(57)【要約】【課題】  ソーラーパネルによって充電される二次電池の劣化を抑制することができる携帯情報端末を提供する。【解決手段】  電池本体７ａを充電するためのソーラーパネル１３と、電池本体７ａ周辺の温度Ｔを検出する温度検出部５２と、電池本体７ａの出力電圧Ｖを検出する電圧検出部５１と、温度Ｔが温度閾値Ｔｃを越え、かつ、出力電圧Ｖが電圧閾値Ｖｃを越えた場合に、電池本体７ａを強制放電させる強制放電判別部５３と、強制放電を計数する強制放電計数部５５と、強制放電の計数結果に基づいて、電池本体７ａの劣化状態を判別する劣化状態判別部５６と、劣化状態判別部５６による判別結果に基づいて、ユーザに対し、電池劣化を報知する劣化状態報知部５７により構成される。【選択図】  図３
2011061391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を充電するためのソーラーパネルと、
筐体内の温度を検出する温度検出手段と、
上記二次電池の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
上記温度が温度閾値を越え、かつ、上記出力電圧が電圧閾値を越えた場合に、上記二次電池を強制放電させる強制放電手段と、
強制放電を計数する強制放電計数手段と、
上記強制放電の計数結果に基づいて、上記二次電池の劣化状態を判別する電池劣化判別手段とを備えたことを特徴とする携帯情報端末。
【請求項２】
上記電池劣化判別手段は、上記強制放電の回数を閾値と比較することにより、上記二次電池の劣化を判別することを特徴とする請求項１に記載の携帯情報端末。
【請求項３】
二次電池を充電するためのソーラーパネルと、
筐体内の温度を検出する温度検出手段と、
上記二次電池の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
上記温度が温度閾値を越え、かつ、上記出力電圧が電圧閾値を越えた場合に、上記二次電池を強制放電させる強制放電手段と、
検出された上記温度及び上記出力電圧に基づいて、強制放電による上記二次電池の劣化深度を求める劣化深度演算手段と、
上記劣化深度を累積する劣化深度累積手段と、
上記劣化深度の累積値に基づいて、上記二次電池の劣化状態を判別する電池劣化判別手段とを備えたことを特徴とする携帯情報端末。
【請求項４】
上記温度及び上記出力電圧を上記劣化深度に対応付けた劣化深度テーブルを備え、
上記劣化深度演算手段は、上記劣化深度テーブルに基づいて劣化深度を算出することを特徴とする請求項３に記載の携帯情報端末。
【請求項５】
上記強制放電手段は、上記累積値に基づいて、強制放電時の放電電流を決定することを特徴とする請求項３に記載の携帯情報端末。
【請求項６】
上記強制放電手段は、検出された上記温度又は上記出力電圧に基づいて、強制放電時の放電電流を決定することを特徴とする請求項１又は３に記載の携帯情報端末。
【請求項７】
上記強制放電手段は、ディスプレイのバックライト及び着信報知用のバイブレータを含む２以上のデバイスを選択的に駆動することによって、上記放電電流を異ならせることを特徴とする請求項６に記載の携帯情報端末。
【請求項８】
上記電池劣化判別手段による判別結果に基づいて、ユーザに対し、電池劣化を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１又は３に記載の携帯情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯情報端末に係り、さらに詳しくは、二次電池を充電するためのソーラーパネルを備えた携帯情報端末の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光や電灯の光を受光して二次電池を充電することができるソーラーパネルを備えた携帯電話機が提案されている。ソーラーパネルは、光を受光して起電力を発生させる複数個のソーラーセル（太陽電池）を直列接続することにより、所望の出力電圧を得る太陽電池モジュールからなる。この様なソーラーパネルを用いて二次電池を充電させれば、携帯機器を屋外で使用する際の電池切れを防ぐことができる。
【０００３】
携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などの携帯情報端末の場合、二次電池として、例えば、リチウムイオン電池が用いられている。リチウムイオン電池は、非水電解質型の二次電池であり、一定レベルを越えて充電された高電圧状態で高温環境下に放置されると、電解質が分解してガスが発生し、電池本体が膨張してしまうことが従来から知られている（例えば、特許文献１及び２）。また、高電圧かつ高温状態でリチウムイオン電池を充電又は放電させると、電池性能が著しく劣化することも知られている。
【０００４】
上述したソーラーパネル付き携帯電話機では、ソーラーパネルを太陽光に曝してリチウムイオン二次電池を充電させるケースが生じると考えられる。この様なケースでは、端末筐体が太陽光に曝されるので、高電圧かつ高温状態で充電が行われる可能性が高い。そこで、ソーラーパネルによる二次電池の充電中、充電電圧が一定レベルを越えた場合に、強制放電させて充電電圧を所定レベルまで下げることにより、電池性能の劣化を防ぐ技術が提案されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５６９００号公報
【特許文献２】特開２０００−２５３５９０号公報
【特許文献３】特開平７−２５０４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ソーラーパネルを用いた二次電池の充電時に強制放電させることは、高電圧かつ高温状態での放電であることから、通常の充放電に比べて、電池性能の劣化が大きいと考えられる。このため、強制放電を繰り返すと、二次電池の寿命が短くなってしまうという問題があった。通常、ユーザは、商用電源を利用して充電し、端末を操作することで放電させるという通常の充放電サイクルの回数が多くなると、電池性能が劣化することを経験上認識している。ところが、高電圧状態で高温環境下に放置したり、ソーラーパネルによる充電時に強制放電させることによって二次電池が劣化することを認識しているユーザは少ない。しかも、ユーザは、ソーラーパネルによる充電時の強制放電がいつ発生したのかを認識できないので、強制放電を繰り返すことによる電池性能の劣化を識別できないという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ソーラーパネルによって充電される二次電池の劣化を抑制することができる携帯情報端末を提供することを目的としている。特に、高電圧かつ高温状態での強制放電による電池性能の劣化を抑制することができる携帯情報端末を提供することを目的としている。また、二次電池の劣化状態を判別することができる携帯情報端末を提供することを目的としている。また、強制放電に起因する二次電池の劣化をユーザに認識させることができる携帯情報端末を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明による携帯情報端末は、二次電池を充電するためのソーラーパネルと、筐体内の温度を検出する温度検出手段と、上記二次電池の出力電圧を検出する電圧検出手段と、上記温度が温度閾値を越え、かつ、上記出力電圧が電圧閾値を越えた場合に、上記二次電池を強制放電させる強制放電手段と、強制放電を計数する強制放電計数手段と、上記強制放電の計数結果に基づいて、上記二次電池の劣化状態を判別する電池劣化判別手段とを備えて構成される。
【０００９】
この様な構成によれば、ソーラーパネルを用いた二次電池の充電時に、深度が深い状態で筐体内が高温になった場合、二次電池を強制放電させることにより、当該二次電池を保護することができる。また、この様な強制放電を計数することにより、満充電状態における温度環境と、それに伴う強制放電とに起因する二次電池の劣化状態を判別することができる。
【００１０】
第２の本発明による携帯情報端末は、上記構成に加えて、上記電池劣化判別手段が、上記強制放電の回数を閾値と比較することにより、上記二次電池の劣化を判別する。この様な構成により、温度環境及び強制放電に起因する二次電池の劣化状態を簡単に判別することができる。
【００１１】
第３の本発明による携帯情報端末は、二次電池を充電するためのソーラーパネルと、筐体内の温度を検出する温度検出手段と、上記二次電池の出力電圧を検出する電圧検出手段と、上記温度が温度閾値を越え、かつ、上記出力電圧が電圧閾値を越えた場合に、上記二次電池を強制放電させる強制放電手段と、検出された上記温度及び上記出力電圧に基づいて、強制放電による上記二次電池の劣化深度を求める劣化深度演算手段と、上記劣化深度を累積する劣化深度累積手段と、上記劣化深度の累積値に基づいて、上記二次電池の劣化状態を判別する電池劣化判別手段とを備えて構成される。
【００１２】
この様な構成によれば、強制放電による二次電池の劣化深度を求め、この劣化深度を累積することにより、満充電状態における温度環境と、それに伴う強制放電とに起因する二次電池の劣化状態を正確に判別することができる。ここで、劣化深度とは、単位時間当たりの劣化の進行度合のことである。
【００１３】
第４の本発明による携帯情報端末は、上記構成に加えて、上記温度及び上記出力電圧を上記劣化深度に対応付けた劣化深度テーブルを備え、上記劣化深度演算手段が、上記劣化深度テーブルに基づいて劣化深度を算出するように構成される。この様な構成によれば、劣化深度を簡単に求めることができる。
【００１４】
第５の本発明による携帯情報端末は、上記構成に加えて、上記強制放電手段が、上記累積値に基づいて、強制放電時の放電電流を決定するように構成される。この様な構成によれば、強制放電を繰り返すことによる二次電池の劣化状態に応じて強制放電させることができる。例えば、劣化深度の累積値から劣化状態を判断し、劣化の度合が大きいほど、強制放電時の放電電流を小さくすることにより、電池劣化の進行を抑制しつつ強制放電させることができる。
【００１５】
第６の本発明による携帯情報端末は、上記構成に加えて、上記強制放電手段が、検出された上記温度又は上記出力電圧に基づいて、強制放電時の放電電流を決定するように構成される。
【００１６】
この様な構成により、高温かつ高電圧の状態に起因して生じる二次電池の劣化と、高温下で行われる強制放電に起因して生じる二次電池の劣化とのバランスをとりながら、二次電池の強制放電を行わせることができる。例えば、出力電圧が高いほど強制放電時の放電電流を大きくすることにより、出力電圧が高い場合には、高温かつ高電圧の状態に起因して電池本体が膨張する前に強制放電によって出力電圧を速やかに下げることができる。一方、出力電圧が低い場合には、高温下の放電に起因して電池性能が劣化するのを抑制しつつ強制放電させることができる。
【００１７】
第７の本発明による携帯情報端末は、上記構成に加えて、上記強制放電手段が、ディスプレイのバックライト及び着信報知用のバイブレータを含む２以上のデバイスを選択的に駆動することによって、上記放電電流を異ならせるように構成される。この様な構成によれば、バックライト及びバイブレータを少なくとも含む複数のデバイスのうち、１又は２以上を選択的に駆動することにより、放電電流を異なる強制放電を行わせることができる。
【００１８】
第８の本発明による携帯情報端末は、上記構成に加えて、上記電池劣化判別手段による判別結果に基づいて、ユーザに対し、電池劣化を報知する報知手段を備えて構成される。この様な構成により、温度環境及び強制放電に起因する二次電池の劣化状態をユーザに報知し、ソーラーパネルを用いた二次電池の充電を抑制することができる。また、ユーザが、故障状態と錯誤するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による携帯情報端末によれば、ソーラーパネルを用いた二次電池の充電時に、深度が深い状態で筐体内が高温になった場合、二次電池を強制放電させることにより、当該二次電池を保護することができる。特に、この様な強制放電を計数し、或いは、強制放電による劣化深度の累積値を求めることにより、満充電状態における温度環境と、それに伴う強制放電とに起因する二次電池の劣化状態を判別することができる。従って、高電圧かつ高温状態での強制放電による電池性能の劣化を抑制することができる。また、温度環境及び強制放電に起因する二次電池の劣化状態をユーザに対して報知するので、強制放電に起因する二次電池の劣化をユーザに認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１による携帯情報端末の概略構成の一例を示した図であり、ソーラーパネル１３付きの携帯電話機１００が示されている。
【図２】図１の携帯電話機１００の要部における構成例を示したブロック図であり、携帯電話機１００内の機能構成の一例が示されている。
【図３】図２の携帯電話機１００の強制放電制御部４２の構成例を示したブロック図である。
【図４】図２の携帯電話機１００における強制放電処理の一例を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２による携帯情報端末の要部における一構成例を示したブロック図であり、図２の強制放電制御部４２の機能構成の他の例が示されている。
【図６】図５の携帯情報端末において用いられる劣化深度テーブル６４の一例を示した図である。
【図７】図５の携帯情報端末における強制放電処理の一例を示したフローチャートである。
【図８】充放電サイクル数による二次電池の容量劣化率の一例を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態３による携帯情報端末の要部における一構成例を示したブロック図であり、図２の強制放電制御部４２の機能構成のその他の例が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１による携帯情報端末の概略構成の一例を示した図であり、携帯情報端末の一例としてソーラーパネル１３付きの携帯電話機１００が示されている。図１（ａ）には、オープン状態の携帯電話機１００を正面から見た様子が示され、図１（ｂ）には、クローズ状態の携帯電話機１００が示されている。
【００２２】
携帯電話機１００は、上下方向に長い薄型の表示筐体１０及び操作筐体３０と、これらの筐体を連結するヒンジ部２０とからなる折り畳み式の携帯情報端末であり、両筐体を展開させたオープン状態、折り畳んでコンパクトに収納させたクローズ状態を遷移させることができる。
【００２３】
表示筐体１０の前面には、受話用レシーバ１１及びメインディスプレイ１２が設けられ、背面には、ソーラーパネル１３及びサブディスプレイ１４が設けられている。受話用レシーバ１１は、通話時に受信した音声信号を再生するための音声出力装置であり、表示筐体１０のヒンジ部２０とは反対側の端部に配置されている。
【００２４】
メインディスプレイ１２は、表示画面を有する表示装置であり、例えば、液晶パネルやバックライトによって構成される。バックライトは、液晶パネルを背面側から照明する照明装置であり、冷陰極管やＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などの発光素子によって構成される。
【００２５】
ソーラーパネル１３は、太陽光や電灯の光を受光して起電力を発生させる複数個のソーラーセルによって構成される太陽電池モジュールであり、ソーラーセルの直列接続により所望の出力電圧を得ている。サブディスプレイ１４は、メインディスプレイ１２よりも小さな表示画面を有する表示装置である。
【００２６】
ヒンジ部２０は、表示筐体１０及び操作筐体３０を連結する連結機構であり、ＬＥＤインジケータ２１が設けられている。ＬＥＤインジケータ２１は、着信などを光でユーザに報知する報知手段である。
【００２７】
操作筐体３０の前面には、操作キー３１及び送話用マイクロホン３２が設けられ、下側面には、ＡＣアダプタ用の接続端子部３３が配設されている。送話用マイクロホン３２は、通話時に音声を入力するための音声入力装置であり、操作筐体３０のヒンジ部２０とは反対側の端部に配置されている。
【００２８】
図２は、図１の携帯電話機１００の要部における構成例を示したブロック図であり、携帯電話機１００内の機能構成の一例が示されている。この携帯電話機１００は、ソーラーパネル１３及び接続端子部３３の他に、ソーラー電圧監視部１、温度スイッチ（ＳＷ）２、レギュレータ３，４、マイコン５、ＡＤコンバータ６、電池パック７、遮断部８、電池電圧監視部９、充電制御部４１及び強制放電制御部４２を備えて構成される。
【００２９】
ソーラー電圧監視部１は、ソーラーパネル１３の出力端子に接続され、ソーラーパネル１３の出力電圧を検出して検知信号をマイコン５へ出力する電圧検知部である。例えば、ソーラーパネル１３が３．０Ｖ以上の電圧を出力しているか否かを監視し、３．０Ｖ以上の出力電圧が検知されれば、検知信号が出力される。
【００３０】
温度スイッチ２は、ソーラーパネル１３の出力端子に接続され、操作筐体３０内の温度を検知してレギュレータ３をオン又はオフするレギュレータ制御部である。この温度スイッチ２は、高温下での電池パック７の充電を防止するための温度検出手段であり、電池パック７の近傍に配置されることが望ましい。例えば、電池パック７周辺の温度が７０℃未満である場合に、レギュレータ３をオンするためのオン制御信号をレギュレータ３へ出力する。一方、電池パック７周辺の温度が７０℃以上である場合には、レギュレータ３をオフするためのオフ制御信号がレギュレータ３へ出力される。
【００３１】
レギュレータ３は、ソーラーパネル１３の出力端子に接続され、ソーラーパネル１３から供給される電力を利用して一定電圧を出力する定電圧装置である。レギュレータ３の出力端子と電池パック７の入出力端子とは抵抗素子６ａを介して互いに接続され、レギュレータ３の出力電圧が抵抗素子６ａを介して電池パック７に印加される。このレギュレータ３は、電池パック７周辺の温度が７０℃未満であれば、温度スイッチ２からの指示で起動し、一定電圧、例えば、４．０Ｖの電力をレギュレータ４及び電池パック７に供給する。
【００３２】
レギュレータ４は、レギュレータ３の出力端子に接続され、レギュレータ３又は電池パック７から供給される電力を利用して一定電圧、例えば、３．０Ｖをマイコン５へ出力する定電圧装置である。マイコン５は、レギュレータ４から供給される電力を利用して動作する演算処理部であり、ここでは、３．０Ｖが動作電圧となっている。
【００３３】
ＡＤコンバータ６は、抵抗素子６ａの両端の電位差が入力され、入力信号をデジタル信号に変換することにより、電位差に応じた検出信号を生成し、マイコン５へ出力する。つまり、抵抗素子６ａ及びＡＤコンバータ６によって、充放電電流の検出部が構成される。
【００３４】
電池パック７は、充電可能な二次電池であり、操作筐体３０内に収容されている。電池パック７は、例えば、電池本体７ａ、サーミスタ７ｂ、電池ケース（図示せず）及び制御回路（図示せず）によって構成される。電池本体７ａは、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池などの非水電解質型の二次電池本体であり、電解質中をリチウムイオンが移動することにより充放電が行われる。ここでは、４．０Ｖ以上の充電電圧で充電が行われ、満充電時の出力電圧は、４．２Ｖであるものとする。
【００３５】
サーミスタ７ｂは、温度変化による電気抵抗の変化が大きな抵抗素子からなる熱検知部である。上記制御回路は、電池本体７ａに対する過充電や電池本体７ａの過放電を防ぐために、電池本体７ａに対する入出力を制御する。電池本体７ａ、サーミスタ７ｂ及び制御回路は、電池ケース内に収容されている。
【００３６】
遮断部８は、商用電源用のＡＣアダプタと接続するための接続端子部３３と、電池パック７の入出力端子との接続を必要に応じて遮断するためのスイッチ部であり、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果型トランジスタ）などのスイッチングデバイスによって構成される。
【００３７】
電池電圧監視部９は、電池パック７の入出力端子に接続され、電池本体７ａの出力電圧を検出して検知信号をマイコン５へ出力する電圧検知部である。例えば、出力電圧Ｖが２．８Ｖ以上であるか否かを監視し、出力電圧Ｖが２．８Ｖを下回ったことが検知されれば、検知信号が出力される。
【００３８】
マイコン５には、ソーラー電圧監視部１や電池電圧監視部９からの検知信号の他に、主電源がオン状態であるか否かの検知信号が入力され、例えば、主電源のオン時に電池本体７ａの出力電圧Ｖが２．８Ｖを下回れば、過放電が報知される。また、マイコン５は、主電源のオフ時に、ソーラーパネル１３の発電状態やソーラーパネル１３による電池本体７ａの充電状態をサブディスプレイ１４上に表示する。例えば、ソーラーパネル１３が３．０Ｖ以上の電圧を出力していれば、その旨をサブディスプレイ１４上に表示する。
【００３９】
ソーラーパネル１３が発電した電力による電池本体７ａの充電時には、レギュレータ３を介して電池本体７ａに電力が供給されるとともに、レギュレータ４を介してレギュレータ３からマイコン５に電力が供給される。一方、電池本体７ａの放電時には、充電制御部４１及び強制放電制御部４２に電池本体７ａから電力が供給されるとともに、レギュレータ４を介してマイコン５に電力が供給される。また、ＡＣアダプタの接続時には、遮断部８を介して電池本体７ａ、充電制御部４１及び強制放電制御部４２にＡＣアダプタから電力が供給される。
【００４０】
充電制御部４１は、電池パック７の入出力端子に接続され、ＡＣアダプタの接続時に、遮断部８を制御することにより、電池本体７ａの充電制御を行うパワーマネージメント部である。
【００４１】
強制放電制御部４２は、電池パック７の入出力端子及びサーミスタ７ｂの出力端子に接続され、電池本体７ａの出力電圧や操作筐体３０内の温度を監視して、負荷デバイスの駆動信号及び表示制御信号を生成する。負荷デバイスとは、比較的に消費電力が大きく、強制放電により電池パックの出力電圧を短時間で低下させるのに好適なデバイスのことである。
【００４２】
この強制放電制御部４２では、上記負荷デバイスとして、メインディスプレイ１２のバックライト、着信報知用のバイブレータ（図示せず）及びＬＥＤインジケータ２１が用いられ、電池本体７ａから供給される電力を利用してこれらの負荷デバイスを駆動することによって、電池本体７ａを強制放電させる。上記バイブレータは、着信などを振動によってユーザに報知する報知手段である。
【００４３】
図３は、図２の携帯電話機１００の強制放電制御部４２の構成例を示したブロック図である。この強制放電制御部４２は、電圧検出部５１、温度検出部５２、強制放電判別部５３、放電電流制御部５４、強制放電計数部５５、劣化状態判別部５６及び劣化状態報知部５７により構成される。
【００４４】
電圧検出部５１は、電池本体７ａの出力電圧Ｖを検出し、検出信号を強制放電判別部５３へ出力する。温度検出部５２は、電池パック７内のサーミスタ７ｂを利用して電池本体７ａ周辺の温度Ｔを検出し、検出信号を強制放電判別部５３へ出力する。
【００４５】
強制放電判別部５３は、電圧検出部５１及び温度検出部５２からの検出信号に基づいて電池本体７ａを強制放電させるか否かを判別し、放電電流制御部５４に強制放電を指示する。具体的には、温度Ｔが温度閾値Ｔｃを越え、かつ、出力電圧Ｖが電圧閾値Ｖｃを越えた場合に、電池本体７ａを強制放電させる。すなわち、電池本体７ａの出力電圧Ｖが一定レベルを越える高電圧状態であり、かつ、電池本体７ａが高温状態である場合に、電池本体７ａを強制放電させる。
【００４６】
例えば、出力電圧Ｖを０．０１Ｖ単位で監視し、出力電圧Ｖが電圧閾値Ｖｃ＝４．００Ｖを越え、かつ、温度Ｔが温度閾値Ｔｃ＝６０℃を越えたことが検知されれば、強制放電させる。
【００４７】
放電電流制御部５４は、強制放電判別部５３からの指示に基づいて強制放電時の放電電流を決定し、負荷デバイスへ駆動信号を出力する。メインディスプレイ１２のバックライト、バイブレータ、ＬＥＤインジケータ２１などの負荷デバイスは、電池本体７ａから供給される電力を利用して駆動され、これらの負荷デバイスを選択的に駆動することによって、放電電流を異ならせて強制放電が行われる。
【００４８】
強制放電計数部５５は、強制放電判別部５３による強制放電を計数し、その計数結果を劣化状態判別部５６へ出力する。劣化状態判別部５６は、強制放電の計数結果に基づいて、電池本体７ａの劣化状態を判別し、その判別結果を劣化状態報知部５７へ出力する。具体的には、強制放電の回数Ｎを所定の閾値Ｎｃと比較することにより、電池本体７ａの劣化が判別される。強制放電計数部５５によって計数された強制放電の回数Ｎは、例えば、電池パック７の交換によって自動的にリセットされる。
【００４９】
劣化状態報知部５７は、劣化状態判別部５６による判別結果に基づいてメインディスプレイ１２の表示制御信号を生成し、ユーザに対し、電池パック７の劣化状態を画面表示によって報知する。例えば、強制放電の回数Ｎが閾値Ｎｃ＝１００を越えれば、電池本体７ａの劣化が著しいことを示すメッセージがメインディスプレイ１２上に表示される。
【００５０】
電池本体７ａの劣化が著しい場合、電池容量が著しく減少していると考えられる。そこで、劣化状態判別部５６の判別結果に基づいて、電池本体７ａの劣化が著しいと判別された場合に、消費電力の大きなデバイス、例えば、カメラのフラッシュランプやメインディスプレイ１２のバックライトの動作を制限させても良い。
【００５１】
本実施の形態による放電電流制御部５４では、温度検出部５２により検出された温度Ｔ又は電圧検出部５１により検出された出力電圧Ｖに基づいて、強制放電時の放電電流Ｉを決定することにより、高温かつ高電圧の状態に起因して生じる電池本体７ａの劣化と、高温下で行われる強制放電に起因して生じる電池本体７ａの劣化とのバランスをとりながら、強制放電を行わせることを実現する。
【００５２】
一般に、リチウムイオン電池の劣化には、高温かつ高電圧の状態に保持されることによって生じる膨張劣化と、高温下での放電によって生じる性能劣化とがある。膨張劣化は、正極付近で電解質が不可逆的な分解反応を起こすことによって生じたガスが電池内に蓄積され、内圧が上昇することによって電池が膨張するという物理的変化を伴う劣化である。これに対して、性能劣化は、電極や電解質が不可逆的な化学反応を起こすことによって生じる劣化である。
【００５３】
上記膨張劣化を防止するためには、放電させることによって電池電圧を低下させることが必要である。しかし、高温下で放電させれば、性能劣化を招くことになる。そこで、膨張劣化と性能劣化とのバランスをとりながら強制放電を行わせることが望ましく、放電電流制御部５４では、検出された温度Ｔ又は出力電圧Ｖに基づいて強制放電時の放電電流Ｉを制御している。
【００５４】
具体的には、強制放電開始時の出力電圧Ｖが高いほど放電電流Ｉを大きくすることにより、出力電圧Ｖが高い場合には、膨張劣化が進行する前に強制放電によって出力電圧Ｖを速やかに下げることができる。一方、出力電圧Ｖが低い場合には、性能劣化が進行するのを抑制しつつ強制放電させることができる。
【００５５】
放電電流Ｉの制御は、負荷デバイスを変更することによって多段階で行われる。具体的には、放電電流Ｉを大きくする場合、消費電力の大きなデバイス、例えば、バックライトが強制放電のための負荷デバイスとして選択される。一方、放電電流Ｉを小さくする場合には、消費電力の小さなデバイス、例えば、ＬＥＤインジケータ２１が負荷デバイスとして選択される。
【００５６】
図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０７は、図２の携帯電話機１００における強制放電処理の一例を示したフローチャートである。まず、強制放電判別部５３は、電池本体７ａの出力電圧Ｖと、電池本体７ａ周辺の温度Ｔの検出値を参照し、温度Ｔが温度閾値Ｔｃを越え、かつ、出力電圧Ｖが電圧閾値Ｖｃを越えているか否かを判別する（ステップＳ１０１）。
【００５７】
このとき、強制放電判別部５３は、温度Ｔ及び出力電圧Ｖが閾値を越えていれば、強制放電を放電電流制御部５４に指示し、放電電流制御部５４が、出力電圧Ｖの検出値に基づいて放電電流Ｉを決定する（ステップＳ１０２）。
【００５８】
そして、放電電流制御部５４は、負荷デバイスを選択的に駆動することによって、強制放電が開始される（ステップＳ１０３）。負荷デバイスを強制的に駆動することによる強制放電は、出力電圧Ｖが４．０Ｖを下回れば、終了する（ステップＳ１０４）。一方、温度Ｔ又は出力電圧Ｖのいずれかが閾値を越えていない場合には、この処理を終了する。
【００５９】
次に、強制放電計数部５５は、強制放電の回数Ｎをインクリメントし（ステップＳ１０５）、劣化状態判別部５６は、インクリメント後の回数Ｎが閾値Ｎｃを越えているか否かを判別する（ステップＳ１０６）。
【００６０】
このとき、劣化状態報知部５７は、回数Ｎが閾値Ｎｃを越えていれば、電池本体７ａの劣化が激しいと判断し、電池本体７ａの劣化が一定レベル以上に進行していることをユーザに報知する（ステップＳ１０７）。
【００６１】
本実施の形態によれば、ソーラーパネル１３を用いた電池本体７ａの充電時に、深度が深い状態で操作筐体３０内が高温になった場合、電池本体７ａを強制放電させることにより、当該電池本体７ａを保護することができる。また、この様な強制放電を計数することにより、満充電状態における温度環境と、それに伴う強制放電とに起因する電池本体７ａの劣化状態を判別することができる。
【００６２】
実施の形態２．
実施の形態１では、強制放電の計数結果に基づいて電池本体７ａの劣化状態を判別する場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、強制放電による電池本体７ａの劣化深度を求め、この劣化深度の累積値に基づいて劣化状態を判別する場合について説明する。
【００６３】
図５は、本発明の実施の形態２による携帯情報端末の要部における一構成例を示したブロック図であり、図２の強制放電制御部４２の機能構成の他の例が示されている。この強制放電制御部４２は、電圧検出部５１、温度検出部５２、強制放電判別部５３、放電電流制御部５４、劣化深度演算部６１、劣化深度累積部６２、劣化状態判別部６３、劣化深度テーブル６４及び劣化状態報知部５７により構成される。電圧検出部５１、温度検出部５２、強制放電判別部５３及び劣化状態報知部５７は、図３中のものと同様の構成である。
【００６４】
劣化深度演算部６１は、強制放電時に検出された温度Ｔ及び出力電圧Ｖに基づいて、強制放電による電池本体７ａの劣化深度αを求め、その演算結果を劣化深度累積部６２へ出力する。劣化深度αとは、単位時間当たりの劣化の進行度合を示す評価パラメータである。劣化深度テーブル６４は、温度Ｔ及び出力電圧Ｖを劣化深度αに対応付けたデータベースである。
【００６５】
劣化深度演算部６１では、劣化深度テーブル６４に基づいて、劣化深度αを算出する動作が行われる。すなわち、劣化深度テーブル６４を参照し、温度Ｔ及び出力電圧Ｖの検出値に対応する劣化深度αを当該劣化深度テーブル６４から抽出する動作が行われる。なお、劣化深度テーブル６４を用いるのに代えて、所定の数式を用いた計算によって、劣化深度αを算出しても良い。
【００６６】
劣化深度累積部６２は、劣化深度演算部６１によって算出された劣化深度αを累積し、その累積結果を劣化状態判別部６３へ出力する。劣化状態判別部６３は、劣化深度αの累積値に基づいて、電池本体７ａの劣化状態を判別し、その判別結果を劣化状態報知部５７へ出力する。具体的には、劣化深度αの累積値Ａを所定の閾値Ａｃと比較することにより、電池本体７ａの劣化状態が判別される。
【００６７】
劣化深度αが、単位時間当たりの劣化の進行度合を示すパラメータであるのに対して、劣化状態とは、過去の劣化経歴を経て被った電池の状態のことである。劣化深度累積部６２によって累積された累積値Ａは、例えば、電池パック７の交換によって自動的にリセットされる。
【００６８】
本実施の形態による放電電流制御部５４では、強制放電を繰り返すことによる電池性能の劣化状態に応じて強制放電を行わせるために、劣化深度αの累積値Ａに基づいて、強制放電時の放電電流Ｉが決定される。
【００６９】
例えば、劣化深度αの累積値Ａから判断される劣化の度合が大きいほど、強制放電時の放電電流Ｉを小さくすることにより、電池劣化の進行を抑制しつつ強制放電させることができる。
【００７０】
図６は、図５の携帯情報端末において用いられる劣化深度テーブル６４の一例を示した図である。この劣化深度テーブル６４では、温度Ｔを６０℃以上８５℃未満の範囲で５つの行ブロックに区分し、また、出力電圧Ｖを４．０Ｖ以上４．２Ｖ以下の範囲で５つの列ブロックに区分して、各温度Ｔ及び各出力電圧Ｖがそれぞれ劣化深度αに対応付けられている。
【００７１】
同一の行ブロック内では、出力電圧Ｖが高くなるほど、劣化深度αが大きくなっている。また、同一の列ブロック内では、温度Ｔが高くなるほど、劣化深度αが大きくなっている。
【００７２】
具体的には、劣化深度αとして、１から９までの整数を割り当て、例えば、温度Ｔが６０℃以上６５℃未満の行ブロックについて、劣化深度αは、出力電圧Ｖが４．０Ｖ以上４．０５Ｖ未満の範囲で１、４．０５Ｖ以上４．１Ｖ未満の範囲で２、４．１Ｖ以上４．１５Ｖ未満の範囲で３、４．１４Ｖ以上４．２Ｖ未満の範囲で４、４．２Ｖで５となっている。
【００７３】
また、温度Ｔが６５℃以上７０℃未満の行ブロックについて、劣化深度αは、出力電圧Ｖが４．０Ｖ以上４．０５Ｖ未満の範囲で２、４．０５Ｖ以上４．１Ｖ未満の範囲で３、４．１Ｖ以上４．１５Ｖ未満の範囲で４、４．１４Ｖ以上４．２Ｖ未満の範囲で５、４．２Ｖで６となっている。
【００７４】
また、温度Ｔが８０℃以上８５℃未満の行ブロックについては、劣化深度αは、出力電圧Ｖが４．０Ｖ以上４．０５Ｖ未満の範囲で５、４．０５Ｖ以上４．１Ｖ未満の範囲で６、４．１Ｖ以上４．１５Ｖ未満の範囲で７、４．１４Ｖ以上４．２Ｖ未満の範囲で８、４．２Ｖで９となっている。劣化深度演算部６２では、この様な電池劣化深度テーブル６５を参照することによって、劣化深度αが算出される。
【００７５】
図７のステップＳ２０１〜Ｓ２０８は、図５の携帯情報端末における強制放電処理の一例を示したフローチャートである。まず、強制放電判別部５３は、電池本体７ａの出力電圧Ｖと、電池本体７ａ周辺の温度Ｔの検出値を参照し、温度Ｔが温度閾値Ｔｃを越え、かつ、出力電圧Ｖが電圧閾値Ｖｃを越えているか否かを判別する（ステップＳ２０１）。
【００７６】
このとき、劣化深度演算部６１は、温度Ｔ及び出力電圧Ｖがいずれも閾値を越えていれば、劣化深度テーブル６４を参照して、温度Ｔ及び出力電圧Ｖの検出値に対応する劣化深度αを算出する（ステップＳ２０２）。
【００７７】
放電電流制御部５４は、劣化深度αの累積値Ａに基づいて放電電流Ｉを決定する（ステップＳ２０３）。そして、放電電流制御部５４は、負荷デバイスを選択的に駆動することによって、強制放電が開始される（ステップＳ２０４）。負荷デバイスを強制的に駆動することによる強制放電は、出力電圧Ｖが４．０Ｖを下回れば、終了する（ステップＳ２０５）。一方、温度Ｔ又は出力電圧Ｖのいずれかが閾値を越えていない場合には、この処理を終了する。
【００７８】
次に、劣化深度累積部６２は、劣化深度αの累積値Ａを更新し（ステップＳ２０６）、劣化状態判別部６３は、更新後の累積値Ａが閾値Ａｃを越えているか否かを判別する（ステップＳ２０７）。
【００７９】
このとき、劣化状態報知部５７は、累積値Ａが閾値Ａｃを越えていれば、電池本体７ａの劣化が激しいと判断し、電池本体７ａの劣化が一定レベル以上に進行していることをユーザに報知する（ステップＳ２０８）。
【００８０】
本実施の形態によれば、強制放電による電池本体７ａの劣化深度αを求め、この劣化深度αを累積することにより、満充電状態における温度環境と、それに伴う強制放電とに起因する電池本体７ａの劣化状態を正確に判別することができる。
【００８１】
なお、実施の形態１及び２では、強制放電の回数Ｎや劣化深度αの累積値Ａに基づいて劣化状態を判別する場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ＡＣアダプタから供給される電力を利用して充電し、端末を操作することで放電させるという充放電サイクルを計数し、その計数結果と、劣化深度αの累積値Ａとに基づいて、劣化状態を総合的に判断しても良い。
【００８２】
図８は、充放電サイクル数による二次電池の容量劣化率の一例を示した図である。リチウムイオン電池の場合、出力電圧Ｖが同一であれば、充放電のサイクル数が大きいほど、容量劣化率は増大する。また、充放電サイクル数が同一であれば、出力電圧Ｖが大きいほど、容量劣化率は増大する。
【００８３】
具体的には、温度Ｔ＝６０℃、出力電圧Ｖ＝４．０Ｖの場合、充放電サイクル数が１００のときに容量劣化率は６％であるのに対して、充放電サイクル数が５００のときには、容量劣化率は１７％、充放電サイクル数が１０００のときには、容量劣化率は１８％となっている。
【００８４】
また、出力電圧Ｖ＝４．１Ｖの場合には、充放電サイクル数が１００のときに容量劣化率は７％であるのに対して、充放電サイクル数が５００のときには、容量劣化率は１９％、充放電サイクル数が１０００のときには、容量劣化率は２９％となっている。また、出力電圧Ｖ＝４．２Ｖの場合には、充放電サイクル数が１００のときに容量劣化率は７％であるのに対して、充放電サイクル数が５００のときには、容量劣化率は２６％、充放電サイクル数が１０００のときには、容量劣化率は８０％となっている。
【００８５】
従って、充放電サイクル数を加味して劣化状態を判断することによって、二次電池の劣化をより正確に判別することができる。
【００８６】
実施の形態３．
実施の形態２では、電池本体７ａの出力電圧Ｖと電池本体７ａ周辺の温度Ｔとに基づいて強制放電による電池本体７ａの劣化深度αを算出する場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、出力電圧Ｖ、温度Ｔ及び放電電流Ｉに基づいて劣化深度αを求める場合について説明する。
【００８７】
図９は、本発明の実施の形態３による携帯情報端末の要部における一構成例を示したブロック図であり、図５の強制放電制御部４２の機能構成の他の例が示されている。この強制放電制御部４２では、劣化深度演算部６１が、強制放電時の放電電流Ｉと、出力電圧Ｖ及び温度Ｔとの３つのパラメータに基づいて劣化深度αを算出する。
【００８８】
この様に構成することにより、電池本体７ａの劣化状態をより正確に判別することができる。なお、出力電圧Ｖ、温度Ｔ及び放電電流Ｉの３つのパラメータのうち、１以上の任意のパラメータで劣化深度αを求めても良い。例えば、劣化深度αを放電電流Ｉのみで算出し、或いは、出力電圧Ｖと放電電流Ｉとで算出し、或いは、温度Ｔと放電電流Ｉとで算出することが考えられる。
【符号の説明】
【００８９】
１  ソーラー電圧監視部
２  温度スイッチ
３，４  レギュレータ
５  マイコン
６  ＡＤコンバータ
７  電池パック
７ａ  電池本体
７ｂ  サーミスタ
８  遮断部
９  電池電圧監視部
１０  表示筐体
１１  受話用レシーバ
１２  メインディスプレイ
１３  ソーラーパネル
１４  サブディスプレイ
２０  ヒンジ部
２１  ＬＥＤインジケータ
３０  操作筐体
３１  操作キー
３２  送話用マイクロホン
３３  接続端子部
４１  充電制御部
４２  強制放電制御部
５１  電圧検出部
５２  温度検出部
５３  強制放電判別部
５４  放電電流制御部
５５  強制放電計数部
５６  劣化状態判別部
５７  劣化状態報知部
６１  劣化深度演算部
６２  劣化深度累積部
６３  劣化状態判別部
６４  劣化深度テーブル
１００  携帯電話機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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