KR20230066957A - 배터리 충전 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 병렬 연결된 복수의 배터리 팩의 충전 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 배터리 시스템은, 충전기의 전력으로 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 충전하는 배터리 시스템으로서, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈과, 상기 배터리 모듈의 양단 전압인 팩 전압을 측정하는 전압센서를 포함하는 배터리 팩을 복수 개 포함하는 배터리, 그리고 복수의 팩 전압 중 최저 팩 전압값 및 기준 전압값을 이용하여 복수의 전압구간을 설정하고, 상기 복수의 배터리 팩 각각을 상기 복수의 전압구간 중 속하는 전압구간으로 분류하여 상기 복수의 배터리 팩을 복수의 충전그룹으로 구분 하며, 전압구간의 전압범위가 낮은 충전그룹부터 전압구간의 전압범위가 높은 충전그룹 순서로 복수의 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 충전을 제어하는 마스터 BMS를 포함한다.

Description

배터리 충전 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템{BATTERY CHARGING METHOD AND BATTERY SYSTEM PROVIDING THE SAME}
본 발명은, 병렬 연결된 복수의 배터리 팩의 충전 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 리튬-이온 배터리 충전장치는 정전류(CC: Constant Current)/정전압(CV: Constant Voltage) 충전방식으로 배터리를 안전하게 충전한다. 예를 들면, 배터리 전압이 기준 전압 레벨(Vref)(예컨대, 4.2V) 이하에서는 미리 설정된 세기(I1)(예컨대, 1.5 C-rate)의 정전류(CC)로 충전하다가 배터리 전압이 기준 전압 레벨(Vref)에 도달하면 기준 전압 레벨(Vref)(예컨대, 4.2V)의 정전압(CV)으로 충전한다.
정전류(CC) 충전은 일정한 전류 세기로 배터리를 충전하는 것이다. 정전류(CC) 충전이 진행되면, 배터리 전압은 점점 증가한다. 정전류(CC) 충전으로 배터리 전압이 기준 전압 레벨(Vref)(예컨대, 4.2V)에 도달하더라도, 배터리는 완충 상태가 아니다. 배터리 전압이 기준 전압 레벨(Vref)에 도달하면, 충전기는 정전압(CV) 충전으로 전환하여 배터리를 충전함으로써, 배터리의 성능을 손상시키지 않고 배터리를 완전히 충전할 수 있다.
한편, 병렬 연결된 복수의 배터리 팩의 팩 전압의 차이값이 소정의 기준값 이상인 상태에서, 충전을 위해 각 배터리 팩에 연결된 스위치(이하, 팩 스위치)를 동시에 턴 온하는 경우, 배터리 팩 상호간 흐르는 전류(이하 보상전류)의 전류량이 많아 팩 스위치가 손상될 수 있다.
또한, 배터리 시스템과 외부장치(예를 들어, 충전기)를 전기적으로 연결하는 릴레이부에 프리차지 저항이 포함되어 있지 않은 경우, 충전을 위해 릴레이부가 턴 온할 때 충전기에서 배터리 시스템으로 흐르는 전류(이하, 충전전류)의 전류량이 많아(inrush current) 릴레이부가 손상될 수 있다. 뿐만 아니라, 충전기에 정전압(CV) 충전 기능이 없는 경우, 충전이 종료된 후 릴레이부가 턴 오프 할 때 릴레이부가 손상될 수 있다. 구체적으로, 전류(특히, 과전류)가 흐르는 상태에서, 릴레이부가 턴 오프하면 손상의 위험이 크다.
이에, 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 충전할 때, 배터리 시스템에 프리차지 저항이 탑재되지 않은 경우 및/또는 정전압(CV) 충전 기능이 없는 충전기로 충전하는 경우에도, 팩 스위치 및/또는 릴레이부의 손상 없이 충전하는 방법이 필요하다.
본 발명은, 병렬 연결된 복수의 배터리 팩의 전압차가 큰 경우에도, 배터리 팩을 배터리 시스템에 각각 병렬 연결하는 복수의 팩 스위치의 손상 없이 복수의 배터리 팩을 충전할 수 있는 배터리 충전 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은, 프리차지 저항이 없는 배터리 시스템에서도, 메인 릴레이의 손상없이 배터리를 충전할 수 있는 배터리 충전 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은, 정전압(CV: Constant Voltage) 충전 기능이 없고 정전류(CC: Constant Current) 충전 기능만 있는 외부 충전기를 이용하는 경우에도, 메인 릴레이의 손상없이 배터리를 충전할 수 있는 배터리 충전 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 배터리 시스템은, 충전기의 전력으로 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 충전하는 배터리 시스템으로서, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈과, 상기 배터리 모듈의 양단 전압인 팩 전압을 측정하는 전압센서를 포함하는 배터리 팩을 복수 개 포함하는 배터리, 그리고 복수의 팩 전압 중 최저 팩 전압값 및 기준 전압값을 이용하여 복수의 전압구간을 설정하고, 상기 복수의 배터리 팩 각각을 상기 복수의 전압구간 중 속하는 전압구간으로 분류하여 상기 복수의 배터리 팩을 복수의 충전그룹으로 구분하며, 전압구간의 전압범위가 낮은 충전그룹부터 전압구간의 전압범위가 높은 충전그룹 순서로 복수의 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 충전을 제어하는 마스터 BMS를 포함한다.
상기 마스터 BMS는, 상기 최저 팩 전압값에 상기 기준 전압값의 배수를 더하여 상기 복수의 전압구간을 설정할 수 있다.
상기 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈을 상기 배터리 시스템에 병렬 연결하는 팩 스위치, 그리고 상기 마스터 BMS와 통신하여 상기 팩 전압 값을 지시하는 메시지를 전송하고, 상기 팩 스위치를 제어하는 신호를 수신하여 상기 팩 스위치를 제어하는 슬레이브 BMS를 더 포함할 수 있다.
상기 마스터 BMS는, 충전되지 않은 복수의 충전그룹 중 대응하는 전압구간의 전압범위가 가장 낮은 충전그룹을 선택하고, 상기 선택된 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 팩 스위치가 턴 온 되도록 상기 슬레이브 BMS를 제어하며, 상기 충전기가 공급하는 충전전류가 소정의 준비시간 동안 소정의 하한 전류량에서 소정의 상한 전류량까지 증가하도록 요청하는 전류증가 요청신호를 상기 충전기로 전송할 수 있다.
상기 마스터 BMS는, 충전 중인 배터리 모듈의 팩 전압값이 상기 선택된 충전그룹에 대응하는 전압구간의 최대 전압값에 도달하면, 상기 충전전류가 소정의 종료시간 동안 상기 상한 전류량에서 상기 하한 전류량까지 감소하도록 요청하는 전류감소 요청신호를 상기 충전기로 전송할 수 있다.
상기 마스터 BMS는, 상기 복수의 배터리 모듈이 충전 중인 상태에서, 상기 복수의 배터리 모듈의 팩 전압값이 충전상한 전압에 도달하면, 상기 전류감소 요청신호를 상기 충전기로 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 배터리 충전 방법은, 마스터 BMS가 충전기의 전력으로 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 충전하는 방법으로서, 상기 복수의 배터리 팩 각각의 팩 전압 중 최저 팩 전압값 및 기준 전압값을 이용하여 복수의 전압구간을 설정하고, 상기 복수의 배터리 팩 각각을 상기 복수의 전압구간 중 속하는 전압구간으로 분류하여 상기 복수의 배터리 팩을 복수의 충전그룹으로 구분하는 그룹핑 단계, 그리고 전압구간의 전압범위가 낮은 충전그룹부터 전압구간의 전압범위가 높은 충전그룹 순서로 복수의 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 충전을 제어하는 충전 단계를 포함한다.
상기 그룹핑 단계는, 상기 최저 팩 전압값에 상기 기준 전압값의 배수를 더하여 상기 복수의 전압구간을 설정할 수 있다.
상기 충전 단계는, 충전되지 않은 복수의 충전그룹 중 전압구간의 전압범위가 가장 낮은 충전그룹을 선택하고, 상기 선택된 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 팩 스위치를 턴 온 하여 상기 선택된 충전그룹에 속하는 배터리 팩을 배터리 시스템에 병렬 연결하는 단계, 상기 충전기가 공급하는 충전전류가 소정의 준비시간 동안 소정의 하한 전류량에서 소정의 상한 전류량까지 증가하도록 요청하는 전류증가 요청신호를 상기 충전기로 전송하여 충전을 시작하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충전을 시작하는 단계 이후에, 충전 중인 배터리 모듈의 팩 전압값이 상기 선택된 충전그룹에 대응하는 전압범위의 최대 전압값에 도달하면, 상기 충전전류가 소정의 종료시간 동안 상기 상한 전류량에서 상기 하한 전류량까지 감소하도록 요청하는 전류감소 요청신호를 상기 충전기로 전송하여 충전을 일시 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 충전을 일시 중단하는 단계 이후에, 충전되지 않은 충전그룹이 복수인지 판단하는 단계, 상기 판단결과 단수이면, 최종 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 팩 스위치를 턴 온 하여 상기 최종 충전그룹에 속하는 배터리 팩을 배터리 시스템에 병렬 연결하는 단계, 그리고 전류증가 요청신호를 상기 충전기로 전송하여 상기 복수의 배터리 모듈을 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 배터리 모듈을 충전하는 단계 이후에, 상기 복수의 배터리 모듈의 팩 전압값이 충전상한 전압에 도달하면, 상기 전류감소 요청신호를 상기 충전기로 전송하여 충전을 종료할 수 있다.
본 발명은, 팩 전압에 기초하여 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 소정의 전압구간으로 구별되는 복수의 충전그룹으로 그룹핑하고, 전압구간의 전압값이 낮은 충전그룹부터 전압구간의 전압값이 높은 충전그룹 순서로 각 충전그룹에 속하는 배터리 팩이 충전되도록 제어함으로써, 팩 스위치의 손상 없이 복수의 배터리 팩을 충전할 수 있다.
본 발명은, 마스터 BMS가 외부 충전기와 통신하여, 충전시작 구간에서 충전전류가 점진적으로 증가하고 충전종료 구간에서 충전전류가 점진적으로 감소하도록 충전전류의 전류량을 제어함으로써, 메인 릴레이의 손상 없이 배터리를 충전할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 충전 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 시스템을 상세하게 설명하는 블록도이다.
도 3은 도 2의 배터리를 상세하게 설명하는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 도 4의 그룹핑 단계(S200)를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 도 4의 충전 단계(S300)를 상세하게 설명하는 흐름도이다.
도 7은 도 4의 충전 방법에 따라 복수의 배터리 팩을 충전하는 과정에서 충전전류의 전류량 변화를 설명하는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 충전 시스템을 설명하는 도면이고, 도 2는 도 1의 배터리 시스템을 상세하게 설명하는 블록도이며, 도 3은 도 2의 배터리 뱅크를 상세하게 설명하는 블록도이다.
도 1을 참고하면, 충전 시스템은, 외부 충전기(A) 그리고 자동차 시스템(B)을 포함한다.
자동차 시스템(B)은, 배터리 시스템(100) 그리고 상위 제어기(200)를 포함한다. 도 1을 참고하면, 배터리 시스템(100)은 외부 충전기(A)와 전기적으로 연결되어, 외부 충전기(A)의 전력으로 충전될 수 있다. 또한, 배터리 시스템(100)은, 상위 제어기(200)를 통해 외부 충전기(A)와 통신하여, 각종 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다.
구체적으로, 이하 설명할 마스터 BMS(40)는 배터리 시스템(100)을 전반적으로 제어하고, 상위 제어기(200)를 통해 외부 충전기(A)와 통신하여, 각종 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 마스터 BMS(40)는 상위 제어기(200)를 통하지 않고 외부 충전기(A)와 직접 통신할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 이때, 상위 제어기(200)는, 자동차 시스템(B)을 전반적으로 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있다.
외부 충전기(A)는, 배터리 시스템(100)과 전기적으로 연결되어, 배터리 시스템(100)에 전력을 공급하여 배터리 시스템(100)을 충전할 수 있다. 일 실시예에 따라, 외부 충전기(A)는, 정전류(CC: Constant Current) 기능이 탑재되지 않고, 정전압(CV: Constant Voltage) 충전 기능만 탑재된 충전기를 포함할 수 있다. 외부 충전기(A)에 정전류(CC) 기능이 탑재되지 않는 경우에도, 이하 도 4에서 설명할 충전 방법에 따라 배터리(10)를 충전하는 경우, 충전종료 단계에서 이하 설명할 메인 릴레이(SW)가 외부 충전기(A)에서 공급되는 충전전류에 의해 손상되는 것을 예방할 수 있다.
도 2를 참고하면, 배터리 시스템(100)은, 배터리(10), 릴레이부(20), 전류센서(30), 그리고 마스터 BMS(Battery Management System)(40)를 포함한다.
배터리(10)는, 병렬 연결된 복수의 배터리 팩(1-N)을 포함할 수 있다. 이하, 복수의 배터리 팩(1-N) 중 특정 배터리 팩을 지시할 때 도면 부호 “j”를 이용하고, 해당 배터리 팩(j)에 포함된 배터리 모듈, 전압 센서, 슬레이브 BMS, 및 팩 스위치 각각은 도면 부호 “j1”, “j3”, “j5”, “PSWj”를 이용한다.
도 3을 참고하면, 배터리 팩(j)은, 배터리 모듈(j1), 전압 센서(j3), 슬레이브 BMS(j5), 그리고 팩 스위치(PSWj)를 포함할 수 있다. 도 3에서는, 팩 스위치(PSWj)가 양극 팩 스위치(PSWj)(+) 및 음극 팩 스위치(PSWj)(-)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 팩 스위치(PSWj)는, 양극 팩 스위치(PSWj)(+) 만을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩(j)은, 배터리 모듈(j1)에 흐르는 팩 전류를 측정하는 팩 전류센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.
배터리 모듈(j1)은, 직렬 및/또는 병렬 연결된 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 배터리 셀은 충전 가능한 2차 전지일 수 있다. 도 3에는, 직렬 연결된 3개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈(j1)이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 배터리 모듈(j1)은 다양한 수의 배터리 셀을 포함할 수 있다.
복수의 배터리 셀 각각은, 배선을 통해 슬레이브 BMS(j5)에 전기적으로 연결되어 있다. 슬레이브 BMS(j5)는, 복수의 배터리 셀에 대한 정보를 포함한 배터리 셀에 관한 다양한 정보를 마스터 BMS(40)에 전달할 수 있다. 슬레이브 BMS(j5)는, 마스터 BMS(40)의 제어에 따라 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어할 수 있다.
전압 센서(j3)는, 배터리 모듈(j1)과 병렬 연결되어 있다. 전압 센서(j3)는, 배터리 모듈(j1)의 양단 전압인 팩 전압을 측정하고, 측정 결과를 슬레이브 BMS(j5)에 전송할 수 있다.
슬레이브 BMS(j5)는, 마스터 BMS(40)와 통신하여, 배터리 셀에 관한 다양한 정보 및 팩 전압에 대한 정보를 포함하는 데이터를 전송하고, 각종 명령을 수신할 수 있다.
일 실시예에 따라, 슬레이브 BMS(j5)는, 마스터 BMS(40)의 제어에 따라 팩 스위치(PSWj)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 BMS(j5)는, 온 레벨의 스위칭 제어신호(PSC[j1], PSC[j2])를 생성하여, 팩 스위치(PSWj)가 턴 온되도록 제어할 수 있다. 이때, 팩 스위치(PSWj)의 스위칭 동작은, 턴 온(turn-on, close) 또는 턴 오프(turn-off, open)를 포함할 수 있다.
팩 스위치(PSWj)는 배터리 모듈(j1)과 배터리 시스템(100)을 전기적으로 연결 또는 분리할 수 있다. 예를 들어, 팩 스위치(PSWj)가 턴 온 되면, 배터리 모듈(j1)은 배터리 시스템(100)에 병렬 연결될 수 있다.
팩 스위치(PSWj)가 양극 팩 스위치(PSWj)(+) 및 음극 팩 스위치(PSWj)(-)을 포함하는 경우, 양극 팩 스위치(PSWj)(+) 및 음극 팩 스위치(PSWj)(-)가 턴 온 되면, 배터리 모듈(j1)은 배터리 시스템(100)에 병렬 연결될 수 있다. 양극 팩 스위치(PSWj)(+) 및 음극 팩 스위치(PSWj)(-) 중 적어도 하나가 턴 오프 되면, 배터리 모듈(j1)은 배터리 시스템(100)과 전기적으로 분리될 수 있다.
릴레이부(20)는, 배터리 시스템(100)과 외부 충전기(A)를 전기적으로 연결 또는 분리할 수 있다. 구체적으로, 릴레이부(20)가 배터리 시스템(100)과 외부 충전기(A)를 전기적으로 연결하면, 배터리(10)는 외부 충전기(A)의 전력으로 충전될 수 있다.
도 2를 참고하면, 릴레이부(20)는, 프리차지 릴레이(SWp), 프리차지 저항(Rp), 메인 릴레이(SW)를 포함할 수 있다. 이때, 프리차지 릴레이(SWp)는, 마스터 BMS(40)가 전송하는 프리차지 스위칭 제어신호(SC[1])에 의해 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 메인 릴레이(SW)는, 마스터 BMS(40)가 전송하는 메인 스위칭 제어신호(SC[2], SC[3])에 의해 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
프리차지 릴레이(SWp)가 턴 온 되면, 외부 충전기(A)에서 공급되는 충전전류의 전류량이 프리차지 저항(Rp)을 통해 저감되고, 저감된 미세전류가 배터리(10)에 공급된다. 이후, 메인 릴레이(SW)가 턴 온 된 후 소정의 시간이 경과하면, 프리차지 릴레이(SWp)가 턴 오프된다. 그러면, 메인 릴레이(SW)가 외부 충전기(A)에서 공급되는 과전류(Inrush Current)에 의해 손상되는 것을 예방할 수 있다.
일 실시예에 따라, 릴레이부(20)는, 프리차지 릴레이(SWp) 및 프리차지 저항(Rp)을 포함하지 않을 수 있다. 배터리 시스템(100)이 프리차지 릴레이(SWp) 및 프리차지 저항(Rp)을 포함하지 않는 경우에도, 이하 도 4에서 설명할 충전 방법에 따라 배터리(10)를 충전하는 경우, 충전시작 단계에서 메인 릴레이(SW)가 외부 충전기(A)에서 공급되는 과전류(Inrush Current)에 의해 손상되는 것을 예방할 수 있다.
메인 릴레이(SW)는 배터리 시스템(100)과 외부 충전기(A)를 전기적으로 연결 또는 분리할 수 있다. 도 1에서는, 배터리 시스템(100)의 양극(+)과 외부 충전기(A)를 연결하는 제1 메인 릴레이(SW1), 그리고 배터리 시스템(100)의 음극(-)과 외부 충전기(A)를 연결하는 제2 메인 릴레이(SW2)가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 메인 릴레이(SW)는 배터리 시스템(100)의 양극(+)과 외부 충전기(A)를 연결하는 제1 메인 릴레이(SW1)만을 포함할 수도 있다.
전류센서(30)는, 배터리(10)와 외부 충전기(A) 간 전류 경로에 직렬 연결되어 있다. 전류센서(30)는 배터리(10)에 흐르는 배터리 전류 즉, 충전전류(Icc) 또는 방전전류를 측정하고, 측정 결과를 마스터 BMS(40)에 전달할 수 있다.
마스터 BMS(40)는, 상위 제어기(200)를 통해 외부 충전기(A)와 통신하여, 병렬 연결된 복수의 배터리 팩(1-N)의 충전을 제어할 수 있다. 이하, 마스터 BMS(40)가 외부 충전기(A)와 통신하는 것으로 기재하나, 이는 상위 제어기(200)를 통해 외부 충전기(A)와 통신하는 제1 방법 및 외부 충전기(A)와 직접 통신하는 제2 방법을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 마스터 BMS(40)는, 팩 전압 값에 기초하여 복수의 배터리 팩(1-N)을 복수의 충전그룹으로 그룹핑(Grouping)하고, 충전그룹의 전압범위에 따라 복수의 충전그룹에 속하는 배터리 팩(j)의 충전을 제어할 수 있다. 그러면, 복수의 배터리 팩(1-N)이 병렬 연결될 때 복수의 배터리 팩(1-N) 사이에 흐르는 과전류에 의해 팩 스위치(PSWj)가 손상되는 것을 예방할 수 있다. 보다 상세한 설명은, 이하 도 4 내지 도 7과 함께 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하는 흐름도이고, 도 5는 도 4의 그룹핑 단계(S200)를 설명하기 위한 예시도이고, 도 6은 도 4의 충전 단계(S300)를 상세하게 설명하는 흐름도이며, 도 7은 도 4의 충전 방법에 따라 복수의 배터리 팩을 충전하는 과정에서 충전전류의 전류량 변화를 설명하는 예시도이다.
도 4를 참고하면, 우선, 마스터 BMS(40)는, 외부 충전기(A)로부터 충전준비 신호를 수신한다(S100).
마스터 BMS(40)는, 상위 제어기(200)를 통해서 외부 충전기(A)와 통신할 수 있다. 또는, 마스터 BMS(40)는, 외부 충전기(A)와 통신 가능한 통신 모듈을 탑재하여, 외부 충전기(A)와 직접 통신할 수 있다. 이하, 마스터 BMS(40)와 외부 충전기(A)가 통신하는 것으로 설명하나, 이는 상위 제어기(200)를 통하거나, 또는 상호간 직접 통신일 수 있다.
외부 충전기(A)는, 충전할 준비가 완료되면 충전준비 신호를 마스터 BMS(40)에 전송할 수 있다. 충전준비 신호는, 외부 충전기(A)와 배터리 시스템(100)이 물리적인 연결이 완료된 상태로, 전기적으로 연결되면 충전이 가능한 상태를 지시하는 신호일 수 있다. 예를 들어, 전기적으로 연결되면 충전이 가능한 상태는 충전을 위한 연결 단자가 물리적으로 체결되어 있어, 릴레이부(20)만 턴 온하면 배터리(10)가 충전될 수 있는 상태일 수 있다.
다음으로, 마스터 BMS(40)는, 팩 전압값 및 기준 전압값에 기초하여 복수의 배터리 팩(1-N)을 복수의 충전그룹으로 그룹핑한다(S200).
마스터 BMS(40)는, 슬레이브 BMS(j5)로부터 팩 전압값을 수신할 수 있다. 마스터 BMS(40)는, 복수의 배터리 팩(1-N) 각각의 팩 전압값 중 최저 팩 전압값을 추출할 수 있다. 마스터 BMS(40)는, 최저 팩 전압값에 기준 전압값의 배수를 더하여 복수의 전압구간을 설정할 수 있다. 마스터 BMS(40)는, 복수의 배터리 팩(1-N) 각각을 복수의 전압구간 중 속하는 전압구간으로 분류하여, 복수의 배터리 팩(1-N)을 복수의 충전그룹(Group1-GroupN)으로 구분(Grouping)할 수 있다.
기준 전압값은, 밸런싱 전류에 의해 팩 스위치(PSWj)가 손상되지 않을 정도의 전압값으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 10V이하의 전압차를 갖는 배터리 팩 들을 병렬 연결할 때, 배터리 팩 간에 흐르는 밸런싱 전류값은 높지 않고, 그로 인해 팩 스위치(PSWj)가 손상되지 않을 수 있다.
예를 들어, 기준 전압값이 10V인 경우, 마스터 BMS(40)는, 복수의 배터리 팩(1-N)을 10V의 정수배로 그룹핑할 수 있다. 그러면, 각 충전그룹에 속하는 배터리 팩들의 전압차는 10V이하이고, 이하 설명할 방법에 따라 충전그룹에 속하는 배터리 팩을 병렬 연결하더라도 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 팩 스위치가 밸런싱 전류로 손상 받지 않을 수 있다.
도 5를 참고하면, 예를 들어, 제1 내지 제9 배터리 팩(1-9) 각각의 팩 전압값이, ①(240V), ②(244V), ③(247V), ④(251V), ⑤(253V), ⑥(256V), ⑦(258V), ⑧(267V), ⑨(269V)라고 가정하자. 마스터 BMS(40)는, 9개의 팩 전압값(①-⑨) 중 최저 팩 전압값(240V, ①)을 추출할 수 있다. 그리고, 마스터 BMS(40)는, 최저 팩 전압값(240V, ①)에 기준 전압값(예를 들어, 10V)의 배수(예를 들어, 정수배)를 더하여 제1 내지 제3 전압구간을 설정하고, 제1 내지 제3 전압구간 각각에 대응하는 제1 내지 제3 충전그룹(Group1-Group3)을 결정할 수 있다.
제1 전압구간은 최저 팩 전압값(240V, ①)에 기준 전압값(예를 들어, 10V)의 1배를 더하여 설정되는 전압구간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전압구간은 240V 이상 250V미만의 전압구간을 포함할 수 있다. 제2 전압구간은 최저 팩 전압값(240V, ①)에 기준 전압값(예를 들어, 10V)의 2배(예를 들어, 20V)를 더하여 산출되는 전압구간을 포함할 수 있다. 이때, 마스터 BMS(40)는, 제1 전압구간과 중복되는 구간을 포함하지 않도록 제2 전압구간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 전압구간은 250V 이상 260V미만의 전압구간을 포함할 수 있다. 제3 전압구간은 최저 팩 전압값(240V, ①)에 기준 전압값(예를 들어, 10V) 3배(예를 들어, 30V)를 더하여 산출되는 전압구간을 포함할 수 있다. 이때, 마스터 BMS(40)는, 제1 전압구간 및 제2 전압구간과 중복되는 구간을 포함하지 않도록 제3 전압구간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 전압구간은 260V 이상 270V미만의 전압구간을 포함할 수 있다.
도 5를 참고하면, 제1 충전그룹(Group1)은 제1 내지 제3 배터리 팩(1-3)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 배터리 팩(1-3) 각각의 팩 전압값(①, ②, ③)은 제1 전압구간(240V 이상 250V미만)에 포함될 수 있다. 제2 충전그룹(Group2)은 제4 내지 제7 배터리 팩(4-7)을 포함할 수 있다. 이때, 제4 내지 제7 배터리 팩(4-7) 각각의 팩 전압값(④, ⑤, ⑥, ⑦)은 제2 전압구간(250V 이상 260V미만)에 포함될 수 있다. 제3 충전그룹(Group3)은 제8 및 제9 배터리 팩(8, 9)을 포함할 수 있다. 이때, 제8 및 제9 배터리 팩(8, 9) 각각의 팩 전압값(⑧, ⑨)은 제3 전압구간(260V 이상 270V미만)에 포함될 수 있다.
다음으로, 마스터 BMS(40)는, 전압구간의 전압범위가 낮은 충전그룹부터 전압구간의 전압범위가 높은 충전그룹 순서로 복수의 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 충전을 제어한다(S300).
도 6을 참고하면, S300단계에서, 마스터 BMS(40)는, 복수의 충전그룹(Group1-GroupN) 중 전압구간의 전압범위가 가장 낮은 충전그룹을 선택하고, 선택한 충전그룹에 속하는 적어도 하나 이상의 배터리 팩(j)을 배터리 시스템(100)에 연결한다(S310).
마스터 BMS(40)는, 선택한 충전그룹에 속하는 배터리 팩(j)의 팩 스위치(PSWj)가 턴 온되도록 슬레이브 BMS(j5)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 선택된 충전그룹에 속하는 적어도 하나 이상의 배터리 팩(j)의 슬레이브 BMS(j5)가 팩 스위치(PSWj)를 턴 온하면, 선택된 충전그룹에 속하는 적어도 하나 이상의 배터리 팩(j)이 배터리 시스템(100)에 병렬 연결될 수 있다. 이때, 병렬 연결된 복수의 배터리 팩(j) 상호 간에 셀프 밸런싱이 수행되고, 복수의 배터리 팩(j) 각각의 팩 전압값은 소정의 오차범위 내에서 동일할 수 있다.
도 5에서, 마스터 BMS(40)는, 전압구간의 전압범위가 가장 낮은 제1 충전그룹(Group1)을 선택하고, 제1 충전그룹(Group1)에 속하는 제1 내지 제3 배터리 팩(1-3) 각각에 대응하는 제1 내지 제3 팩 스위치(PSW1, PSW2, PSW3)가 턴 온 되도록 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(15, 25, 35)를 제어할 수 있다. 그러면, 제1 내지 제3 배터리 팩(1-3)이 배터리 시스템(100)에 병렬 연결될 수 있다.
만약, 선택된 충전그룹이 최초인 경우, 마스터 BMS(40)는, 선택된 충전그룹에 속하는 적어도 하나 이상의 배터리 팩(j)이 배터리 시스템(100)에 병렬 연결되도록 슬레이브 BMS(j5)를 제어한 이후, 배터리 시스템(100)과 외부장치가 전기적으로 연결되도록 릴레이부(20)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 5에서, 선택된 충전그룹이 제1 충전그룹(Group1)인 경우, 마스터 BMS(40)는, 제1 내지 제3 배터리 팩(1-3) 각각에 대응하는 제1 내지 제3 팩 스위치(PSW1, PSW2, PSW3)가 턴 온되도록 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(15, 25, 35)를 제어한 후, 릴레이부(20)가 턴 온 되도록 제어할 수 있다. 그러면, 충전기의 과전류에 의해 릴레이부(20)가 손상되는 것을 예방할 수 있다.
S300단계에서, 마스터 BMS(40)는, 외부 충전기(A)에 전류증가 요청신호를 전송하여 충전을 시작한다(S320).
전류증가 요청신호는, 소정의 준비시간 동안 충전전류(Icc)가 소정의 하한 전류량에서 소정의 상한 전류량까지 점진적으로 증가되도록 요청하는 신호일 수 있다. 예를 들어, 하한 전류량은, 0A를 지시할 수 있다. 상한 전류량은, 배터리(10)의 충전에 최적화된 전류량(Ia)일 수 있다. 그러면, 외부 충전기(A)는 충전전류(Icc)가 소정의 하한 전류량에서 소정의 상한 전류량까지 점진적으로 증가하도록 충전전류(Icc)를 배터리 시스템(100)에 공급할 수 있다.
도 7을 참고하면, 외부 충전기(A)는 소정의 준비시간(Tr) 동안 전류량이 점진적으로 증가하도록 충전전류(Icc)를 배터리 시스템(100)에 공급하고, 충전전류(Icc)의 전류량이 상한 전류량(Ia)에 도달하면 상한 전류량(Ia)에 대응하는 일정한 전류량으로 충전전류(Icc)를 배터리 시스템(100)에 공급한다. 즉, 충전전류(Icc)의 전류량이 상한 전류량(Ia)에 도달하면, 외부 충전기(A)는 정전류(CC) 충전방법으로 배터리(10)를 충전할 수 있다.
S300단계에서, 충전 중인 배터리 팩(j)의 팩 전압이 선택된 충전그룹에 대응하는 전압구간의 최대 전압값에 도달하면, 마스터 BMS(40)는, 외부 충전기(A)에 전류감소 요청신호를 전송하여, 충전을 일시 중단한다(S330).
마스터 BMS(40)는, 복수의 슬레이브 BMS(15-N5)로부터 소정 주기로 또는 실시간으로 팩 전압값을 수신할 수 있다. 예를 들어, 충전 중인 배터리 팩의 팩 전압값이 선택된 충전그룹에 대응하는 전압구간의 최대 전압값에 도달하면, 마스터 BMS(40)는, 전류감소 요청신호를 외부 충전기(A)에 전송할 수 있다. 이때, 선택된 충전그룹에 대응하는 전압구간의 최대 전압값은, 다음 순서로 선택될 충전그룹에 대응하는 전압구간의 최소 전압값에 대응할 수 있다.
전류감소 요청신호는, 소정의 종료시간 동안 충전전류(Icc)가 상한 전류량에서 하한 전류량까지 점진적으로 감소되도록 요청하는 신호일 수 있다. 그러면, 외부 충전기(A)는 충전전류(Icc)가 상한 전류량(Ia)에서 하한 전류량까지 점진적으로 감소하는 충전전류(Icc)를 배터리 시스템(100)에 공급할 수 있다.
도 5를 참고하면, 예를 들어, 제1 충전그룹에 포함되는 제1 내지 제3 배터리 팩(1-3)의 충전 과정에서, 제1 내지 제3 배터리 팩(1-3)의 팩 전압값이 제1 충전그룹(Group1)의 최대 전압값인 250V에 도달 또는 소정의 전압차로 근접하면, 마스터 BMS(40)는, 전류감소 요청신호를 외부 충전기(A)에 전송할 수 있다. 이때, 제1 충전그룹(Group1)의 최대 전압값(250V)은 다음 순서로 선택될 제2 충전그룹(Group2)에 대응하는 전압구간의 최소 전압값(250V)에 대응할 수 있다.
도 7을 참고하면, 외부 충전기(A)는 소정의 종료시간(Tf) 동안 전류량이 점진적으로 감소하도록 충전전류(Icc)를 배터리 시스템(100)에 공급하고, 충전전류(Icc)의 전류량이 하한 전류량(예를 들어, 0A)에 도달하면 충전을 일시 중단한다. 도 7에서, 제1 충전그룹(Group1)에 대한 충전 과정에서의 전류 패턴을 참고하면, 충전전류(Icc)의 변화량이 점진적으로 증가하다가 소정의 상한 전류량(Ia)에 도달하면 상한 전류량(Ia)으로 일정하게 유지되고, 충전 중단 시점(t1)에 소정의 시간차(예를 들어, 종료시간 Tf)로 근접하면 점진적으로 감소하다가 하한 전류량(0A)에 도달한다.
S300단계에서, 마스터 BMS(40)는, 충전되지 않은 충전그룹이 복수인지 판단한다(S340).
S300 단계에서, 판단결과 복수이면(S340, Yes), 마스터 BMS(40)는, S310 단계부터 반복한다. 예를 들어, 제1 충전그룹(Group1)에 대한 충전이 완료되어 충전이 일시 중단되면, 충전되지 않은 충전그룹은 제2 충전그룹 및 제3 충전그룹이다. 충전되지 않은 충전그룹이 복수이므로, 마스터 BMS(40)는, 제2 충전그룹을 다음 충전할 대상으로 선택할 수 있다. 이때, 마스터 BMS(40)는, 제2 충전그룹에 대해 S310 단계, S320 단계, 및 S330 단계를 수행할 수 있다.
구체적으로, 도 5 및 도 7을 참고하면, 마스터 BMS(40)는, 제2 충전그룹(Group2)에 대한 충전시작 시점(t1)에, 제4 내지 제7 배터리 팩(4-7) 각각에 대응하는 제4 내지 제7 팩 스위치(PSW4, PSW5, PSW6, PSW7)이 턴 온하도록 제4 내지 제7 슬레이브 BMS(45, 55, 65, 75)를 제어하고, 외부 충전기(A)에 전류증가 요청신호를 전송한다(S320).
제1 내지 제3 팩 스위치(PSW1, PSW2, PSW3)가 온 상태에서, 제4 내지 제7 팩 스위치(PSW4, PSW5, PSW6, PSW7)가 턴 온 되면, 제1 내지 제7 배터리 팩(1-7)이 배터리 시스템(100)에 병렬 연결될 수 있다. 도 5를 참고하면, 제1 내지 제7 배터리 팩(1-7)의 팩 전압값이 제2 충전그룹(Group2)에 대응하는 전압구간의 최대 전압값(260V)에 도달하면, 마스터 BMS(40)는, 외부 충전기(A)에 전류감소 요청신호를 전송한다(S330).
도 7에서, 제2 충전그룹으로 표시되어 있으나, 이는 제2 충전그룹이 충전과정에 새로 추가됨을 의미하는 것이며, 제2 충전그룹에 대응하는 전압구간에서는 실제 제1 충전그룹 및 제2 충전그룹에 속하는 제1 내지 제7 배터리 팩(1-7)이 충전될 수 있다. 제2 충전그룹에 대한 충전 과정에서의 전류 패턴을 참고하면, 충전전류(Icc)의 변화량이 점진적으로 증가하다가 소정의 상한 전류량(Ia)에 도달하면 상한 전류량(Ia)으로 일정하게 유지되고, 충전 중단 시점(t2)에 소정의 시간차(예를 들어, 종료시간 Tf)로 근접하면 점진적으로 감소하다가 하한 전류량(0A)에 도달한다.
S300 단계에서, 판단결과 단수이면(S340, No), 마스터 BMS(40)는, 충전되지 않고 남아 있는 최종 충전그룹에 속하는 적어도 하나 이상의 배터리 팩(j)이 배터리 시스템(100)에 연결되도록 제어한다(S350).
예를 들어, 제1 충전그룹(Group1) 및 제2 충전그룹(Group2)에 속하는 제1 내지 제7 배터리 팩이 배터리 시스템(100)이 연결된 상태에서, 마스터 BMS(40)는, 충전되지 않고 남아있는 제3 충전그룹(Group3)에 속하는 제8 및 제9 배터리 팩(8, 9)를 선택한다. 그리고, 마스터 BMS(40)는, 제8 및 제9 팩 스위치(PSW8, PSW9)가 턴 온되도록 제8 및 제9 슬레이브 BMS(85, 95)를 제어할 수 있다. 그러면, 제1 내지 제9 배터리 팩(1-9)이 상호 병렬 연결되고, 병렬 연결된 제1 내지 제9 배터리 팩(1-9) 상호간 셀프 밸런싱이 수행된다. 그 결과, 제1 내지 제9 배터리 팩(1-9) 각각의 팩 전압값은 소정의 오차범위 내에서 동일할 수 있다.
S300 단계에서, 마스터 BMS(40)는, 외부 충전기(A)에 전류증가 요청신호를 전송한다(S360).
S300 단계에서, 충전 중인 복수의 배터리 팩(1-N)의 팩 전압이 충전 상한 전압값에 도달하면, 마스터 BMS(40)는, 외부 충전기(A)에 전류감소 요청신호를 전송한다(S370).
충전 상한 전압은, 배터리(10)가 위험하지 않는 범위에서 충전할 수 있는 최대 전압으로, 소정의 기준에 따라 기 설정될 수 있다. 예를 들어, 충전 상한 전압이 290V라고 가정하자. 도 5를 참고하면, S330단계에서와 달리, 마스터 BMS(40)는, 제1 내지 제9 배터리 팩(1-9)의 팩 전압이 제3 충전그룹(Group3)에 대응하는 전압구간의 최대 전압값(270V)에 도달하더라도 충전을 종료하지 않을 수 있다. 마스터 BMS(40)는, 제1 내지 제9 배터리 팩의 팩 전압이 충전 상한 전압(290V)에 도달할 때까지 충전을 유지하고, 제1 내지 제9 배터리 팩의 팩 전압이 충전 상한 전압(290V)에 도달하면, 전류감소 요청신호를 외부 충전기(A)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 도 7에서, 제3 충전그룹(Group3)에 대한 충전 중단 시점(t3)에서 제1 내지 제9 배터리 팩의 팩 전압값은 290V일 수 있다.
도 7에서, 제3 충전그룹(Group3)으로 표시되어 있으나, 제3 충전그룹(Group3)이 충전과정에 새로 추가됨을 의미하는 것이며, 실제 해당 전압구간에서 제1 충전그룹(Group1), 제2 충전그룹(Group2), 및 제3 충전그룹(Group3)에 속하는 제1 내지 제9 배터리 팩(1-9)이 충전될 수 있다.
다음으로, 마스터 BMS(40)는, 외부 충전기(A)에 충전종료 신호를 전송한다(S400).
충전종료 신호는, 더 이상 충전할 배터리 팩이 없어 충전을 종료할 것을 요청하는 신호일 수 있다. 이때, 마스터 BMS(40)는, 충전종료 신호를 전송할 때, 전송하기 전, 또는 전송한 이후에 릴레이부(20)를 턴 오프할 수 있다.
또한, 도 4 및 도 6에서, S370단계 및 S400단계를 구별하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 마스터 BMS(40)는, 제3 충전그룹(Group3)에 대한 전류감소 요청신호를 외부 충전기(A)에 전송한 이후(S370), 충전종료 신호를 전송할 수 있다(S400). 다른 예를 들어, 마스터 BMS(40)는, 제3 충전그룹(Group3)에 대한 전류감소 요청신호와 함께 충전종료 신호를 외부 충전기(A)에 전송할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 충전기의 전력으로 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 충전하는 배터리 시스템으로서,
    복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈과, 상기 배터리 모듈의 양단 전압인 팩 전압을 측정하는 전압센서를 포함하는 배터리 팩을 복수 개 포함하는 배터리, 그리고
    복수의 팩 전압 중 최저 팩 전압값 및 기준 전압값을 이용하여 복수의 전압구간을 설정하고, 상기 복수의 배터리 팩 각각을 상기 복수의 전압구간 중 속하는 전압구간으로 분류하여 상기 복수의 배터리 팩을 복수의 충전그룹으로 구분하며, 전압구간의 전압범위가 낮은 충전그룹부터 전압구간의 전압범위가 높은 충전그룹 순서로 복수의 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 충전을 제어하는 마스터 BMS를 포함하는, 배터리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 최저 팩 전압값에 상기 기준 전압값의 배수를 더하여 상기 복수의 전압구간을 설정하는, 배터리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 팩은,
    상기 배터리 모듈을 상기 배터리 시스템에 병렬 연결하는 팩 스위치, 그리고
    상기 마스터 BMS와 통신하여 상기 팩 전압 값을 지시하는 메시지를 전송하고, 상기 팩 스위치를 제어하는 신호를 수신하여 상기 팩 스위치를 제어하는 슬레이브 BMS를 더 포함하는, 배터리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    충전되지 않은 복수의 충전그룹 중 대응하는 전압구간의 전압범위가 가장 낮은 충전그룹을 선택하고, 상기 선택된 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 팩 스위치가 턴 온 되도록 상기 슬레이브 BMS를 제어하며, 상기 충전기가 공급하는 충전전류가 소정의 준비시간 동안 소정의 하한 전류량에서 소정의 상한 전류량까지 증가하도록 요청하는 전류증가 요청신호를 상기 충전기로 전송하는, 배터리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    충전 중인 배터리 모듈의 팩 전압값이 상기 선택된 충전그룹에 대응하는 전압구간의 최대 전압값에 도달하면, 상기 충전전류가 소정의 종료시간 동안 상기 상한 전류량에서 상기 하한 전류량까지 감소하도록 요청하는 전류감소 요청신호를 상기 충전기로 전송하는, 배터리 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 복수의 배터리 모듈이 충전 중인 상태에서, 상기 복수의 배터리 모듈의 팩 전압값이 충전상한 전압에 도달하면, 상기 전류감소 요청신호를 상기 충전기로 전송하는, 배터리 시스템.
  7. 마스터 BMS가 충전기의 전력으로 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 충전하는 방법으로서,
    상기 복수의 배터리 팩 각각의 팩 전압 중 최저 팩 전압값 및 기준 전압값을 이용하여 복수의 전압구간을 설정하고, 상기 복수의 배터리 팩 각각을 상기 복수의 전압구간 중 속하는 전압구간으로 분류하여 상기 복수의 배터리 팩을 복수의 충전그룹으로 구분하는 그룹핑 단계, 그리고
    전압구간의 전압범위가 낮은 충전그룹부터 전압구간의 전압범위가 높은 충전그룹 순서로 복수의 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 충전을 제어하는 충전 단계를 포함하는, 배터리 충전 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 그룹핑 단계는,
    상기 최저 팩 전압값에 상기 기준 전압값의 배수를 더하여 상기 복수의 전압구간을 설정하는, 배터리 충전 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 충전 단계는,
    충전되지 않은 복수의 충전그룹 중 전압구간의 전압범위가 가장 낮은 충전그룹을 선택하고, 상기 선택된 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 팩 스위치를 턴 온 하여 상기 선택된 충전그룹에 속하는 배터리 팩을 배터리 시스템에 병렬 연결하는 단계,
    상기 충전기가 공급하는 충전전류가 소정의 준비시간 동안 소정의 하한 전류량에서 소정의 상한 전류량까지 증가하도록 요청하는 전류증가 요청신호를 상기 충전기로 전송하여 충전을 시작하는 단계를 포함하는, 배터리 충전 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 충전을 시작하는 단계 이후에,
    충전 중인 배터리 모듈의 팩 전압값이 상기 선택된 충전그룹에 대응하는 전압범위의 최대 전압값에 도달하면, 상기 충전전류가 소정의 종료시간 동안 상기 상한 전류량에서 상기 하한 전류량까지 감소하도록 요청하는 전류감소 요청신호를 상기 충전기로 전송하여 충전을 일시 중단하는 단계를 더 포함하는, 배터리 충전 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 충전을 일시 중단하는 단계 이후에,
    충전되지 않은 충전그룹이 복수인지 판단하는 단계,
    상기 판단결과 단수이면, 최종 충전그룹에 속하는 배터리 팩의 팩 스위치를 턴 온 하여 상기 최종 충전그룹에 속하는 배터리 팩을 배터리 시스템에 병렬 연결하는 단계, 그리고
    전류증가 요청신호를 상기 충전기로 전송하여 상기 복수의 배터리 모듈을 충전하는 단계를 포함하는, 배터리 충전 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 모듈을 충전하는 단계 이후에,
    상기 복수의 배터리 모듈의 팩 전압값이 충전상한 전압에 도달하면, 상기 전류감소 요청신호를 상기 충전기로 전송하여 충전을 종료하는, 배터리 충전 방법.


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