”, „wstrzymano”, „ukończono” i „usterka” oznaczają różne stany. Użyteczny komunikat o niepowodzeniu wskazuje, czy następnym działaniem powinno być poprawne osadzenie złącza, uwierzytelnienie, zmiana ładowarki, oczekiwanie na harmonogram czy skorzystanie z serwisu.

Umieszczaj informacje we właściwym miejscu

Różne ekrany mają różny budżet uwagi.

Head-up displays powinien przekazywać tylko informacje bezpośrednio potrzebne podczas jazdy: prędkość, zwięzłe wskazówki nawigacyjne, krytyczne ostrzeżenie i stan wybranych systemów wsparcia.

Ekran kierowcy powinien stale pokazywać SoC, prędkość, kontekst zasięgu, moc lub rekuperację, stan systemów wsparcia i ostrzeżenia o wysokim priorytecie.

Centralny Screens in EVs może zawierać plan ładowania, mapę, historię energii, ustawienia ładowania i szczegółowe wyjaśnienia.

Aplikacja mobilna nadaje się do zadań wykonywanych na postoju i zdalnie: sprawdzania bieżącego stanu baterii i ładowania, celu, harmonogramu, kondycjonowania wstępnego, powiadomień i przygotowania trasy. Musi wskazywać czas ostatniego odświeżenia danych oraz powodzenie polecenia.

Takie warstwowanie nazywa się stopniowym ujawnianiem: najpierw zasadnicze znaczenie, potem szczegóły na żądanie. ISO 15005 określa ergonomiczne zasady dialogu kierowcy z systemem, natomiast ISO 15008 dotyczy czytelności dynamicznych informacji wzrokowych przedstawianych kierowcy samochodu osobowego. ISO 15005:2017 — Dialogue management principles ISO 15008:2017 — In-vehicle visual presentation

Pisz komunikaty prowadzące do działania

Użyteczny komunikat samochodu elektrycznego odpowiada kolejno na cztery pytania:

Co się zmieniło?
Dlaczego, jeśli pojazd to wie?
Co powinien zrobić kierowca?
Czy można bezpiecznie kontynuować?

„Ładowanie niedostępne” jest niepełne. „Ładowanie nie rozpoczęło się, ponieważ złącze nie jest zablokowane; wyjmij je i podłącz ponownie” podaje przyczynę i krok naprawczy. „Moc ograniczona” tworzy niepewność. „Moc jest tymczasowo ograniczona podczas ogrzewania baterii” objaśnia stan.

Interfejs nie powinien wymyślać przyczyny. Gdy możliwych jest kilka wyjaśnień, powinien przekazać to, co wiadomo, zaproponować najbezpieczniejszy kolejny krok i zachować szczegóły diagnostyczne dla serwisu.

Co powinni sprawdzić kupujący

Czy wyświetlany SoC jest zawsze widoczny podczas jazdy i ładowania?
Czy nawigacja pokazuje SoC po dotarciu do celu i na każdy postój na ładowanie?
Czy można ustawić preferowaną rezerwę po dotarciu lub wyraźnie zobaczyć margines systemu?
Czy samochód objaśnia dużą zmianę prognozowanego zasięgu?
Czy jednostki zużycia i okresy uśredniania są jasne?
Czy kondycjonowanie wstępne baterii jest widoczne przed szybkim ładowaniem?
Czy ekran ładowania pokazuje czas do wybranego poziomu docelowego?
Czy potrafi wyjaśnić ograniczoną moc ładowania, gdy przyczyna jest znana?
Czy ograniczona rekuperacja i ograniczenia mocy napędowej są objaśniane osobno?
Czy aplikacja pokazuje czas odświeżenia i stan polecenia?
Czy zaawansowane dane można otworzyć bez przeładowywania domyślnego widoku podczas jazdy?

Zaufanie wynika z dobrze skalibrowanych prognoz i uczciwych wyjaśnień. Dobry interfejs samochodu elektrycznego mówi kierowcy, co pojazd wie, co szacuje, co się zmieniło i jakie działanie poprawi rezultat.