JP2008268082A - 携帯端末用バッテリの検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末テスタに接続された集計管理装置とバッテリチェッカとを用いて携帯端末用バッテリの検査を行う携帯端末用バッテリの検査装置及び検査方法を提供する。
【解決手段】携帯端末用バッテリの検査装置には、携帯端末１３の特性を測定する携帯端末テスタ１１と、バッテリ１４の特性を測定するバッテリチェッカ１２と、携帯端末テスタ１１とネットワーク４３を介して接続される集計管理装置４１と、携帯端末１３の通信を管理する通信管理装置４２と、が接続されており、これらにより携帯端末用のバッテリ１４を検査する。また、集計管理装置４１は必要に応じて通信管理装置４２と通信を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末用バッテリの検査装置に関し、特に、携帯端末テスタに接続されたバッテリチェッカ及び集計管理装置を用いて携帯端末用バッテリの検査を行う携帯端末用バッテリの検査装置及び検査方法に関する。

近年、携帯電話機等の携帯端末には、音声通話機能の他にインターネットアクセス機能、デジタルカメラ機能及びテレビ電話機能などのように多くの機能が組み込まれている。これらの機能を実行するためには多くの電力を消費することとなる。このため、従来より用いられていたニッケルカドミュウム電池やニッケル水素電池等の二次電池では、必要とされる電力を供給するバッテリが大型化することから、これらの電池と比較して出力電圧とエネルギー密度とが高く、かつ、小型化が可能なリチウムイオン電池が携帯端末に用いられるようになった。

二次電池は充放電を繰り返すことにより、バッテリの電圧の低下とバッテリ容量の減少が発生する。このような電圧の低下及び容量の減少はバッテリの容量劣化と呼ばれている。容量劣化は、携帯端末の使用頻度や使用時間と、バッテリの充放電サイクル数などの使用状況に大きく影響される。リチウムイオン電池も同様な容量劣化が発生するが、消費電力の大きな携帯端末に用いられているリチウムイオン電池では変化の度合いが相対的に大きく、携帯端末の動作時間が急に短くなったり、突然使えなくなったりする。

このような電池の劣化に関して非特許文献１には、リチウムイオン電池の劣化を評価する容量劣化評価方法が示されている。また、特許文献１には、鉛蓄電池の劣化判定方法及び劣化判定器に関する技術が開示されている。

特開平５−２８１３０９号公報 竹野、ほか、"移動端末用リチウムイオン電池の容量劣化特性"ＮＴＴ ＤｏＣｏＭｏテクニカルジャーナル、Ｖｏｌ．１３ Ｎｏ．４、ｐ６２−ｐ６５

上述したように、従来からバッテリの劣化判定を行うバッテリチェッカは存在していたが、携帯端末テスタを用いて携帯端末用バッテリを検査する携帯端末用バッテリの検査装置は存在していなかった。

そこで、本発明は、携帯端末テスタに接続された集計管理装置とバッテリチェッカとを用いて携帯端末用バッテリの検査を行う携帯端末用バッテリの検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

以上のような目的を達成するために、本発明に係る携帯端末用バッテリの検査装置は、携帯端末用バッテリの特性を測定するバッテリチェッカと、測定されたバッテリ特性を管理する集計管理装置と、携帯端末の特性を測定すると共に測定されたバッテリ特性を集計管理装置に送信する携帯端末テスタと、を含む携帯端末用バッテリの検査装置において、携帯端末テスタは、接続されたバッテリチェッカを用いて携帯端末用バッテリの特性を測定する特性測定手段と、ネットワーク接続された集計管理装置からバッテリ容量を推定するためのパラメータを取得して記憶するパラメータ記憶手段と、特性測定手段にて取得したバッテリ特性と記憶されたパラメータとに基づいてバッテリ容量を推定する容量推定手段と、予め設定された判定用しきい値と推定されたバッテリ容量とに基づいてバッテリの良否を判定する良否判定手段と、不良と判定されたバッテリのバッテリ特性及びバッテリ容量をバッテリチェッカにて測定する容量測定手段と、を有し、集計管理装置は、予め設定されたパラメータを記憶し、複数の携帯端末テスタの容量測定手段で測定された情報を取得して統計処理に基づいてパラメータを更新するパラメータ更新手段と、更新されたパラメータを携帯端末テスタに送信する送信手段と、を有し、集計管理装置によって集計された情報と、バッテリチェッカにて測定された情報と、に基づいてバッテリを検査することを特徴とする。

また、本発明に係る携帯端末用バッテリの検査装置において、携帯端末又は携帯端末用バッテリは、充放電の頻度情報を記憶し、携帯端末テスタは、記憶された頻度情報を携帯端末又は携帯端末用バッテリから取得する頻度情報取得手段を有することを特徴とする。

さらに、本発明に係る携帯端末用バッテリの検査装置において、携帯端末テスタは、携帯端末用バッテリのロット番号を取得するロット番号取得手段を有することを特徴とする。

さらにまた、本発明に係る携帯端末用バッテリの検査装置において、携帯端末テスタは、携帯端末から顧客情報を取得する顧客情報取得手段を有することを特徴とする。

本発明に係る携帯端末用バッテリの検査方法は、携帯端末テスタがバッテリチェッカを用いて携帯端末用バッテリの特性を測定し、携帯端末の特性を測定すると共に測定した情報を集計管理装置に送信する携帯端末テスタ工程と、携帯端末テスタから集計管理装置に送信された情報を管理する集計管理工程と、を含む携帯端末用バッテリの検査方法において、携帯端末テスタ工程は、ネットワーク接続された集計管理装置からバッテリ容量を推定するためのパラメータを取得して記憶するパラメータ記憶工程と、接続されたバッテリチェッカを用いて携帯端末用バッテリの特性を測定する特性測定工程と、特性測定工程にて取得したバッテリ特性と記憶されたパラメータとに基づいてバッテリ容量を推定する容量推定工程と、予め設定された判定用しきい値と推定されたバッテリ容量とに基づいてバッテリの良否を判定する良否判定工程と、不良と判定されたバッテリのバッテリ特性及びバッテリ容量をバッテリチェッカにて測定する容量測定工程と、を含み、集計管理工程は、予め設定されたパラメータを記憶し、複数の携帯端末テスタの容量測定工程で測定された結果を取得して統計処理に基づいてパラメータを更新するパラメータ更新工程と、更新されたパラメータを携帯端末テスタに送信する送信工程と、を有し、集計管理工程にて集計された情報と、バッテリチェッカにて測定された情報と、に基づいてバッテリを検査することを特徴とする。

また、本発明に係る携帯端末用バッテリの検査方法において、携帯端末又は携帯端末用バッテリは、充放電の頻度情報を記憶し、携帯端末テスタ工程は、記憶された頻度情報を携帯端末又は携帯端末用バッテリから取得する頻度情報取得工程を含むことを特徴とする。

本発明を用いることにより、携帯端末ユーザの実使用状態に基づいたリチウムイオン電池の容量劣化を検査することができるという効果がある。さらに、バッテリ容量の検査によりバッテリの寿命予測や、容量劣化に用いられる相関値や相関式などのパラメータの精度を向上することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。

最初に、図６には本発明を理解する上で参考となる携帯端末用のバッテリの検査処理の流れ（以下、参考検査処理という。）を示す。図６のステップＳ１１０において、携帯端末を使用しているユーザは、携帯端末に関する不具合情報をサービスショップの担当者に伝える。ユーザによって伝えられた情報は、ステップＳ１１２において、不具合情報が受け付けられる。

不具合情報に基づいて、バッテリの不具合が疑われる場合には、バッテリチェッカ１１２にて解析処理が行われる。ステップＳ１１８において、携帯端末１１３のバッテリ１１４が取り外され、バッテリチェッカ１１２に接続されてバッテリの特性測定が実行される。特性測定では、短時間放電電圧測定、放電試験及びインピーダンス試験等を実行する。

バッテリチェッカ１１２は、ステップＳ１２０において、予め測定されていた充放電特性１５１及びバッテリ容量相関特性１５２と、測定されたバッテリ特性と、を用いてバッテリ容量を推定する。次に、ステップＳ１３０において、バッテリチェッカ１１２はバッテリ容量推定処理によって推定されたバッテリ容量が所定値以上である場合には正常と判断し、所定値未満の場合には不良と判定する。ステップＳ１３８において、サービスショップの担当者はバッテリチェッカの診断結果に基づいてユーザに回答する。以上で参考検査処理が終了する。

しかし、この参考検査処理の場合、バッテリの不具合は判定できるが、不具合が初期不良によるものか、又は使用による劣化であるか判断することは難しい。そこで、本実施携帯では、不良と判断された場合はもとより、たとえ正常と判断された場合でも、例えば、劣化時期の予測まで可能とすることを特徴の一つとしている。図１には、本実施形態における携帯端末用バッテリの検査装置の全体構成が示されている。

図１に示す携帯端末用バッテリの検査装置には、携帯端末１３の特性を測定する携帯端末テスタ１１と、バッテリ１４の特性を測定するバッテリチェッカ１２と、携帯端末テスタ１１とネットワーク４３を介して接続される集計管理装置４１と、携帯端末１３の通信を管理する通信管理装置４２と、が接続されている。

また、集計管理装置４１は必要に応じて通信管理装置４２と通信を行うことが可能である。さらに、携帯端末テスタ１１とバッテリチェッカ１２とはサービスショップ１０に設置され、各サービスショップ１０，２０，３０は同様な構成である。次に、検査処理の流れについて述べる。

図２には、携帯端末用バッテリの検査処理の流れが示されている。図１に示したように、本実施形態ではユーザと、サービスショップ１０と、集計管理装置４１と、が協働して処理を実行している。

図２のステップＳ１０において、ユーザは不具合情報をサービスショップ１０の担当者に伝え、担当者は不具合情報を端末（図示せず）に入力する。ステップＳ１２では、受付けられた不具合情報の他に、端末から携帯端末１３を特定する情報が集計管理装置４１に送信される。ステップＳ１４において、集計管理装置４１は上述した通信管理装置４２から携帯端末１３の使用履歴の検索を行い、使用履歴をサービスショップ１０の端末に送信する。さらに、端末で受信されたこれらの情報は携帯端末テスタ１１に送信される。また、ステップＳ１６において携帯端末１３に記憶されたバッテリのシリアル番号、充電回数及び充電間隔などの情報が携帯端末テスタ１１を介して端末に送信される。

携帯端末テスタ１１とバッテリチェッカ１２による特性測定が開始される前に、集計管理装置４１で更新されているバッテリ１４のパラメータ情報であるバッテリ情報（充放電特性５１，バッテリ容量相関特性５２，容量劣化特性５３）が携帯端末テスタ１１に送信される。

携帯端末テスタ１１は、ステップＳ１８において、携帯端末１３から外されたバッテリ１４に、後述する交流インピーダンス試験や短時間放電電圧測定などを実行する。携帯端末テスタ１１は、ステップＳ２０において、上述したバッテリ情報に特性測定により求められた測定値を用いることによりバッテリ容量を推定する。次に、ステップＳ２２において、推定されたバッテリ容量が所定値以上である場合には正常と判断し、ステップＳ３８にて正常と判定する。もし、所定値未満の場合には不良と判定し、ステップＳ２４に移る。ステップＳ２４では、バッテリ交換が必要であり、次に不良品の詳細解析を行うことを端末に表示する。

携帯端末テスタ１１は、ステップＳ２６において、さらに時間をかけて放電試験や交流インピーダンス試験を行い詳細測定を実行して、得られた詳細測定値を集計管理装置４１に送信する。さらに、ステップＳ２８では、携帯端末１３から取得した頻度情報を集計管理装置４１に送信する。

集計管理装置４１はステップＳ３４において、携帯端末テスタ１１より受信した詳細測定値と、バッテリ１４のシリアル番号から製造ロット番号と、頻度情報と、を取得して詳細測定値を仕分けする。さらに、集計管理装置４１はステップＳ３６において、バッテリ情報の各種パラメータを更新する。

これらの処理を行うことで、バッテリ１４が正常と判定された場合には、予測寿命と共に診断結果を表示し、バッテリ１４が不良と判定された場合には、頻度情報と共に裏付け情報を診断結果に表示する。以上で検査処理が終了する。

次に、図３〜５を用いてバッテリ特性の一例を示す。図３にはインピーダンスとバッテリ容量との関係が示され、図４にはバッテリ容量劣化による放電時間とバッテリ電圧との関係が示され、図５にはサイクル数による放電時間とバッテリ電圧との関係が示されている。

まず、図３には１ｋＨｚの交流信号をバッテリに加えた時のインピーダンスを横軸に取り、新品時のバッテリ容量に対する容量パーセンテージを縦軸に取った特性図の一例である。図中、白丸は充電状態（１００％）のバッテリによる特性を示し、黒丸は放電状態（０％）の特性を示している。図３に示す様に、バッテリの充電状態には影響されず、新品のバッテリの容量を１００％とした場合、劣化したバッテリとの関係は、図３のような相関関係を示す。このことから、交流インピーダンスを測定することによりバッテリ容量が推定可能となる。

図４には、バッテリの新品と劣化品とによる短時間放電電圧測定の測定結果の一例が示されている。図に示す様に、新品では電圧降下が、例えば、１０ｍＶであるのに対し、劣化品では、例えば、６０ｍＶの電圧降下となる。このようなことから、バッテリ容量劣化に関連する結果を得ることができる。

図５は、新品のバッテリが充放電サイクルを繰り返すに従い、劣化する状況を充放電時間を横軸に取り、バッテリ電圧を縦軸に取った特性図である。特に、新品から４００サイクルまでは大きな劣化は見られないが、５００サイクルを超えるあたりから急激に放電時間が短くなる現象が観測された。このことから、充放電サイクル数を基にして適時、交流インピーダンス測定や短時間放電電圧測定を補正することが望ましいため、本実施形態において、これらの処理を集計管理装置にて実行した。

以上、上述した様に、本実施形態では、携帯端末又はバッテリに記憶されている頻度情報を携帯端末が読み出し、バッテリ容量推定に用いることにより劣化に関する測定精度を向上することが可能となる。さらに、携帯端末テスタから得られた測定結果に基づいて統計処理を施すことにより相関値や相関式などのパラメータの精度向上が可能となる。

なお、本実施形態では、説明のため、リチウムイオン電池に基づいて説明をしたが、これに限定するものではない。また、本実施形態では、携帯端末テスタにてバッテリ容量推定を行ったが、これに限定するものではなく、バッテリチェッカ又は集計管理装置でも好適に処理することが可能であることはいうまでもない。

本発明の実施形態に係る携帯端末用バッテリの検査装置の全体構成図である。 本発明の実施形態に係る携帯端末用バッテリの検査処理の流れを示す説明図である。 本発明の実施形態に係るバッテリ容量とインピーダンスの関係を示した特性図の一例である。 本発明の実施形態に係るバッテリ容量劣化による放電時間とバッテリ電圧との関係（短時間放電電圧測定）を示す特性図の一例である。 本発明の実施形態に係るサイクル数による放電時間とバッテリ電圧との関係を示す特性図の一例である。 本発明を理解する上で参考となる携帯端末用のバッテリの検査処理の流れを示す説明図である。

符号の説明

１０，２０，３０ サービスショップ、１１ 携帯端末テスタ、１２，１１２ バッテリチェッカ、１３，１１３ 携帯端末、１４，１１４ バッテリ、４１ 集計管理装置、４２ 通信管理装置、４３ ネットワーク、５１，１５１ 充放電特性、５２，１５２ バッテリ容量相関特性、５３ 容量劣化特性。

Claims (6)

1. 携帯端末用バッテリの特性を測定するバッテリチェッカと、測定されたバッテリ特性を管理する集計管理装置と、携帯端末の特性を測定すると共に測定されたバッテリ特性を集計管理装置に送信する携帯端末テスタと、を含む携帯端末用バッテリの検査装置において、
   携帯端末テスタは、
   接続されたバッテリチェッカを用いて携帯端末用バッテリの特性を測定する特性測定手段と、
   ネットワーク接続された集計管理装置からバッテリ容量を推定するためのパラメータを取得して記憶するパラメータ記憶手段と、
   特性測定手段にて取得したバッテリ特性と記憶されたパラメータとに基づいてバッテリ容量を推定する容量推定手段と、
   予め設定された判定用しきい値と推定されたバッテリ容量とに基づいてバッテリの良否を判定する良否判定手段と、
   不良と判定されたバッテリのバッテリ特性及びバッテリ容量をバッテリチェッカにて測定する容量測定手段と、
   を有し、
   集計管理装置は、
   予め設定されたパラメータを記憶し、複数の携帯端末テスタの容量測定手段で測定された情報を取得して統計処理に基づいてパラメータを更新するパラメータ更新手段と、
   更新されたパラメータを携帯端末テスタに送信する送信手段と、
   を有し、
   集計管理装置によって集計された情報と、バッテリチェッカにて測定された情報と、に基づいてバッテリを検査することを特徴とする携帯端末用バッテリの検査装置。
2. 請求項１に記載の携帯端末用バッテリの検査装置において、
   携帯端末又は携帯端末用バッテリは、充放電の頻度情報を記憶し、
   携帯端末テスタは、さらに、記憶された頻度情報を携帯端末又は携帯端末用バッテリから取得する頻度情報取得手段を有することを特徴とする携帯端末用バッテリの検査装置。
3. 請求項１に記載の携帯端末用バッテリの検査装置において、
   携帯端末テスタは、さらに、携帯端末用バッテリのロット番号を取得するロット番号取得手段を有することを特徴とする携帯端末用バッテリの検査装置。
4. 請求項１に記載の携帯端末用バッテリの検査装置において、
   携帯端末テスタは、さらに、携帯端末から顧客情報を取得する顧客情報取得手段を有することを特徴とする携帯端末用バッテリの検査装置。
5. 携帯端末テスタがバッテリチェッカを用いて携帯端末用バッテリの特性を測定し、携帯端末の特性を測定すると共に測定した情報を集計管理装置に送信する携帯端末テスタ工程と、携帯端末テスタから集計管理装置に送信された情報を管理する集計管理工程と、を含む携帯端末用バッテリの検査方法において、
   携帯端末テスタ工程は、
   ネットワーク接続された集計管理装置からバッテリ容量を推定するためのパラメータを取得して記憶するパラメータ記憶工程と、
   接続されたバッテリチェッカを用いて携帯端末用バッテリの特性を測定する特性測定工程と、
   特性測定工程にて取得したバッテリ特性と記憶されたパラメータとに基づいてバッテリ容量を推定する容量推定工程と、
   予め設定された判定用しきい値と推定されたバッテリ容量とに基づいてバッテリの良否を判定する良否判定工程と、
   不良と判定されたバッテリのバッテリ特性及びバッテリ容量をバッテリチェッカにて測定する容量測定工程と、
   を含み、
   集計管理工程は、
   予め設定されたパラメータを記憶し、複数の携帯端末テスタの容量測定工程で測定された結果を取得して統計処理に基づいてパラメータを更新するパラメータ更新工程と、
   更新されたパラメータを携帯端末テスタに送信する送信工程と、
   を有し、
   集計管理工程にて集計された情報と、バッテリチェッカにて測定された情報と、に基づいてバッテリを検査することを特徴とする携帯端末用バッテリの検査方法。
6. 請求項５に記載の携帯端末用バッテリの検査方法において、
   携帯端末又は携帯端末用バッテリは、充放電の頻度情報を記憶し、
   携帯端末テスタ工程は、さらに、記憶された頻度情報を携帯端末又は携帯端末用バッテリから取得する頻度情報取得工程を含むことを特徴とする携帯端末用バッテリの検査方法。

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