Considérations relatives à l'affichage LCD TFT pour les systèmes de gestion des batteries et les équipements de stockage d'énergie

Introduction

Les systèmes de gestion de batterie et les équipements industriels de stockage d’énergie continuent d’apparaître dans de nouveaux endroits. Les armoires de stockage solaire, les unités UPS industrielles, les racks de batteries de télécommunications et les boîtiers de stockage en réseau nécessitent tous un affichage local. Les opérateurs les utilisent pour vérifier l'état de charge, l'équilibre de tension des cellules, la température du système, les journaux de défauts et le flux d'énergie. Installer un écran sur une armoire BMS est différent d'en installer un sur un gadget grand public ou même sur un panneau IHM d'usine. Le bruit électrique, les cycles thermiques et les conditions extérieures créent un ensemble d'exigences importantes lors de la sélection d'un module LCD TFT pour cette utilisation.

Bruit électrique et ses effets sur les écrans

EMI

L'équipement BMS gère un courant important. Un rack de batterie de télécommunications de 48 V peut pousser des centaines d'ampères. Un UPS industriel contient des onduleurs commutant à hautes fréquences. Tout cela crée des interférences électromagnétiques qui peuvent perturber un écran non protégé.

Un module LCD TFT pour les applications BMS doit avoir un blindage EMI sur le FPC et les circuits de commande de rétroéclairage. Le contrôleur d'affichage a besoin d'un filtrage approprié sur les lignes de signal. Un boîtier de module métallique doit être relié à la masse du châssis pour permettre au bruit conduit de sortir à faible impédance.

Les modules sans blindage adéquat peuvent présenter un scintillement, un bruit de ligne ou une corruption d'image lorsque le système de batterie passe de la charge à la décharge.

Boucles de masse

Les boîtiers BMS utilisent souvent une architecture de bus partagé. L'écran peut se connecter à une carte contrôleur référencée à une masse différente de celle de la batterie. Cela crée un chemin pour les courants de boucle de terre à travers le câble d'affichage.

Un module d'affichage avec signalisation différentielle comme LVDS ou MIPI gère mieux le décalage au sol que les interfaces asymétriques comme RVB ou MCU. Pour les systèmes nécessitant une isolation électrique du bus de batterie haute tension, un écran avec une carte d'interface isolée maintient la communication fiable sans exposer le pilote d'affichage à des tensions transitoires.

Ce que fait l'environnement

Chaleur à l’intérieur du meuble

Les armoires de stockage d’énergie deviennent chaudes. Les cellules de batterie produisent de la chaleur pendant la charge et la décharge. L'électronique de puissance ajoute plus de chaleur à l'intérieur du même boîtier. Une armoire de stockage solaire exposée au soleil direct peut atteindre plus de 55 °C à l’intérieur par une journée chaude.

Un module LCD TFT à large température évalué entre -20°C et +70°C couvre la plupart des installations intérieures et extérieures abritées. Pour les armoires dans des climats estivaux extrêmes ou désertiques, un module évalué entre -20°C et +85°C offre une marge de sécurité supplémentaire. Le pilote de LED de rétroéclairage doit être conçu pour la même plage afin d'éviter une gradation précoce ou une défaillance à haute température.

Humidité et condensation

Les enceintes de stockage ne sont pas toujours climatisées. Le chauffage diurne et le refroidissement nocturne créent des cycles d’humidité. De la condensation peut se former sur la surface d'affichage et à l'intérieur de l'ensemble.

Un module d'affichage avec un revêtement antibuée ITO sur la surface intérieure du verre de protection résiste à la buée. La liaison optique remplit l'espace d'air entre le verre de protection et le panneau LCD, de sorte qu'il n'y a pas de surface intérieure sur laquelle la condensation pourrait se former. Un revêtement conforme sur le circuit imprimé de l'écran protège les traces et les composants exposés des dommages causés par l'humidité.

Exposition extérieure

De nombreux systèmes de stockage par batterie vont à l’extérieur. L’écran doit résister à la pluie, à l’exposition aux UV et aux changements de température. Le cadre avant doit être scellé. Le verre de protection doit résister au jaunissement dû à des années d’exposition au soleil.

Pour les installations extérieures, un module LCD TFT avec un cadre avant classé IP65 et un verre de protection anti-UV couvre les exigences de protection de base. La liaison optique aide également à empêcher la pénétration d’humidité sur les bords de l’écran.

Performances d'affichage

Lire sous un éclairage différent

Les équipements de stockage d'énergie sont utilisés dans des endroits où l'éclairage est incontrôlé. Une salle UPS au sous-sol. Un meuble extérieur en plein soleil. Un enclos sur le toit. L’affichage doit fonctionner dans chacun d’eux.

Un niveau de luminosité de 500 à 800 cd/m² convient à la plupart des installations intérieures et extérieures abritées. Pour une exposition directe en extérieur, 800 à 1 200 cd/m² avec liaison optique et verre antireflet maintient l'écran lisible dans toute la plage de la lumière du jour.

Résolution pour les données denses

Les écrans BMS affichent un grand nombre de données à la fois. Tensions des cellules, courant du pack, relevés de température, état de charge et indicateurs de défaut, le tout sur un seul écran. Une résolution plus élevée signifie que tout cela peut être présenté clairement sans défilement.

Pour les écrans BMS de 5 à 7 pouces, une résolution de 800 x 480 à 1 024 x 600 laisse suffisamment d'espace pour une seule page affichant tous les paramètres critiques. Pour les écrans de 7 à 10,1 pouces, 1 024 x 600 ou 1 280 x 800 permettent des dispositions en écran partagé avec des graphiques de tendance à côté des données numériques.

Angle de vision

Les équipements de stockage d’énergie sont souvent installés au niveau des yeux ou en dessous. Les opérateurs regardent l'écran en position debout ou accroupis à côté de l'armoire. Un panneau LCD IPS TFT maintient le contraste et les couleurs cohérents sur toute la plage de visualisation verticale, ce qui facilite ce type d'installation.

Choix d'interfaces

Sélection de l'interface d'affichage

Le choix de l'interface dépend du contrôleur BMS. Les contrôleurs basés sur MCU prennent souvent en charge les interfaces RVB ou MCU pour les écrans plus petits. Pour les écrans plus grands ou les systèmes exécutant Linux ou Android embarqués, les interfaces LVDS ou MIPI sont préférées.

Un fabricant de modules d'affichage qui propose la même taille d'affichage avec plusieurs options d'interface permet au concepteur du système d'adapter le module au contrôleur sans modifier la conception mécanique.

Montage d'un écran à distance

Certains systèmes montent l'écran sur la porte de l'armoire tandis que le contrôleur se trouve à l'intérieur. Cela nécessite un FPC ou un câble étendu entre l'écran et le contrôleur. Le câble doit être blindé. Le connecteur doit être de type verrouillable afin qu'il ne se détache pas lorsque la porte s'ouvre et se ferme.

Options de personnalisation

Les équipementiers de stockage d'énergie modifient souvent les modules d'affichage standard pour les adapter à la conception de leurs boîtiers. Des verres de protection avec des découpes pour les indicateurs LED, des longueurs FPC personnalisées avec des types de connecteurs spécifiques et une adaptation du niveau de tension d'interface sont des demandes courantes.

Un fournisseur d'écrans disposant de capacités internes d'assemblage SMT, de liaison optique et de conception FPC peut gérer ces modifications sans passer par plusieurs sous-traitants. Chenghao Optoelectronics fournit des solutions de modules LCD TFT personnalisées pour les OEM de stockage d'énergie et d'équipements industriels, avec une fabrication certifiée ISO9001 et ISO14001, de larges options de température et une personnalisation du verre de protection, du FPC et de l'interface tactile.

Pour les équipementiers développant des systèmes de gestion de batterie et des équipements de stockage d'énergie, un module d'affichage choisi en tenant compte des conditions électriques et environnementales spécifiques des boîtiers BMS réduit les pannes sur le terrain et maintient les données visibles pendant toute la durée de vie de l'équipement.

Résumé:Sélection d'écran LCD TFT pour BMS et stockage d'énergie : blindage EMI, large plage de température, résistance à l'humidité et lisibilité en extérieur.