本发明属于充电降温控制领域，涉及辅源的风扇控制技术，具体是一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统及方法。
背景技术：
1、随新能源汽车发展，小功率直流充电桩也随着发展，目前市场上直流充电机功率模块由于充电过程中发热都会采样风扇进行散热，且风扇都会采样智能控制，通过调节pwm信号进行风扇转速控制，当内部温度高时提高风扇转速加快散热，充电机内部温度低时就可以减低风扇转速。
2、现有的充电机采用风扇都是四线或者三线。其中四线风扇信号为12v电源线,电源地线，pwm信号线，故障线；三线信号为12v电源线,电源地线，pwm信号线。由于充电机功率一般都比较大，如果无散热处理可能会引起充电机故障，严重情况可能会导致起火，因此会安装多个风扇，如20kw小直流充电模块上可能会安装6-7个风扇。风扇多情况下接口线束就会复杂，为了减少线束接口，部分厂家会将电源线，地线，pwm线以及故障线分别并在一起，然后通过4pi n端子连接，或者故障线单独连接，以方便判断具体哪个风扇故障，这样就会导致风扇接口线束较多。另外风扇出现故障时充电机就会停止充电，考虑风扇故障会带来充电机散热不良，厂家强制充电机停止工作，不再允许充电，同时上报给平台提醒用户风扇出现故障可能需要维修。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统及方法，用于解决难以控制对风扇进行单独控制检测，风扇出现故障时充电机就会停止充电，带来充电机散热不良的技术问题。
2、为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统及方法，包括：
3、直流充电机功率模块、辅助电源模块和至少一个散热风扇；
4、辅助电源模块连接到与每个所述散热风扇对应的风扇pwm线束的信号输出端，风扇pwm线束的信号输入端连接到直流充电机功率模块；
5、所述散热风扇设置为两线风扇，分别为电源线和地线；
6、所述散热风扇的地线连接在一起，并连接到直流充电机功率模块，每个所述散热风扇的电源线分别与直流充电机功率模块连接；
7、其中，直流充电机功率模块通过电源控制信号实现对辅助电源模块的每路的电压进行控制，所述辅助电源模块通过控制每路连接到所述散热风扇的电压，控制散热风扇的转速。
8、作为本发明进一步的方案：至少一个所述散热风扇的地线连接在一起后通过接插件连接到直流充电机功率模块，至少一个所述散热风扇分别与直流充电机功率模块通过接插件连接。
9、作为本发明进一步的方案：所述直流充电机功率模块，包括：控制单元、ac/dc温度传感器、dc/dc温度传感器和电压电流采样单元；
10、所述控制单元与ac/dc温度传感器连接，通过温度采样获取当前ac/dc工作时，开关管及磁件的温度数据；
11、所述控制单元与dc/dc温度传感器连接，通过温度采样获取当前dc/dc工作时，开关管及磁件的温度数据；
12、所述控制单元通过电压电流采样单元获取辅助电源模块的每路的电压和电流工作时的数据；所述控制单元与辅助电源模块连接，控制单元通过电源控制信号对辅助电源模块的每路的电压进行控制。
13、作为本发明进一步的方案：所述辅助电源模块输出的每路供电电压均通过二极管与散热风扇进行连接，所述辅助电源模块输出一路gnd与散热风扇的并联一起的地线连接。
14、作为本发明进一步的方案：所述直流充电机功率模块的控制单元通过电流采样点采样的电流信号判断风扇故障，当采样电流不在预设阈值范围内，则该电流采样点对应供电电路上的风扇出现故障。
15、作为本发明进一步的方案：所述辅助电源模块的电压输出为单路vcc输出，单路vcc输出后分为多路供电电压，多路供电电压通过电压电流采样单元对电压和电流数据进行采样，电压电流采样单元将采样结果输出采样给控制单元；
16、单路vcc分为多路供电电压后，连接到开关管后输出，所述电压电流采样单元的电流采样点设置于开关管的输入端，电压电流采样单元的电压采样点设置于开关管的输出端，所述开关管为mos管或者三极管；
17、所述直流充电机功率模块的控制单元通过多路电压控制信号，对辅助电源模块多路供电电压的开关管进行控制，控制多路电压线路中的开关管的输出电压。
18、作为本发明进一步的方案：所述直流充电机功率模块的控制单元通过多路电压控制信号，对辅助电源模块多路供电电压的开关管进行控制，控制多路电压线路中的开关管的输出电压，包括以下步骤：
19、通过控制开关的导通时间和关断的周期，对输出电压的控制，设定开关控制的pwm频率为f，则一个周期的时间为t＝1/f，设定某路开关控制的输出电压为vout，最大输出电压为vcc，当pwm占空比为duty时，通过以下公式计算某路开关控制的输出电压：vout＝duty*vcc；
20、通过调整开关管的pwm占空比duty对某路开关管的输出电压进行控制。
21、作为本发明进一步的方案：所述辅助电源模块的电压输出为多路vcc输出，多路vcc输出的每一路输出都设置有电流采样点和电压采样点，通过电压电流采样单元对电压和电流数据进行采样，电压电流采样单元将采样结果输出采样给控制单元；
22、所述直流充电机功率模块的控制单元输出的多路电压控制信号到多路vcc输出线路，通过多路vcc输出线路上的数字转模拟接口将多路电压控制信号转化为电压模拟控制信号，通过电压模拟控制信号对多路vcc输出线路每一路的电压进行控制。
23、作为本发明进一步的方案：通过电压模拟控制信号对多路vcc输出线路每一路的电压进行控制，包括以下步骤：
24、设定某路输出电压为vout，最大输出电压为vcc，电压模拟控制信号为vref，当电压模拟控制信号vref为5v时，电压输出最大电压vcc；当电压模拟控制信号vref为0v时，电压输出为0v；输出电压通过以下公式计算：vout＝vref/5*vcc。
25、作为本发明另一方面的方案：一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制方法，包括以下步骤：
26、s1：对每个散热风扇的供电线路进行编号：{1，2，3，…，n}，获取ac/dc拓扑mos及磁件温度采样值，查表计算出mos管对应的温度值为：tac_mos1，tac_mos2，…，tac_mosn，ac/dc拓扑磁件对应温度值为：tac_l 1，tac_l 2，…，tac_l n，并计算ac/dc拓扑mos管最高温度值为：tac_mos_max＝max{tac_mos1，tac_mos2，…tac_mosn}和ac/dc拓扑mos管最低温度值为：tac_mos_min＝min{tac_mos1，tac_mos2，…tac_mosn}；
27、计算ac/dc拓扑磁件的最高温度为：tac_l_max＝max{tac_l 1，tac_l2，…tac_ln}，ac/dc拓扑磁件的最低温度值tac_l_min＝max{tac_l 1，tac_l2，…tac_l n}；
28、s2：获取dc/dc拓扑mos及磁件温度采样值，查表计算出mos管对应的温度值tdc_mos1，tdc_mos2，…tdc_mosn，磁件对应温度值tdc_l 1，tdc_l 2，…tdc_l n，并计算dc/dc拓扑mos管最高温度tdc_mos_max＝max{tdc_mos1，tdc_mos2，…tdc_mosn}和dc/dc拓扑mos最低温度值tdc_mos_min＝min{tdc_mos1，tdc_mos2，…tdc_mosn}；
29、同样可计算出dc/dc拓扑磁件最高温度tdc_l_max＝max{tdc_l 1，tdc_l 2，…tdc_l n}，dc/dc拓扑磁件最低温度值tdc_l_min＝max{tdc_l 1，tdc_l 2，…tdc_l n}；
30、s3：根据s1中计算得到的tac_mos_max和mos散热区域对应的三个设定温度值tac_mos_set1，tac_mos_set2，tac_mos_set3，其中tac_mos_set1＜tac_mos_set2＜tac_mos_set3，分别进行比较，判断mos最热温度的区间范围，根据对应的区间公式计算mos管散热区域的风扇pwm控制占空比duty_ac_mos；
31、其中，区间公式如下：
32、若tac_mos_max≤tac_mos_set1时，则duty_ac_mos＝duty_ac_mos0＝20％；
33、若tac_mos_set1＜tac_mos_max≤tac_mos_set2时，
34、duty_ac_mos＝(tac_mos_set2-tac_mos_max)*kp1+duty_ac_mos0；
35、若tac_mos_set2＜tac_mos_max≤tac_mos_set3时，
36、则duty_ac_mos＝(tac_mos_set3-tac_mos_max)*kp2+duty_ac_mos1；
37、若tac_mos_set3≤tac_mos_max时，则duty_ac_mos＝100％；
38、s4：根据s1中计算得到的tac_l_max和磁件散热区域对应的三个设定温度值tac_l_set1，tac_l_set2，tac_l_set3；其中，tac_l_set1＜tac_l_set2＜tac_l_set3，分别进行比较，判断磁件最热温度的区间范围，根据对应的区间公式计算磁件管散热区域的风扇pwm控制占空比duty_ac_l；
39、风扇pwm控制占空比duty_ac_l的计算公式如下：
40、若tac_l_max≤tac_l_set1时，则duty_ac_l＝duty_ac_l 0＝20％；
41、若tac_l_set1＜tac_l_max≤tac_l_set2时，
42、则duty_ac_l＝(tac_mos_set2-tac_l_max)*kp3+duty_ac_l 0；
43、若tac_l_set2＜tac_lmax≤tac_mos_set3时，
44、则duty_ac_l＝(tac_l_set3-tac_l_max)*kp4+duty_ac_l 1；
45、若tac_l_set3≤tac_l_max时，则duty_ac_l＝100％；
46、s5：如果ac/dc拓扑中的mos管散热区域风扇和磁检散热风扇是进行单独控制，则控制辅助电源模块对应的mos管散热风扇供电输出电压v1＝duty_ac_mos*vcc；磁检散热风扇供电输出电压v2＝duty_ac_l*vcc；
47、如果ac/dc拓扑中的mos管散热区域风扇和磁检散热风扇是不进行单独控制，duty＝max{duty_ac_mos，duty_ac_l}，并控制散热风扇输出电压v＝duty*vcc；
48、s6：根据s2中计算得到的tdc_mos_max和mos管散热区域对应的三个设定温度值tdc_mos_set1，tdc_mos_set2，tdc_mos_set3，其中tdc_mos_set1＜tdc_mos_set2＜tdc_mos_set3，分别进行比较，判断mos最热温度的区间范围，根据对应的区间公式计算mos管散热区域的风扇pwm控制占空比duty_dc_mos；
49、风扇pwm控制占空比duty_dc_mos的计算公式如下：
50、若tdc_mos_max≤tdc_mos_set1，则duty_dc_mos＝duty_dc_mos0＝20％；
51、若tdc_mos_set1＜tdc_mos_max≤tdc_mos_set2，
52、则duty_dc_mos＝(tdc_mos_set2-tdc_mos_max)*kp1+duty_dc_mos0；
53、若tdc_mos_set2＜tdc_mos_max≤tdc_mos_set3，
54、则duty_dc_mos＝(tdc_mos_set3-tdc_mos_max)*kp2+duty_dc_mos1；
55、若tdc_mos_set3≤tdc_mos_max，则duty_dc_mos＝100％；
56、s7：根据s2中计算得到的磁件最高温度tdc_l_max和磁件散热区域对应的三个设定温度值tdc_l_set1，tdc_l_set2，tdc_l_set3，其中tdc_l_set1＜tdc_l_set2＜tdc_l_set3，分别进行比较，判断磁件最热温度的区间范围，根据对应的区间公式计算磁件管散热区域的风扇pwm控制占空比duty_dc_l；
57、风扇pwm控制占空比duty_dc_l的计算公式如下：
58、若tdc_l_max≤tdc_l_set1，则duty_dc_l＝duty_dc_l0＝20％；
59、若tdc_l_set1＜tdc_l_max≤tac_l_set2，
60、则duty_dc_l＝(tdc_mos_set2-tdc_l_max)*kp3+duty_dc_l0；
61、若tdc_l_set2＜tdc_lmax≤tdc_mos_set3，
62、则duty_dc_l＝(tdc_l_set3-tdc_l_max)*kp4+duty_dc_l 1；
63、若tdc_l_set3≤tdc_l_max，则duty_dc_l＝100％；
64、s8：如果dc/dc拓扑中的mos管散热区域风扇和磁检散热风扇是进行单独控制，则控制辅助电源模块对应的mos管散热风扇供电输出电压v1＝duty_dc_mos*vcc；磁检散热风扇供电输出电压v2＝duty_dc_l*vcc；
65、如果dc/dc拓扑中的mos管散热区域风扇和磁检散热风扇是不进行单独控制，duty_dc＝max{duty_dc_mos，duty_dc_l}，并控制散热风扇输出电压v＝duty_dc*vcc；
66、s9：检测各路输出的辅助电源模块电压和电流，当其中某路电压偏低，且电流偏大，则可能对应的散热风扇出现异常堵转，控制输出电压断开或为0，具体判断如下：当采集的输出电压vout与设定输出电压值vset满足|vout-vset|＜3v，则表明输出电压正常，否则电压不正常；
67、当电压不正常时，判断该路输出电流iout与额定电流i set大小关系，
68、如果|iout-i set|＜1a则表明风扇未堵转，辅助电压存在问题，将风扇故障信息上报给控制模块进行故障处理，并不允许充电机进行充电，直到辅助电源模块电压检测正常；
69、如果|iout-i set|>1a，则表明风扇堵转导致，此时对应输出应关闭不再进行控制；
70、s10：当存在风扇堵转故障后，延迟预设时间间隔后如1s后，再次对故障风扇进行三次输出控制，如果三次均检测到风扇故障，再将风扇故障信息上报给控制单元进行警告处理，并不再进行堵转风扇输出控制；
71、s11：若某个风扇出现堵转故障，退出其电压控制后，其他风扇继续工作，此时比较dc/dc拓扑mos管最高温度tdc_mos_max、磁件最高温度tdc_l_max、ac/dc拓扑mos管最高温度tac_mos_max和ac/dc拓扑磁件的最高温度为tac_l_max的大小，获取tmax＝max{tdc_mos_max，tdc_l_max，tac_mos_max，tac_l_max}，当tmax>tset，对输出功率p进行限制，p＝po-(tmax-tset)*k；
72、其中，po为充电额定功率，tset为降功率开始温度点，k为降功率系数。
73、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
74、本发明通过采用两线风扇减少风扇并线的线束，通过功率模块辅助电源可实现对风扇单独控制以及风扇故障检测，可灵活控制风扇，实现对风扇智能温控调速，利于散热，减少噪音，且有利于提高系统效率。另外单独的故障检测有利于后期维护成本。采用两线风扇相对于四线风扇可以减少线束降低成本。
1.一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统，其特征在于，至少一个所述散热风扇的地线连接在一起后通过接插件连接到直流充电机功率模块，至少一个所述散热风扇分别与直流充电机功率模块通过接插件连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统，其特征在于，所述直流充电机功率模块，包括：控制单元、ac/dc温度传感器、dc/dc温度传感器和电压电流采样单元；
4.根据权利要求1所述的一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统，其特征在于，所述辅助电源模块输出的每路供电电压均通过二极管与散热风扇进行连接，所述辅助电源模块输出一路gnd与散热风扇的并联一起的地线连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统，其特征在于，所述直流充电机功率模块的控制单元通过电流采样点采样的电流信号判断风扇故障，当采样电流不在预设阈值范围内，则该电流采样点对应供电电路上的风扇出现故障。
6.根据权利要求1所述的一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统，其特征在于，所述辅助电源模块的电压输出为单路vcc输出，单路vcc输出后分为多路供电电压，多路供电电压通过电压电流采样单元对电压和电流数据进行采样，电压电流采样单元将采样结果输出采样给控制单元；
7.根据权利要求6所述的一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统，其特征在于，所述直流充电机功率模块的控制单元通过多路电压控制信号，对辅助电源模块多路供电电压的开关管进行控制，控制多路电压线路中的开关管的输出电压，包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统，其特征在于，所述辅助电源模块的电压输出为多路vcc输出，多路vcc输出的每一路输出都设置有电流采样点和电压采样点，通过电压电流采样单元对电压和电流数据进行采样，电压电流采样单元将采样结果输出采样给控制单元；
9.根据权利要求8所述的一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制系统，其特征在于，通过电压模拟控制信号对多路vcc输出线路每一路的电压进行控制，包括以下步骤：
10.一种基于直流充电机功率模块辅源的风扇控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
