本实用新型涉及光伏领域，具体地涉及一种充放电控制器和太阳能供电系统。
背景技术：
太阳能供电系统包括太阳能电池板、太阳能充放电控制器和蓄电池，其中，太阳能充放电控制器是太阳能供电系统中的一个重要部分，用于控制太阳能电池板对蓄电池的充电和对负载的供电。然而，现有的太阳能充放电控制器仅有单一功率输出接口且仅仅能够与负载进行RS485通讯连接，应用场景较为局限。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种充放电控制器和太阳能供电系统，所述充放电控制器在现有功能的基础上增加了与CAN通讯设备自由通讯的功能。
为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供了一种充放电控制器，该充放电控制器包括控制器模块、功能扩展模块和RS485通讯转CAN通讯模块，所述控制器模块包括第一CPU控制单元、与所述第一CPU控制单元相连的第一外围电路单元以及与所述第一外围电路单元相连的负载输出端口，所述功能扩展模块包括负载接口、第二CPU控制单元以及与所述第二CPU控制单元相连的第二外围电路单元，所述第一CPU控制单元与所述第二CPU控制单元相连，所述负载输出端口通过所述第二外围电路单元与所述负载接口相连，以及
所述第一外围电路单元和/或所述第二外围电路单元与至少一个RS485通讯接口相连，并通过所述至少一个RS485通讯接口与RS485通讯转CAN通讯模块相连，用于将RS485通讯协议转换为CAN通讯协议，以实现所述充放电控制器与CAN通讯设备通讯。
优选地，所述功能扩展模块还包括与所述第二外围电路单元相连的、用于实现所述充放电控制器与RS485通讯设备通讯的至少一个RS485通讯接口。
优选地，所述控制器模块还包括与所述第一外围电路单元相连的、用于实现所述充放电控制器与RS485通讯设备通讯的至少一个RS485通讯接口。
优选地，所述第一CPU控制单元与所述第二CPU控制单元进行MODBUS通讯连接。
优选地，所述MODBUS通讯连接的方式为RS422通讯连接、RS485通讯连接或RS232通讯连接。
优选地，所述第二外围电路单元包括一级继电器、DC/DC电源电路、二级继电器和电流电压检测电路，所述第二CPU控制单元、所述一级继电器和所述二级继电器依次相连，所述DC/DC电源电路的两端分别与所述一级继电器的触点和所述二级继电器的线圈相连，所述电流电压检测电路设置于所述第二CPU控制单元和所述负载接口之间，所述负载输出端口通过所述二级继电器的触点与所述负载接口相连。
优选地，功能扩展模块中，所述负载接口的数量为至少两个。
优选地，所述第一外围电路单元包括充电控制电路、放电控制电路、温度检测电路和信号输出电路，所述第一CPU控制单元与所述充电控制电路、所述放电控制电路、所述温度检测电路和所述信号输出电路均相连。
优选地，所述充放电控制器还包括网络通信模块，所述网络通信模块与所述第一CPU控制单元相连，以实现用户端与所述充放电控制器通讯。
第二方面，本实用新型提供了一种太阳能供电系统，该太阳能供电系统包括太阳能电池板、太阳能充放电控制器和蓄电池，所述太阳能充放电控制器与所述太阳能电池板和所述蓄电池均相连，所述太阳能充放电控制器为本实用新型所述的充放电控制器。
优选地，所述太阳能充放电控制器通过所述RS485通讯转CAN通讯模块与CAN通讯设备相连。
优选地，所述太阳能电池板为晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、砷化镓薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机柔性太阳能电池中的至少一种。
优选地，所述蓄电池为锂电池、镍氢电池、铅酸电池和磷酸铁锂电池中的至少一种。
与现有技术相比，本实用新型的充放电控制器不仅设置有RS485通讯接口，还新增了RS485通讯转CAN通讯模块使得该充放电控制器具有CAN通讯接口，为充放电控制器扩展了通讯功能，即不仅能够与RS485通讯设备通讯，而且能够与CAN通讯设备自由通讯。
具体地，根据本实用新型的一种优选实施方式，功能扩展模块具有至少两个负载接口，且所述至少两个负载接口通过功能扩展模块的第二外围电路单元的二级继电器的触点与控制器模块的负载输出端口相连，可同时接入多个不同负载，且能够实现多路输出负载接口的程序可控自由开关。
根据本实用新型的一种优选实施方式，功能扩展模块的第二外围电路单元包括电流电压检测电路，能够检测负载运行时的电流和电压。
根据本实用新型的一种优选实施方式，功能扩展模块的第二外围电路单元包括保护电路以及控制器模块的第一外围电路单元包括保护电路，使得本实用新型的充放电控制器具有负载短路保护、过流保护、过压保护、欠压保护和过温保护等功能。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施方式的充放电控制器的结构示意图。
图2是本实用新型的另一种实施方式的充放电控制器的结构示意图。
图3是本实用新型的一种实施方式的控制器模块、功能扩展模块和RS485通讯转CAN通讯模块的连接关系示意图。
图4是本实用新型的另一种实施方式的控制器模块、功能扩展模块和RS485通讯转CAN通讯模块的连接关系示意图。
附图标记说明
1为控制器模块，11为第一CPU控制单元，12为第一外围电路单元，13为蓄电池接口，14为太阳能电池板接口，15为负载输出端口，2为功能扩展模块，21为第二CPU控制单元，22为第二外围电路单元，23为RS485通讯接口，25为负载接口，221为一级继电器，222为DC/DC电源电路，223为二级继电器，224为电流电压检测电路，225为保护电路，3为网络通信模块，4为RS485通讯转CAN通讯模块。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的模块、装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接、实体连接或通信连接等；可以是直接相连(即两个部件直接相连为两个部件之间未连接有其他部件)，也可以通过中间媒介间接相连(即两个部件间接相连为两个部件之间还连接有其他部件)，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
第一方面，如图1-图4所示，本实用新型提供了一种充放电控制器，该充放电控制器包括控制器模块1、功能扩展模块2和RS485通讯转CAN通讯模块4，所述控制器模块1包括第一CPU控制单元11、与所述第一CPU控制单元11相连的第一外围电路单元12以及与所述第一外围电路单元12相连的负载输出端口15，所述功能扩展模块2包括负载接口25、第二CPU控制单元21以及与所述第二CPU控制单元21相连的第二外围电路单元22，所述第一CPU控制单元11与所述第二CPU控制单元21相连，所述负载输出端口15通过所述第二外围电路单元22与所述负载接口25相连，以及
所述第一外围电路单元12和/或所述第二外围电路单元22与至少一个RS485通讯接口23相连，并通过所述至少一个RS485通讯接口23与RS485通讯转CAN通讯模块4相连，用于将RS485通讯协议转换为CAN通讯协议，以实现所述充放电控制器与CAN通讯设备通讯。
具体地，如图1和图3所示，所述第一外围电路单元12与至少一个RS485通讯接口23相连，并通过所述至少一个RS485通讯接口23与RS485通讯转CAN通讯模块4相连，用于将RS485通讯协议转换为CAN通讯协议，以实现所述充放电控制器与CAN通讯设备通讯。
具体地，如图2和图4所示，所述第二外围电路单元22与至少一个RS485通讯接口23相连，并通过所述至少一个RS485通讯接口23与RS485通讯转CAN通讯模块4相连，用于将RS485通讯协议转换为CAN通讯协议，以实现所述充放电控制器与CAN通讯设备通讯。
本实用新型中，对于所述RS485通讯转CAN通讯模块4没有特别的限定，可以为本领域常用的各种用于将RS485通讯协议转换为CAN通讯协议的相应模块，该模块的具体组成为本领域技术人员所熟知，例如该模块可以包括依次相连的RS485通讯接口、转换器、保护电路和CAN通讯接口。其中，与所述第一外围电路单元12和/或所述第二外围电路单元22相连的所述至少一个RS485通讯接口与所述RS485通讯转CAN通讯模块的RS485通讯接口相连，所述转换器用于将RS485通讯协议转换为CAN通讯协议。也就是说，RS485通讯转CAN通讯模块4具有CAN通讯功能元件。
本实用新型中，根据一种优选的实施方式，功能扩展模块2还包括与第二外围电路单元22相连的、用于实现所述充放电控制器与RS485通讯设备通讯的至少一个RS485通讯接口。也就是说，此种情况下，功能扩展模块2的第二CPU控制单元21具有RS485通讯功能元件。
本实用新型中，根据一种优选的实施方式，控制器模块1还包括与第一外围电路单元12相连的、用于实现所述充放电控制器与RS485通讯设备通讯的至少一个RS485通讯接口。也就是说，此种情况下，控制器模块1的第一CPU控制单元11具有RS485通讯功能元件。
本实用新型中，优选情况下，所述第一CPU控制单元11与所述第二CPU控制单元21进行MODBUS通讯连接，进一步优选地，所述MODBUS通讯连接的方式为RS422通讯连接、RS485通讯连接或RS232通讯连接，更进一步优选为RS422通讯连接。
本实用新型中，优选情况下，如图3-图4所示，所述第二外围电路单元22包括一级继电器(JC1)221、DC/DC电源电路222、二级继电器(JC11)223和电流电压检测电路224，所述第二CPU控制单元21、所述一级继电器(JC1)221和所述二级继电器(JC11)223依次相连，所述DC/DC电源电路222的两端分别与所述一级继电器(JC1)221的触点和所述二级继电器(JC11)223的线圈相连，所述电流电压检测电路224设置于所述第二CPU控制单元21和所述负载接口25之间，用于检测负载运行时的电流和电压，所述负载输出端口15通过所述二级继电器(JC11)223的触点与所述负载接口25相连。其中，本领域技术人员应该理解的是，图3-图4中关于DC/DC电源电路222，+5V仅为示例，不代表DC/DC电源电路222的继电器驱动电压仅可以为5V，例如还可以为6V、12V等等。
优选情况下，如图3-图4所示，所述功能扩展模块2还包括与所述第二外围电路单元22相连的、用于实现所述充放电控制器与RS485通讯设备通讯的至少一个RS485通讯接口时，所述第二外围电路单元22包括保护电路225，所述保护电路225设置于所述第二CPU控制单元21和所述至少一个RS485通讯接口23之间。
本实用新型中，优选情况下，所述保护电路225包括过流保护电路、短路保护电路、过压保护电路、欠压保护电路和过温保护电路中的至少一种。
本实用新型中，优选情况下，功能扩展模块2中，所述负载接口25的数量为至少两个。
本实用新型中，优选情况下，所述第一外围电路单元12包括充电控制电路、放电控制电路、温度检测电路和信号输出电路，所述第一CPU控制单元11与所述充电控制电路、所述放电控制电路、所述温度检测电路和所述信号输出电路均相连。
优选情况下，所述第一外围电路单元12还包括保护电路，所述第一CPU控制单元11与所述保护电路相连，
所述控制器模块1还包括与所述第一外围电路单元11相连的、用于实现所述充放电控制器与RS485通讯设备通讯的至少一个RS485通讯接口时，所述保护电路设置于所述第一CPU控制单元11和所述至少一个RS485通讯接口之间。
本实用新型中，优选情况下，所述充放电控制器还包括网络通信模块3，所述网络通信模块3与所述第一CPU控制单元11相连，以实现用户端(如手机APP等)与所述充放电控制器通讯。其中，本领域技术人员应该理解的是，网络通信模块3为用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据、通过通信网络(如无线通信网络)进行传送的设备(如无线终端设备)，可用于建立用户端(如手机APP等)和充放电控制器之间的通讯。
如图1所示，本领域技术人员应该理解的是，控制器模块1还包括蓄电池接口13和太阳能电池板接口14，充电控制电路分别与蓄电池和太阳能电池板相连，放电控制电路分别与蓄电池和负载相连，温度检测电路与温度传感器相连。
其中，控制器模块1可以对蓄电池和太阳能电池板等进行充放电管理，且控制器模块1可以为本领域常用的各种进行MODBUS通讯连接的控制器模块，该控制器模块包括的各部件单元如第一CPU控制单元和第一外围电路单元等可以分别均为本领域常规的相应部件单元，此种情况下的相应部件单元均为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
本实用新型中，第一CPU控制单元11和第二CPU控制单元21可以包括芯片(如单片机或者ARM处理器)等。
本实用新型中，一种优选的实施方式中，充放电控制器包括至少两个负载接口25(即可以同时接入不同负载)，所述至少两个负载接口25为程序可控负载接口，即，该充放电控制器可以实现对至少两路负载的程序可控，具体地，程序可控的方式可以包括：控制器模块1的第一CPU控制单元11与功能扩展模块2的第二CPU控制单元21进行MODBUS通讯连接(如RS422通讯连接)，第二CPU控制单元21包括带有多路DO输出和多路通讯方式的功能型芯片，每一路的负载接口25都可以通过控制第二CPU控制单元21中芯片程序的二次开发得以控制，并且负载接口25通过了两级继电器隔离，完全杜绝了大电流对芯片的功率冲击，具体地，第二CPU控制单元21、一级继电器221和二级继电器223依次相连，DC/DC电源电路222的两端分别与一级继电器221的触点和二级继电器223的线圈相连，负载输出端口15通过二级继电器223的触点与负载接口25相连，当芯片程序要求DO有输出时，控制一级继电器221吸合，并在一级继电器221的触点闭合后带动二级继电器223吸合从而使得二级继电器223的触点闭合，实现负载接口25上电输出；
电流电压检测电路224设置于第二CPU控制单元21和负载接口25之间，保护电路225设置于第二CPU控制单元21和至少一个RS485通讯接口23之间，不但可以实时检测负载的工作状况，又可以根据负载的电气参数，预设过流过压的保护值。
其中，用户可以通过手机APP向网络通信模块3发送信号指令，实现手机APP与充放电控制器之间的通讯，RS485通讯转CAN通讯模块4可以与汽车CAN总线连接，以与汽车中央控制系统实现总线通讯。
根据本实用新型的一种优选的实施方式，如图1和图3所示，本实用新型提供了一种充放电控制器，该充放电控制器包括控制器模块1、功能扩展模块2、网络通信模块3和RS485通讯转CAN通讯模块4，所述控制器模块1包括第一CPU控制单元11、与所述第一CPU控制单元11相连的第一外围电路单元12以及与所述第一外围电路单元12相连的负载输出端口15，所述功能扩展模块2包括至少两个负载接口25、第二CPU控制单元21、与所述第二CPU控制单元21相连的第二外围电路单元22，所述第一CPU控制单元11与所述第二CPU控制单元21进行RS422通讯连接，所述负载输出端口15通过所述第二外围电路单元22与所述负载接口25相连，所述第一外围电路单元12与至少一个RS485通讯接口23相连，并通过所述至少一个RS485通讯接口23与RS485通讯转CAN通讯模块4相连，用于将RS485通讯协议转换为CAN通讯协议，以实现所述充放电控制器与CAN通讯设备通讯。所述网络通信模块3与所述第一CPU控制单元11相连，以实现用户端(如手机APP等)与所述充放电控制器通讯。
其中，功能扩展模块2还包括与第二外围电路单元22相连的、用于实现所述充放电控制器与RS485通讯设备通讯的至少一个RS485通讯接口23。
其中，所述第二外围电路单元22包括一级继电器221、DC/DC电源电路222、二级继电器223、电流电压检测电路224和保护电路225，所述第二CPU控制单元21、所述一级继电器221和所述二级继电器223依次相连；所述DC/DC电源电路222的两端分别与所述一级继电器221的触点和所述二级继电器223的线圈相连；所述电流电压检测电路224设置于所述第二CPU控制单元21和所述负载接口25之间，用于检测负载运行时的电流和电压；所述保护电路225设置于所述第二CPU控制单元21和所述至少一个RS485通讯接口23之间；所述负载输出端口15通过所述二级继电器223的触点与所述负载接口25相连。
其中，所述保护电路225包括过流保护电路、短路保护电路、过压保护电路、欠压保护电路和过温保护电路中的至少一种。
其中，所述控制器模块1还包括蓄电池接口13和太阳能电池板接口14，所述第一外围电路单元12包括充电控制电路、放电控制电路、温度检测电路和信号输出电路，所述第一CPU控制单元11与所述充电控制电路、所述放电控制电路、所述温度检测电路和所述信号输出电路均相连，充电控制电路可以分别与蓄电池和太阳能电池板相连，放电控制电路可以分别与蓄电池和负载相连，温度检测电路与设置在外部的温度传感器相连。
本实用新型的上述充放电控制器中，控制器模块1对蓄电池和太阳能电池板等进行充放电管理，控制器模块1的第一CPU控制单元11与功能扩展模块2的第二CPU控制单元21进行RS422通讯连接，功能扩展模块2还包括与第二外围电路单元22相连的、用于实现所述充放电控制器与RS485通讯设备通讯的至少一个RS485通讯接口23，RS485通讯转CAN通讯模块4可以将RS485通讯协议转换为CAN通讯协议，因此，该充放电控制器不仅能够与RS485通讯设备通讯，而且能够与CAN通讯设备自由通讯。
本实用新型的上述充放电控制器可以实现对至少两路负载的程序可控，程序可控的方式可以包括：第二CPU控制单元21包括带有多路DO输出和多路通讯方式的功能型芯片，每一路的负载接口25都可以通过控制第二CPU控制单元21中芯片程序的二次开发得以控制，并且负载接口25通过了两级继电器隔离，完全杜绝了大电流对芯片的功率冲击，具体地，第二CPU控制单元21、一级继电器221和二级继电器223依次相连，DC/DC电源电路222的两端分别与一级继电器221的触点和二级继电器223的线圈相连，负载输出端口15通过二级继电器223的触点与负载接口25相连，当芯片程序要求DO有输出时，控制一级继电器221吸合，并在一级继电器221的触点闭合后带动二级继电器223吸合从而使得二级继电器223的触点闭合，实现负载接口25上电输出；
电流电压检测电路224设置于第二CPU控制单元21和负载接口25之间，保护电路225设置于第二CPU控制单元21和至少一个RS485通讯接口23之间，不但可实时检测负载的工作状况，又可以根据负载的电气参数，预设过流过压的保护值。而且，用户可以通过手机APP向网络通信模块3发送信号指令，实现手机APP与充放电控制器之间的通讯，RS485通讯转CAN通讯模块4可以与汽车CAN总线连接，以与汽车中央控制系统实现总线通讯。
第二方面，本实用新型提供了一种太阳能供电系统，该太阳能供电系统包括太阳能电池板、太阳能充放电控制器和蓄电池，所述太阳能充放电控制器与所述太阳能电池板和所述蓄电池均相连，所述太阳能充放电控制器为本实用新型所述的充放电控制器。
如前所述，在太阳能充放电控制器的控制器模块1的第一外围电路12中，充电控制电路可以分别与蓄电池和太阳能电池板相连，放电控制电路可以分别与蓄电池和负载相连。
本实用新型中，优选情况下，所述太阳能充放电控制器通过所述RS485通讯转CAN通讯模块与CAN通讯设备相连。例如，所述太阳能充放电控制器通过所述RS485通讯转CAN通讯模块与汽车CAN总线设备相连，实现了太阳能充放电控制器在汽车领域的应用。
本实用新型中，优选情况下，所述太阳能充放电控制器通过所述至少一个RS485通讯接口与RS485通讯设备相连。
本实用新型中，优选情况下，所述太阳能电池板为晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、砷化镓薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机柔性太阳能电池中的至少一种。
优选情况下，本实用新型提供了一种汽车太阳能供电系统，该汽车太阳能供电系统包括太阳能电池板、上述太阳能充放电控制器和蓄电池，所述太阳能充放电控制器与所述太阳能电池板和所述蓄电池均相连，其中，太阳能电池板可以安装在能够在汽车上进行安装的任何位置，例如两侧玻璃、天窗、车顶等等，以将太阳能转化为电能。
本实用新型中，优选情况下，所述蓄电池为锂电池、镍氢电池、铅酸电池和磷酸铁锂电池中的至少一种。
目前市场上的汽车都是车主锁车离车后，车内供电全部关闭。本实用新型的汽车太阳能供电系统可以有效利用太阳光、将太阳能转化为电能并保证汽车蓄电池一直为满电状态，且太阳能充放电控制器可以和汽车中央控制系统实现通讯，接受汽车中央控制系统控制。例如：车主可以通过手机APP等远程自由操作车内座椅电加热、鼓风机、模式风门、空气净化器、中控影音、玻璃升降机等设备，夏季车主可以提前开启鼓风机为车内降温，带来入车凉爽之感；冬季可以提前开启加热功能，给车主带来入车温暖之感；雾霾天气可以提前开启空气净化器，给车主带来入车清新之感；当锁车离开后，忘记关闭(或不确定是否关闭)车窗玻璃或天窗玻璃等，车主可以使用手机操作控制玻璃升降机，将其关闭锁死；冬季结霜季节，车主可以提前开启模式风门除霜功能，免除开车前繁杂的除霜工作。汽车太阳能供电系统可以随时为汽车蓄电池供电，可以避免汽车长期不用或其他原因引起的电池缺电无法启动汽车的困扰。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。