本发明涉及挂车技术领域，尤其涉及一种太阳能挂车管理设备。
背景技术：
随着现代物流行业的飞速发展，载重量大的牵引挂车成为主流，挂车管理设备也随之应时而生。挂车管理系统主要用于对挂车进行管理，例如，控制挂车进行智能装卸货，对挂车进行位置定位，采集挂车的参数等等。
目前，挂车管理设备安装在挂车中，主车的低压蓄电池负责为挂车管理设备供电。具体的，挂车管理设备与挂车的电源接口的一端相连接，在挂车挂接到主车之后，挂车的电源接口的另一端连接主车的低压蓄电池，这样挂车管理设备可以由主车的低压蓄电池进行供电。
在实际应用过程中，物流行业追求时效性，挂车装载货物，主车牵引挂车进行货物运输，在货物运送到达之后，主车与挂车分离，主车改为牵引其他挂车继续工作，与主车分离后的挂车停留在指定场地进行货物装卸，但是，在挂车与主车分离之后，挂车的电源接口和主车的低压蓄电池断开连接，智能挂车管理设备供电中断，无法正常工作，也无法对挂车进行管理。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种太阳能挂车管理设备，以解决现有技术中，在挂车与主车分离之后，安装在挂车中的挂车管理设备被中断供电，无法工作的问题。
针对上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来解决的：
本发明提供一种太阳能挂车管理设备，安装在挂车上，所述太阳能挂车管理设备包括：太阳能电池组件、太阳能充放电控制器、储能蓄电池和挂车管理器；所述太阳能电池组件覆盖在所述挂车上；所述太阳能充放电控制器分别连接所述太阳能电池组件、所述储能蓄电池和所述挂车管理器，并控制所述太阳能电池组件或者所述储能蓄电池为所述挂车管理器供电。
其中，所述太阳能充放电控制器的第一输入端连接所述太阳能电池组件的电能输出端，第二输入端连接所述储能蓄电池的电能输出端，第一输出端连接所述挂车管理器的电能输入端；所述太阳能充放电控制器控制所述第一输入端和所述第一输出端连通，或者，所述第二输入端和所述第一输出端连通。
其中，所述太阳能充放电控制器包括：功率检测器和第一比较器；所述功率检测器的检测端连接所述太阳能电池组件的电能输出端；所述功率检测器的输出端连接所述第一比较器的输入端；所述功率检测器检测所述太阳能电池组件的输出功率并输出，所述第一比较器将所述输出功率与功率阈值进行比较；当所述输出功率大于所述功率阈值时，控制连通所述第一输入端和所述第一输出端，当所述输出功率小于等于所述功率阈值时，控制连通所述第二输入端和所述第一输出端。
其中，所述太阳能充放电控制器包括：第一电压适配器；所述太阳能充放电控制器控制连通所述第一输入端、所述第一电压适配器和所述第一输出端，所述第一电压适配器将所述第一输入端输入的电压变压为与所述挂车管理器适配的电压并向所述第一输出端输出。
其中，所述太阳能充放电控制器包括：第二输出端、欠压检测器和充电控制器；所述第二输出端连接所述储能蓄电池的电能输入端；所述欠压检测器的检测端连接所述储能蓄电池的电能输出端，所述欠压检测器的信号输出端连接所述充电器控制器的信号输入端；所述欠压检测器检测所述储能蓄电池的输出电压，在所述输出电压小于第一电压阈值时输出欠压信号，所述充电控制器接收到所述欠压信号，控制连通所述第一输入端和所述第二输出端。
其中，所述太阳能充放电控制器包括：第二电压适配器；所述太阳能充放电控制器控制连通所述第一输入端、所述第二电压适配器和所述第二输出端，所述第二电压适配器将所述第一输入端输入的电压变压为与所述储能蓄电池适配的电压并向所述第二输出端输出。
其中，所述太阳能充放电控制器包括：第三输入端、电压检测器和比较电路；所述第三输入端连接所述挂车的电源接口；其中，在所述挂车挂接到主车上时，所述挂车的电源接口连接所述主车的低压蓄电池；所述电压检测器的检测端分别连接所述第一输入端、第二输入端、第三输入端，所述电压检测器的输出端连接所述比较电路；所述电压检测器分别检测所述第一输入端、第二输入端和所述第三输入端的输入电压，并分别输出给所述比较电路；所述比较电路将所述第一输入端、第二输入端和所述第三输入端的输入电压分别与对应的电压阈值比较；在所述第三输入端的输入电压大于第二电压阈值时，控制连通所述第三输入端和所述第一输出端，在所述第三输入端的输入电压小于等于所述第二电压阈值，且所述第一输入端的输入电压大于第三电压阈值时，控制连通所述第一输入端和所述第一输出端；在所述第三输入端的输入电压小于等于所述第二电压阈值、所述第一输入端的输入电压小于等于所述第三电压阈值，且所述第二输入端的输入电压大于第四电压阈值时，控制连通所述第二输入端和所述第一输出端。
其中，所述太阳能挂车管理设备还包括：光感传感器；所述太阳能充放电控制器包括：第二比较器和开关电路；所述光感传感器安装在所述挂车上；所述第二比较器的输入端连接所述光感传感器的输出端，所述第二比较器的输出端连接所述开关电路的控制端；所述开关电路的第一触点连接所述挂车的位置灯，所述开关电路的第二触点连接所述第一输出端；所述第二比较器接收所述光感传感器采集的光线亮度值，在所述光线亮度值小于亮度阈值时，向所述开关电路发送点亮控制信号，在所述光线亮度值大于等于所述亮度阈值时向所述开关电路发送熄灭控制信号；所述开关电路接收到所述点亮控制信号，控制连通所述挂车的位置灯和所述第一输出端；所述开关电路接收到所述熄灭控制信号，控制断开所述挂车的位置灯和所述第一输出端。
其中，所述太阳能挂车管理设备还包括：网络组件；所述网络组件和所述太阳能充放电控制器通信连接；所述网络组件接收所述太阳能充放电控制器生成的数据并向终端设备发送，和/或，将所述终端设备发送的控制指令向所述太阳能充放电控制器发送。
其中，所述太阳能充放电控制器包括：太阳能最大功率点捕捉器；所述太阳能最大功率点捕捉器的检测端连接所述太阳能电池组件的电能输出端，检测所述太阳能电池组件的最大输出功率，调节所述太阳能充放电控制器的电气参数。
本发明有益效果如下：
在本发明中，挂车管理器不依赖于主车供电，太阳能挂车管理设备就可以为挂车管理器进行供电，而且供电方式可以在太阳能电池组件和储能蓄电池中选择，使用方便，并且有效解决了挂车与主车分离之后，挂车管理器的供电问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的太阳能挂车管理设备的结构图；
图2是根据本发明第二实施例的供电方式选择电路的结构图；
图3是根据本发明第二实施例的太阳能挂车管理设备的结构图；
图4是根据本发明第二实施例的储能蓄电池的充电电路结构图；
图5是根据本发明第三实施例的太阳能挂车管理设备的结构图；
图6是根据本发明第三实施例的供电方式选择电路的结构图；
图7是根据本发明第四实施例的太阳能挂车管理设备的结构图；
图8是根据本发明第四实施例的挂车位置灯开关电路的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
实施例一
根据本发明的实施例一，提供了一种太阳能挂车管理设备。在本实施例中，该太阳能挂车管理设备被安装在挂车上。如图1所示，为根据本发明实施例一的太阳能挂车管理设备的结构图。
在本实施例中，太阳能挂车管理设备，包括：太阳能电池组件101、太阳能充放电控制器102、储能蓄电池103和挂车管理器104。
太阳能电池组件101覆盖在挂车上；所述太阳能充放电控制器102分别连接太阳能电池组件101、储能蓄电池103和挂车管理器104，并控制太阳能电池组件101或者储能蓄电池103为挂车管理器104供电。
具体的，太阳能充放电控制器102包括：第一输入端、第二输入端和第一输出端。其中，太阳能充放电控制器102的第一输入端连接太阳能电池组件101的电能输出端，第二输入端连接储能蓄电池103的电能输出端，第一输出端连接挂车管理器104的电能输入端。
太阳能充放电控制器102控制第一输入端和第一输出端连通，或者，第二输入端和第一输出端连通，用以实现为挂车管理器104的供电。进一步地，可以在太阳能充放电控制器102中设置选择开关，该选择开关包括两组触点，第一组触点分别连接第一输入端和第一输出端，第二组触点分别连接第二输入端和第一输出端，太阳能充放电控制器控制选择开关的触点连通，连通第一组触点可以连通第一输入端和第一输出端，连通第二组触点可以连通第二输入端和第一输出端。
在本实施例中，太阳能电池组件101中的材料包括：晶硅、非晶硅、铜铟镓硒、碲化镉、砷化镓等。太阳能电池组件101覆盖在挂车的车顶、车窗、车架和车厢上的任意一处位置或多处位置。将太阳能电池组件101覆盖在车顶，两侧玻璃、天窗等可以安装太阳能电池组件101，也可以使太阳能电池组件101有效吸收太阳能的位置，可以使太阳能电池组件101有效太阳能转化为可供利用的电能。
在本实施例中，太阳能充放电控制器102可以对太阳能电池组件101、储能蓄电池103、挂车管理器104以及挂车进行管理和控制。例如：太阳能充放电控制器102可以为挂车管理器104选择供电方式。
在本实施例中，储能蓄电池103可以是预先已经充好电的蓄电池，也可以是在使用过程中随时进行充电的蓄电池。进一步地，可以使用太阳能为储能蓄电池103进行充电。
在本实施例中，挂车管理器104可以控制挂车进行智能装卸货，可以通过设置在挂车上的传感器采集挂车的状态并及时反馈给用户。
太阳能充放电控制器102控制连通第一输入端和第一输出端，可以使太阳能电池组件101为挂车管理器104供电，太阳能充放电控制器102控制连通第二输入端和第一输出端，可以使储能蓄电池103为挂车管理器104供电。进一步地，本实施例优先选择使用太阳能电池组件101为挂车管理器104供电。
在本实施例中，挂车管理器104不依赖于主车供电，太阳能挂车管理设备就可以为挂车管理器104进行供电，而且供电方式可以在太阳能电池组件101和储能蓄电池103中选择，本实施例使用方便，并且有效解决了挂车与主车分离之后，挂车管理器104的供电问题。
实施例二
本实施例为了使太阳能充放电控制器102为挂车管理器104选择供电方式的做法更加清楚，下面给出一种较为具体的实施方式。
太阳能充放电控制器102包括：功率检测器201和第一比较器202；
功率检测器201的检测端连接太阳能电池组件101的电能输出端；功率检测器201的输出端连接第一比较器202的输入端。功率检测器201的检测端可以通过连接第一输入端来连接太阳能电池组件101的电能输出端。
功率检测器201检测太阳能电池组件101的输出功率并输出，第一比较器202将输出功率与功率阈值进行比较；当输出功率大于功率阈值时，控制连通第一输入端和第一输出端，当输出功率小于等于功率阈值时，控制连通第二输入端和第一输出端。进一步地，功率检测器201可以通过检测太阳能电池组件101的电能输出端的输出电压和输出电流，来获得输出功率。
具体的，太阳能充放电控制器102的用于选择供电方式的动作可以通过控制选择开关来实现，当然也可以通过其他方式来实现。如图2所示，为根据本发明实施例二的供电方式选择电路的结构图。第一比较器201的输出端连接选择开关203的控制端；第一比较器202将输出功率与功率阈值进行比较，该功率阈值可以是一个输入电平；当太阳能电池组件101的输出功率大于功率阈值时，第一比较器202输出第一电平信号(如低电平)，连通选择开关203第一组触点，进而连通第一输入端和第一输出端，使太阳能电池组件101为挂车管理器104供电；当太阳能电池组件101的输出功率小于等于功率阈值时，第一比较器202输出第二电平信号(如高电平)，连通选择开关203的第二组触点，进而连通第二输出端和第一输出端，使储能蓄电池103为挂车管理器104供电。
在太阳能电池组件101的输出功率满足挂车管理器104需求时，使用太阳能电池组件101为挂车管理器104供电，在太阳能电池组件101的输出功率不满足挂车管理器104需求时，使用储能蓄电池103为挂车管理器104供电。在储能蓄电池103为挂车管理器104供电时，如果太阳能电池组件101的输出功率满足挂车管理器104需求，则恢复太阳能电池组件101供电。
在本实施例中，储能蓄电池103中的电能会越来越少。优选地，在储能蓄电池103欠压状态下，可以由太阳能电池组件101为储能蓄电池103充电。
图3为根据本发明第二实施例的太阳能挂车管理设备的结构图。图4为根据本发明第二实施例的储能蓄电池的充电电路结构图。
太阳能充放电控制器102包括：第二输出端、欠压检测器401和充电控制器402。
太阳能充放电控制器102的第二输出端连接储能蓄电池103的电能输入端。
欠压检测器401的检测端连接储能蓄电池103的电能输出端，欠压检测器401的信号输出端连接充电器控制器的信号输入端。欠压检测器401的检测端通过第二输入端连接储能蓄电池103的电能输出端。
欠压检测器401检测储能蓄电池103的输出电压，在所述输出电压小于第一电压阈值时输出欠压信号，充电控制器402接收到欠压信号，控制连通第一输入端和第二输出端。欠压检测器401可以通过比较器来实现欠压检测功能。
进一步地，太阳能电池组件101可以在为挂车管理器104供电的同时为储能蓄电池103充电。为选择开关203中的第一组触点增加一路连接欠压检测器401的控制线；欠压检测器401检测储能蓄电池103的输出电压，在该输出电压小于第一电压阈值时，输出欠压信号，充电控制器402接收到欠压信号，连通第一输入端和第二输出端，选择开关203接收到该欠压信号连通第一输入端和第一输出端。
在本实施例中，由于太阳能电池组件101输出的电压可能与挂车管理器104和储能蓄电池103所需的电压不适配，所以，在将电能传输到挂车管理器104和储能蓄电池103之前，需要对太阳能电池组件101输出的电压进行变压处理。
太阳能充放电控制器102包括：第一电压适配器。第一电压适配器设置在第一输入端和第一输出端之间，在第一输入端、第一电压适配器和第一输出端连通之后，用于将从第一输入端流向第一输出端的电能进行电压转换，即对太阳能电池组件101为挂车管理器104提供的电能进行电压转换。
具体的，太阳能充放电控制器102控制连通第一输入端、第一电压适配器和第一输出端，第一电压适配器将第一输入端输入的电压变压为与挂车管理器104适配的电压并向第一输出端输出。
太阳能充放电控制器102包括：第二电压适配器。第二电压适配器设置在第一输入端和第二输出端之间，在第一输入端、第二电压适配器和第二输出端连通之后，用于将从第一输入端流向第二输出端的电能进行电压转换，即对太阳能电池组件101为储能蓄电池103提供的电能进行电压转换。
具体的，太阳能充放电控制器102控制连通第一输入端、第二电压适配器和第二输出端，第二电压适配器将第一输入端输入的电压变压为与储能蓄电池103适配的电压并向第二输出端输出。
上述的第一电压适配器和第二电压适配器都可以是dc/dc(directcurrent/directcurrent)转换器。
在本实施例中，可以选择具有太阳能最大功率捕捉(maximumpowerpointtracking，简称mppt)功能的太阳能充放电控制器102。
太阳能充放电控制器102包括：太阳能最大功率点捕捉器。
太阳能最大功率点捕捉器的检测端连接太阳能电池组件101的电能输出端，检测太阳能电池组件101的最大输出功率，调节太阳能充放电控制器102的电气参数。该电气数可以是占空比。
太阳能充放电控制器102将当前采样功率与前一时刻的采样功率比较，并根据结果调整电源占空比。太阳能充放电控制器102在采样周期内采样当前时刻的电压和电流，得到当前时刻的采样功率，当前采样功率与前一时刻采样功率比较，如果数值比前一时刻采样功率大，证明当前的占空比调整方向是正确的，可以继续按此方向调整占空比。然后继续采样，继续与前一采样功率比较，如果功率小于前一采样功率，则向反方向调整占空比。
在本实施例中，根据太阳能电池组件101的输出功率来决定采用太阳能电池组件101供电，还是储能蓄电池103供电，无需人工切换供电方式。在本实施例中，可以将太阳能电池组件101所发电能转化为设备可直接使用的电能，为用电设备(挂车管理器104)所用，同时可以为储能蓄电池103充电，在没有太阳能供电的情况下，可以将储能蓄电池103的电能供设备所用。在本实施例中，通过太阳能最大功率点捕捉发挥太阳能电池组件101的最大功效。
实施例三
在挂车和主车挂接之后，挂车的电源接口可以连接到主车的低压蓄电池，为了减轻太阳能挂车管理设备的系统压力，合理利用电能，可以在挂车挂接到主车之后，使用主车的低压蓄电池为太阳能挂车管理设备中的挂车管理器104供电。如图5所示，为根据本发明实施例三的太阳能挂车管理设备的结构图。如图6所述，为根据本发明实施例三的供电方式选择电路的结构图。
太阳能充放电控制器102包括：第三输入端、电压检测器601和比较电路602。
太阳能挂车管理设备所在的挂车包括：电源接口603。
太阳能充放电控制器102的第三输入端连接挂车的电源接口603；其中，在挂车挂接到主车上时，挂车的电源接口603连接主车的低压蓄电池。该低压蓄电池位于主车中。
如图6所示，电压检测器601的检测端分别连接太阳能充放电控制器102的第一输入端、第二输入端、第三输入端，电压检测器601的输出端连接比较电路602。
电压检测器601分别检测太阳能充放电控制器102的第一输入端、第二输入端和第三输入端的输入电压，并分别输出给比较电路602。
比较电路602将第一输入端、第二输入端和第三输入端的输入电压分别与对应的电压阈值比较；其中，第三输入端对应第二电压阈值，第一输入端对应第三电压阈值，第二输入端对应第四电压阈值；在第三输入端的输入电压大于第二电压阈值时，控制连通第三输入端和第一输出端；在第三输入端的输入电压小于等于所述第二电压阈值，且第一输入端的输入电压大于第三电压阈值时，控制连通第一输入端和第一输出端；在第三输入端的输入电压小于等于所述第二电压阈值、第一输入端的输入电压小于等于第三电压阈值，且第二输入端的输入电压大于第四电压阈值时，控制连通第二输入端和第一输出端。
具体的，电压检测器601包括第一检测端及其对应的输出端，第二检测端及其对应的输出端，第三检测端及其对应的输出端。第一检测端检测第一输入端的输入电压并输出到对应的输出端，第二检测端检测第二输入端的输入电压并输出到对应的输出端，第三检测端检测第三输入端的输入电压并输出到对应的输出端，三个输出端分别输出的输入电压被分别输入到比较电路602并分别进行比较。
太阳能充放电控制器102进行供电方式选择的连通动作可以通过控制选择开关203来实现，当然也可以通过其他方式来实现。可以在选择开关203中增加第三组触点，第三组触点分别连接第三输入端和第一输出端。比较电路602比较出第三输入端的输入电压大于第二电压阈值时，向选择开关203输出主车供电信号，选择开关203连通第三组触点，进而连通第三输入端和第一输出端，使主车为挂车管理器104供电；比较电路602比较出第三输入端的输入电压小于等于第二电压阈值，且第一输入端的输入电压大于第三电压阈值时，向选择开关203输出太阳能供电信号，选择开关203连通第一组触点，进而连通第一输入端和第一输出端，控制太阳能电池组件101为挂车管理器104供电；比较电路602比较出第三输入端的输入电压小于等于所述第二电压阈值、第一输入端的输入电压小于等于第三电压阈值，且第二输入端的输入电压大于第四电压阈值时，向选择开关203输出蓄电池供电信号，选择开关203连通第二组触点，进而连通第二输入端和第一输出端，使储能蓄电池103为挂车管理器104供电。
本实施例通过上述方式，可以实现三种方式的供电，即主车供电、太阳能电池组件101供电和储能蓄电池103供电，并且供电方式的优先级从高到低为主车供电、太阳能电池组件101供电和储能蓄电池103供电。本实施例优先使用主车供电可以有效减轻太阳能挂车管理设备的供电压力。
实施例四
本发明的太阳能充放电控制器102可以对太阳能挂车管理设备中的部件以及挂车的部件进行控制，也可以接受外部终端设备的控制。
本实施例示例性的给出几种控制方式。如图7所示，为根据本发明实施例四的太阳能挂车管理设备的结构图。
图8为根据本发明实施例四的挂车位置灯开关电路的结构图。
太阳能挂车管理设备还包括：光感传感器701。
太阳能充放电控制器102包括：第二比较器702和开关电路703。
太阳能挂车管理设备所在的挂车还包括：挂车的位置灯704。
光感传感器701安装在挂车上。
第二比较器702的输入端连接光感传感器701的输出端，第二比较器702的输出端连接开关电路703的控制端。
开关电路703包含一组触点，其中，开关电路703的第一触点连接挂车的位置灯704，开关电路703的第二触点连接第一输出端。
第二比较器702接收光感传感器701采集的光线亮度值，在所述光线亮度值小于亮度阈值时，向开关电路703发送点亮控制信号；在所述光线亮度值大于等于所述亮度阈值时向开关电路703发送熄灭控制信号。
开关电路703接收到点亮控制信号，控制连通挂车的位置灯704和第一输出端；开关电路703接收到所述熄灭控制信号，控制断开所述挂车的位置灯704和所述第一输出端。
由于第一输出端连接挂车管理器104，挂车管理器104供电未中断，第一输出端就会输出电能，挂车的位置灯704就会被点亮。在挂车与主车分离之后，通过太阳能挂车管理设备同样可以点亮挂车的位置灯704，增加挂车生产活动的安全性。
在本实施例中，太阳能挂车管理设备还包括：网络组件705。
网络组件705和太阳能充放电控制器102通信连接，进一步地，网络组件705和太阳能充放电控制器102串口连接。
网络组件705接收太阳能充放电控制器102生成的数据并向终端设备发送，和/或，将终端设备发送的控制指令向太阳能充放电控制器102发送。
进一步地，网络组件705可以将串口数据转换为ip数据，并将ip数据通过无线通信网络传送到终端设备，或者将ip数据转换为串口数据，并将串口数据通过串口传送到太阳能充放电控制器102，从而建立手机等终端设备和太阳能充放电控制器102之间的通信。例如：在挂车上可以安装传感器、定位器等设备。太阳能充放电控制器102可以采集传感器、定位器数据，生成串口数据并传送到网络组件705，网络组件705将串口数据转换为ip数据发送给终端设备，以便终端设备可以监控挂车的状态。终端设备也可以生成控制指令，如智能装卸货指令，将该控制指令发送给网络组件705，网络组件705将控制指令转换为串口数据并通过串口传递给太阳能充放电控制器102执行。
在本实施例中，太阳能充放电控制器102可以进行系统检测和诊断功能，检测太阳能挂车管理设备是否发生故障，如果发生故障，则将故障信息通过串口发生给网络组件705，再由网络组将该故障信息转换为ip数据发送给终端设备，以便工作人员进行故障排除。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。