本发明涉及一种用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置和方法，更特别地，涉及一种通过使用实时电流监控方法，与常规电池单元故障检测技术相比，能够减少故障检测所需时间的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置和方法。
背景技术：
目前，已经在积极进行对次级电池的研究和发展。此处，次级电池作为可充电和放电的电池，意味着其包括常规ni/cd电池和ni/mh电池以及当前的锂离子电池。在次级电池当中，锂离子电池的优势在于能量密度比常规ni/cd电池和ni/mh电池高很多，而且，锂离子电池容易被制作成小尺寸，从而可用作移动装置的电源。此外，锂离子电池的使用范围能够扩展到电动车辆的电源，从而锂离子电池作为下一代能量存储介质吸引了注意。
同时，在电池单元制造工艺中，在所制造的电池单元中发生的未知放电电流是使得电池单元电压不正常下降的一种故障类型。基于电池单元的电压特性检测电池单元故障的常规技术中，从完成电池单元制造到检测到故障的时间点的时间周期很长，降低了电池单元的产率。
因此，需要开发一种与基于电池单元的电压特性的电池单元常规故障检测技术相比，能减少检测时间从而增加电池单元的产速的使用未知放电电流的新型电池单元故障检测技术。
技术实现要素：
技术问题
本发明提供了一种通过使用未知放电电流，与常规电池单元故障检测方法相比，减少了检测时间的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的新型装置和方法。
技术方案
根据示范性实施例，提供了一种用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的方法。所述方法包括：在电池单元和用于提供充电功率的电源之间串联连接检测器的检测器连接操作；确定由充电功率进行的电池单元的充电进程是否超过预定的电池单元指定充电基准时间的测试适当充电时间确定操作；如果电池单元的充电进程超出电池单元指定充电基准时间，则实时测量电池单元的电流值的电流实时测量操作；确定实时测量的电池单元的电流值是否超过预定的电池单元指定故障确定基准电流范围值的未知放电电流监控操作；和如果电池单元的电流值超出预定的电池单元指定故障确定基准电流范围值，则确定电池单元的状态为发生未知放电的故障状态的故障检测完成操作。
故障检测完成操作可进一步包括：通过扬声器、显示单元和灯中的至少一种表达故障状态的故障检测通知操作。
根据另一示范性实施例，提供了一种用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的方法，所述方法包括：在电池单元和用于提供充电功率的电源之间串联连接检测器的检测器连接操作；确定由充电功率进行的电池单元的充电进程是否超过预定的电池单元指定充电基准时间的测试适当充电时间确定操作；如果电池单元的充电进程超出电池单元指定充电基准时间，则实时测量电池单元的电流值的电流实时测量操作；在存储元件中积聚和存储每一测量时间实时测量的电池单元的电流值的电池单元电流积聚存储操作；计算在电池单元积聚存储操作中积聚和存储的电池单元的电流值的电流斜率变化的电流斜率变化计算操作；确定在电流斜率变化计算操作中计算的电流斜率变化是否超出预定的电池单元指定故障确定基准电流斜率变化值的未知放电电流监控操作；和如果电流斜率变化值超出预定的电池单元指定故障确定基准电流斜率变化值，则确定电池单元的状态为发生未知放电的故障状态的故障检测完成操作。
故障检测完成操作可进一步包括：通过扬声器、显示单元和灯中的至少一种表达故障状态的故障检测通知操作。
根据另一示范性实施例，提供了一种用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置，所述装置串联连接在电池单元和用于提供充电功率的电源之间，所述装置包括：被配置成事先存储电池单元指定故障确定基准电流范围值和电池单元指定充电基准时间的存储元件；被配置成测量电池单元的实时电流的电流测量单元；和控制单元，所述控制单元被配置成确定通过充电功率进行的电池单元的充电进程是否超出电池单元指定充电基准时间，如果电池单元的充电进程超出电池单元指定充电基准时间，则确定在电流测量单元中实时测量的电池单元的电流值是否超出电池单元指定故障确定基准电流范围值，如果电池单元的电流值超出电池单元指定故障确定基准电流范围值，则确定电池单元的状态为发生未知放电的故障状态。
控制单元可进一步包括：被配置成确定电池单元的充电进程是否超出电池单元指定充电基准时间的测试适当充电时间确定单元；和被配置成如果电池单元的充电进程超出电池单元指定充电基准时间，则确定实时测量的电池单元的电流值是否超出电池单元指定故障确定基准电流范围值的故障确定单元。
所述装置可进一步包括扬声器、显示单元和灯中的至少一种，其中控制单元可进一步包括被配置成通过扬声器、显示单元和灯中的至少一种表达电池单元的故障状态的故障检测通知单元。
根据另一示范性实施例，提供了一种用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置，所述装置串联连接在电池单元和用于提供充电功率的电源之间，所述装置包括：被配置成事先存储电池单元指定故障确定基准电流变化值和电池单元指定充电基准时间的存储元件；被配置成测量电池单元的实时电流的电流测量单元；和控制单元，所述控制单元被配置成确定通过充电功率进行的电池单元的充电进程是否超出电池单元指定充电基准时间，在存储元件中积聚和存储电流测量单元在每一测量时间实时测量的电池单元的电流值，计算积聚和存储的电池单元的电流值的电流斜率变化，确定所计算的电流斜率变化是否超出电池单元指定故障确定基准电流变化值，如果电流斜率变化值超出预定的电池单元指定故障确定基准电流斜率变化值，则确定电池单元的状态为发生未知放电故障的故障状态。
控制单元可进一步包括：被配置成确定电池单元的充电进程是否超出电池单元指定充电基准时间的测试适当充电时间确定单元；和被配置成如果电池单元的充电进程超出电池单元指定充电基准时间，则在存储元件中积聚和存储电流测量单元在每一测量时间实时测量的电池单元的电流值的电池单元电流积聚存储单元；被配置成根据积聚和存储的电池单元的电流值计算电流斜率变化的电流斜率变化计算单元；和电流斜率确定单元，所述电流斜率确定单元被配置成确定计算的电流斜率变化是否超出电池单元指定故障确定基准电流变化值，如果电流斜率变化值超出预定的电池单元指定故障确定基准电流斜率变化值，则确定电池单元的状态为发生未知放电故障的故障状态。
所述装置可进一步包括扬声器、显示单元和灯中的至少一种，其中控制单元可进一步包括被配置成通过扬声器、显示单元和灯中的至少一种表达电池单元的故障状态的故障检测通知单元。
有益效果
根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置和方法包括：在检测由于未知放电电流导致的电池单元故障时，实时监控电池单元电流和根据监控的电池单元电流判断由于未知放电电流导致的电池单元故障，因此可以缩短常规技术中检测由于未知放电电流导致的电池单元故障所需的时间，从而缩短最终电池单元的制造时间。
此外，根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置和方法能够检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的发生时间，从而能够在发生故障时立即执行故障检测。
附图说明
图1是示出正常电池单元和缺陷电池单元的电压特性的示意图。
图2是示出根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置的示意图。
图3是示出根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置的具体结构的具体结构图。
图4是示出根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置的具体结构的具体结构图。
图5是示出根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的方法的流程图。
图6是示出根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的方法的流程图。
图7是示出根据本发明实施例的未知放电电流的测量原理的示意图。
图8是示出由于未知放电电流导致的故障状态的电池单元和正常状态的电池单元的电流特性的示意图。
图9是示出根据本发明实施例的由于未知放电电流导致的缺陷电池单元的故障状态检测时间点的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图具体描述本发明的实施例。但是，本发明可体现为不同形式且不应将其解释为限于本文列出的实施例，相反，提供这些实施例为了使本公开完整且全面，且将本发明的范围全部传达给本领域技术人员。
根据本发明实施例的电池单元可存储电能并提供所存储的电能。此处，不特别限制电池单元类型。例如，电池单元类型可包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢化物电池、镍锌电池等。
首先，为了帮助理解根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置和方法，将参考图1描述由于未知放电电流导致的电池单元故障的常规检测技术。
1.基于电池单元电压特性的电池单元常规故障检测技术
图1是示出正常电池单元和缺陷电池单元的电压特性的示意图。
参考图1，与正常状态的电池单元的电压特性相比，缺陷状态的电池单元的电压特性随着时间急剧降低。基于这种电压特性的常规电池单元故障检测技术通过以下过程执行电池单元的故障检测。
将所制造的电池单元充电预定时间的操作。
测量被充电的电池单元的电压一次的操作。
在一次测量几天之后，再次测量电池单元的电压的操作。
确定最初测量的电压和再次测量的电压之间的电压差的值是否等于或大于预定的缺陷电池单元确定基准值的操作。
当电压差的值等于或大于预定的缺陷电池单元确定基准值时，确定电池单元中发生未知放电电流故障的故障检测操作。
在上述操作中执行的基于常规电池单元的电压特性的常规电池单元故障检测技术的问题在于，花费几天时间来检测所制造的电池单元的由于未知放电电流导致的故障。
此外，由于采用基于常规电池单元的电压特性的常规电池单元缺陷检测技术，且良品电池的制造包括缺陷检查所需的时间，因此引起制造单位价格上涨。
另一方面，因为根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置和方法是基于由于未知放电电流导致的电池单元电流特性，因此可以减少检测电池单元故障所需的时间。
2.根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置
图2是示出根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置的实例图，图3是示出根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置的具体结构的具体结构图。
参考图2，根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100在电池单元200和为电池单元200提供充电功率的电源300之间串联连接，使得可以检测电池单元200是否处于由于未知放电电流导致的缺陷状态。
电池单元200可由电源300提供的充电功率充电。
用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100可针对电池单元200检测由于未知放电电流导致的故障。
参考图3，根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100可被配置成包括电流测量单元110、存储元件120和控制单元160。
根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100可被配置成根据规格(specification)进一步包括扬声器130、显示单元140和灯150中的至少一种。
电流测量单元110可根据控制单元160的控制，实时测量电池单元200的电流。
存储元件120可根据控制单元160的控制，事先存储电池单元指定故障确定基准电流范围值和电池单元指定充电基准时间。此处，电池单元指定充电基准时间可包括电池单元指定最小充电时间信息，以在电池单元200开始检测由于未知放电电流导致的故障之前持续充电。
电池单元指定故障确定基准电流范围值可包括针对充电时间的正常状态的电池单元指定电流值。电池单元指定故障确定基准电流范围值可用作用于确定由于未知放电电流导致的故障的基准值。
控制单元160可包括测试适当充电时间确定单元161、故障确定单元162和故障检测通知单元163。
测试适当充电时间确定单元161可确定通过电源300的充电功率进行的电池单元200的充电是否超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定充电基准时间。为了没有误差地精确检测由于未知放电电流导致的电池单元200故障，必须针对每个电池单元执行超过预定充电时间的充电。
如果电池单元200的充电超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定充电基准时间，则故障确定单元162可确定电流测量单元110实时测量的电池单元200的电流值是否超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定故障确定基准电流范围值。
如果实时测量的电池单元200的电流值超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定故障确定基准电流范围值，则故障确定单元162可确定电池单元200的状态为发生未知放电的故障状态。
当故障确定单元162确定电池单元200的状态为故障状态时，故障检测通知单元163可通过扬声器130、显示单元140和灯150中的至少一种将电池单元200的状态表达为故障状态。
3.根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的方法
图5是示出根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的方法的流程图。
参考图5，根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100可执行串联连接于电池单元200和为电池单元200提供充电功率的电源300之间的检测器连接操作(s510)。
之后，用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100的控制单元160可执行确定通过电源300提供的充电功率进行的电池单元200的充电进程是否超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定充电基准时间的测试适当充电时间确定操作(s520)。
如果电池单元200的充电进程超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定充电基准时间，则控制单元160可执行通过电流测量单元110实时测量电池单元200的电流值的电流实时测量操作(s530)。
之后，控制单元160可执行确定电流测量单元110实时测量的电池单元200的电流值是否超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定故障确定基准电流范围值的未知放电电流监控操作(s540)。
如果实时测量的电池单元200的电流值超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定故障确定基准电流范围值，则控制单元160可执行确定电池单元200的状态为发生未知放电的故障状态的故障检测完成操作(s550)。
此外，通过控制单元160执行的故障检测完成操作(s550)可包括通过扬声器130、显示单元140和灯150中的至少一种表达电池单元200的故障状态的故障检测通知操作。
4.根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置
图4是示出根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置的具体结构的具体结构图。
参考图4，根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100可被配置成包括电流测量单元110、存储元件120和控制单元160。
根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100可被配置成根据规格进一步包括扬声器130、显示单元140和灯150中的至少一种。
除了存储元件120的存储信息以及控制单元160的部分配置之外，根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100与参考图1具体描述的根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100相同。因此，将省略与图1相同的部件的具体描述。
存储元件120可根据控制单元160的控制，事先存储电池单元指定故障确定基准电流范围变化值和电池单元指定充电基准时间。此处，电池单元指定充电基准时间可包括电池单元指定最小充电时间信息，以在电池单元200开始检测由于未知放电电流导致的故障之前持续充电。电池单元指定故障确定基准电流范围变化值可包括针对充电时间的正常状态的电池单元指定电流变化值。电池单元指定故障确定基准电流范围变化值可用作用于确定由于未知放电电流导致的故障的基准值。
控制单元160被配置成包括测试适当充电时间确定单元161、电池单元电流积聚存储单元164、电流斜率变化计算单元165、电流斜率确定单元166和故障检测通知单元163。
测试适当充电时间确定单元161可确定通过电源300的充电功率进行的电池单元200的充电是否超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定充电基准时间。为了没有误差地精确检测由于未知放电电流导致的电池单元200故障，必须针对每个电池单元进行超出预定充电时间的充电。
如果电池单元200的充电进程超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定充电基准时间，则电池单元电流积聚存储单元164可积聚和存储电流测量单元110在每一测量时间实时测量的电池单元200的电流值。
之后，电流斜率变化计算单元165可根据电池单元电流积聚存储单元164在存储元件120中积聚的电池单元200电流值计算电流斜率变化。
之后，电流斜率确定单元166可确定电流斜率变化计算单元165计算的电流斜率变化是否超出事先存储在存储元件120中的电池单元故障确定基准电流变化值。
之后，如果电流斜率变化计算单元165计算的电流斜率变化超出事先存储在存储元件120中的电池单元故障确定基准电流变化值，则电流斜率确定单元166可确定电池单元200的状态为发生未知放电故障的故障状态。
当电流斜率确定单元166确定电池单元200的状态为故障状态时，故障检测通知单元163可通过扬声器130、显示单元140和灯150中的至少一种将电池单元200的状态表达为故障状态。
5.根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的方法
图6是示出根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的方法的流程图。
参考图6，根据本发明另一实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100可执行串联连接于电池单元200和提供充电功率的电源300之间的检测器连接操作(s610)。
之后，用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100的控制单元160可执行确定通过电源300提供的充电功率进行的电池单元200的充电进程是否超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定充电基准时间的测试适当充电时间确定操作(s620)。
如果电池单元200的充电进程超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定充电基准时间，则控制单元160可执行通过电流测量单元110实时测量电池单元200的电流值的电流实时测量操作(s630)。
之后，控制单元160可执行在存储元件120中积聚和存储每一测量时间实时测量的电池单元100的电流值的电池单元电流积聚存储操作(s640)。
之后，控制单元160可执行根据电池单元电流积聚存储操作(s640)中积聚和存储在存储元件120中的电池单元200电流值计算电流斜率变化的电流斜率变化计算操作(s650)。
之后，控制单元160可执行确定电流斜率变化计算操作(s650)中计算的电流斜率变化值是否超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定故障确定基准电流斜率变化值的未知放电电流监控操作(s660)。
如果计算的电流斜率变化值超出事先存储在存储元件120中的电池单元指定故障确定基准电流斜率变化值，则控制单元160可执行确定电池单元200的状态为发生未知放电的故障状态的故障检测完成操作(s670)。
此外，通过控制单元160执行的故障检测完成操作(s670)可包括通过扬声器130、显示单元140和灯150中的至少一种表达电池单元200的故障状态的故障检测通知操作。
6.根据本发明实施例的未知放电电流的测量原理
图7是示出根据本发明实施例的未知放电电流测量原理的示意图。
参考图7，电池单元200可由右侧所示的等效电路表达。
电流a表示在具有引起未知放电电流的电阻部件的缺陷状态下的电池单元200的电流。
电流b表示具有引起基础自放电电流的电阻部件的电池单元200的电流。
电流c表示当通过电源300提供的充电功率施加电压时在电池单元200中充电的电流。
在电池单元200的正常状态下，通过电源300仅将电流b和电流c施加到电池单元200的内部，且不存在电流a。
之后，由于正常状态下的电池单元200被充电且成为充满电的状态，因此电流c降低且仅存在电流b，使得电流总量降低。
更具体地，图8是示出由于未知放电电流导致的故障状态的电池单元和正常状态的电池单元的电流特性的示意图。
参考图8，对于正常状态下的a类(a-class)单元的电流特性，随着持续充电和变为充满电状态，电流总量降低。对于除了a类单元之外的其余单元，随着持续充电和变成充满电状态，电流总量与电流a的增加量成比例地快速增加或者缓慢增加。
图9是示出根据本发明实施例的由于未知放电电流导致的缺陷电池单元的故障状态检测时间点的示意图。
参考图9，根据本发明实施例的用于检测由于未知放电电流导致的电池单元故障的装置100，通过使用参考图8和图9描述的电池单元200的电流特性，在充电的电池单元200中，当未知放电电流导致电流总量增加时，可立即进行检测。因此，与基于电压特性的常规电池单元故障检测技术相比，可以减少故障检测所需的时间。
另一方面，尽管参考上述实施例具体描述了本发明的技术想法，但是应当注意，上述实施例是用于解释的目的而不是用于限制的目的。对本领域技术人员显而易见的是，在本发明中可做出各种修改和变化而不超出本发明的精神和范围。