バッテリー管理システムおよびエネルギー貯蔵装置の TFT LCD ディスプレイの考慮事項

導入

バッテリー管理システムと産業用エネルギー貯蔵装置は、新しい場所で登場し続けています。ソーラーストレージキャビネット、産業用UPSユニット、テレコムバッテリーラック、グリッドストレージエンクロージャはすべてローカルディスプレイを必要とします。オペレーターはこれらを使用して、充電状態、セル電圧バランス、システム温度、障害ログ、および電力の流れを確認します。 BMS キャビネットにディスプレイを設置することは、消費者向けガジェットや工場の HMI パネルにディスプレイを設置することとは異なります。電気ノイズ、熱サイクル、屋外条件により、この用途に TFT LCD モジュールを選択する際に重要な一連の要求が生じます。

電気ノイズとディスプレイへの影響

EMI

BMS 機器は重大な電流を処理します。 48V 通信用バッテリー ラックは数百アンペアを駆動できます。産業用 UPS には、高周波でスイッチングするインバーターが含まれています。これらすべてが電磁干渉を引き起こし、保護されていないディスプレイに支障をきたす可能性があります。

BMS アプリケーション用の TFT LCD モジュールには、FPC およびバックライト ドライバー回路に EMI シールドが必要です。ディスプレイ コントローラーでは、信号ラインに適切なフィルタリングが必要です。金属モジュールのハウジングはシャーシのグランドに接続して、伝導ノイズを低インピーダンスの経路に与える必要があります。

適切なシールドが施されていないモジュールでは、バッテリー システムが充電と放電の間で切り替わるときに、ちらつき、ライン ノイズ、または画像の乱れが発生する可能性があります。

グランドループ

BMS エンクロージャは、多くの場合、共有バス アーキテクチャを使用します。ディスプレイは、バッテリー パックとは異なるグランドを基準とするコントローラー ボードに接続される場合があります。これにより、ディスプレイ ケーブルを通るグランド ループ電流の経路が作成されます。

LVDS や MIPI などの差動信号を備えたディスプレイ モジュールは、RGB や MCU などのシングルエンド インターフェイスよりも適切にグランド オフセットを処理します。高電圧バッテリ バスからの電気的絶縁が必要なシステムの場合、絶縁インターフェイス ボードを備えたディスプレイにより、ディスプレイ ドライバが過渡電圧にさらされることなく通信の信頼性が維持されます。

環境の働き

キャビネット内の熱

エネルギー貯蔵キャビネットは高温になります。バッテリーセルは充電および放電中に熱を発生します。パワーエレクトロニクスは、同じボックス内にさらに熱を加えます。太陽熱貯蔵キャビネットを直射日光にさらすと、暖かい日には庫内が 55°C 以上になることがあります。

-20°C ～ +70°C の幅広い温度定格の TFT LCD モジュールは、ほとんどの屋内および保護された屋外の設置をカバーします。極端な夏または砂漠気候のキャビネットの場合、-20°C ～ +85°C 定格のモジュールにより追加の安全マージンが得られます。バックライト LED ドライバーは、高温での早期調光や故障を防ぐために、同じ範囲で定格する必要があります。

湿気と結露

ストレージエンクロージャは常に温度管理されているわけではありません。日中の暖房と夜間の冷房により、湿度サイクルが生じます。ディスプレイの表面およびアセンブリの内部に結露が発生する可能性があります。

ディスプレイモジュールの内側カバーガラス表面にITO防曇コーティングを施し、曇りを防ぎます。オプティカルボンディングはカバーガラスと LCD パネルの間の空隙を埋めるため、内部表面に結露が発生しません。ディスプレイ PCB 上のコンフォーマル コーティングは、露出したトレースとコンポーネントを湿気による損傷から保護します。

野外露出

多くの蓄電池システムは屋外に設置されます。ディスプレイは、雨、紫外線、温度サイクルに耐える必要があります。フロントベゼルは密閉する必要があります。カバーガラスは、長年の日光暴露による黄変に耐える必要があります。

屋外設置の場合、IP65 定格のフロント ベゼルと UV ブロック カバー ガラスを備えた TFT LCD モジュールが、基本的な保護要件を満たします。オプティカルボンディングは、ディスプレイの端からの湿気の侵入を防ぐのにも役立ちます。

ディスプレイのパフォーマンス

異なる光で読書する

エネルギー貯蔵装置は、照明が制御されていない場所に設置されます。地下のUPS室。太陽が降り注ぐ屋外キャビネット。屋上の囲い。ディスプレイはすべての環境で動作する必要があります。

500 ～ 800 cd/m² の輝度レベルは、ほとんどの屋内および保護された屋外の設置に対応します。屋外での直接暴露の場合、オプティカルボンディングと反射防止ガラスを使用した 800 ～ 1200 cd/m² により、昼光範囲全体で画面の読み取り可能性が維持されます。

高密度データの解像度

BMS ディスプレイには、一度に大量のデータが表示されます。セル電圧、パック電流、温度測定値、充電状態、障害インジケーターがすべて 1 つの画面に表示されます。解像度が高いということは、スクロールせずにこれらすべてを明確にレイアウトできることを意味します。

5 ～ 7 インチの範囲の BMS ディスプレイの場合、800 x 480 ～ 1024 x 600 で、すべての重要なパラメーターを表示する 1 ページに十分なスペースが得られます。 7 ～ 10.1 インチのディスプレイの場合、1024 x 600 または 1280 x 800 では、数値データの隣にトレンド グラフを表示する分割画面レイアウトが可能です。

視野角

エネルギー貯蔵装置は多くの場合、目の高さまたはその下に設置されます。オペレータは立った姿勢で、またはキャビネットの横にしゃがみながらディスプレイを見ます。 IPS TFT LCD パネルは、垂直方向の表示範囲全体でコントラストと色の一貫性を維持するため、このタイプの設置に役立ちます。

インターフェースの選択

ディスプレイインターフェースの選択

インターフェイスの選択は、BMS コントローラーによって異なります。 MCU ベースのコントローラーは、多くの場合、小型ディスプレイ用の RGB または MCU インターフェイスをサポートします。大型のディスプレイや組み込み Linux または Android を実行するシステムの場合は、LVDS または MIPI インターフェイスが推奨されます。

複数のインターフェイス オプションを備えた同じディスプレイ サイズを提供するディスプレイ モジュール メーカーでは、システム設計者が機械設計を変更せずにモジュールをコントローラに適合させることができます。

リモートディスプレイの取り付け

一部のシステムでは、ディスプレイをキャビネットのドアに取り付け、コントローラーは内部に設置されます。そのためには、ディスプレイとコントローラーの間に延長 FPC またはケーブルが必要です。ケーブルはシールドする必要があります。コネクタはドア開閉時に抜けないようロック式のものをご使用ください。

カスタマイズオプション

エネルギー ストレージ OEM は、エンクロージャ設計に合わせて標準ディスプレイ モジュールを変更することがよくあります。 LED インジケータ用のカットアウトを備えたカバー ガラス、特定のコネクタ タイプを備えたカスタム FPC 長さ、インターフェイス電圧レベルの適応などは、一般的なリクエストです。

社内に SMT アセンブリ、光学接着、および FPC 設計機能を備えたディスプレイ サプライヤーは、複数の下請け業者を通さずにこれらの変更に対応できます。 Chenghao Optoelectronics は、ISO9001 および ISO14001 認定製造、幅広い温度オプション、カバー ガラス、FPC、およびタッチ インターフェイスのカスタマイズを備えたカスタム TFT LCD モジュール ソリューションをエネルギー貯蔵および産業機器 OEM 向けに提供しています。

バッテリー管理システムおよびエネルギー貯蔵装置を開発する OEM にとって、BMS エンクロージャの特定の電気的および環境条件を念頭に置いて選択されたディスプレイ モジュールは、現場での故障を軽減し、装置の耐用年数にわたってデータを表示し続けることができます。

まとめ：BMS およびエネルギー貯蔵用の TFT LCD ディスプレイの選択: EMI シールド、広い温度範囲、耐湿性、屋外での可読性。