TWI828860B - 電子裝置以及電子裝置的狀態判定方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種電子裝置以及電子裝置的狀態判定方法，目的在於能夠在鋰離子電池達到危險狀態之前事先進行告知，從而確保使用者的安全性。前述電子裝置具備：變形量檢測部，係檢測鋰離子電池的變形量；總充放電量檢測部，係檢測前述鋰離子電池的總充放電量；記憶部，係記憶了表示前述變形量與前述總充放電量的關係的基準資料；狀態判定部，係根據藉由前述變形量檢測部檢測出的前述變形量、藉由前述總充放電量檢測部檢測出的總充放電量以及前述基準資料，進行前述鋰離子電池的狀態判定；以及通知控制部，係根據由前述狀態判定部而行的狀態判定結果來進行通知。

Description

電子裝置以及電子裝置的狀態判定方法
本發明係有關於電子裝置以及電子裝置的狀態判定方法。
在智慧型手機等電子裝置中廣泛使用了鋰離子電池，但已知在使用中會逐漸劣化。隨著鋰離子電池的不斷劣化，由於因充放電造成的內部的層疊體的膨脹、因內部溫度的上升造成的電解液的氣化，顯著地表現出內壓的上升和膨脹。如果放任這樣的鋰離子電池的劣化狀態，則存在造成起火、爆炸的危險性。
另一方面，近年來的行動裝置為了提高與軟體處理的複雜化相對的硬體性能、設計性、方便性，要求兼顧鋰離子電池的小型、薄型化和高輸出化。但是，這意味著鋰離子電池有可能相對於以前容易因細微因素而成為危險狀態。
作為檢測鋰離子電池的劣化來確保裝置的方便性的提高以及使用者的安全的方法，提出了以下的方法：設置壓力感測器用於檢測由於鋰離子電池的膨脹而產生的壓力，根據該壓力感測器的輸出訊號監視鋰離子電池有無變形，向使用者進行鋰離子電池的劣化狀態的告知、警告(參照專利文獻1)。
另外，提出了以下的方法：以微小的時間間隔連續地測定充電中的二次電池的壓力的變動，將壓力變動的微分值與臨限值進行比較，進行警告等(參照專利文獻2)。
[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利第5573169號。 [專利文獻2]日本特開平8-331769號公報。
[發明所欲解決之課題]
但是，在專利文獻1記載的技術中，將檢測出的壓力與預定的臨限值進行比較，因此在鋰離子電池的壓力達到製造者設定的臨限值之前，不會向使用者進行警告。亦即，即使危險的徵兆變得顯著，在實際達到危險狀態之前仍不進行警告。
另外，在專利文獻2記載的技術中，電池的變形量的檢測時序限於充電時，因此，如果沒有在電池劣化的狀態下進行充電，則無法檢測變形量來進行警告等。
這樣，現有技術在鋰離子電池實際達到危險狀態之後才進行警告等，而無法在達到危險狀態之前事先進行警告等的告知。
本發明的目的在於能夠在鋰離子電池實際達到危險狀態之前事先進行告知，從而確保使用者的安全性。 [用以解決課題之手段]
本發明的技術是一種電子裝置，係具備：變形量檢測部，係檢測二次電池的變形量；總充放電量檢測部，係檢測前述二次電池的總充放電量；記憶部，係記憶了基準資料，前述基準資料表示前述變形量與前述總充放電量的關係；狀態判定部，係根據藉由前述變形量檢測部檢測出的前述變形量、藉由前述總充放電量檢測部檢測出的總充放電量、以及前述基準資料，進行前述二次電池的狀態判定；通知控制部，係根據由前述狀態判定部而行的狀態判定結果來進行通知。 [發明功效]
依據本發明，能夠在二次電池實際達到危險狀態之前事先進行告知，而確保使用者的安全性。
以下，參照圖式說明實施方式。在各圖式中，有時對相同的結構部分附加相同的元件符號並省略重複的說明。
此外，在以下說明的實施方式中，作為應用本發明的電子裝置的一個例子而例示智慧型手機。
>第一實施方式> 以下，說明本發明的第一實施方式的電子裝置。
[電子裝置的概要結構] 圖1例示第一實施方式的電子裝置100的概要結構。
在圖1中，電子裝置100具備主體部200、作為電池模組的電池部300。電池部300連接充電器400。
主體部200具備觸控面板顯示器201、操作按鈕202、通訊部203、揚聲器(speaker)204、麥克風205、CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)206、記憶部207、充電控制部209、燈210、振動器211。
觸控面板顯示器201具備顯示部201a、觸控面板201b。觸控面板201b層疊在顯示部201a上。
顯示部201a是液晶顯示器、有機EL(electroluminescence；電致發光)顯示器等顯示裝置。
觸控面板201b檢測使用者的手指等對其表面的接觸、接觸的位置，向CPU206發送檢測訊號。觸控面板201b的檢測方式可以是靜電電容方式、電阻膜方式、表面彈性波方式、紅外線方式、負重檢測方式等任意的方式。
操作按鈕202是接受來自使用者的操作輸入的電源按鈕、音量按鈕等。
通訊部203例如是藉由無線進行通訊的無線通訊模組。通訊部203例如支援2G、3G、4G、5G等通訊規格或近距離無線的通訊規格。
揚聲器204將從CPU206發送的聲音訊號作為聲音輸出。揚聲器204例如輸出藉由電子裝置100播放的動畫的聲音、音樂以及通話時的對方的聲音等。麥克風205將輸入的使用者的聲音等變換為語音訊號發送到CPU206。
CPU206是控制主體部200的各部和電池部300的主控制部。CPU206一邊根據需要參照記憶在記憶部207中的資料，一邊執行記憶在記憶部207中的程式所包含的指令。CPU206根據資料和指令而實現各種功能。
記憶部207構成為包含RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)、快閃記憶體等記憶體。記憶部207記憶設定資料、檢測資料等各種資料、程式。
充電控制部209與電池部300的＋端子和－端子連接，根據電池部300的電壓和電流控制充電器400，藉此對鋰離子電池301進行充電。
燈201是LED(Light Emitting Diode；發光二極體)等光源，根據來自CPU206的控制，進行鋰離子電池301的充電狀態、警告等的告知。
振動器211是根據來自CPU206的控制而進行振動的振動馬達，在警告時進行振動。
電池部300具備鋰離子電池301、形變檢測部302、電壓檢測部303、電流檢測部304、溫度檢測部305、控制部306、記憶部307。
鋰離子電池301是由將複數個單電池連接後的電池組構成的二次電池或由一個單電池構成的二次電池。鋰離子電池301向電池部300內的各部以及主體部200進行供電。亦即，主體部200相對於鋰離子電池301為負載裝置。
形變檢測部302是檢測鋰離子電池301的形變量的感測器。作為形變檢測部302，例如使用將測定對象物產生的形變作為電阻值的變化來進行檢測的形變儀。形變儀的電阻變化例如是使用惠斯通電橋電路轉換為電壓來進行檢測。
形變檢測部302經由黏貼劑等黏貼在鋰離子電池301。例如，如圖2所示，在鋰離子電池301是平板狀的情況下，形變檢測部302黏貼在鋰離子電池301的表面。
此外，形變檢測部302並不限於形變儀，也可以是壓力感測器。
返回到圖1，電壓檢測部303檢測鋰離子電池301的端子間的電壓，向控制部306輸出電壓檢測值。
電流檢測部304例如設置在鋰離子電池301與充電器400之間的充電路徑上。電流檢測部304具備檢測電阻且檢測充電電流和放電電流，向控制部306輸出電流檢測值。
控制部306控制電池部300內的各部。控制部306一邊根據需要參照記憶在記憶部307中的資料，一邊執行記憶在記憶部307中的程式所包含的指令。控制部306根據資料和指令實現各種功能。
溫度檢測部305是檢測鋰離子電池301或其周圍溫度的溫度感測器，向控制部306輸出溫度檢測值。
記憶部307構成為包含RAM、快閃記憶體等記憶體。記憶部307記憶設定資料、檢測資料等各種資料、程式。
[電子裝置的功能結構] 然後，說明藉由CPU206和控制部306實現的功能。
控制部306例如包含滿充電檢測部310、穩定檢測部311、變形量檢測部312、總充放電量檢測部313。
滿充電檢測部310在鋰離子電池301的充電過程中，根據電壓檢測部303檢測出的電壓檢測值以及電流檢測部304檢測出的電流檢測值，檢測鋰離子電池301已充滿電的情況。
鋰離子電池301在已充滿電而停止充電後，持續無負載或微放電的負載狀態，藉此輸出電壓穩定。將剛充滿電後的輸出電壓(充電電壓V1)與之後無負載或微放電的負載狀態持續時的輸出電壓(開路端電壓V2)成為大致恆定的電壓時的電壓之間的差(V1－V2)稱為過電壓。
穩定檢測部311在鋰離子電池301已充滿電後，根據電壓檢測部303檢測出的電壓檢測值以及電流檢測部304檢測出的電流檢測值，檢測已成為穩定的狀態(穩定狀態)的情況。
變形量檢測部312根據形變檢測部302檢測出的鋰離子電池301的形變量，檢測鋰離子電池301相對於開始使用時的變形量P。由於因劣化導致的膨脹、外部壓力而產生鋰離子電池301的變形。此外，變形量P可以是藉由對形變檢測部302檢測出的檢測值進行挑選或求平均而得到的值。另外，變形量P也可以是根據溫度檢測部305檢測出的溫度對形變檢測部302檢測的檢測值進行加權而得到的值。
變形量檢測部312定期地檢測變形量P並記錄到記憶部307中。控制部306當從CPU206接收到變形量P的請求指令時，將記錄在記憶部307中的變形量P發送到CPU206。
總充放電量檢測部313根據從電流檢測部304輸入到控制部306的充電電流和放電電流的電流檢測值，檢測將鋰離子電池301從開始使用起的放電容量與充電容量計算總和而得到的總充放電量C。在此，放電容量是指鋰離子電池301每單位時間放電的電流量的總和。另外，充電容量是指鋰離子電池301每單位時間充電的電流量的總和。此外，總充放電量既可以直接作為容量來處理，也可以依照慣例置換為作為表示二次電池老化的參數而使用的循環計數(充放電次數)。
總充放電量檢測部313定期地檢測總充放電量C並記錄到記憶部307中。控制部306當從CPU206接收到總充放電量C的請求指令時，將記錄在記憶部307中的總充放電量C發送到CPU206。
CPU206例如包含狀態判定部220、通知控制部221。狀態判定部220根據鋰離子電池301的總充放電量C與變形量P的關係，判定鋰離子電池301的狀態。
通知控制部221在藉由狀態判定部220檢測出鋰離子電池301的劣化、故障的情況下，控制顯示部201a、揚聲器204、燈210、振動器211等，向使用者通知警告等。例如，通知控制部221藉由顯示部201a的訊息顯示、揚聲器204的聲音通知、燈210的閃爍、振動器211的振動等進行通知。
[狀態判定動作] 然後，說明由狀態判定部220所進行的狀態判定處理。在本實施方式中，狀態判定部220使用記憶在記憶部207中的基準值、臨限值、上限值等進行判定。
圖3為例示在記憶部207中記憶的基準值P'、臨限值Pth以及上限值Pmax。基準值P'表示與理想的鋰離子電池的總充放電量C相對的變形量P。
鋰離子電池的變形量P並非隨著時間單調增加，而具有在充電時增加在放電時減小這樣的特性。另外，在理想的鋰離子電池中，在總充放電量C與變形量P之間具有相關關係，具有對應於總充放電量C的增加而變形量P增加的趨勢。如果將在能夠進行變形量P的比較的狀態例如充滿電後的穩定狀態下檢測出的總充放電量C與變形量P的關係進行圖表化，則表示出圖3所示的大致線性的關係。
該相關關係由於鋰離子電池、檢測變形量P的形變檢測部302的個體差異而產生偏差，因此較佳為預先從複數個鋰離子電池抽出測定資料，取得中間值或平均值，進行零點校正等，藉此進行模型化。在記憶部207中記憶有模型化的資料(基準資料)。基準資料是表示總充放電量C與基準值P'的關係的資料。此外，記憶部207中記憶的總充放電量C與基準值P'的關係並不限於圖3所示的線性的資料。
臨限值Pth在使用變形量P與基準值P'之間的差值ΔP進行的劣化判定中使用。上限值Pmax在使用變形量P進行的劣化判定中使用。
圖4是表示狀態判定部220的狀態判定處理的流程的流程圖。例如，在藉由穩定檢測部311檢測出穩定狀態的情況下，進行圖4所示的狀態判定處理。
當藉由穩定檢測部311檢測出穩定狀態時，狀態判定部220從控制部306取得總充放電量檢測部313檢測出的總充放電量C(步驟S10)。另外，此時，狀態判定部220從控制部306取得變形量檢測部312檢測出的變形量P(步驟S11)。
首先，狀態判定部220將取得的變形量P與記憶在記憶部207中的上限值Pmax進行比較，判定變形量P是否是上限值Pmax以上(步驟S12)。在變形量P是上限值Pmax以上的情況下(步驟S12：是)，視為鋰離子電池301的狀態達到產生起火、爆炸的危險區域(危險的劣化狀態)，並藉由通知控制部221經由顯示部201a等向使用者通知該情況(步驟S13)。
另一方面，在變形量P小於上限值Pmax的情況下(步驟S12：否)，狀態判定部220從記憶部207讀出與在步驟S10中取得的總充放電量C對應的基準值P'(步驟S14)。狀態判定部220根據下式(1)計算差值ΔP(步驟S15)。
ΔP=P－P'……(1) 然後，狀態判定部220從記憶部207讀出與在步驟S10中取得的總充放電量C對應的臨限值Pth(步驟S16)。此外，在本實施方式中，臨限值Pth是不依存於總充放電量C的固定值。
狀態判定部220將在步驟S15中計算出的差值ΔP與臨限值Pth進行比較，判定差值ΔP是否是臨限值Pth以上(步驟S17)。在差值ΔP是臨限值Pth以上的情況下(步驟S17：是)，視為鋰離子電池301的狀態達到需要注意的狀態，並藉由通知控制部221經由顯示部201a等向使用者通知該情況(步驟S18)。
另一方面，在差值ΔP小於臨限值Pth的情況下(步驟S17：否)，狀態判定部220結束處理。
圖5所示的變形量P的實測例M1表示變形量P成為上限值Pmax以上而達到危險區域的例子。另外，實測例M2表示差值ΔP成為臨限值Pth以上而需要注意的狀態的例子。
[通知例] 然後，說明通知控制部221向使用者通知訊息的例子。
圖6表示在上述步驟S13中在顯示部201a顯示的訊息的一個例子。在步驟S13中，鋰離子電池301處於危險的劣化狀態，因此圖6所示的訊息包含用於表示使用者需要立即向服務中心(support center)等進行諮詢的內容。另外，在本訊息中，嵌入了用於經由網際網路與服務中心等取得連絡的超連結(下劃線部)。
圖7表示在上述步驟S18中在顯示部201a顯示的訊息的一個例子。在步驟S18中，鋰離子電池301處於需要注意的狀態，因此圖7所示的訊息包含的內容表示需要注意今後的電子裝置的使用。
此外，通知控制部221在步驟S13和步驟S18中，也可以與向顯示部201a顯示訊息一起藉由揚聲器204、燈210、振動器211等進行通知。
這樣，依據本實施方式，能夠在鋰離子電池301達到危險狀態之前事先進行告知，能夠確保使用者的安全性。
>第一實施方式的變形例> 在上述第一實施方式中，將臨限值Pth設為固定值，但也可以將臨限值Pth設為依存於總充放電量C而變化的值。圖8表示依存於總充放電量C的臨限值Pth的一個例子。圖8所示的臨限值Pth隨著總充放電量C增加而減小且作為函數或資料表記憶在記憶部207中。
在本變形例中，隨著總充放電量C增加，所允許的差值ΔP的值變小。亦即，總充放電量C越大，則使用了臨限值Pth的劣化狀態的判定會越嚴格地進行。
>第二實施方式> 然後，說明本發明的第二實施方式。第二實施方式中的狀態判定部220的狀態判定處理與第一實施方式不同。在本實施方式中，狀態判定部220根據變形量P的每單位總充放電量的變化量，判定鋰離子電池301的狀態。
以下，將鋰離子電池301的某時間點n的變形量記載為Pn 。另外，將鋰離子電池301的從開始使用時至某時間點n的總充放電量記載為Cn 。
用下式(2)表示某時間點n的變形量Pn 的每單位總充放電量的變化量Sn 。
Sn =(Pn ﹣Pn-1 )/(Cn ﹣Cn-1 )……(2) 在此，n是1以上的整數。另外，Pn-1 、Cn-1 是上次的狀態判定時的變形量和總充放電量。
在本實施方式中，將與變化量Sn 相對的臨限值Sth記憶在記憶部207中。根據圖3所示的基準資料的斜率來決定該臨限值Sth。例如，臨限值Sth是向與總充放電量C相對的基準值P'的斜率附加了作為餘量的預定值而得到的值。另外，預先將變形量Pn 的初始值PO 和總充放電量Cn 的初始值CO 記憶在記憶部207中。
圖9是表示第二實施方式的狀態判定處理的流程的流程圖。例如，在藉由穩定檢測部311檢測出穩定狀態的情況下，進行圖9所示的狀態判定處理。
當穩定檢測部311檢測出穩定狀態時，狀態判定部220從控制部306取得總充放電量檢測部313檢測出的總充放電量Cn (步驟S20)。此外，此時，狀態判定部220從控制部306取得變形量檢測部312檢測出的變形量Pn (步驟S21)。狀態判定部220將所取得的總充放電量Cn 和變形量Pn 記錄到記憶部207中(步驟S22)。
然後，狀態判定部220從記憶部207讀出上次記錄的總充放電量Cn-1 和變形量Pn-1 (步驟S23)，根據上式(2)，計算變形量Pn 的每單位總充放電量的變化量Sn (步驟S24)。然後，狀態判定部220從記憶部207讀出與總充放電量Cn 對應的臨限值Sth(步驟S25)。此外，在本實施方式中，臨限值Sth是不依存於總充放電量Cn 的固定值。
狀態判定部220將在步驟S24中計算出的變化量Sn 與臨限值Sth進行比較，判定變化量Sn 是否為臨限值Sth以上(步驟S26)。在變化量Sn 是臨限值Sth以上的情況下(步驟S26：是)，視為鋰離子電池301的狀態達到需要注意的狀態，並藉由通知控制部221經由顯示部201a等向使用者通知該情況(步驟S27)。
另一方面，在變化量Sn 小於臨限值Sth的情況下(步驟S26：否)，狀態判定部220結束處理。
如圖10所示，變形量P雖由於每個電池的個體差異而偏差大，但變形量P的變化量(亦即斜率)大致是固定的。因此，如本實施方式那樣不根據變形量Pn 自身而是根據變形量P的變化量Sn 進行狀態判定，藉此能夠降低因電池的個體差異造成的錯誤判定。
>第二實施方式的變形例> [第一變形例] 在上述第二實施方式中，將臨限值Sth設為固定值，但也可以將臨限值Sth設為依存於總充放電量C而變化的值。圖11表示依存於總充放電量C的臨限值Sth的一個例子。圖11所示的臨限值Sth隨著總充放電量C增加而減小且作為函數或資料記憶在記憶部207中。
在本變形例中，隨著總充放電量C增加，所允許的變化量Sn 的值變小。亦即，總充放電量C越大，越嚴格地進行使用臨限值Sth的劣化狀態的判定。
[第二變形例] 在上述第二實施方式中，在某時間點n檢測出的總充放電量Cn 與在上次的時間點n-1檢測出的總充放電量Cn-1 的差並不見得始終恆定，因此使用上述公式(2)計算變化量Sn ，但是在能夠將該差(Cn ﹣Cn-1 )看作恆定的情況下，也可以使用藉由下式(3)求出的變化量Dn 來進行判定。
Dn =Pn －Pn-1 ……(3) 在能夠這樣使用上式(3)的情況下，省略了上式(2)的除法部分的處理，計算量減小，因此能夠進行高速的狀態判定處理。
>第三實施方式> 然後，說明本發明的第三實施方式。第三實施方式的狀態判定部220的狀態判定處理與第一實施方式和第二實施方式不同。在本實施方式中，狀態判定部220根據每單位總充放電量的變化量Sn 的變化率判定鋰離子電池301的狀態。
用下式(4)表示某時間點n的變化量Sn 的每單位總充放電量的變化率Rn 。
Rn =(Sn ﹣Sn-1 )/(Cn ﹣Cn-1 )……(4) 在此，n是1以上的整數。另外，Sn-1 、Cn-1 是上次的狀態判定時的變化量和總充放電量。
在本實施方式中，將與變化率Rn 相對的臨限值Rth記憶在記憶部207中。根據圖3所示的基準資料決定該臨限值Rth。另外，預先將變化率Rn 的初始值RO 以及總充放電量Cn 的初始值CO 記憶在記憶部207中。
圖12是表示第三實施方式的狀態判定處理的流程的流程圖。例如，在藉由穩定檢測部311檢測出穩定狀態的情況下，進行圖12所示的狀態判定處理。
當藉由穩定檢測部311檢測出穩定狀態時，狀態判定部220從控制部306取得總充放電量檢測部313檢測出的總充放電量Cn (步驟S30)。此外，狀態判定部220藉由執行與第二實施方式相同的處理(步驟S21至S24)，計算每單位總充放電量的變化量Sn (步驟S31)。狀態判定部220將取得的總充放電量Cn 和變化量Sn 記錄到記憶部207中(步驟S32)。
然後，狀態判定部220從記憶部207讀出上次記錄的總充放電量Cn-1 和變化量Sn-1 (步驟S33)，根據上式(4)，計算變化量Sn 的每單位總充放電量的變化率Rn (步驟S34)。然後，狀態判定部220從記憶部207讀出與總充放電量Cn 對應的臨限值Rth(步驟S35)。此外，在本實施方式中，臨限值Rth是不依存於總充放電量Cn 的固定值。
狀態判定部220將在步驟S34中計算出的變化率Rn 與臨限值Rth進行比較，判定變化率Rn 是否為臨限值Rth以上(步驟S36)。在變化率Rn 為臨限值Rth以上的情況下(步驟S36：是)，視為鋰離子電池301的狀態達到需要注意的狀態，並藉由通知控制部221經由顯示部201a等向使用者通知該情況(步驟S37)。
另一方面，在變化率Rn 小於臨限值Rth的情況下(步驟S36：否)，狀態判定部220結束處理。
在本實施方式中，使用變化率Rn 進行狀態判定，因此能夠迅速地檢測出因鋰離子電池301的劣化等造成的變形的徵兆。
>第三實施方式的變形例> [第一變形例] 在上述第三實施方式中，將臨限值Rth設為固定值，但也可以將臨限值Rth設為依存於總充放電量C而變化的值。圖13表示依存於總充放電量C的臨限值Rth的一個例子。圖13所示的臨限值Rth隨著總充放電量C增加而減小且作為函數或資料表記憶在記憶部207中。
在本變形例中，隨著總充放電量C增加，所允許的變化率Rn 的值變小。亦即，總充放電量C越大，越嚴格地進行使用臨限值Rth的劣化狀態的判定。
[第二變形例] 在上述第三實施方式中，在某時間點n檢測出的總充放電量Cn 與在上次的時間點n-1檢測出的總充放電量Cn-1 的差並非限於始終恆定，因此使用上述公式(4)計算變化量Sn ，但在能夠將該差(Cn ﹣Cn-1 )看作恆定的情況下，也可以使用藉由下式(5)求出的變化率DRn 來進行判定。此外，Dn 是用上式(3)定義的變化量。
DRn =Dn ﹣Dn-1 ……(5) 在能夠這樣地使用上式(5)的情況下，省略了上式(4)的除法部分的處理，計算量變小，因此能夠進行高速的狀態判定處理。
此外，在上述第一實施方式至第三實施方式和變形例中說明的狀態判定處理不只分別單獨地使用，也能夠適當地組合使用。作為組合的方法，能夠將複數個狀態判定處理串聯或並聯地連接。另外，各狀態判定處理中的步驟的順序沒有限制，可以在不產生矛盾的範圍內變更順序。
在上述各實施方式中，進行鋰離子電池301的當前時間點的狀態的判定，但還能夠預測將來的狀態。以下，說明追加了預測鋰離子電池301的將來狀態的功能的實施方式。
>第四實施方式> 圖14例示第四實施方式的電子裝置100a的概要結構。本實施方式的電子裝置100a僅在向CPU206追加了狀態預測部222這點與第一實施方式的電子裝置100的結構不同。
以下，說明狀態預測部222的狀態預測處理。在本實施方式中，狀態預測部222使用在上述狀態判定部220的狀態判定處理中計算出的參數來進行狀態預測處理。
圖15是表示狀態預測部222的狀態預測處理的流程的流程圖。例如，在每次藉由第二實施方式或第三實施方式的狀態判定部220進行狀態判定處理時，執行圖15所示的狀態預測處理。
當藉由狀態判定部220進行了狀態判定處理時，狀態預測部222讀出記錄在記憶部207中的總充放電量Cn 、變形量Pn 、變化量Sn 、基準變化量S'n (步驟S40)。此外，基準變化量S'n 是根據上述基準值P'計算出的基準值P'的變化量，相當於時間點n的基準資料的斜率。
然後，狀態預測部222根據下式(6)所示的函數f(X)，求出滿足f(X)=Pmax的X，將其設為X1(參照圖16)(步驟S41)。
f(X)=Sn (X－Cn )＋Pn ……(6) 另外，狀態預測部222根據下式(7)所示的函數g(X)，求出滿足g(X)=Pmax的X，將其設為X2(參照圖16)(步驟S42)。
g(X)=S'n (X－Cn )＋Pn ……(7) 然後，狀態預測部222判定X1是否為X2以上(步驟S43)。狀態預測部222在X1為X2以上的情況下(步驟S43：是)，將參數Cmax設為X2(步驟S44)。另一方面，狀態預測部222在X1小於X2的情況下(步驟S43：否)，將參數Cmax設為X1(步驟S45)。
然後，藉由通知控制部221，進行基於參數Cmax的預測結果的通知(步驟S46)。該預測結果對應於變形量Pn 達到上限值Pmax的最小的總充放電量。
圖16說明根據函數f(X)、函數g(X)進行的X1、X2的計算處理。
[通知例] 然後，說明本實施方式的預測結果的通知例。
圖17表示在上述步驟S46中在顯示部201顯示的訊息的一個例子。圖17表示將預測結果換算為時間(例如天數、週數、月數等)進行通知的例子。
具體地說，將當前時間點的總充放電量Cn 與Cmax的差除以預先記憶在記憶部207中的每單位時間的充放電量，藉此能夠計算出變形量Pn 達到上限值Pmax為止的剩餘時間。由此，使用者能夠事先掌握之後能夠以怎樣的程度安全地使用電子裝置。
>第四實施方式的變形例> [第一變形例] 與上述第三實施方式的第二變形例同樣地，在能夠將總充放電量的差(Cn －Cn-1 )看作恆定的情況下，能夠將變化量Sn 置換為變化量Dn 。對於基準變化量S'n 也能夠同樣地置換為下式(8)所示的基準變化量D'n 。
D'n =P'n －P'n-1 ……(8) [第二變形例] 在上述第四實施方式中，根據變形量Pn 、變化量Sn 以及基準變化量S'n 進行狀態預測處理，但能夠使用變化量Sn 、基準變化量S'n 、變化率Rn 以及基準變化率R'n 進行狀態預測處理。在該情況下，狀態預測部222使用下式(9)和(10)所示的函數F(X)和G(X)代替上述函數g(X)和f(X)即可。
F(X)=Rn (X－Cn )＋Sn ……(9) G(X)=R'n (X－Cn )＋S'n ……(10) 在此，用下式(11)表示基準變化率R'n 。
R'n =(S'n －S'n-1 )/(Cn －Cn-1 )……(11) 狀態預測部222將滿足F(X)=Smax的X設為X1，將滿足G(X)=Smax的X設為X2即可。Smax是變化量的上限值。
[第三變形例] 在上述第二變形例中，在能夠將總充放電量的差(Cn －Cn-1 )看作恆定的情況下，能夠藉由變化率DRn 和基準變化率DR'n 來置換變化率Rn 和基準變化率R'n 。在此，用下式(12)表示基準變化率DR'n 。
DR'n =D'n －D'n-1 ……(12) >第五實施方式> 然後，說明本發明的第五實施方式。第五實施方式的電子裝置只有由狀態預測部222進行的X1、X2的計算處理與第四實施方式不同。具體地說，在第四實施方式中，使用作為固定值的上限值Pmax，將滿足f(X)=Pmax的X設為X1，將滿足g(X)=Pmax的X設為X2。在本實施方式中，使用依存於總充放電量C而變化的判定用函數代替上限值Pmax來計算X1、X2。
圖18說明第五實施方式的X1、X2的計算處理。在本實施方式中，使用判定用函數t(X)進行X1、X2的計算處理。函數t(X)例如是向基準資料附加了圖8所示的臨限值Pth的函數，隨著總充放電量C的增加而趨近基準值P'。
本實施方式的狀態預測處理只有圖15所示的步驟S41和S42與第三實施方式的狀態預測處理不同。在本實施方式中，將滿足f(X)=t(X)的X設為X1，將滿足g(X)=t(X)的X設為X2。
也能夠對本實施方式應用與第四實施方式相同的變形例。
>第六實施方式> 本實施方式與上述第三實施方式的第二變形例相關聯。在第三實施方式的第二變形例中，使用作為固定值的上限值Smax，將滿足F(X)=Smax的X設為X1，將滿足G(X)=Smax的X設為X2。在本實施方式中，使用依存於總充放電量C而變化的判定用函數代替上限值Smax來計算X1、X2。
圖19說明第六實施方式的X1、X2的計算處理。在本實施方式中，使用判定用函數T(X)進行X1、X2的計算處理。具體地說，與第五實施方式同樣，將滿足F(X)=T(X)的X設為X1，將滿足G(X)=T(X)的X設為X2。根據基準資料設定函數T(X)即可。
也能夠對本實施方式應用與第四實施方式相同的變形例(變形例3)。
>與通知有關的變形例> 然後，說明與通知方法有關的變形例。能夠在判定緊後，在適當的時序進行藉由狀態判定部220判定的狀態判定結果以及藉由狀態預測部222求出的預測結果的通知。例如，能夠在電子裝置的使用時間經過了預定時間的情況、總充放電量增加了預定量以上的情況下，基於時間表(例如每週、每天)進行通知。
另外，也可以在電子裝置的剩餘可使用時間低於預先設定的條件(例如一周、一個月)的情況下，通知狀態預測結果。此外，關於條件，並不限於時間的條件，也可以是充電次數。
圖20是表示通知狀態判定結果和狀態預測結果時的通知方法的一個例子的流程圖。在圖20中，首先，藉由狀態判定部220進行上述的某個判定處理(步驟S50)，當檢測出鋰離子電池301為劣化狀態(例如危險區域)時(步驟S51：是)，藉由通知控制部221進行通知(步驟S52)。該通知與圖4所示的步驟S18的通知相同。
另一方面，在沒有檢測出劣化狀態時(步驟S51：否)，藉由狀態預測部222進行上述的某個狀態預測處理(步驟S53)。之後，通知控制部221判定從上次通知狀態預測結果開始是否經過了預定時間(步驟S54)，在經過了預定時間的情況下(步驟S54：是)，進行通知(步驟S55)。該通知與圖15所示的步驟S46的通知相同。
另一方面，在沒有經過預定時間的情況下(步驟S54：否)，通知控制部221判定從上次通知狀態預測結果開始總充放電量是否增加了預定量以上(步驟S56)，在增加了預定量以上的情況下(步驟S56：是)進行通知(步驟S55)。
另一方面，在沒有增加預定量以上的情況下(步驟S56：否)，通知控制部221判定在時間表中是否是預定的時序(例如一周一次、一月一次的時序)(步驟S57)，在是預定的時序的情況下(步驟S57：是)，進行通知(步驟S55)。
另一方面，在不是預定的時序的情況下(步驟S57：否)，通知控制部221判定鋰離子電池301的剩餘的可使用時間是否為預定時間以下(步驟S58)，在為預定時間以下的情況下(步驟S58：是)進行通知(步驟S55)。另一方面，在不是預定時間以下的情況下(步驟S58：否)處理結束。
圖21(A)和圖21(B)表示狀態預測結果的另一通知例。在圖21(A)中，通知控制部221將過去的充電頻度與狀態預測結果一起顯示，還顯示與今後的充電頻度有關的建議。在圖21(B)中，通知控制部221藉由圖表以時間序列顯示過去的電池的劣化度、今後的劣化度的預測。使用者能夠依照這樣的顯示減少充電次數來抑制電池的劣化。
圖22(A)和圖22(B)表示對狀態預測結果補充通知的通知例。在圖22(A)中，通知控制部221進行以下顯示：建議為了延長鋰離子電池301的壽命進行規格(spec)的設定變更(藉由抑制CPU計算量等來降低消耗電流量、或降低充電速度)。在圖22(B)中，通知控制部221進行與鋰離子電池301的更換建議、維修服務的引導有關的顯示。
>補充> 以下，對滿充電檢測動作和穩定檢測動作進行補充說明。
[滿充電檢測動作] 圖23是說明滿充電檢測動作的流程圖。圖24是例示鋰離子電池301的充電特性的圖表。
當藉由充電控制部209開始充電動作時，如圖23所示，滿充電檢測部310取得藉由電壓檢測部303檢測出的電壓檢測值(步驟S60)，並取得藉由電流檢測部304檢測出的電流檢測值(步驟S61)。
滿充電檢測部310判定所取得的電壓檢測值是否為預定的臨限值Vth以上(步驟S62)。滿充電檢測部310在電壓檢測值為臨限值Vth以上的情況下(步驟S62：是)，判定電流檢測值是否小於預定的臨限值Ith(步驟S63)。
滿充電檢測部310在電流檢測值小於臨限值Ith的情況下(步驟S63：是)，進行時間測量(步驟S64)，判定是否經過了一定時間(步驟S65)。滿充電檢測部310在沒有經過一定時間的情況下(步驟S65：否)，使處理返回到步驟S60。
另外，滿充電檢測部310在電壓檢測值不是臨限值Vth以上的情況(步驟S62：否)以及電流檢測值並非小於臨限值Ith的情況下(步驟S63：否)，對測量時間進行重置(reset)(步驟S67)，使處理返回到步驟S60。
滿充電檢測部310在經過了一定時間的情況下(步驟S65：是)，亦即在電壓是臨限值Vth並且電流小於臨限值Ith的狀態持續了一定時間的情況下，判定為達到滿充電(步驟S66)。在此，一定時間例如是指從10秒到1分鐘的範圍內選擇出的時間。
此外，步驟S60至S63的檢測順序、判定順序並不限於此，能夠適當地變更。
[穩定檢測動作] 然後，更加詳細說明由穩定檢測部311進行的穩定檢測動作。圖25是說明穩定檢測動作的流程圖。
當藉由滿充電檢測部310檢測出滿充電時，穩定檢測部311開始動作，將控制部306中包含的計時器(未圖示)的計數(計時器計數)設定為0(零)(步驟S70)，並使處理轉移到步驟S71。
在步驟S71中，對計時器計數加1，使處理轉移到步驟S72。
在步驟S72中，取得藉由電壓檢測部303測定出的電壓值，使處理轉移到步驟S73。在步驟S73中，取得藉由電流檢測部304測定出的電流值，進行電流累計容量值的計算，使處理轉移到步驟S74。
在步驟S74中，取得藉由溫度檢測部305測定出的溫度，使處理轉移到步驟S75。
在步驟S75中，穩定檢測部311判定計時器計數是否為臨限值以上，在判定為計時器計數不是臨限值以上的情況下(否判定)，使處理返回到步驟S71。另一方面，穩定檢測部311在判定為計時器計數為臨限值以上的情況下(是判定)，使處理轉移到步驟S76。
在步驟S76中，穩定檢測部311判定藉由電流檢測部304測定出的電流值是否小於臨限值，在判定為測定出的電流值並非小於臨限值的情況下(否判定)，使處理轉移到步驟S82。在步驟S82中，將在步驟S72中取得的電壓資料作為上次取得的電壓資料而儲存到記憶部307中，並對電流累計容量進行重置，使處理返回到步驟S70。另一方面，穩定檢測部311在步驟S76中判斷為測定出的電流值小於臨限值的情況下(是判定)，轉移到步驟S77的處理。
在步驟S77中，穩定檢測部311判定在步驟S72中取得的電壓資料是否是開始穩定檢測動作後初始的資料，在判定為是初始資料的情況下(是判定)，使處理轉移到步驟S82。另一方面，穩定檢測部311在判斷為不是初始資料的情況下(否判定)，使處理轉移到步驟S78。
在步驟S78中，穩定檢測部311根據在步驟S74中測定出的測定溫度計算並決定電壓變化率的臨限值，且使處理轉移到步驟S79。
在步驟S79中，穩定檢測部311根據記憶部307中記憶的上次取得的電壓資料和本次取得的電壓資料計算電壓變化率，將計算出的電壓變化率與在步驟S78中決定的電壓變化率的臨限值進行比較。穩定檢測部311在電壓變化率並非小於臨限值的情況下(否判定)，使處理轉移到步驟S82。另一方面，穩定檢測部311在判斷為電壓變化率小於臨限值的情況下(是判定)，使處理轉移到步驟S80。
在步驟S80中，穩定檢測部311判定在步驟S73中計算出的電流累計容量值是否小於臨限值，在判定為電流累計容量值並非小於臨限值的情況下(否判定)，使處理轉移到步驟S82。另一方面，穩定檢測部311在判斷為電流累計容量值小於臨限值的情況下(是判定)，判定為是穩定狀態(步驟S81)。
此外，步驟S70至S82的檢測順序、判定順序並不限於此，能夠適當地變更。
並且，作為穩定檢測部311，也能夠應用日本特開2011-169817號公報等公開的二次電池的剩餘容量計。根據剩餘容量(充電率)的變化率來檢測穩定狀態即可。
在上述各實施方式中，狀態判定部220在藉由穩定檢測部311檢測出穩定狀態的情況下進行狀態判定處理，但狀態判定處理的執行時序並不限於此，也可以是每隔一定時間等其他時序。
另外，在上述實施方式中，作為電子裝置以智慧型手機為例進行了說明，但本發明並不限於智慧型手機，能夠應用於各種電子裝置。
以上，詳細說明了本發明的較佳實施方式，但本發明並不限於上述實施方式，能夠不脫離本發明的範圍地對上述實施方式施加各種變形和置換。
100,100a:電子裝置 200:主體部 201:觸控面板顯示器 201a:顯示部 201b:觸控面板 202:操作按鈕 203:通訊部 204:揚聲器 205:麥克風 206:CPU 207,307:記憶部 209:充電控制部 210:燈 211:振動器 220:狀態判定部 221:通知控制部 222:狀態預測部 300:電池部 301:鋰離子電池 302:形變檢測部 303:電壓檢測部 304:電流檢測部 305:溫度檢測部 306:控制部 310:滿充電檢測部 311:穩定檢測部 312:變形量檢測部 313:總充放電量檢測部 400:充電器
[圖1]是例示第一實施方式的電子裝置的概要結構的方塊圖。 [圖2]例示黏貼了形變檢測部的鋰離子電池。 [圖3]例示在記憶部中記憶的基準值、臨限值以及上限值。 [圖4]是表示狀態判定部的狀態判定處理的流程的流程圖。 [圖5]例示實測的變形量。 [圖6]表示在顯示部顯示的訊息的一個例子。 [圖7]表示在顯示部顯示的訊息的一個例子。 [圖8]表示依存於總充放電量的臨限值的一個例子。 [圖9]是表示第二實施方式的狀態判定處理的流程的流程圖。 [圖10]說明由於電池的個體差異產生的變形量的偏差。 [圖11]表示依存於總充放電量的臨限值的一個例子。 [圖12]是表示第三實施方式的狀態判定處理的流程的流程圖。 [圖13]表示依存於總充放電量的臨限值的一個例子。 [圖14]表示第四實施方式的電子裝置的概要結構。 [圖15]是表示狀態預測部的狀態預測處理的流程的流程圖。 [圖16]說明基於函數f(X)、函數g(X)進行的X1、X2的計算處理。 [圖17]表示在顯示部顯示的訊息的一個例子。 [圖18]說明第五實施方式的X1、X2的計算處理。 [圖19]說明第六實施方式的X1、X2的計算處理。 [圖20]是表示通知狀態判定結果和狀態預測結果時的通知方法的一個例子的流程圖。 [圖21]表示狀態預測結果的另一通知例。 [圖22]表示對狀態預測結果補充進行通知的通知例。 [圖23]是說明滿充電檢測動作的流程圖。 [圖24]是例示鋰離子電池的充電特性的圖表。 [圖25]是說明穩定檢測動作的流程圖。

Claims (9)

  1. 一種電子裝置，係具備：變形量檢測部，係檢測二次電池的變形量；總充放電量檢測部，係檢測前述二次電池的總充放電量，前述總充放電量為將從前述二次電池開始使用起由前述二次電池所放電的充電容量與從前述二次電池開始使用起充電至前述二次電池的充電容量計算總和而得；記憶部，係記憶了基準資料，前述基準資料表示前述變形量與前述總充放電量的關係；狀態判定部，係根據藉由前述變形量檢測部檢測出的前述變形量、藉由前述總充放電量檢測部檢測出的從前述二次電池開始使用起的前述總充放電量以及前述基準資料，進行前述二次電池的狀態判定；以及通知控制部，係根據由前述狀態判定部而行的狀態判定結果來進行通知。
  2. 如請求項1所記載之電子裝置，其中前述狀態判定部計算藉由前述變形量檢測部檢測出的前述變形量與作為前述基準資料而記憶的相對於前述總充放電量的基準變化量的差值；前述通知控制部在前述差值為臨限值以上的情況下進行通知。
  3. 如請求項1或2所記載之電子裝置，其中前述狀態判定部計算藉由前述變形量檢測部檢測出的前述變形量的每單位總充放電量的變化量；前述通知控制部在前述變化量為臨限值以上時進行通知。
  4. 如請求項1或2所記載之電子裝置，其中前述狀態判定部計算藉由前述變形量檢測部檢測出的前述變形量的每單位總充放電量的變化量的每單位總充放電量的變化率；前述通知控制部在前述變化率為臨限值以上的情況下進行通知。
  5. 如請求項1或2所記載之電子裝置，其中具備：狀態預測部，係根據藉由前述變形量檢測部檢測出的前述變形量的每單位總充放電量的變化量，預測前述二次電池的將來的狀態。
  6. 如請求項5所記載之電子裝置，其中具備：滿充電檢測部，係檢測前述二次電池的滿充電；以及穩定檢測部，係在藉由前述滿充電檢測部檢測出滿充電後檢測穩定狀態；前述狀態判定部在藉由前述穩定檢測部檢測出穩定狀態的情況下，進行前述二次電池的狀態判定。
  7. 一種電子裝置的狀態判定方法，前述電子裝置具有記憶部，前述記憶部記憶了基準資料，前述基準資料表示二次電池的變形量與二次電池的總充放電量的關係；前述電子裝置的狀態判定方法具有：第一步驟，取得前述二次電池的變形量；第二步驟，檢測前述二次電池的總充放電量，前述總充放電量為將從前述二次電池開始使用起由前述二次電池所放電的充電容量與從前述二次電池開始使用起充電至前述二次電池的充電容量計算總和而得；第三步驟，根據在前述第一步驟取得的前述變形量、在前述第二步驟檢測的從前述二次電池開始使用起的前述總充放電量、以及表示前述變形量與前述總充放電量的關係的前述基準資料，進行前述二次電池的狀態判定；以及第四步驟，根據前述第三步驟中的狀態判定結果進行通知。
  8. 一種電子裝置，係具備：變形量檢測部，係檢測二次電池的變形量；總充放電量檢測部，係檢測前述二次電池的總充放電量； 記憶部，係記憶了基準資料，前述基準資料表示前述變形量與前述總充放電量的關係；狀態判定部，係根據藉由前述變形量檢測部檢測出的前述變形量、藉由前述總充放電量檢測部檢測出的總充放電量以及前述基準資料，進行前述二次電池的狀態判定；以及通知控制部，係根據由前述狀態判定部而行的狀態判定結果來進行通知；前述狀態判定部係使用由前述變形量檢測部檢測出的前述變形量，計算以下三者中的其中之一，以進行與臨限值比較的前述二次電池的狀態判定：前述變形量與作為前述基準資料而記憶的相對於前述總充放電量的基準變化量的差值；前述變形量的每單位總充放電量的變化量；以及前述變形量的每單位總充放電量的變化量的每單位總充放電量的變化率。
  9. 一種電子裝置的狀態判定方法，前述電子裝置具有記憶部，前述記憶部記憶了基準資料，前述基準資料表示二次電池的變形量與二次電池的總充放電量的關係；前述電子裝置的狀態判定方法具有：第一步驟，取得前述二次電池的變形量；第二步驟，取得前述二次電池的總充放電量；第三步驟，根據在前述第一步驟取得的前述變形量、在前述第二步驟取得的總充放電量、以及表示前述變形量與前述總充放電量的關係的前述基準資 料，進行前述二次電池的狀態判定；以及第四步驟，根據前述第三步驟中的狀態判定結果進行通知；於前述第三步驟中，使用前述變形量，計算以下三者中的其中之一，以進行與臨限值比較的前述二次電池的狀態判定：前述變形量與作為前述基準資料而記憶的相對於前述總充放電量的基準變化量的差值；前述變形量的每單位總充放電量的變化量；以及前述變形量的每單位總充放電量的變化量的每單位總充放電量的變化率。
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