CN111133654A - 电池管理装置、电池管理方法和包括该电池管理装置的能量存储系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种电池管理装置、一种电池管理方法和包括该电池管理装置的能量存储系统。根据本公开的实施例的电池管理装置包括第一电池组、第二电池组、在第一端子和第二端子之间串联连接到第一电池组的第一开关、在第一端子和第二端子之间串联连接到第二电池组的第二开关、以及控制单元。控制单元被配置为：当在第一开关和第二开关两者都被关断的时间点处在第一电池组和第二电池组之间的电压差小于阈值电压时，接通第一开关和第二开关两者。

Description

电池管理装置、电池管理方法和包括该电池管理装置的能量 存储系统

技术领域

本公开涉及一种用于多个电池组的电池管理装置、电池管理方法和包括该电池管理装置的能量存储系统。

本申请要求于2018年5月3日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0051134的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

最近，存在对诸如笔记本电脑、摄像机和移动电话的便携式电子产品的急剧增长的需求，并且随着电动汽车、储能蓄电池、机器人和卫星的广泛发展，正在对能够重复地再充电的高性能电池进行许多研究。

目前，市售电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等，在它们中，锂电池几乎没有或没有记忆效应，并且因此由于锂电池的自由充电、非常低的自放电率和高能量密度的优点，锂电池比镍基电池得到更多的关注。

电池管理装置可以包括单个电池组，但是为了扩大充电/放电容量，可以添加附加的(一个或多个)电池组。当电池管理装置包括多个电池组时，可以将多个电池组可并联连接地安装。然而，当并联连接包括在电池管理装置中的多个电池组时，由于多个电池组之间的电压差，浪涌电流可能流动。浪涌电流可能会降低电池组的寿命，并导致对电池组和外围电路的严重物理损坏。

同时，电池管理装置可以包括断路器。断路器是当电池管理装置中发生特定情况(例如，停电、长期不使用、过电流)时，将每个电池组与电气负载电气分离以保护每个电池组的组件。然而，一旦断路器的杠杆跳到OFF位置，操作者就不得不用手将杠杆推到ON位置，这导致不便。

此外，当在电流流过每个电池组的同时突然断开与每个电池组连接的开关时，存在在开关的接触点可能会发生电弧，导致开关熔化的风险。

发明内容

技术问题

本公开被设计为解决上述问题，因此，本公开旨在提供一种电池管理装置、一种电池管理方法以及一种包括该电池管理装置的能量存储系统，其用于当并联连接多个电池组时，保护多个电池组和外围电路免受由于浪涌电流引起的物理损坏。

另外，本公开还旨在提供一种电池管理设备、一种电池管理方法和一种包括该电池管理设备的能量存储系统，其用于在发生特定情况(例如，停电、长期不使用、过电流)时在不使用断路器的情况下安全地将每个电池组与电气负载电气分离。

本公开的这些和其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且根据本公开的实施例将变得显而易见。此外，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求书及其组合中阐述的装置来实现。

技术方案

根据本公开的一方面的电池管理装置通过功率转换系统的第一端子和第二端子可连接到功率转换系统。电池管理装置包括第一电池组、第二电池组、在第一端子和第二端子之间串联连接到第一电池组的第一开关、在第一端子和第二端子之间串联连接到第二电池组的第二开关、和可操作地耦合到第一开关和第二开关的控制单元。控制单元被配置为执行用于第一电池组和第二电池组之间的并联连接的平衡步骤。控制单元被配置为在平衡步骤中的任何一个被执行的同时，响应于来自功率转换系统的第一通知信号，在关机准备模式下确定第一电池组的组电流和第二电池组的组电流是否在预设电流范围内。控制单元被配置为当第一电池组的组电流和第二电池组的组电流被确定为在预设电流范围内时，关断第一开关和第二开关。

控制单元被配置为：在从由控制单元接收到第一通知信号的时间点已经经过预设准备时段的时间点处执行关机准备模式。

预设准备时段可以等于或长于功率转换系统的跟踪时段。跟踪时段可以指示功率转换系统将在第一端子和第二端子之间供应的功率减小到0W所需的最小时间。

控制单元可以被配置为：当从接收到第一通知信号的时间点已经经过预设准备时段之前从功率转换系统接收到第二通知信号时，恢复平衡步骤中的在接收到第一通知信号的时间点处执行的平衡步骤。

控制单元可以被配置为：当第一电池组的组电流和第二电池组的组电流中的至少一个在执行关机准备模式的时间点处被确定为在预设电流范围之外时，执行电流诊断模式以用于无限期地监测第一电池组的组电流和第二电池组的组电流中的每个。

控制单元可以被配置为当在执行电流诊断模式期间第一电池组的组电流和第二电池组的组电流在预设电流范围内时，关断第一开关和第二开关。

控制单元可被配置为在由控制单元接收到第一通知信号的时间点处第一开关和第二开关已经被接通的情况下，当在执行电流诊断模式期间从所述功率转换系统接收到第二通知信号时，将第一开关和第二开关维持在接通状态。

第一通知信号可以指示来自电气连接到功率转换系统的电网的电力供应被中断。

第二通知信号可以指示来自电网的电力供应被恢复。

根据本公开的另一方面的能量存储系统包括电池管理装置以及通过第一端子和第二端子可连接到电池管理装置的功率转换系统。

根据本公开的又一方面的电池管理方法用于保护电池管理装置。该电池管理方法包括：在用于第一电池组和第二电池组之间的并联连接的平衡步骤中的任何一个被执行的同时，响应于来自功率转换系统的第一通知信号执行关机准备模式；在关机准备模式下确定第一电池组的组电流和第二电池组的组电流是否在预设电流范围内；以及，当第一电池组的组电流和第二电池组的组电流被确定为在预设电流范围内时，关断第一开关和第二开关。

有益效果

根据本公开的实施例中的至少一个，当并联连接多个电池组时，可以保护多个电池组和外围电路免受由于浪涌电流引起的物理损坏。

另外，根据本公开的实施例中的至少一个，在发生特定情况(例如，停电、长期不使用、过电流)时，可以在不使用断路器的情况下安全地将每个电池组与电气负载电气分离。

本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求中清楚地理解这些和其他效果。

附图说明

附图图示了本公开的优选实施例，并且与下面描述的本公开的详细描述一起用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此，本公开不应被理解为限于附图。

图1是示出根据本公开的实施例的能量存储系统的配置的示例性视图。

图2至图4是用于在描述可被执行以并联连接图1的第一电池组和第二电池组的操作中参考的图。

图5和图6是示出根据本公开的另一实施例的用于并联连接第一电池组和第二电池组的方法的流程图。

图7是示出根据本公开的又一实施例的用于保护电池管理装置的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语或单词不应被解释为限于一般含义和词典含义，而是在允许发明人适当地限定术语以获得最佳解释的原则的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，本文描述的实施例和附图中示出的图示仅是本公开的最优选实施例，但是并不旨在完全描述本公开的技术方面，因此应理解，在提交申请时可以对其进行各种其他的等同和修改。

另外，在描述本公开时，当认为相关的已知元件或功能的某些详细描述使本公开的关键主题模糊时，在此省略详细描述。

包括诸如“第一”、“第二”的序数的术语可用于区分各种元件当中的一个元件与另一元件，但不旨在通过术语限制元件。

除非上下文另有明确指示，否则将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”或“包含”指定所述元件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他元件。另外，这里使用的术语<控制单元>意指至少一个功能或操作的处理单元，并且这可以通过硬件或软件单独或组合实现。

另外，在整体说明书中，将进一步理解，当元件被称为“连接”到另一元件时，它能够直接连接到其他元件或者可以存在介入元件。

图1是示出根据本公开的实施例的能量存储系统10的配置的示例性视图。

参考图1，能量存储系统10包括电池管理装置20和功率转换系统30。电池管理装置20通过功率转换系统30的第一端子P+和第二端子P-电气可连接到功率转换系统30。电池管理装置20包括第一电池组110、第二电池组120、第一开关SW1、第二开关SW2和控制单元200。

第一电池组110包括至少一个电池单体。第二电池组120包括至少一个电池单体。第一电池组110和第二电池组120中包括的每个电池单体可以是例如可再充电电池，诸如锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池或镍锌电池。第一电池组110和第二电池组120可以以相同的额定电压、额定电流和设计容量来制造。然而，取决于第一电池组110和第二电池组120中的每一个的充电/放电循环的数量，第一电池组110和第二电池组120的健康状态(SOH)可以不同。

第一开关SW1在第一端子P+和第二端子P-之间串联连接到第一电池组110。例如，如图1所示，第一开关SW1的一端连接到第一电池组110的正极端子，第一开关SW1的另一端连接到第一端子P+，并且第一电池组110的负极端子连接到第二端子P-。当第一开关SW1被接通时，第一电池组110通过第一开关SW1电气连接在第一端子P+和第二端子P-之间。当第一开关SW1被关断时，第一电池组110与第一端子P+和第二端子P-中的至少一个电气分离。

第二开关SW2在第一端子P+和第二端子P-之间串联连接到第二电池组120。例如，如图1所示，第二开关SW2的一端连接到第二电池组120的正极端子，第二开关SW2的另一端连接到第一端子P+，并且第二电池组120的负极端子连接到第二端子P-。当第二开关SW2被接通时，第二电池组120通过第二开关SW2电气连接在第一端子P+和第二端子P-之间。当第二开关SW2被关断时，第二电池组120与第一端子P+和第二端子P-中的至少一个电气分离。

第一开关SW1和第二开关SW2中的每一个可以使用诸如继电器或场效应晶体管(FET)的已知开关元件中的任何一个或者它们中的两个或更多个的组合来实现。

控制单元200被配置为分别监测第一电池组110的状态和第二电池组120的状态。控制单元200被配置为分别控制第一开关SW1和第二开关SW2。控制单元200可以包括第一从控制器310、第二从控制器320和主控制器400。

第一从控制器310被配置为周期性地监测第一电池组110的操作状态。第一从控制器310包括电压传感器、电流传感器和处理器。第一从控制器310的电压传感器被配置为测量跨第一电池组110的电压。第一从控制器310的电流传感器被配置为测量流过第一电池组110的组电流。第一从控制器310被配置为基于第一电池组110的电压和电流中的至少一个来计算第一电池组110的充电状态(SOC)。第一从控制器310被配置为将指示第一电池组110的电压和SOC中的至少一个的第一数据周期性地发送到主控制器400。为了发送第一数据，第一从控制器310和主控制器400经由通信接口彼此连接。

第二从控制器320被配置为周期性地监测第二电池组120的操作状态。第二从控制器320包括电压传感器、电流传感器和处理器。第二从控制器320的电压传感器被配置为测量跨第二电池组120的电压。第二从控制器320的电流传感器被配置为测量流过第二电池组120的组电流。第二从控制器320被配置为基于第二电池组120的电压和电流中的至少一个来计算第二电池组120的SOC。第二从控制器320被配置为将指示第二电池组120的电压和SOC中的至少一个的第二数据周期性地发送到主控制器400。为了发送第二数据，第二从控制器320和主控制器400经由通信接口彼此连接。

第一从控制器310和第二从控制器320可以使用各种已知算法来计算SOC。例如，可以使用安培计数、等效电路模型或卡尔曼滤波器基于每个电池组的电压和组电流来计算SOC。

主控制器400可操作地耦合到第一从控制器310、第二从控制器320、第一开关SW1、第二开关SW2和功率转换系统30。主控制器400被配置为计算第一电池组110和第二电池组120之间电压差和SOC差。另外，对于第一电池组110和第二电池组120之间的并联连接，主控制器400可以通过执行预存储在其存储设备中的软件来单独地接通或关断第一开关SW1和第二开关SW2。另外，为了给第一电池组110和第二电池组120中的至少一个充电，主控制器400可以命令功率转换系统30在第一端子P+和第二端子P-之间供应第一恒定功率和第二恒定功率中的任何一个或者可以命令功率转换系统30停止供应。

第一从控制器310、第二从控制器320和主控制器400中的每一个可以物理地包括专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)，数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器和用于执行其他功能的电气单元中的至少一个。

存储设备可以被嵌入在第一从控制器310、第二从控制器320和主控制器400中的至少一个的处理器中，并且该存储设备可以包括例如RAM、ROM、寄存器、硬盘、光学记录介质或磁记录介质。存储器设备可以存储、更新和/或擦除包括由第一从控制器310、第二从控制器320和主控制器400中的至少一个执行的各种控制逻辑的程序，和/或在执行控制逻辑时创建的数据。

功率转换系统30经由通信接口可操作地耦合到控制单元200。可以使用例如LAN、CANN和局域网有线或无线通信网络的已知的通信接口来实现通信接口。功率转换系统30可以电气连接到电网和电气负载中的至少一个。功率转换系统30可以转换从系统或电池管理装置20供应的功率，并将其供应给电气负载。响应于来自控制单元200的命令，功率转换系统30被配置为使用来自电网的输入功率来生成与命令相对应的大小的恒定功率，并且选择性地在第一端子P+和第二端子P-之间供应所生成的恒定功率。功率转换系统30可以在监测电网的状况(例如，停电、电力复原)的同时选择性地向控制单元200发送第一通知信号和第二通知信号。

图2至图4是用于在描述可被执行以并联连接图1的第一电池组110和第二电池组120的操作中参考的图。

在下文中，应该注意的是，由控制单元200执行的主动操作，例如SOC计算和比较、SOH计算、电压数据获取和比较、电流数据获取和比较、各种命令的发送或接收以及开关控制，除非上下文另外明确指出，否则由主控制器400执行。

当控制单元200使用电压或电流执行运算时，对应的电压或电流数据是第一从控制器310和第二从控制器320周期性地发送到主控制器400的数据。由控制单元200执行的控制逻辑可以作为程序存储在主控制器400中设置的存储设备中，并且可以由处理器执行。

首先，图2示出了当第一开关SW1和第二开关SW2两者都被关断时的时间点处的情况。参照图2，当第一开关SW1被关断时，第一电池组110与第一端子P+和第二端子P-中的至少一个电气分离。并且当第二开关SW2被关断时，第二电池组120也与第一端子P+和第二端子P-中的至少一个电气分离。控制单元200使用第一从控制器310和第二从控制器320测量第一电池组110的电压和第二电池组120的电压中的每一个，并计算第一电池组110和第二电池组120之间的电压差。随后，控制单元200将第一电池组110和第二电池组120之间的电压差与第一阈值电压进行比较。可以预设第一阈值电压，诸如例如2.5V。

可替代地，控制单元200可以基于第一电池组110的SOH和第二电池组120的SOH来计算第一阈值电压。即，不预设第一阈值电压，而是代替地，可以取决于第一电池组110的SOH和第二电池组120的SOH来改变第一阈值电压。其中可以根据第一电池组110的SOH和第二电池组120的SOH中的至少一个来查找第一阈值电压的查找表可以被存储在主控制器400的存储设备中，并且可以由主控制器400参考。

SOH可以是生命中期(MOL)的完全充电容量和生命开始(BOL)的完全充电容量的相对比较值。可以通过对第一电池组110和第二电池组120从放电电压的下限被充电到充电电压的上限时的电流量进行积分来计算BOL处的完全充电容量。控制单元200可以在由第一从电池控制器310和第二从电池控制器320测量的第一电池组110和第二电池组120的电压从放电电压的下限改变到充电电压的上限时，使用由第一从电池控制器310和第二从电池控制器320测量的第一电池组110和第二电池组120的电流数据来计算在MOL处的完全充电容量。控制单元200可以通过参考预存储在存储设备中的数据来确定BOL处的完全充电容量。控制单元200可以将所计算的SOH数据存储在主控制器400的存储设备中。

图3示出了当第一开关SW1和第二开关SW2两者都被接通时的时间点处的情况。当在第一开关SW1和第二开关SW2两者都被断开的时间点处第一电池组110和第二电池组120之间的电压差小于第一阈值电压时，控制单元200将第一开关SW1和第二开关SW2两者都接通。这是因为小于第一阈值电压的第一电池组110和第二电池组120之间的电压差不生成具有足以对电池管理装置20造成物理损坏的大小的浪涌电流。

图4示出了当第一开关SW1被接通并且第二开关SW2被关断时的时间点处的情况。当在第一开关SW1和第二开关SW2两者都被关断的时间点处第二电池组120的电压比第一电池组110的电压高第一阈值电压或更多时，控制单元200在关断串联连接到第二电池组120的第二开关SW2的同时接通串联连接到第一电池组110的第一开关SW1。因此，第一电池组110通过已接通的第一开关SW1电气连接到第一端子P+和第二端子P-并电气连接在第一端子P+和第二端子P-之间，因此第一电池组110可以以由功率转换系统30供应的恒定功率充电。当在第一开关SW1被接通并且第二开关SW2被关断的时间点处第一电池组110和第二电池组120之间的SOC差等于或大于阈值SOC时，控制单元200发送第一命令到功率转换系统30。相反，当在第一开关SW1被接通并且第二开关SW2被关断的时间点处第一电池组110和第二电池组120之间的SOC差小于阈值SOC时，控制单元200发送第二命令到功率转换系统30。第一命令用于请求功率转换系统30在第一端子P+和第二端子P-之间供应第一恒定功率。即，功率转换系统30可以响应于第一命令在第一端子P+和第二端子P-之间供应第一恒定功率。第二命令用于请求功率转换系统30在第一端子P+和第二端子P-之间供应比第一恒定功率低的第二恒定功率。即，功率转换系统30可以响应于第二命令在第一端子P+和第二端子P-之间供应第二恒定功率。例如，当第一电池组110的SOC比第二电池组120的SOC低阈值SOC或更多时，第一电池组110以第一恒定功率充电，并且从第一电池组110的SOC与阈值SOC的和等于第二电池组120的SOC的时间点开始，第一电池组110以第二恒定功率充电。阈值SOC可以被预设。可替代地，控制单元200可以基于第一电池组110的SOH和第二电池组120的SOH来计算阈值SOC。即，阈值SOC不是预设的，而是代替地，可以取决于第一电池组110的SOH和第二电池组120的SOH来改变。为了从第一电池组110和第二电池组120的SOH确定阈值SOC，其中通过第一电池组110和第二电池组120的SOH查找阈值SOC的查找表可以存储在主控制器400的存储设备中，并且可以由主控制器400参考。控制单元200可以在第一电池组110以第二恒定功率充电的同时周期性地计算第一电池组110与第二电池组120之间的电压差。当在第一电池组110以第二恒定功率充电的同时第一电池组110的电压低于第二电池组120的电压时，控制单元200可以保持接通第一开关SW1并保持关断第二开关SW2。

当在第一电池组110以第二恒定功率充电的同时第一电池组110的电压等于或高于第二电池组120的电压并且第一电池组110和第二电池组120之间的电压差小于第二阈值电压时，如图3所示，控制单元200可以接通第二开关SW2。可替代地，当在第一电池组110以第二恒定功率充电的同时第一电池组110的电压等于或高于第二电池组120的电压并且第一电池组110和第二电池组120之间的电压差等于第二阈值电压时，如图3所示，控制单元200可以接通第二开关SW2。第二阈值电压对应于通过电池组110、120中的每个的内阻和充电电流的压降。第二阈值电压可以被预设为等于或高于或低于第一阈值电压。可替代地，控制单元400可以基于以第二恒定功率充电的电池组110或120中的任何一个的SOH来确定第二阈值电压。如果以第二恒定功率充电的任何一个电池组的SOH较低，由控制单元400确定的第二阈值电压可以较高。例如，当以第二恒定功率充电的任何一个电池组的SOH为98％时，第二阈值电压可以被确定为3.0V，而当以第二恒定功率充电的任何一个电池组的SOH为96％时，第二阈值电压可以被确定为3.3V。其中可以根据以第二恒定功率充电的任何一个电池组的SOH查找第二阈值电压的查找表可以存储在主控制器400的存储设备中，并且可以由主控制器400参考。

当在第一电池组110以第二恒定功率充电的同时第一电池组110的电压比第二电池组120的电压高第二阈值电压或更多时，控制单元200可以向功率转换系统30发送第三命令或停止发送第二命令。即，当在第一电池组110和第二电池组120中的任何一个以第二恒定功率充电的同时第一电池组110和第二电池组120之间的电压差等于或大于第二阈值电压时，可以从控制单元400输出第三命令。当在供应第二恒定功率的同时从控制单元200发送第三命令或停止第二命令的发送时，功率转换系统30可以被配置为停止供应第二恒定功率。

控制单元200可以确定从功率转换系统30停止供应第二恒定功率的时间点起经过了预设稳定时段的时间点处第一电池组110和第二电池组120之间的电压差是否小于第一阈值电压。预设稳定时段是用于消除在每个电池组以第二恒定功率充电时发生的极化的时段。当在已经经过稳定时段的时间点处第一电池组110和第二电池组120之间的电压差小于第一阈值电压时，控制单元200也接通第二开关SW2。因此，第一电池组110和第二电池组120在第一端子P+和第二端子P-之间并联连接。相反，当已经经过稳定时段的时间点处第一电池组110和第二电池组120之间的电压差等于或大于第一阈值电压时，控制单元200关断第一开关SW1。因此，第一电池组110和第二电池组120两者与第一端子P+和第二端子P-中的至少一个电气分离。

图5和图6是示出根据本公开的另一实施例的用于并联连接第一电池组110和第二电池组120的方法的流程图。图5和图6的每个步骤可以被称为“平衡步骤”。如下所述的平衡步骤用于在对第一电池组110和第二电池组120中的任何一个进行充电的同时顺序地接通第一开关SW1和第二开关SW2，以防止当第一电池组110和第二电池组120并联连接时浪涌电流的流动。当第一开关SW1和第二开关SW2两者都被关断时图5所示的方法开始。为了便于描述，假设在图5所示的方法开始的时间点处的第一电池组110的电压低于第二电池组120的电压。

参照图1至图6，在步骤S500中，控制单元200确定第一电池组110和第二电池组120之间的电压差是否小于第一阈值电压。在示例中，当第一电池组110的电压为200V、第二电池组120的电压为202V且第一阈值电压为2.5V时，步骤S500的值为“是”。在另一示例中，当第一电池组110的电压为200V、第二电池组120的电压为205V且第一阈值电压为2.5V时，步骤S500的值为“否”。当步骤S500的值为“是”时，执行步骤S510。当步骤S500的值为“否”时，执行步骤S520。

在步骤S510中，控制单元200接通第一开关SW1和第二开关SW2两者。这是用于将第一电池组110和第二电池组120并联电气连接。

在步骤S520中，控制单元200接通第一开关SW1。即，当第二电池组120的电压比第一电池组110的电压高第一阈值电压或更多时，第一开关SW1被接通。在该实例中，第二开关SW2被保持在关断状态。因此，第一电池组110可以以在第一端子P+和第二端子P-之间供应的功率充电。

在步骤S530中，控制单元200确定第一电池组110和第二电池组120之间的SOC差是否小于阈值SOC。在示例中，当第一电池组110的SOC为66％、第二电池组120的SOC为75％且阈值SOC为8％时，SOC差为9％，因此步骤S530的值为“否”。在另一示例中，当第一电池组110的SOC为70％、第二电池组120的SOC为75％且阈值SOC为8％时，SOC差为5％，因此步骤S530的值为“是”。当步骤S530的值为“否”时，执行步骤S540。当步骤530的值为“是”时，执行步骤S550。

在步骤S540中，控制单元200向功率转换系统30发送第一命令。功率转换系统30响应于第一命令在第一端子P+和第二端子P-之间供应第一恒定功率。因此，第一电池组110可以以第一恒定功率充电。该第一恒定功率可以对应于预设最大功率的第一比率。第一比率可以大于0并且小于1。例如，当最大功率为1000W并且第一比率为0.5时，第一恒定功率为500W。当第一电池组110在供应500W的第一恒定功率的某个时间点的电压为300V时，随着5/3A的充电电流在第一电池组110中流动，第一电池组110可以被充电。

在步骤S550中，控制单元200向功率转换系统30发送第二命令。功率转换系统30响应于第二命令在第一端子P+和第二端子P-之间供应第二恒定功率。因此，第一电池组110可以以第二恒定功率充电。该第二恒定功率可以对应于预设最大功率的第二比率。第二比率可以大于0并且小于1。另外，第二比率可以小于第一比率。例如，当最大功率是1000W并且第二比率是小于第一比率的0.1时，第二恒定功率是100W。当第一电池组110在供应100W的第二恒定功率的某个时间点的电压为300V时，随着1/3A的充电电流在第一电池组110中流动，第一电池组110可以被充电。因此，本领域技术人员将容易理解，当供应第二恒定功率时，第一电池组110的充电将比当供应第一恒定功率时更慢，并且由充电电流引起的压降将减小。

在步骤S560中，控制单元200确定第一电池组110的电压是否低于第二电池组120的电压。当步骤S560的值为“是”时，执行步骤S550。当步骤S560的值为“否”时，执行步骤S570。

在步骤S570中，控制单元200确定第一电池组110和第二电池组120之间的电压差是否大于第二阈值电压。当步骤S570的值为“否”时，执行步骤S580。当步骤S570的值为“是”时，执行步骤S600。

在步骤S580中，控制单元200接通第二开关SW2。因为从步骤S520已经接通了第一开关SW1，所以从第二开关SW2通过步骤S580也被接通的时间点起，第一电池组110和第二电池组120在第一端子P+和第二端子P-之间并联连接。

在步骤S600中，控制单元200向功率转换系统30发送第三命令。功率转换系统响应于第三命令而停止供应第二恒定功率。作为步骤S570的值的“是”指示与在其期间供应第二恒定功率的时段相比，第一电池组110的电压增加得非常快。在这种情况下，第一电池组110的电压实际上急剧上升，或者第一电池组110的电压被错误地测量的可能性很高。因此，控制单元200可以发送第三命令以暂时停止对第一电池组110进行充电。

在步骤S610中，控制单元200确定从发送第三命令的时间点起是否经过了稳定时段。在稳定时段期间，第一电池组110的电压朝向与第一电池组110的SOC相对应的开路电压逐渐降低。当步骤S610的值为“是”时，执行步骤S620。

在步骤S620中，控制单元200确定第一电池组110和第二电池组120之间的电压差是否小于第一阈值电压。当步骤S620的值为“是”时，执行步骤S580。当步骤S620的值为“否”时，执行步骤S630。

在步骤S630中，控制单元200关断第一开关SW1。因此，第一电池组110也与第一端子P+和第二端子P-中的至少一个电气分离。可以在执行步骤S630的时间点之后再次自动地执行步骤S500。

图7是示出根据本公开的又一实施例的用于保护电池管理装置20的方法的流程图。图7的方法可以在执行图5和图6的平衡步骤中的任何一个的同时开始。

参照图1至图7，在步骤S700中，控制单元200确定是否从功率转换系统30接收到第一通知信号。即，控制单元200可以周期性地监测是否接收到第一通知信号。第一通知信号可以指示由于停电而中断了来自电气连接到功率转换系统30的电网的电力供应。作为参考，在将第一通知信号发送到控制单元200之后，功率转换系统30可以开始将在第一端子和第二端子之间供应的功率减小到0W(瓦特)。当步骤S700的值为“是”时，执行步骤S710。

在步骤S710中，控制单元200响应于第一通知信号而停止平衡步骤。例如，控制单元200在由控制单元200接收到第一通知信号的时间点停止被执行的图5和图6中的步骤S500至S630中的任何一个(例如，S530、S560、S580或S610)。控制单元200可以将能够识别停止的平衡步骤的数据存储在其存储设备中。

在步骤S720中，控制单元200确定从接收到第一通知信号的时间点起是否已经经过了预设准备时段。准备时段等于或长于功率转换系统30的跟踪时段。例如，准备时段可以比跟踪时段长两倍。跟踪时段指示功率转换系统30将在第一端子P+和第二端子P-之间供应的功率减小到0W所需的最小时间。当步骤S720的值为“是”时，执行步骤S730。当步骤S720的值为“否”时，执行步骤S760。

在步骤S730中，控制单元200通过执行关机准备模式，在关机准备模式下使用第一从控制器310和第二从控制器320来测量第一电池组110的组电流和第二电池组120的组电流中的每个。即，关机准备模式是用于测量第一电池组110的组电流和第二电池组120的组电流并确定每个组电流是否在预设电流范围内的模式，并且可以在从接收到第一通知信号的时间点起已经经过预设准备时段的时间点处执行。

在步骤S740中，控制单元200确定第一电池组110的组电流和第二电池组120的组电流是否在预设电流范围内。预设电流范围可以是例如

在该电流范围内的第一电池组110的组电流指示其中由于功率控制系统正常工作(即，在待机时段内供应功率减少至0W)，即使第一开关SW1被关断，第一开关SW1也不被损坏的状态。在该电流范围内的第二电池组120的组电流指示其中由于功率控制系统正常工作，即使第二开关SW2被关断，第二开关SW2也不被损坏的状态。步骤S740的值“否”指示第一电池组110的组电流和第二电池组120的组电流中的至少一个在预设电流范围之外。当步骤S740的值为“是”时，执行步骤S750。当步骤S740的值为“否”时，控制单元200执行电流诊断模式以返回到步骤S730。即，电流诊断模式是用于无限期地监测第一电池组110的组电流和第二电池组120的组电流直到第一电池组110的组电流和第二电池组120的组电流在预设电流范围内的模式。

在步骤S750中，控制单元200关断第一开关SW1和第二开关SW2。当第一开关SW1和第二开关SW2中的任何一个已经被关断时，控制单元200可以仅关断另一个。

在步骤S760中，控制单元200确定是否从功率转换系统30接收到第二通知信号。例如，可以在执行步骤S710或S720的同时接收到第二通知信号。第二通知信号可以指示通过电力复原而恢复来自电网的电力供应。当步骤S760的值为“是”时，执行步骤S770。当步骤S760的值为“否”时，该方法返回到步骤S720。

同时，在接收到第一通知信号的时间点处第一开关SW1和第二开关SW2已经被接通的情况下，当在电流诊断模式的执行期间从功率转换系统30接收到第二通知信号时，控制单元200可以将第一开关SW1和第二开关SW2保持在接通状态。

在步骤S770中，控制单元200恢复在步骤S710中停止的平衡步骤。第二通知信号可以指示通过电力复原恢复来自电网的电力供应。例如，当在步骤S700中通过第一通知信号停止平衡步骤S530时，控制单元200可以基于存储在存储设备中的数据来识别步骤S530处于停止状态，并在步骤S770中恢复平衡步骤S530。

上文描述的本公开的实施例不仅通过装置和方法来实现，并且可以通过执行与本公开的实施例的配置相对应的功能的程序或在其上记录有程序的记录介质来实现，本领域技术人员可以从上述实施例的公开中容易地实现该实施方式。

尽管以上已经针对有限数量的实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内对其进行各种修改和改变。

另外，由于本领域技术人员可以在不背离本公开的技术方面的情况对上文描述的本公开做出许多替换、修改和改变，因此本公开不限于上述实施例和附图，以及一些或全部实施例可以被选择性地组合以允许各种修改。

<参考编号的说明>

10：能量储存系统

20：电池管理装置

30：功率转换系统

110：第一电池组

120：第二电池组

SW1：第一开关

SW2：第二开关

200：控制单元

310：第一从控制器

320：第二从控制器

400：主控制器

Claims (11)

1.一种能够通过功率转换系统的第一端子和第二端子连接到所述功率转换系统的电池管理装置，所述电池管理装置包括：

第一电池组；

第二电池组；

在所述第一端子和所述第二端子之间串联连接到所述第一电池组的第一开关；

在所述第一端子和所述第二端子之间串联连接到所述第二电池组的第二开关；以及

控制单元，所述控制单元可操作地耦合到所述第一开关和所述第二开关，

其中，所述控制单元被配置为：

在用于所述第一电池组和所述第二电池组之间的并联连接的平衡步骤中的任何一个被执行的同时，响应于来自所述功率转换系统的第一通知信号，在关机准备模式下确定所述第一电池组的组电流和所述第二电池组的组电流是否在预设电流范围内，并且

当所述第一电池组的组电流和所述第二电池组的组电流被确定为在所述预设电流范围内时，关断所述第一开关和所述第二开关。

2.根据权利要求1所述的电池管理装置，其中，所述控制单元被配置为：在从由所述控制单元接收到所述第一通知信号的时间点已经经过预设准备时段的时间点处执行所述关机准备模式。

3.根据权利要求2所述的电池管理装置，其中，所述预设准备时段等于或长于所述功率转换系统的跟踪时段，以及

所述跟踪时段指示所述功率转换系统将在所述第一端子和所述第二端子之间供应的功率减小到0W所需的最小时间。

4.根据权利要求2所述的电池管理装置，其中，所述控制单元被配置为：当从接收到所述第一通知信号的时间点已经经过所述预设准备时段之前从所述功率转换系统接收到第二通知信号时，恢复所述平衡步骤中的在接收到所述第一通知信号的时间点处执行的平衡步骤。

5.根据权利要求1所述的电池管理装置，其中，所述控制单元被配置为：当所述第一电池组的组电流和所述第二电池组的组电流中的至少一个在执行所述关机准备模式的时间点处被确定为在所述预设电流范围之外时，执行电流诊断模式以用于无限期地监测所述第一电池组的组电流和所述第二电池组的组电流中的每个。

6.根据权利要求5所述的电池管理装置，其中，所述控制单元被配置为：当在所述执行电流诊断模式期间所述第一电池组的组电流和所述第二电池组的组电流在所述预设电流范围内时，关断所述第一开关和所述第二开关。

7.根据权利要求5所述的电池管理设备，其中，所述控制单元被配置为：在由所述控制单元接收到所述第一通知信号的时间点处所述第一开关和所述第二开关已经被接通的情况下，当在执行所述电流诊断模式期间从所述功率转换系统接收到所述第二通知信号时，将所述第一开关和所述第二开关维持在接通状态。

8.根据权利要求1所述的电池管理设备，其中，所述第一通知信号指示来自电气连接到所述功率转换系统的电网的电力供应被中断。

9.根据权利要求4所述的电池管理设备，其中，所述第二通知信号指示来自所述电网的电力供应被恢复。

10.一种能量存储系统，包括：

根据权利要求1至9中任一项所述的电池管理装置；以及

功率转换系统，所述功率转换系统能够通过所述第一端子和所述第二端子连接到所述电池管理装置。

11.一种用于保护根据权利要求1所述的电池管理装置的电池管理方法，所述电池管理方法包括：

在用于所述第一电池组和所述第二电池组之间的并联连接的平衡步骤中的任何一个被执行的同时，响应于来自所述功率转换系统的第一通知信号执行关机准备模式；

在所述关机准备模式下确定所述第一电池组的组电流和所述第二电池组的组电流是否在预设电流范围内；以及，

当所述第一电池组的组电流和所述第二电池组的组电流被确定为在所述预设电流范围内时，关断所述第一开关和所述第二开关。

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