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CN117897880A - 电池充电方法及提供电池充电方法的电池系统 - Google Patents

电池充电方法及提供电池充电方法的电池系统 Download PDF

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CN117897880A
CN117897880A CN202280059503.9A CN202280059503A CN117897880A CN 117897880 A CN117897880 A CN 117897880A CN 202280059503 A CN202280059503 A CN 202280059503A CN 117897880 A CN117897880 A CN 117897880A
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charging
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battery pack
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朴钟壹
金友烈
高荣俊
俞东勋
高周亨
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LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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Abstract

本发明涉及一种电池充电方法及提供该电池充电方法的电池系统。本发明的电池系统是一种用于利用充电器的电力对并联连接的多个电池组充电的电池系统，所述电池系统包括：包括多个电池组的电池，每个电池组均包括具有多个电池电芯的电池模块和用于测量电池组电压的电压传感器，所述电池组电压是电池模块的两端的电压；以及主BMS，所述主BMS通过使用多个电池组电压当中的最低电池组电压值和参考电压值来设定多个电压区间，通过将所述多个电池组中的每个电池组分类为所述多个电压区间当中的所述多个电池组中的每个电池组所属于的电压区间来将所述多个电池组分组分类为多个充电群组，并且控制属于所述多个充电群组的电池组按照从具有电压区间的低充电范围的充电群组到具有电压区间的高电压范围的充电群组的顺序充电。

Description

电池充电方法及提供电池充电方法的电池系统
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年11月08日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2021-0152520号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文中。
本发明涉及对并联连接的多个电池组充电的方法和用于提供该充电方法的电池系统。
背景技术
通常，锂离子电池充电装置通过恒定电流(CC)/恒定电压(CV)充电方法对电池安全充电。例如，当电池电压等于或小于参考电压Vref(例如，4.2V)时，电池以预定强度I1(例如，1.5C率)的恒定电流(CC)充电，并且当电池电压达到参考电压Vref时，电池以等于参考电压Vref(例如，4.2V)的恒定电压(CV)充电。
以恒定电流(CC)对电池充电可以理解为以一定强度的电流对电池充电。当电池以恒定电流(CC)充电时，电池电压逐渐增加。即使当电池用恒定电流CC充电并因此电池电压达到参考电压Vref(例如，4.2V)时，电池也未完全充电。当电池电压达到参考电压Vref时，锂离子电池充电装置以恒定电压(CV)对电池充电以对电池完全充电，而不会对电池的性能造成损坏。
同时，当与并联的多个电池组连接的开关(下文称为电池组开关)同时接通以在多个电池组的电池组电压之间的差大于或等于预定参考值的状态下对电池组充电时，在多个电池组之间流动的电流量(下文称为补偿电流)较大，从而可能损坏电池组开关。
当将电池系统电连接到外部装置(例如，充电器)的继电器单元不包括预充电电阻器时，继电器单元可能由于在继电器单元接通以进行充电时从充电器流向电池系统的大量电流(下文称为充电电流)(浪涌电流)而受损坏。此外，在充电器不具有恒定电压(CV)充电功能的情况下，当继电器单元在充电之后关断时，继电器单元可能被损坏。具体地，当继电器单元在电流(特别是过电流)流过其中的状态下关断时，继电器单元很可能被损坏。
因此，即使当电池系统不包括预充电电阻器和/或当使用不具有恒定电压(CV)充电功能的充电器进行充电时，也需要一种对并联连接的多个电池组充电而不对电池组开关和/或继电器单元造成损坏的方法。
发明内容
技术问题
本发明致力于提供一种对并联连接的多个电池组充电的电池充电方法，该充电方法使得即使当多个电池组的电压差较大时也不会对将多个电池组并联连接到电池系统的多个电池组开关造成损坏，本发明还致力于提供一种用于提供该电池充电方法的电池系统。
本发明致力于提供一种即使在不包括预充电电阻器的电池系统中也不对主继电器造成损坏地对电池进行充电的电池充电方法以及用于提供该方法的电池系统。
本发明致力于提供一种即使在使用不具有恒定电压(CV)充电功能并且仅具有恒定电流(CC)充电功能的外部充电器时也不对主继电器造成损坏地对电池进行充电的电池充电方法以及用于提供该电池充电方法的电池系统。
技术方案
本发明的示例性实施方式提供一种电池系统，所述电池系统用于利用来自充电器的电力对并联连接的多个电池组充电，所述电池系统包括：电池，所述电池包括多个电池组，每个电池组均包括具有多个电池电芯的电池模块以及被配置为测量电池组电压的电压传感器，所述电池组电压是所述电池模块的两端的电压；以及主电池管理系统(BSM)，所述主BSM配置为通过使用多个电池组电压当中的最低电池组电压和参考电压来设定多个电压区间，通过将所述多个电池组中的每个电池组分类为所述多个电压区间中的对应电压区间来将所述多个电池组分组为多个充电群组，并且控制属于所述多个充电群组的所述电池组按照从对应于低电压区间的充电群组到对应于高电压区间的充电群组的顺序充电。
所述主BMS可以通过将所述参考电压的倍数与所述最低电池组电压相加来设定所述多个电压区间。
所述电池组还可以包括：电池组开关，所述电池组开关配置为将所述电池模块并联连接到所述电池系统；以及从BMS，所述从BMS配置为通过发送指示所述电池组电压的消息并通过与所述主BMS通信接收用于控制所述电池组开关的信号来控制所述电池组开关。
所述主BMS可以从多个未充电的充电群组当中选择对应于最低电压区间的充电群组，控制所述从BMS接通属于所选充电群组的电池组的电池组开关，并且向所述充电器发送请求增加电流量的信号，以在预定准备时间内将从所述充电器供应的充电电流从预定最小电流量增加到预定最大电流量。
当正在充电的电池模块的电池组电压达到与所选充电群组对应的所述电压区间的最大电压时，所述主BMS可以向所述充电器发送请求减少电流量的信号，从而直至预定结束时间点，将充电电流量从所述最大电流量减少到所述最小电流量。
当在多个电池模块被充电的同时所述多个电池模块的电池组电压达到最高充电电压时，所述主BMS可以向所述充电器发送请求减少电流量的信号。
本发明的另一实施方式提供一种由主电池管理系统(BMS)用来自充电器的电力对并联连接的多个电池组进行充电的方法，所述方法包括：分组操作，所述分组操作通过使用所述多个电池组的电池组电压当中的最低电池组电压和参考电压来设定多个电压区间，并且通过将所述多个电池组中的每个电池组分类为所述多个电压区间当中的对应电压区间来将所述多个电池组分组为多个充电群组；以及充电操作，所述充电操作控制属于所述多个充电群组的所述电池组按照从对应于低电压区间的充电群组到对应于高电压区间的充电群组的顺序充电。
所述分组操作可以包括通过将所述参考电压的倍数与所述最低电池组电压相加来设定所述多个电压区间。
所述充电操作可以包括：从多个未充电的充电群组当中选择对应于最低电压区间的充电群组，并且通过接通属于所选充电群组的所述电池组的电池组开关将属于所选充电群组的电池组并联连接到所述电池系统；以及通过向所述充电器发送请求增加电流量的信号开始充电，从而在预定准备时间内将从所述充电器供应的充电电流从预定最小电流量增加到预定最大电流量。
在所述充电开始之后，所述方法还可以包括，当正在充电的电池模块的电池组电压达到与所选充电群组对应的电压区间的最大电压时，通过以下操作来暂时停止充电：向所述充电器发送请求减少电流量的信号，从而直至预定结束时间点，将所述充电电流从所述最大电流量减少到所述最小电流量。在暂时停止充电之后，所述方法还可以包括：确定是否存在不止一个未充电的充电群组；当确定存在最终未充电的充电群组时，通过接通属于所述最终未充电的充电群组的电池组的电池组开关，将属于所述最终未充电的充电群组的所述电池组与所述电池系统并联连接；并且通过向所述充电器发送请求增加电流量的信号来对多个电池模块进行充电。
在对所述多个电池模块进行充电之后，当所述多个电池模块的电池组电压达到最高充电电压时，所述多个电池模块的充电可以通过向所述充电器发送请求减少电流量的信号来结束。
有益效果
根据本发明，通过基于电池组电压将多个电池组分组为对应于预定电压区间的多个充电群组，并且控制属于充电群组的电池组按照从对应于低电压区间的充电群组到对应于高电压区间的充电群组的顺序充电，可以对并联连接的多个电池组进行充电而不会对电池组开关造成损坏。
根据本发明，通过主电池管理系统(BMS)与外部充电器的通信控制充电电流量，使得充电电流量在充电开始区间中逐渐增加并且在充电结束区间中逐渐减少，电池可以被充电而不会损坏主继电器。
附图说明
图1是用于描述根据示例性实施方式的电池充电系统的图。
图2是图1的电池系统的详细框图。
图3是图2的电池的详细框图。
图4是根据示例性实施方式的电池充电方法的流程图。
图5是用于描述图4的分组操作S200的图。
图6是图4的充电操作S300的详细流程图。
图7是用于描述根据图4的电池充电方法在对多个电池组充电期间充电电流量变化的图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本文阐述的示例性实施方式，其中相同或相似的组成元件被赋予相同或相似的附图标记，并且这里不再赘述。术语“模块”和/或“单元”在本文中用于指示组成元件时，仅为了便于书写而给出或可互换地使用，并且不应被理解为具有独特的含义或功能。在本发明的示例性实施方式的以下描述中，当确定公知的功能或构造将模糊这些实施方式的要点时，不详细描述这些公知的功能或构造。附图仅旨在帮助理解本文阐述的示例性实施方式，因此应当理解，本文描述的技术构思不受附图的限制，并且本发明覆盖落入本发明的技术构思和范围内的所有变型、等同和另选方案。
应当理解，尽管术语“第一”、“第二”等在本文中可以用于描述各种组成元件，但是这些组成元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组成元件与另一个组成元件区分开。
应当理解，当组成元件被称为“联接到”或“连接到”另一组成元件时，组成元件可以直接联接到或连接到另一组成元件，或者其间可以存在另一组成元件。相比之下，将理解当组成元件被称为“直接联接到”或“直接连接到”另一组成元件时，在组成元件与另一组成元件之间不存在组成元件。
将进一步理解，术语“包括”在本文中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、组成元件、部件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、组成元件、部件和/或其群组。
图1是用于描述根据示例性实施方式的电池充电系统的图，图2是图1的电池系统的详细框图，并且图3是图2的电池组的详细框图。
参考图1，电池充电系统包括外部充电器A和车辆系统B。
车辆系统B包括电池系统100和上位控制器200。参考图1，电池系统100电连接到外部充电器A以利用外部充电器A的电力进行充电。电池系统100可以通过经由上位控制器200与外部充电器A通信来发送或接收各种类型的信号和数据。
具体地，下面将描述的主电池管理系统(BMS)40可以总体上控制电池系统100，并且通过经由上位控制器200与外部充电器A通信来发送或接收各种类型的信号和数据。然而，本发明不限于此，主BMS 40可以包括通信模块以在不使用上位控制器200的情况下与外部充电器A直接通信。在这种情况下，上位控制器200可以包括用于车辆系统B的整体控制的电子控制单元(ECU)。
外部充电器A可以电连接到电池系统100以向电池系统100供电，从而为电池系统100充电。根据示例性实施方式，外部充电器A可以包括这样的充电器，该充电器不包括恒定电流(CC)充电功能并且仅包括恒定电压(CV)充电功能。即使当外部充电器A不包括恒定电流(CC)充电功能时，当电池10通过下面参考图4描述的充电方法充电时，也可以防止在充电结束时由于从外部充电器A供应的充电电流而损坏下面将描述的主继电器SW。
参考图2，电池系统100包括电池10、继电器单元20、电流传感器30和主BMS 40。
电池10可以包括并联连接的多个电池组1至N。下文中，当指示出多个电池组1至N中的电池组时，该电池组将被赋予附图标记“j”，并且电池组j中包括的电池模块、电压传感器、从BMS和电池组开关分别被赋予附图标记“j1”、“j3”、“j5”和“PSWj”。
参考图3，电池组j可以包括电池模块j1、电压传感器j3、从BMS j5和电池组开关PSWj。图3示出了电池组开关PSWj包括正极电池组开关PSWj(+)和负极电池组开关PSWj(-)，但本发明不限于此。例如，电池组开关PSWj可以仅包括正极电池组开关PSWj(+)。电池组j还可以包括电池组电流传感器(未示出)，以测量流过电池模块j1的电池组电流。
电池模块j1可以包括串联和/或并联连接的多个电池电芯。在示例性实施方式中，多个电池电芯可以是二次可再充电电池。图3示出了包括串联连接的三个电池电芯的电池模块j1，但是本发明不限于此。电池模块j1可以包括各种数量的电池电芯。
多个电池电芯中的每一个电池电芯均通过布线电连接到从BMS j5。从BMS j5可以向主BMS 40发送各种类型的电池电芯信息，包括关于多个电池电芯的信息。从BMS j5可以在主BMS 40的控制下控制电池电芯充电或放电。
电压传感器j3与电池模块j1并联连接。电压传感器j3可以测量电池组电压(即电池模块j1两端的电压)，并将测量结果发送到从BMS j5。
从BMS j5可以与主BMS 40通信以发送各种类型的电池电芯信息和数据(包括关于电池组电压的信息)并接收各种指令。
根据示例性实施方式，从BMS j5可以在主BMS 40的控制下控制电池组开关PSWj的开关操作。例如，从BMS j5可以生成接通电平开关控制信号PSC[j1]和PSC[j2]以控制接通电池组开关PSWj。在这种情况下，电池组开关PSWj的开关操作可以包括接通(闭合)或关断(断开)电池组开关PSWj。
电池组开关PSWj可以将电池模块j1和电池系统100彼此电连接或断开。例如，当电池组开关PSWj接通时，电池模块j1可以并联连接到电池系统100。
在电池组开关PSWj包括正极电池组开关PSWj(+)和负极电池组开关PSWj(-)的情况下，当正极电池组开关PSWj(+)和负极电池组开关PSWj(-)接通时，电池模块j1可以与电池系统100并联连接。当正极电池组开关PSWj(+)或负极电池组开关PSWj(-)中的至少一者断开时，电池模块j1可以与电池系统100电断开。
继电器单元20可以将电池系统100和外部充电器A彼此电连接或断开。具体地，当继电器单元20将电池系统100和外部充电器A彼此电连接时，电池10可以用来自外部充电器A的电力充电。
参考图2，继电器单元20可以包括预充电继电器SWp、预充电电阻器Rp和主继电器SW。在这种情况下，预充电继电器SWp可以根据从主BMS 40发送的预充电开关控制信号SC[1]进行开关操作。主继电器SW可以根据从主BMS 40发送的主开关控制信号SC[2]或SC[3]进行开关操作。
当预充电继电器SWp接通时，从外部充电器A供应的充电电流量通过预充电电阻器Rp而减少，且所得微电流供应到电池10。此后，在接通主继电器SW之后的预定时间关断预充电继电器SWp。因此，可以防止主继电器SW由于从外部充电器A供应的过电流(浪涌电流)而被损坏。
根据示例性实施方式，继电器单元20可以不包括预充电继电器SWp和预充电电阻器Rp。即使在电池系统100不包括预充电继电器SWp和预充电电阻器Rp的情况下，当通过下面参考图4描述的充电方法对电池10充电时，也可以防止在充电开始时由于从外部充电器A供应的过电流(浪涌电流)而损坏主继电器SW。
主继电器SW可以将电池系统100和外部充电器A彼此电连接或断开。图1示出了配置到用于外部充电器A的电池系统100的正极(+)的第一主继电器SW1和配置到用于外部充电器的电池系统100的负极(-)的第二主继电器SW2，但是本发明不限于此。例如，主继电器SW可以仅包括配置到用于外部充电器A的电池系统100的正极(+)的第一主继电器SW1。
电流传感器30串联连接到电池10和外部充电器A之间的电流路径。电流传感器30可以测量流过电池10的电池电流(即充电电流Icc或放电电流)，并将测量结果发送到主BMS40。
主BMS 40可以经由上位控制器200与外部充电器A通信，以控制并联连接的多个电池组1至N的充电。下文中，将描述主BMS 40与外部充电器A通信，但是主BMS 40与外部充电器A的通信可以被理解为包括经由上位控制器200与外部充电器A通信的第一方法和直接与外部充电器A通信的第二方法。
根据示例性实施方式，主BMS 40可以基于电池组电压将多个电池组1至N分组为多个充电群组，并且根据多个充电群组的电压范围控制属于多个充电群组的电池组j的充电。因此，当多个电池组1至N并联连接时，可以防止电池组开关PSWj由于在多个电池组1至N之间流动的过电流而被损坏。下面将更详细地一起描述图4至图7。
图4是根据示例性实施方式的电池充电方法的流程图。图5是用于描述图4的分组操作S200的图。图6是图4的充电操作S300的详细流程图。图7是用于描述根据图4的电池充电方法在对多个电池组充电期间充电电流量变化的图。
参考图4，首先，主BMS 40从外部充电器A接收充电准备信号(S100)。
主BMS 40可以经由上位控制器200与外部充电器A通信。另选地，主BMS 40可以包括用于与外部充电器A通信的通信模块，并因此直接与外部充电器A通信。下文中，应当理解，当主BMS 40被称为与外部充电器A通信时，主BMS 40经由上位控制器200与外部充电器A通信或直接与外部充电器A通信。
当充电就绪时，外部充电器A可以向主BMS 40发送充电准备信号。充电准备信号可以是指示外部充电器A和电池系统100彼此电连接而外部充电器A和电池系统100之间的物理连接完成时的可充电状态的信号。例如，外部充电器A和电池系统100彼此电连接时的可充电状态可以是用于充电的连接端子与继电器单元20物理紧固的状态，因此可以通过简单地接通继电器单元20来对电池10充电。
接下来，主BMS 40基于电池组电压和参考电压将多个电池组1至N分组为多个充电群组(S200)。
主BMS 40可以从该从BMS j5接收电池组电压。主BMS 40可以从多个电池组1至N的电池组电压中提取最低电池组电压。主BMS 40可以通过将参考电压的倍数与最低电池组电压相加来设定多个电压区间。主BMS 40可以将多个电池组1至N中的每一者分类为多个电压区间中的对应电压区间，以将多个电池组1至N分组为多个充电群组Group 1至Group N。
参考电压可以被确定为不会由于平衡电流而对电池组开关PSWj造成损坏的电压。例如，当电压之差为10V或更小的电池组并联连接时，在电池组之间流动的平衡电流可能不高，因此电池组开关PSWj可能不会被损坏。
例如，当参考电压为10V时，主BMS 40可以基于10V的整数倍对多个电池组1至N进行分组。因此，属于充电群组的电池组的电压之间的差可以是10V或更小，并且即使当属于充电群组的电池组并联连接时，也可以通过下面将描述的方法防止属于充电群组的电池组的电池组开关由于平衡电流而被损坏。
参考图5，假设例如第一电池组1至第九电池组9的电池组电压分别为①240V、②244V、③247V、④251V、⑤253V、⑥256V、⑦258V、⑧267V和⑨269V。主BMS 40可以从9个电池组电压①至⑨中提取240V①的最低电池组电压。此外，主BMS 40可以通过将参考电压(例如，10V)的倍数(例如，整数倍)与240V的最低电池组电压相加来设定第一至第三电压区间，并且确定对应于第一至第三电压区间的第一至第三充电群组Group 1至Group 3。
第一电压区间可以包括通过将一倍的参考电压(例如，10V)与最低电池组电压240V①相加来设定的所有电压区间。例如，如图5中所示，第一电压区间可以包括240V或更大且小于250V的电压区间。第二电压区间可以包括通过将两倍(例如，20V)的参考电压(例如，10V)与最低电池组电压240V①相加而计算的电压区间。在这种情况下，主BMS 40可以将第二电压区间设定为不包括第一电压区间的电压区间。例如，如图5中所示，第二电压区间可以包括250V或更大且小于260V的电压区间。第三电压区间可以包括通过将三倍(例如，30V)的参考电压(例如，10V)与最低电池组电压240V①相加而计算的电压区间。在这种情况下，主BMS 40可以将第三电压区间设定为不包括第一和第二电压区间的电压区间。例如，如图5中所示，第三电压区间可以包括260V或更大且小于270V的电压区间。
参考图5，第一充电群组Group 1可以包括第一电池组1至第三电池组3。在这种情况下，第一电池组1至第三电池组3的电池组电压①、②和③可以包括在240V或更大且小于250V的第一电压区间中。第二充电群组Group 2可以包括第四电池组4至第七电池组7。在这种情况下，第四电池组4至第七电池组7的电池组电压④、⑤、⑥和⑦可以包括在250V或更大且小于260V的第二电压区间中。第三充电群组Group 3可以包括第八电池组8和第九电池组9。在这种情况下，第八电池组8和第九电池组9的电池组电压可以包括在260V或更大且小于270V的第三电压区间中。
此后，主BMS 40控制属于多个充电群组的电池组按照从对应于低电压区间的充电群组到对应于高电压区间的充电群组的顺序充电(S300)。
参考图6，在操作S300中，主BMS 40从多个充电群组Group 1至Group N中选择对应于最低电压区间的充电群组，并且将属于所选充电群组的至少一个电池组j连接到电池系统100(S310)。
主BMS 40可以控制从BMS j5接通属于所选充电群组的至少一个电池组j的电池组开关PSWj。例如，当属于所选充电群组的至少一个电池组j的从BMS j5接通电池组开关PSWj时，属于所选充电群组的至少一个电池组j可以并联连接到电池系统100。在这种情况下，可以在并联连接的多个电池组j之间进行自平衡，并且多个电池组j的电池组电压在预定误差范围内可以相同。
在图5中，主BMS 40可以选择对应于最低电压区间的第一充电群组Group 1，并且控制第一至第三从BMS15、25和35接通与属于第一充电群组Group 1的第一电池组1至第三电池组3对应的第一至第三电池组开关PSW1、PSW2和PSW3。因此，第一电池组1至第三电池组3可以并联连接到电池系统100。
当所选充电群组是第一充电群组时，主BMS 40可以控制从BMS j5将属于所选充电群组的至少一个电池组j并联连接到电池系统100，然后控制继电器单元20将电池系统100电连接到外部装置。
例如，在图5中，当选择第一充电群组Group 1时，主BMS 40可以控制第一至第三从BMS15、25和35接通对应于第一电池组1至第三电池组3的第一至第三电池组开关PSW1、PSW2和PSW3，并且控制继电器单元20接通。因此，可以防止继电器单元20由于充电器的过电流而被损坏。
在操作S300中，主BMS 40通过向外部充电器A发送请求增加电流量的信号来开始充电(S320)。
请求增加电流量的信号可以是请求在预定准备时间内将充电电流Icc从预定最小电流量逐渐增加到预定最大电流量的信号。例如，预定最小电流量可以是0A。预定最大电流量可以是被优化以对电池10充电的最大电流量Ia。因此，外部充电器A可以向电池系统100供应充电电流Icc，以将充电电流Icc从预定最小电流量逐渐增加到预定最大电流量。
参考图7，外部充电器A向电池系统100供应充电电流Icc以在预定准备时间Tr内逐渐增加充电电流Icc，并且当充电电流Icc的量达到预定最大电流量Ia时向电池系统100供应与最大电流量Ia对应的恒定量的充电电流Icc。即，当充电电流Icc的量达到最大电流量Ia时，外部充电器A可以通过恒定电流CC充电方法对电池10充电。
在操作S300中，当正在充电的电池组j的电池组电压达到与所选充电群组相对应的电压区间的最大电压时，主BMS 40向外部充电器A发送请求减少电流量的信号，以便暂时停止充电(S330)。
主BMS 40可以以某时间间隔或实时地从多个从BMS15到N5接收电池组电压。例如，当正在充电的电池组的电池组电压达到与所选充电群组相对应的电压区间的最大电压时，主BMS 40可以向外部充电器A发送请求减少电流量的信号。在这种情况下，与所选充电群组相对应的电压区间的最大电压可以对应于与随后选择的充电群组相对应的电压区间的最小电压。
请求减少电流量的信号可以是请求在预定结束时间内将充电电流Icc的量从预定最大电流量Ia逐渐减少到预定最小电流量的信号。因此，外部充电器A可以向电池系统100供应充电电流Icc，该充电电流Icc的量从最大电流量Ia逐渐减少到预定最小电流量。
参考图5，例如，在包括在第一充电群组Group 1中的第一电池组1至第三电池组3的充电期间，当第一电池组1至第三电池组3的电池组电压达到第一充电群组Group 1的最大电压(即，250V)时或者当电池组电压与最大电压之间的差是预定值或更小时，主BMS 40可以向外部充电器A发送请求减少电流量的信号。在这种情况下，第一充电群组Group 1的最大电压(即250V)可以对应于随后选择的第二充电群组Group 2对应的电压区间的最小电压即250V。
参考图7，外部充电器A向电池系统100供应充电电流Icc，以在预定结束时间Tf内逐渐减少充电电流Icc的量，并且当充电电流Icc的量达到预定最小电流量(例如，0A)时暂时停止充电。参考图7的电流模式，在第一充电群组Group 1的充电期间，充电电流Icc的量逐渐增加，当充电电流Icc的量达到预定最大电流量Ia时维持恒定，并且随着在预定时间延迟(例如，结束时间Tf)之后接近充电停止的时间点t1而逐渐减小到预定最小电流量0A。
在操作S300中，主BMS 40确定是否存在不止一个未充电的充电群组(S340)。
在操作S300中，当确定存在不止一个未充电的充电群组(S340，是)时，主BMS 40从操作S310开始再次进行充电操作S300。例如，当第一充电群组Group 1的充电结束且因此充电暂时停止时，未充电的充电群组的数量包含第二充电群组Group 2及第三充电群组Group3。因为存在不止一个未充电的充电群组，所以主BMS 40可以选择第二充电群组Group 2作为随后要充电的目标。在这种情况下，主BMS 40可以对第二充电群组Group 2执行操作S310、S320和S330。
具体地，参考图5和图7，主BMS 40控制第四至第七从BMS 45、55、65和75以在第二充电群组Group 2的充电开始的时间点t1处接通与第四电池组4至第七电池组7对应的第四至第七电池组开关PSW4、PSW5、PSW6和PSW7，并且向外部充电器A发送请求增加电流量的信号(S320)。
当在第一至第三电池组开关PSW1、PSW2和PSW3接通的同时第四至第七电池组开关PSW4、PSW5、PSW6和PSW7接通时，第一电池组1至第七电池组7可以并联连接到电池系统100。参考图5，当第一电池组1至第七电池组7的电池组电压达到第二充电群组Group 2对应的电压区间的最大电压(例如，260V)时，主BMS 40向外部充电器A发送请求减少电流量的信号(S330)。
虽然图7中示出了第二充电群组Group 2，但是应当理解，这是指在充电过程中新增第二充电群组Group 2，实际上，可以在第二充电群组Group 2对应的电压区间对属于第一充电群组Group 1和第二充电群组Group 2的第一电池组1至第七电池组7充电。参考第二充电群组Group 2充电期间的电流模式，充电电流Icc的量逐渐增加，当充电电流Icc的量达到预定最大电流量Ia时维持恒定，并且随着在预定时间延迟(例如，结束时间Tf)之后接近充电停止的时间点t2而逐渐减小到预定最小电流量0A。
在操作S300中，当确定存在一个未充电的充电群组(S340，否)时，主BMS 40控制属于剩余的最终未充电的充电群组的至少一个电池组j连接到电池系统100(S350)。
例如，在属于第一充电群组Group 1和第二充电群组Group 2的第一电池组至第七电池组连接到电池系统100的同时，主BMS 40选择属于作为剩余未充电的充电群组的第三充电群组Group 3的第八电池组8和第九电池组9。此外，主BMS 40可以控制第八从BMS 85和第九从BMS 95以接通第八电池组开关PSW8和第九电池组开关PSW9。在这种情况下，第一电池组1至第九电池组9彼此并联连接，并且在第一电池组1至第九电池组9之间进行自平衡。因此，第一电池组1至第九电池组9的电池组电压在预定误差范围内可以相同。
在操作S300中，主BMS 40向外部充电器A发送请求增加电流量的信号(S360)。
在操作S300中，当正被充电的多个电池组1至N的电池组电压达到最高充电电压时，主BMS 40向外部充电器A发送请求减少电流量的信号(S370)。
最高充电电压可以是电池10可以不被损坏充电的最大电压，并且可以根据预定标准来预设。例如，假设最高充电电压为290V。参考图5，与操作S330不同，即使当第一电池组1至第九电池组9的电池组电压达到第三充电群组Group 3对应的电压区间的最大电压(例如，270V)时，主BMS 40也可以不停止充电。主BMS 40可以维持充电直到第一电池组1至第九电池组9的电池组电压达到最高充电电压290V，并且当第一电池组1至第九电池组9的电池组电压达到最高充电电压290V时向外部充电器A发送请求减少电流量的信号。例如，在图7中，在停止第三充电群组Group3的充电的时间点t3处，第一电池组1至第九电池组9的电池组电压可以是290V。
虽然图7中示出了第三充电群组Group 3，但是应当理解，这是指第三充电群组Group 3是在充电过程中新增的，实际上，属于第一至第三充电群组Group 1、Group2和Group 3的第一电池组1至第九电池组9可以在第三充电群组Group 3对应的电压区间进行充电。
接下来，主BMS 40将充电结束信号发送到外部充电器A(S400)。
充电结束信号可以是请求结束充电的信号，因为没有要充电的电池组了。在这种情况下，当发送充电结束信号时，主BMS 40可以在发送充电结束信号之前或之后关断继电器单元20。
在图4和图6中，操作S370和S400彼此有区别，但是本发明不限于此。例如，主BMS40可以将请求减少关于第三充电群组Group 3的电流量的信号发送到外部充电器A(S370)，然后发送充电结束信号(S400)。作为另一实施例，主BMS 40可以将充电结束信号与请求减少关于第三充电群组Group 3的电流量的信号一起发送到外部充电器A。
虽然上面已经详细描述了本发明的示例性实施方式，但是本发明的范围不限于此，并且本领域普通技术人员做出的改变和变型落入本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种电池系统，所述电池系统用于利用来自充电器的电力对并联连接的多个电池组充电，所述电池系统包括：
电池，所述电池包括多个电池组，每个电池组均包括具有多个电池电芯的电池模块以及被配置为测量电池组电压的电压传感器，所述电池组电压是所述电池模块的两端的电压；以及
主电池管理系统BSM，主BSM配置为通过使用多个电池组电压当中的最低电池组电压和参考电压来设定多个电压区间，通过将所述多个电池组中的每个电池组分类为所述多个电压区间中的对应电压区间来将所述多个电池组分组为多个充电群组，并且控制属于所述多个充电群组的所述电池组按照从对应于低电压区间的充电群组到对应于高电压区间的充电群组的顺序充电。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其中，
所述主BMS通过将所述参考电压的倍数与所述最低电池组电压相加来设定所述多个电压区间。
3.根据权利要求1所述的电池系统，其中，
所述电池组还包括：
电池组开关，所述电池组开关配置为将所述电池模块并联连接到所述电池系统；以及
从BMS，所述从BMS配置为通过发送指示所述电池组电压的消息并通过与所述主BMS通信以接收用于控制所述电池组开关的信号来控制所述电池组开关。
4.根据权利要求3所述的电池系统，其中，
所述主BMS从多个未充电的充电群组当中选择对应于最低电压区间的充电群组，控制所述从BMS接通属于所选充电群组的电池组的电池组开关，并且向所述充电器发送请求增加电流量的信号，以在预定准备时间内将从所述充电器供应的充电电流从预定最小电流量增加到预定最大电流量。
5.根据权利要求4所述的电池系统，其中，
当正在充电的电池模块的电池组电压达到与所选充电群组对应的所述电压区间的最大电压时，所述主BMS向所述充电器发送请求减少电流量的信号，从而直至预定结束时间点，将充电电流量从所述最大电流量减少到所述最小电流量。
6.根据权利要求3所述的电池系统，其中，
当在多个电池模块被充电的同时所述多个电池模块的电池组电压达到最高充电电压时，所述主BMS向所述充电器发送请求减少电流量的信号。
7.一种由主电池管理系统BMS用来自充电器的电力对并联连接的多个电池组进行充电的方法，所述方法包括：
分组操作，所述分组操作通过使用所述多个电池组的电池组电压当中的最低电池组电压和参考电压来设定多个电压区间，并且通过将所述多个电池组中的每个电池组分类为所述多个电压区间当中的对应电压区间来将所述多个电池组分组为多个充电群组；以及
充电操作，所述充电操作控制属于所述多个充电群组的所述电池组按照从对应于低电压区间的充电群组到对应于高电压区间的充电群组的顺序充电。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，
所述分组操作包括通过将所述参考电压的倍数与所述最低电池组电压相加来设定所述多个电压区间。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，
所述充电操作包括以下操作：
从多个未充电的充电群组当中选择对应于最低电压区间的充电群组，并且通过接通属于所选充电群组的所述电池组的电池组开关将属于所选充电群组的电池组并联连接到所述电池系统；以及
通过向所述充电器发送请求增加电流量的信号开始充电，从而在预定准备时间内将从所述充电器供应的充电电流从预定最小电流量增加到预定最大电流量。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括以下操作：
在充电开始之后，当正在充电的电池模块的电池组电压达到与所选充电群组对应的电压区间的最大电压时，通过以下操作来暂时停止充电：向所述充电器发送请求减少电流量的信号，从而直至预定结束时间点，将所述充电电流从所述最大电流量减少到所述最小电流量。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括以下操作：
在暂时停止充电之后，
确定是否存在不止一个未充电的充电群组；
当确定存在最终未充电的充电群组时，通过接通属于所述最终未充电的充电群组的电池组的电池组开关，将属于所述最终未充电的充电群组的所述电池组与所述电池系统并联连接；并且
通过向所述充电器发送请求增加电流量的信号来对多个电池模块进行充电。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括以下操作：
在对所述多个电池模块进行充电之后，
当所述多个电池模块的电池组电压达到最高充电电压时，通过向所述充电器发送请求减少电流量的信号来结束对所述多个电池模块的充电。
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