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CN111194944B - 电源单元、气雾剂吸入器、电源控制方法及存储介质 - Google Patents

电源单元、气雾剂吸入器、电源控制方法及存储介质 Download PDF

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CN111194944B CN201911053751.9A CN201911053751A CN111194944B CN 111194944 B CN111194944 B CN 111194944B CN 201911053751 A CN201911053751 A CN 201911053751A CN 111194944 B CN111194944 B CN 111194944B
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Abstract

一种用于气雾剂吸入器的电源单元包括：电源，能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂；以及控制单元，被配置为控制电源的充电和放电中的至少一个，使得电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者。

Description

电源单元、气雾剂吸入器、电源控制方法及存储介质
技术领域
本发明涉及一种气雾剂吸入器的电源单元、气雾剂吸入器、气雾剂吸入器的电源控制方法以及气雾剂吸入器的电源控制程序。
背景技术
存在一种气雾剂吸入器，其包括气雾剂生成源、用于从气雾剂生成源生成气雾剂的负载、能够向负载放电的电源以及用于控制电源的控制单元(例如，参见专利文献1至3)。
专利文献1：JP-A-2018-093877
专利文献2：JP-A-2018-057384
专利文献3：JP-A-2018-019695
由于气雾剂吸入器可以经常被使用，因此可能频繁地执行对气雾剂吸入器的电源的充电和放电。因此，需要抑制电源性能的劣化。
本发明的一个目的是提供一种能够抑制电源的性能劣化的用于气雾剂吸入器的电源单元、气雾剂吸入器的电源控制方法、以及气雾剂吸入器的电源控制程序。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：电源，能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂；以及控制单元，被配置为控制电源的充电和放电中的至少一个，使得电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者。
附图说明
图1是配备有本发明实施例的电源单元的气雾剂吸入器的透视图。
图2是图1的气雾剂吸入器的另一透视图。
图3是图1的气雾剂吸入器的剖视图。
图4是图1的气雾剂吸入器中的电源单元的透视图。
图5是示出图1的气雾剂吸入器中的电源单元的主要部分构造的框图。
图6是示出图1的气雾剂吸入器中的电源单元的电路构造的示意图。
图7是示出当电源是全新的时图6的电源的完全充电容量与充电完成时存储在电源中的电量之间的关系的示例的示图。
图8是示出当电源的劣化已经进行时图6的电源的完全充电容量与充电完成时存储在电源中的电量之间的关系的示例的示图。
图9是示出当电源的劣化进一步进行时图6的电源的完全充电容量与充电完成时存储在电源中的电量之间的关系的示例的示图。
图10是示出当电源是全新的时图6的电源的完全充电容量与禁止放电时电源中存储的电量之间的关系的示例的示图。
图11是示出当电源的劣化已经进行时图6的电源的完全充电容量与禁止放电时存储在电源中的电量之间的关系的示例的示图。
图12是示出当电源的劣化进一步进行时图6的电源的完全充电容量与禁止放电时存储在电源中的电量之间的关系的示例的示图。
具体实施方式
在下文中，将描述根据本发明实施例的用于气雾剂吸入器的电源单元。首先，将参照图1和图2描述配备有电源单元的气雾剂吸入器。
(气雾剂吸入器)
气雾剂吸入器1是用于吸入含有不经燃烧而添加的香味的气雾剂的设备，并具有沿一定方向(以下称为纵向方向A)延伸的棒状。气雾剂吸入器 1包括电源单元10、第一药筒20和第二药筒30，它们沿纵向方向A依次排列。第一药筒20可以安装到电源单元10和从电源单元10拆下。第二药筒 30可以安装到第一药筒20和从第一药筒20拆下。换句话说，第一药筒20 和第二药筒30可以被单独地更换。
(电源单元)
如图3、图4和图6所示，本实施例的电源单元10在圆柱形电源单元壳体11中包括电源12、充电IC 55、MCU 50、开关19、电压传感器16、各种传感器等。电源12是可充电的蓄电池、双电层电容器等，并且优选地是锂离子电池。
在位于纵向方向A的一端侧(第一药筒(20)侧)的电源单元壳体11 的顶部11a上，设置有放电端子41。放电端子41设置成从顶部11a的顶表面朝向第一药筒20突出，并且被配置成能够电连接到第一药筒20的负载21。
此外，在顶部11a的顶表面的靠近放电端子41的部分上，设置有用于向第一药筒20的负载21供应空气的空气供应部分42。
在位于纵向方向的另一端侧(与第一药筒20相反的一侧)的电源单元 10的底部11b上，设置有能够电连接到能够对电源12进行充电的外部电源 60(参见图6)的充电端子43。充电端子43设置在底部11b的侧面上，使得USB端子、微型USB端子和Lightning端子中的至少一个可以与其连接。
然而，充电端子43可以是能够以非接触方式从外部电源60接收电力的电力接收部。在这种情况下，充电端子43(电力接收部)可以由电力接收线圈构成。无线电力传输系统可以是电磁感应型，或者可以是磁共振型。另外，充电端子43可以是能够在没有任何接触点的情况下从外部电源60接收电力的电力接收部。作为另一示例，充电端子43可以被配置为使得可以将USB 端子、微型USB端子和Lightning端子中的至少一个与其连接并且上述电力接收部被包括在其内。
在电源单元壳体11的顶部11a的侧面上设置有用户可操作的操作单元 14，以将相反侧面对充电端子43。更具体地，操作单元14和充电端子43 相对于连接操作单元14和充电端子43的直线与电源单元10在纵向方向A 上的中心线L的交点对称。操作单元14由按钮型开关、触摸面板等构成。在操作单元14的附近，设置有用于检测抽吸动作的吸入传感器15。
充电IC 55被布置为靠近充电端子43，并且利用从充电端子43输入的电力执行对电源12充电的控制。充电IC 55包括用于从将交流转换成在连接到充电端子的充电电缆上的直流而设置的逆变器61等施加的直流转换成具有不同参数的直流的转换器、用于测量从转换器供应给电源12的充电电压 VCHG的电压表、用于测量从转换器供应给电源12的充电电流ICHG的电流表、用于对它们进行控制的处理器等等。在本说明书中，处理器更具体地是通过组合诸如半导体元件的电路元件而配置的电路。
充电IC 55选择性地执行通过执行控制使得充电电流ICHG变得恒定来对电源12充电的恒定电流充电(CC充电)，和通过执行控制使得电压VCHG变得恒定来对电源12充电的恒定电压充电(CV充电)。充电IC 55在与存储在电源12中的电量对应的电源电压VBatt低于预定的CV开关电压的状态下，通过CC充电对电源12充电，并且在电源电压VBatt等于或高于上述CV开关电压的状态下，通过CV充电对电源12充电。
MCU 50连接到各种传感器设备(诸如用于检测抽吸(吸入)动作的吸入传感器15、用于测量电源12的电源电压VBatt的电压传感器16以及用于测量电源12的温度的温度传感器17)、操作单元14、通知单元45(将在下文中描述)以及用于存储抽吸动作的次数、已向负载施加电力的时间的存储器18，如图5所示，并且对气雾剂吸入器1执行各种控制。MCU 50具体来说是处理器。
此外，在电源单元壳体11中，形成用于吸入空气的进气口(图中未示出)。进气口可以形成在操作单元14周围，或者可以形成在充电端子43周围。
(第一药筒)
如图3所示，第一药筒20包括用于储存气雾剂源22的贮存器23、用于雾化气雾剂源22的电负载21、用于从容器23向负载21抽吸气雾剂源的芯子24、用于通过雾化气雾剂源22而生成的气雾剂流向第二药筒30的气雾剂通道25、用于储存第二药筒30的一部分的端盖26。
贮存器23形成为围绕气雾剂通道25，并保存气雾剂源22。在贮存器23 中，可以存储诸如树脂网或棉的多孔构件，并且可以用气雾剂源22浸渍该多孔构件。气雾剂源22包括诸如甘油、丙二醇、或水的液体。
芯子24是用于利用毛细作用将气雾剂源22朝向负载21吸引的液体保存构件，并且被配置有例如玻璃纤维、多孔陶瓷等。
负载21借助通过放电端子41从电源12供应的电力来不燃烧而雾化气雾剂源。负载21被配置有以预定节距缠绕的加热线(线圈)。然而，负载21 仅需要是能够雾化气雾剂源22从而生成气雾剂的元件，并且例如是加热元件或超声波发生器。加热元件的示例包括加热电阻器、陶瓷加热器、感应加热型加热器等。
气雾剂通道25设置在电源单元10的中心线L上负载21的下游侧。
端盖26包括用于存储第二药筒30的一部分的药筒存储部26a和用于连接气雾剂通道25和药筒存储部26a的连接通道26b。
(第二药筒)
第2药筒30保存香味源31。第2药筒30在第1药筒(20)侧的端部被存储在设置于第1药筒20的端盖26中的药筒存储部26a中，以便能够被移除。第二药筒30在与第一药筒(20)侧相反的一侧的端部被配置为用户的吸入口32。但是，吸入口32并不一定要与第二药筒30一体地配置，以免与第二药筒分离，而可以被配置为能够安装在第二药筒30上或从第二药筒30 上拆下。如果吸入口32如上所述地与电源单元10和第一药筒20分开地配置，则可以保持吸入口32的卫生。
第二药筒30通过使气雾剂通过香味源31而向由负载21通过使气雾剂源22雾化而生成的气雾剂中添加香味。作为构成香味源的原料片，可以使用将烟丝或烟草原料形成为颗粒状而成的成形体。香味源31可以配置有除烟草以外的植物(诸如薄荷或中药，或草药)。可以将诸如薄荷醇的芳香剂添加到香味源31。
本实施例的气雾剂吸入器1可以通过气雾剂源22、香味源31和负载21 生成含有香味的气雾剂。换言之，可以将气雾剂源22和香味源31构成用于生成气雾剂的气雾剂生成源。
气雾剂吸入器1中的气雾剂生成源是用户可以更换使用的部件。对于这一部件，例如，可以将一个第一药筒20和一个或多个(例如，五个)第二药筒30作为一组提供给用户。
可以在气雾剂吸入器1中使用的气雾剂生成源的配置不限于其中气雾剂源22和香味源31分开配置的配置，并且可以是其中气雾剂源和香味源31 一体形成的配置、其中省略了香味源31且气雾剂源22包含可以包含在香味源31中的物质的配置、其中气雾剂源22包含药物等而不是香味源31的配置等。
对于包括通过一体地形成气雾剂源22和香味源31而配置的气雾剂生成源的气雾剂吸入器1，例如，可以将一个或多个(例如20个)气雾剂生成源作为一组向用户提供。
在仅包括气雾剂源22作为气雾剂生成源的气雾剂吸入器1的情况下，例如，可以将一个或多个(例如20个)气雾剂生成源作为一组向用户提供。
在如上所述配置的气雾剂吸入器1中，如图3中的箭头B所示，从形成在电源单元壳体11中的进气口(图中未示出)进入的空气穿过空气供应部分42，并且通过第一药筒20的负载21附近。负载21使由芯子24从贮存器23抽出的气雾剂源22雾化。通过雾化生成的气雾剂与从进气口进入的空气一起流经气雾剂通道25，并且通过连接通道26b向第二药筒30供应。供应到第二药筒30的气雾剂通过香味源31，从而添加香味，并且被供应到吸入口32。
另外，在气雾剂吸入器1中，设置有用于通知各种信息的通知单元45 (见图5)。通知单元45可以配置有发光元件，或者可以配置有振动元件，或者可以配置有声音输出元件。通知单元45可以是发光元件、振动元件和声音输出元件中的两个或更多个元件的组合。通知单元45可以设置在电源单元10、第一药筒20和第二药筒30中的任何一个中；然而，优选地，通知单元设置在电源单元10中。例如，操作单元14周围的区域被配置为具有半透明性以允许由诸如LED的发光元件发射的光通过。
(电子电路)
现在，将参照图6描述电源单元10的电路的细节。
电源单元10包括：电源12；构成放电端子41的正极侧放电端子41a 和负极侧放电端子41b；构成充电端子43的正极侧充电端子43a和负极侧充电端子43b；MCU(MicroController Unit，微控制器单元)50，其连接在电源12的正极侧与正极侧放电端子41a之间以及电源12的负极侧与负极侧放电端子41b之间；充电IC 55，其布置在充电端子43和电源12之间的电力传输路径上；以及开关19，其布置在电源12和放电端子41之间的电力传输路径上。
开关19被配置有，例如，诸如MOSFET的半导体元件，并且通过MCU 50的控制而断开和闭合。MCU 50具有基于MCU和充电端子43之间的电压变化来检测外部电源60连接到充电端子43的功能。
在图6所示的电源单元10的电路图中，控制单元50和电压传感器16 是分开的部分。可替代地，控制单元50可以具有测量电源12的电压的功能。另外，在图6所示的电源单元10的电路中，开关19设置在电源12的正极侧和正极侧放电端子41a之间。代替这种所谓的正控制型，开关19可以是负控制型，其设置在负极侧放电端子41b与电源12的负极侧之间。
(MCU)
现在，将更详细地描述MCU 50的配置。
如图5所示，MCU 50包括作为通过运行程序实施的功能块的气雾剂生成请求检测单元51、操作检测单元52、功率控制单元53和通知控制单元54。
气雾剂生成请求检测单元51基于吸入传感器15的输出结果来检测对气雾剂生成的请求。吸入传感器15被配置为输出由用户通过吸入口32吸入而引起的电源单元10中的压力(内部压力)变化值。吸入传感器15例如是压力传感器，该压力传感器用于根据按照从进气口(图中未示出)向吸入口32 吸入的空气的流动速率(即用户的抽吸动作)而变化的内部压力对输出值(例如，电压值或电流值)进行输出。吸入传感器15可以配置有电容麦克风等
操作检测单元52检测由用户在操作单元14上执行的操作。
通知控制单元54控制通知单元45，使得通知单元通知各种信息。例如，通知控制单元54响应于检测到更换第二药筒30的时刻来控制通知单元45，使得通知单元通知更换第二药筒30的时刻。通知控制单元54进行检测并且根据存储在存储器18中的抽吸动作的次数和已向负载21供电的累积时间来通知更换第二药筒30的时刻。通知控制单元54不限于通知更换第二药筒30 的时刻，并且可以通知更换第一药筒20的时刻、更换电源12的时刻、对电源12充电的时刻等。
在设置了一个未使用的第二药筒30的状态下，如果执行了预定数量的抽吸动作，或者如果由于抽吸动作而已经向负载21施加电力的累积时间达到了预定值(例如120秒)，则通知控制单元54确定第二药筒30已用完(即剩余量为零或第二药筒为空)，并通知更换第二药筒30的时刻。
此外，在确定在一组中包括的第二药筒30全部用完的情况下，通知控制单元54可以确定在单个组中包括的一个第一药筒20被用完(即，剩余量为零或第一药筒为空)，并通知更换第一药筒20的时刻。
另外，通知控制单元54计算指示存储在电源12中的电量(存储电量) 与电源12的容量(完全充电容量)之比的充电状态(SOC)(以百分比表示)，作为指示电源12的充电状态的数值指标，并且控制通知单元45使得通知单元通知所计算出的SOC。
通知控制单元54确定，例如，SOC属于以下中的哪一个：等于或大于 0％且小于33％的第一范围，等于或大于33％且小于66％的第二范围，以及等于或大于66％且小于100％的第三范围。此外，根据SOC在第一范围内的情况、SOC在第二范围内的情况以及SOC在第三范围内的情况，通知控制单元54执行控制，例如，以不同的颜色点亮或闪烁通知单元45中包括的发光元件、以不同的图案点亮或闪烁通知单元45中包括的发光元件、改变通知单元45中包括的多个发光元件中要点亮或闪烁的发光元件的数量、改变通知单元45的声音输出元件的输出声音或改变通知单元45的振动元件的振动模式。因此，气雾剂吸入器1的使用者可以直观地通过声音、颜色、或振动而不是通过在显示器等上显示的字符或图像来获知电源12的SOC的大小。
如果通知控制单元54以上述方式通知SOC，则即使执行以下将要描述的充电停止控制，与直接显示SOC的值的情况相比，也可以有效地对用户感到奇怪的感觉予以减轻。
如果气雾剂生成请求检测单元51检测到气雾剂生成请求，则功率控制单元53通过接通和断开开关19来控制通过放电端子41对电源12的放电。
功率控制单元53执行控制，使得通过负载21雾化气雾剂源而生成的气雾剂量落在期望的范围内，即，使得从电源12供给至负载21的电量落在预定范围内。具体地，功率控制单元53通过例如PWM(脉冲宽度调制)控制来控制开关19的接通和断开。可替代地，功率控制单元53可以通过PFM (脉冲频率调制)控制来控制开关19的接通和断开。
如果在开始向负载21供应电力之后经过预定时段，则功率控制单元53 停止从电源12向负载21供应电力。换句话说，即使在用户实际上正在执行抽吸动作时，如果抽吸时段超过某一时段，则功率控制单元53停止从电源 12向负载21的电力供应。对该某一时段进行确定以抑制用户抽吸时段的变化。
通过功率控制单元53的控制，在一次抽吸动作期间在负载21中流动的电流基本上变为恒定的值，该值根据通过PWM控制所供应给负载21的基本上恒定的有效电压和放电端子41与负载21的电阻值来确定。在本实施例的气雾剂吸入器1中，当用户使用一个未使用的第二药筒30吸入气雾剂时，将可以向负载21供给电力的累积时间控制为最长为例如120秒。因此，在一个第一药筒20和五个第二药筒30构成一组的情况下，可以预先获得清空 (用完)单个组所需的最大电量。
此外，功率控制单元53检测充电端子43与外部电源60之间的电连接。然后，在由充电IC 55对电源12执行充电的状态下，如果电源12的SOC变为小于100％的值(例如，等于或小于95％或90％的任意值)，则功率控制单元53执行控制来停止对电源12充电，使得电源12没有变成完全充电状态。通过该控制，电源12维持在不太可能劣化的状态。
在使用锂离子蓄电池等作为电源12的情况下，将电源12原样放置时的 SOC值对电源12的劣化产生影响。随着SOC越接近100％或0％，对劣化的该影响也增加。同时，当SOC在30％和70％之间时，对劣化的该影响变得最小。因此，如果电源12的SOC保持在小于100％的值，则可以维持电源12不太可能劣化的状态。
此外，功率控制单元53对电源12执行充电停止控制，使得在电源12 中存储大于为了清空一个未使用的组或多个未使用的组(下文中，假定为两组)而需要供应给负载21的电量的电力。这使得即使电源12在电源变为完全充电状态前充电完成，也可以用完一组或两组气雾剂生成源。换句话说，可以实现抑制电源12的劣化和提高用户便利性两者。
在下文中，为了清空一组未使用的气雾剂生成源而需要供应给负载21 的电量将被称为一组的必要电量，并且为了清空两组未使用的气雾剂生成源而需要供应给负载21的电量将被称为两组的必要电量。
(关于电源的充电停止控制)
在该控制中，在用于从电源12向负载21放电的放电控制期间，当电源 12的SOC变为0％时，MCU 50停止放电(换句话说，MCU禁止放电)，并由通知单元45通知对电源12充电的时刻。同时，MCU 50提前确定电源12 在其中不太可能劣化的SOC范围的上限侧任意范围(例如，在90％和95％之间的范围)，并且如果在通过充电IC 55对电源12充电的过程中电源12的SOC达到该范围内的特定值，则控制充电IC 55以使充电IC完成电源12 的充电。在下文中，当MCU 50完成对电源12的充电时电源12的SOC称为充电停止SOC。
作为电源12，使用大容量电源，使得与在上述任意范围内SOC的最小值(90％)相对应的存储的电量等于或大于两组的必要电量。结果，在电源 12的劣化较小的状态下，即使执行了在SOC为90％的状态下停止对电源12 充电的控制，也可以进行放电以用完两组气雾剂生成源。因此，即使电源12 没有被充电到完全充电状态(SOC为100％)，也不会损害用户的便利性。
图7、图8和图9是示出在电源12的健康状态不同的情况中的每种情况下电源12的完全充电容量与充电完成时在电源中存储的电量之间的关系的示例的示图。
在下文中，作为指示电源12的健康状态的数值指标，将描述健康状态 (SOH)。SOH是通过将处于劣化状态的电源12的完全充电容量除以电源在全新时的电源12的完全充电容量并将商乘以100得到的数值，并且其单位是％。换句话说，在SOH是指示电源12的健康状态的数值指标的情况下，更大的SOH值表示电源12的状态更接近全新的状态，而更小的SOH值表示电源12的劣化已进一步发展。可以通过各种方法来测量或估计SOH。
另外，可以将SOH定义为通过将电源12处于劣化状态时电源12的内部电阻值除以电源12为全新的时电源12的内部电阻值并将商乘以100而获得的数值。在这种情况下，SOH是表示电源12的劣化状态的数值指标。在SOH是表示电源12的劣化状态的数值指标的情况下，更大的SOH值表示电源12的劣化已进一步发展，而更小的SOH值表示电源12的状态更接近全新状态。
在下文中，将以SOH为指示电源12的健康状态的数值指标的情况为例进行说明。本领域技术人员可以理解，即使在SOH是指示电源12的劣化状态的数值指标的情况下，类似地，也可以定义电源12的完全充电容量与充电完成时存储在电源12中的电量之间的关系。
在图7中，示出了在SOH为100％(即电源12是全新的)的状态下的完全充电容量以及在充电完成时存储的电量的示例。如上所述，在SOH为 100％的状态下，电源12的完全充电容量的90％的容量等于或大于两组的必要电量。因此，在该状态下，MCU 50将充电停止SOC设置为抑制电源12 的劣化的下限值90％，并在电源12的SOC达到90％时完成充电。
在图8中，示出了SOH等于或小于一小于100％的阈值TH1的状态。换句话说，在图8中，示出了与图7的示例相比电源12的劣化已进一步发展的状态。在图8的示例中，电源12的完全充电容量的90％的容量小于两组的必要电量。在这种状态下，MCU 50可以将充电停止SOC设置为例如大于90％的93％，使得当完成充电时，确保两组的必要电量为存储在电源12中的电量，并且当电源12的SOC达到93％时完成充电。在这种情况下，即使SOH略有降低，充电完成后，也可以确保有足够的电力来清空两组气雾剂生成源。
在图9中，示出了SOH等于或小于一小于阈值TH1的阈值TH2的状态。换句话说，在图9中，示出了与图8的示例相比电源12的劣化已进一步发展的状态。在图9的示例中，电源12的完全充电容量等于或小于两组的必要电量。在该状态下，MCU 50将充电停止SOC设置为90％至95％之间的任何一个值，使得当充电完成时，确保一组的必要电量为存储在电源12中的电量，并且当电源12的SOC达到设定值时完成充电。在这种情况下，即使SOH大大降低，当充电完成时，也确保有足够的电力来清空一组气雾剂生成源。
另外，MCU 50可以响应于SOH改变为等于或小于阈值TH2的值来检测电源12的劣化，并且通过通知单元45通知电源12已经劣化。可替换地， MCU 50可以响应于SOH改变为等于或小于阈值TH2的值而对电源12开始上述充电停止控制。以这种方式，可以抑制劣化的电源12的进一步劣化。并且，在电源12中，确保有足够的电力来清空一组气雾剂生成源，直到检测到电源12的劣化或者直到开始对电源12的充电停止控制。因此，用户便利性进一步提高。
在下文中，将具体描述MCU 50执行的充电停止控制。
首先，MCU 50测量或估计SOH，并从SOH估计电源12的完全充电容量。在测量或估计SOH时，可以使用电源12的内部电阻、所存储和放电的电力的累计值等。具体地，通过将当为全新的时电源12的已知完全充电容量乘以SOH，可以估计当前的完全充电容量。
在通过将估计的完全充电容量乘以充电停止SOC的下限值(90％)而获得的值等于或大于两组的必要电量的情况下(图7的情况)，MCU 50将充电停止SOC设置为下限值90％。以此方式，在电源12的劣化较小的状态下，可以通过执行一次充电来确保用于消耗两组的电力，同时有效地抑制电源12 的劣化。
在通过将估计的完全充电容量乘以充电停止SOC的下限值(90％)而获得的值变得小于两组的必要电量、以及通过将估计的完全充电容量乘以充电停止SOC的上限值(95％)而获得的值变得等于或大于两组的必要电量 (图8的情况)的情况下，MCU 50将当充电完成时可以确保两组的必要电量为存储在电源12中的电量的SOC值(大于90％的值)设置为充电停止 SOC。即使在这种情况下，由于电源没有变为完全充电状态，因此可以在抑制劣化的同时确保用于消耗两组的电力。
在通过将估计的完全充电容量乘以充电停止SOC的下限值(90％)和上限值(95％)而获得的值中的每一个都小于两组的必要电量的情况下， MCU 50从90％至95％之间的范围确定当充电停止SOC时可以确保一组或多组的必要电量为所存储的电量的充电停止SOC。结果，可以在抑制电源 12的劣化的同时确保用于消耗一组的电力。
在通过将估计的完全充电容量乘以充电停止SOC的上限值(95％)而获得的值小于一组的必要电量的情况下，MCU 50控制通知单元45，使得通知单元通知用户已经到了更换电源12的时刻。
当通过MCU 50的上述控制，将通过从充电完成时电源12中存储的电量减去禁止电源12放电时(当SOC为0％时)存储在电源12中的电量所获得的存储充电量定义为放电允许电量时，可以将等于或大于一组或两组的必要电量的量设定为放电允许电量。因此，不仅在电源12是全新的状态下，而且在劣化已经进行的状态下，都可以消耗至少一组气雾剂生成源。因此，可以提高便利性。另外，由于电源12没有变为完全充电状态，因此可以抑制劣化。
在上述实施例中，MCU 50参考两组的必要电量来确定充电停止SOC。可替代地，MCU50可以参考一组的必要电量来确定充电停止SOC。在这种情况下，在任何劣化(健康)状态下，充电停止SOC均被设置为下限值(90 ％)。
此外，应当注意，上述实施例中描述的充电停止SOC的下限值(90％) 和上限值(95％)仅是示例。由于它们是取决于所使用的每个电源12的值，因此优选通过对各个电源12进行实验等来获得它们。
(关于电源的充电停止控制的第一修改)
在该控制中，在电源12的充电期间，当电源12的SOC变为100％时， MCU 50完成充电。同时，MCU 50预先确定电源12不太可能劣化的SOC 范围的下限侧任意范围(例如，在10％和5％之间的范围)，并且在从电源 12向负载21放电的过程中，在电源12的SOC达到确定范围内的特定值的情况下，停止从电源12向负载21放电(换句话说，MCU禁止放电)，并通过通知单元45通知对电源12充电的时刻。在下文中，当MCU 50禁止电源 12放电时，电源12的SOC称为放电禁止SOC。
作为电源12，使用大容量电源，使得从完全充电容量中减去任意范围内对应于SOC的最大值(10％)的存储的电量而获得的容量变得等于或大于两组的必要电量(换言之，电源12的完全充电容量的90％的容量变得等于或大于两组的必要电量)。结果，在电源12的劣化较少的状态下，即使执行了在SOC为10％的状态下禁止电源12的放电的控制，也可以进行放电来清空两组气雾剂生成源。
图10、图11和图12是示出在电源12的健康状态不同的情况中的每种情况下电源12的完全充电容量与禁止放电时存储在电源12中的电量之间的关系的示例的示图。
在图10中，示出了在SOH为100％(即电源12是全新的)的状态下的完全充电容量以及禁止放电时所存储的电量的示例。如上所述，在SOH为 100％的状态下，电源12的完全充电容量的90％的容量变得等于或大于两组的必要电量。因此，在该状态下，MCU 50将放电禁止SOC设置为使电源 12的劣化最小化的上限值的10％，并在电源12的SOC达到10％时禁止放电。
在图11中，示出了SOH等于或小于一小于100％的阈值TH1的状态。换句话说，在图11中，示出了与图10的示例相比电源12的劣化已进一步发展的状态。在图11的示例中，电源12的完全充电容量的90％的容量变得小于两组的必要电量。在该状态下，MCU将放电禁止SOC设定为例如比10 ％小的7％，使得完全充电容量和当停止放电时电源12中存储的电量之间的差变为两组的必要电量，并且当电源12的SOC达到7％时禁止电源12放电。在这种情况下，即使SOH略有降低，当充电完成时，也可以确保有足够的电力来清空两组气雾剂生成源。
在图12中，示出了SOH等于或小于一小于阈值TH1的阈值TH2的状态。换句话说，在图12中，示出了与图11的示例相比电源12的劣化进一步发展的状态。在图12的示例中，电源12的完全充电容量等于或小于两组的必要电量。在这种状态下，MCU 50将放电禁止SOC设置为10％至5％之间的任何一个值，使得完全充电容量与当停止放电时电源12中存储的电量之间的差异变得等于或大于一组的必要电量，并且当电源12的SOC达到该设定值时禁止放电。在这种情况下，即使SOH大大降低，当充电完成时，也可以确保有足够的电力来清空一组气雾剂生成源。
另外，MCU 50可以响应于SOH改变为等于或小于阈值TH2的值而检测电源12的劣化，并且通过通知单元45来通知电源12已经劣化。可替代地，MCU 50可以响应于SOH改变为等于或小于阈值TH2的值而对电源12 开始上述放电停止控制。这样，可以抑制劣化的电源12的进一步劣化。并且，在电源12中，确保有足够的电力来清空一组气雾剂生成源，直到检测到电源12的劣化或开始对电源12的放电停止控制。因此，用户便利性进一步提高。
在下文中，将具体描述MCU 50执行的放电停止控制。
首先，MCU 50测量或估计SOH，并从SOH估计电源12的完全充电容量。在测量或估计SOH时，可以使用电源12的内部电阻、所存储和放电的电力的累计值等。具体地，通过将电源12为全新的时电源12的已知完全充电容量乘以SOH，可以估计当前的完全充电容量。
在将通过以上方式估计的完全充电容量乘以放电禁止SOC的上限值(10 ％)并从估计的完全充电容量中减去结果值而获得的容量等于或大于两组的必要电量(图10的情况)的情况下，MCU 50将放电禁止SOC设置为上限值10％。以此方式，在电源12的劣化较小的状态下，可以通过执行一次充电来确保用于消耗两组的电力，同时有效地抑制电源12的劣化。
在通过将估计的完全充电容量乘以放电禁止SOC的下限值(5％)并从估计的完全充电容量中减去结果值而获得的容量变得等于或大于两组的必要电量、以及通过将估计的完全充电容量乘以放电禁止SOC的上限值(10 ％)并从估计的完全充电容量中减去结果值而获得的容量变得小于两组的必要电量的情况下(图11的情况)，MCU将使得从完全充电容量减去禁止放电时存储在电源12中的电量而获得的容量变为两组的必要电量的SOC值 (小于10％的值)设置为放电禁止SOC。即使在这种情况下，由于电源不变为放电终止状态，因此可以在抑制劣化的同时确保用于消耗两组的电力。
在通过将估计的完全充电容量乘以放电禁止SOC的下限值(5％)并从估计的完全充电容量中减去结果值而获得的容量、以及通过将估计的完全充电容量乘以放电禁止SOC的上限值(10％)并从估计的完全充电容量中减去结果值而获得容量中的每一个变得小于两组的必要电量的情况下(图12 的情况)，MCU从10％到5％之间的范围将使得通过从完全充电容量中减去禁止放电时存储在电源12中的电量而获得的容量变为一组的必要电量的值确定为放电禁止SOC。结果，可以在抑制电源12的劣化的同时确保用于消耗一组的电力。
在通过将估计的完全充电容量乘以放电禁止SOC的下限值(5％)并从估计的完全充电容量中减去结果值而获得的容量变得小于一组的必要电量的情况下，MCU 50控制通知单元45，使得通知单元通知用户已经到了更换电源12的时刻。
当通过MCU 50的上述放电停止控制，通过从充电完成时存储在电源12 中的电量减去在禁止电源12放电时存储在电源12中的电量所获得的存储的电量被定义为放电允许电量时，可以将等于或大于一组或两组的必要电量的量设定为放电允许电量。因此，不仅在电源12是全新的状态下，而且在劣化已经进行的状态下，都可以消耗至少一组气雾剂生成源。因此，可以提高便利性。另外，由于电源12不变为放电终止状态，因此可以抑制劣化。
在上述实施例中，MCU 50参考两组的必要电量来确定放电禁止SOC。可替代地，MCU50可以参考一组的必要电量来确定放电禁止SOC。在这种情况下，在任何劣化(健康)状态下，放电禁止SOC均被设定为上限值(10 ％)。
另外，应注意，上述实施例中描述的放电禁止SOC的下限值(5％)和上限值(10％)仅是示例。由于它们是取决于所使用的每个电源12的值，因此优选通过对各个电源12进行实验等来获得它们。
(关于电源的充电停止控制的第二修改)
在电源12的充电过程中，当电源12的SOC变为上限侧任意范围内的特定值时，MCU50可以执行控制用于完成充电，并且在电源12的充电过程中，当电源12的SOC变为上限侧任意范围内的特定值时，禁止MCU 50可以执行控制用于禁止放电。换句话说，MCU 50可以控制电源12的充电和放电中的每一个，使得电源12不变为完全充电状态和放电终止状态中的任何一个。
当通过从充电完成时存储在电源12中的电量减去在禁止电源12放电时存储在电源12中的电量而获得的存储的电量被定义为放电允许电量时， MCU 50设置充电停止SOC和放电禁止SOC中的每一个，使得放电允许电量变为一组或两组的必要电量。在这种情况下，不仅在电源12是全新的状态下，而且在劣化已经进行的状态下，也变得可以消耗至少一组气雾剂生成源。因此，可以提高便利性。此外，由于电源12不变为完全充电状态和放电终止状态中的任何一个，因此可以进一步抑制劣化。
(关于电源的充电停止控制的第三修改)
下面将描述在向用户提供由一个第一药筒20和多个(例如五个)第二药筒30组成的一组作为气雾剂生成源的情况下执行的充电停止控制。在这种情况下，为了清空一个全新的(未使用的)第一药筒20，需要清空五个全新的(未使用的)第二药筒30。必要电量可以根据消耗一个全新的(未使用的)第一药筒20所需的电量来设置，或者可以根据消耗一个全新的(未使用的)第二药筒30所需的电量来设置。
在基于消耗一个全新的(未使用的)第一药筒20所需的电量来设置必要电量的情况下，电源12具有足以消耗一组的电量。因此，可以在抑制电源12的劣化的同时防止电源12的充电频率过度增加。
在基于消耗一个全新的(未使用的)第二药筒30所需的电量来设置必要电量的情况下，可以减小电源12的尺寸、重量和成本。
在以上描述中，MCU 50控制充电停止SOC和放电禁止SOC中的至少一个。然而，在该控制中，可以由充电IC 55执行关于充电停止SOC的控制。
在本说明书中，至少公开了以下发明(1)至(14)。
(1)用于气雾剂吸入器的电源单元，包括：
电源，能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂；以及
控制单元，被配置为控制电源的充电和放电中的至少之一，使得电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者。
根据(1)，由于控制电源以使得电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者，因此可以抑制电源的劣化。特别地，在诸如气雾剂吸入器的经常使用并且可以充电和放电的设备中，通过执行这样的控制，可以抑制其电源的劣化，从而延长了设备的寿命。另外，可以获得节能效果。
(2)根据(1)所述的电源单元，其中，
将通过从存储在充电完成的状态下的电源中的电量中，减去存储在电源中的、使得禁止放电的电量所获得的剩余量定义为放电允许电量，以及
控制单元控制电源的充电和放电中的至少一个，使得放电允许电量变得等于或大于为了清空未使用的气雾剂生成源而需要向负载供应的电量。
根据(2)，在电源的充电完成的状态下，变得可以通过气雾剂吸入器消耗未使用的气雾剂生成源。因此，可以防止在存在剩余量的气雾剂生成源的状态下无法生成气雾剂的情况，并且可以防止电源的频繁充电，从而抑制了电源的劣化。换句话说，既可以抑制电源的劣化，又可以提高用户的便利性。
(3)根据(2)所述的电源单元，其中
所述气雾剂生成源包括：第一单元，其包含将由所述负载雾化的介质；以及第二单元，其包含用于向所雾化的介质添加香味的香味源，以及
控制单元控制电源的充电和放电中的至少一个，使得放电允许电量变得等于或大于为了清空预定数量的第一单元而需要向负载供应的电量，所述预定数量是一个或多个。
根据(3)，在电源的充电完成的状态下，变得可以通过气雾剂吸入器消耗预定数量的第一单元。例如，在一个第一单元可以使用多个第二单元的情况下，变得可以通过执行一次充电来消耗许多第二单元。因此，可以防止电源的频繁充电，从而抑制电源的劣化。
(4)根据(2)所述的电源单元，其中
所述气雾剂生成源包括：第一单元，其包含将由负载雾化的介质；以及第二单元，其包含用于向所雾化的介质添加香味的香味源，以及
控制单元控制电源的充电和放电中的至少一个，使得放电允许电量变得等于或大于为了清空预定数量的第二单元而需要向负载供应的电量，其中预定数量是一个或多个。
根据(4)，在电源的充电完成的状态下，变得可以通过气雾剂吸入器消耗预定数量的第二单元。例如，可以进行其中电源的放电允许电量变得等于或大于清空多个第二单元所需的电量的配置，使得可以通过执行一次充电来消耗许多第二单元。在这种情况下，可以防止电源的频繁充电，从而抑制电源的劣化。
另外，通过进行其中电源的放电允许电量变得等于或大于清空例如一个第二单元所需的电量的配置，可以减小电源的容量，并且可以减小气雾剂吸入器的尺寸、重量和成本。另外，由于可以使消耗一个第二单元的电量小于消耗一个第一单元的电量，所以可以减小电源的容量，并且可以减小气雾剂吸入器的尺寸、重量和成本。
(5)一种气雾剂吸入器，包括：
根据(3)或(4)所述的电源单元；
第一单元；以及
第二单元，当第二单元未使用时，如果执行向负载放电，则第二单元比未使用的第一单元更快被清空。
(6)根据(1)所述的电源单元，其中
将通过从存储在充电完成的状态下的电源中的电量中，减去存储在电源中的、使得禁止放电的电量所获得的剩余量定义为放电允许电量，以及
控制单元控制电源的充电和放电中的至少一个，使得在第一状态下的放电允许电量变得等于或大于为了清空未使用的气雾剂生成源而需要供应给负载的电量，其中所述第一状态是其中指示电源的充电完成的状态以及电源的劣化的状态的数值指标小于阈值、或者指示电源的健康状态的数值指标等于或大于阈值的状态。
根据(5)，在电源的劣化未进行的状态下，确保放电允许电量等于或大于为了清空未使用的气雾剂生成源而需要向负载供应的电力。因此，即使电源的劣化进行了，也可以确保足够的电力来清空未使用的气雾剂生成源。而且，通过在上述状态下减小放电允许电量，可以减小电源的容量，并且可以减小气雾剂吸入器的尺寸、重量和成本。
(7)根据(6)所述的电源单元，其中
第一状态是电源是全新的状态。
(8)根据(1)、(6)或(7)所述的电源单元，其中，
将通过从存储在充电完成的状态下的电源中的电量中，减去存储在电源中的、使得禁止放电的电量所获得的剩余量定义为放电允许电量，以及
控制单元控制电源的充电和放电中的至少一个，使得在第二状态下的放电允许电量变得等于或大于为了清空未使用的气雾剂生成源而需要供应给负载的电量，其中所述第二状态是其中指示电源的充电完成的状态以及电源的劣化的状态的数值指标等于或大于阈值、或者指示电源的健康状态的数值指标小于阈值的状态。
根据(8)，即使电源的劣化进行了，从而电源的完全充电容量减少，也确保放电允许电量等于或大于为了清空未使用的气雾剂生成源而需要向负载供应的电量。因此，变得可以用完未使用的气雾剂生成源。另外，通过在上述状态下减小放电允许电量，变得可以减小电源的容量，并且可以减小气雾剂吸入器的尺寸、重量和成本。
(9)根据(8)所述的电源单元，其中
第二状态是控制单元检测到电源的劣化或抑制电源的充电和放电的状态。
(10)根据(1)至(9)中的任一项所述的电源单元，其中，
控制单元执行电源的充电，使得电源不会变成完全充电状态。
根据(10)，可以缩短完成电源的充电所需的时间。
(11)根据(10)所述的电源单元，其中，
控制单元执行电源的充电，使得指示存储在电源中的电量与电源的完全充电容量之比的SOC的上限值变得等于或小于95％。
根据(11)，将电源的容量设置为大，使得在SOC为95％的状态下，可以向负载供应比清空气雾剂生成源所需的电力更多的电力。因此，即使电源的劣化进行，从而容量减小，也可以确保用于消耗气雾剂生成源的电力，并且可以延长气雾剂吸入器的寿命。
(12)根据(11)所述的电源单元，其中，
控制单元执行电源的充电，使得指示存储在电源中的电量与电源的完全充电容量之比的SOC的上限值等于或小于90％。
根据(12)，将电源的容量设置为大，使得在SOC为90％的状态下，可以向负载供应比清空气雾剂生成源所需的电力更多的电力。因此，即使电源的劣化进行，从而容量减小，也可以确保用于消耗气雾剂生成源的电力，并且可以延长气雾剂吸入器的寿命。
(13)一种气雾剂吸入器的电源控制方法，所述气雾剂吸入器包括能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂的电源，所述电源控制方法包括：
控制电源的充电和放电中的至少一个，使得电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者的控制步骤。
(14)一种气雾剂吸入器的电源控制程序，所述气雾剂吸入器包括能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂的电源，所述电源控制程序使计算机运行：
控制电源的充电和放电中的至少一个，使得电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者的控制步骤。
根据(13)和(14)，由于控制电源以使得电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者，所以可以抑制电源的劣化。特别地，在诸如气雾剂吸入器的经常使用并且可以充电和放电的设备中，通过执行这样的控制，可以抑制其电源的劣化，从而延长了设备的寿命。另外，可以获得节能效果。
根据(1)、(13)和(14)，由于控制电源使得电源不变为完全充电状态和放电终止状态中的一个或任何一个，所以可以抑制电源的劣化。特别地，在诸如气雾剂吸入器的经常使用并且可以充电和放电的设备中，通过执行这样的控制，可以抑制其电源的劣化，从而延长设备的寿命。因此，具有节能效果，其中可以长时间使用电源而无需更换全新的电源。

Claims (10)

1.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
电源，能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂；以及
控制单元，被配置为控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得所述电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者，其中
将通过从存储在充电完成的状态下的所述电源中的电量中，减去存储在所述电源中的、使得禁止放电的电量所获得的剩余量定义为放电允许电量，以及
所述控制单元控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得在所述电源的充电完成的状态下并且在第一状态下的放电允许电量变得等于或大于为了清空未使用的气雾剂生成源而需要向负载供应的电量，其中所述第一状态是其中指示所述电源的劣化状态的数值指标等于或大于第一阈值、或者指示所述电源的健康状态的数值指标小于第二阈值的状态，其中所述第一阈值指示所述电源的阈值劣化状态，所述第二阈值指示所述电源的阈值健康状态。
2.根据权利要求1所述的电源单元，其中
所述第一状态是所述控制单元检测到所述电源的劣化或抑制所述电源的充电和放电的状态。
3.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括:
电源，能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂；以及
控制单元，被配置为控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得所述电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者，其中
将通过从存储在充电完成的状态下的所述电源中的电量中，减去存储在所述电源中的、使得禁止放电的电量所获得的剩余量定义为放电允许电量，以及
所述气雾剂生成源包括：第一单元，包含将由负载雾化的介质；以及第二单元，包含用于向所雾化的介质添加香味的香味源，以及
所述控制单元控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得在所述电源的充电完成的状态下并且在第一状态下的放电允许电量变得等于或大于为了清空预定数量的所述第一单元而需要向负载供应的电量，其中所述第一状态是其中指示所述电源的劣化状态的数值指标等于或大于第一阈值、或者指示所述电源的健康状态的数值指标小于第二阈值的状态，其中所述第一阈值指示所述电源的阈值劣化状态，所述第二阈值指示所述电源的阈值健康状态，所述预定数量是一个或多个。
4.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括:
电源，能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂；以及
控制单元，被配置为控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得所述电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者，其中
将通过从存储在充电完成的状态下的所述电源中的电量中，减去存储在所述电源中的、使得禁止放电的电量所获得的剩余量定义为放电允许电量，以及
所述气雾剂生成源包括：第一单元，包含将由负载雾化的介质；以及第二单元，包含用于向所雾化的介质添加香味的香味源，以及
所述控制单元控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得在所述电源的充电完成的状态下并且在第一状态下的放电允许电量变得等于或大于为了清空预定数量的所述第二单元而需要向负载供应的电量，其中所述第一状态是其中指示所述电源的劣化状态的数值指标等于或大于第一阈值、或者指示所述电源的健康状态的数值指标小于第二阈值的状态，其中所述第一阈值指示所述电源的阈值劣化状态，所述第二阈值指示所述电源的阈值健康状态，所述预定数量是一个或多个。
5.一种气雾剂吸入器，包括：
根据权利要求3或4所述的电源单元；
第一单元；以及
第二单元，当所述第二单元未使用时，如果执行向负载放电，则所述第二单元比未使用的所述第一单元更快被清空。
6.根据权利要求1、3和4中的任一项所述的电源单元，其中
所述控制单元执行所述电源的充电，使得所述电源不会变成完全充电状态。
7.根据权利要求6所述的电源单元，其中
所述控制单元执行所述电源的充电，使得指示存储在所述电源中的电量与所述电源的完全充电容量之比的SOC的上限值变得等于或小于95％。
8.根据权利要求7所述的电源单元，其中
所述控制单元执行所述电源的充电，使得指示存储在所述电源中的电量与所述电源的完全充电容量之比的SOC的上限值变得等于或小于90％。
9.一种气雾剂吸入器的电源控制方法，所述气雾剂吸入器包括能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂的电源，所述电源控制方法包括：
控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得所述电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者的控制步骤，其中
将通过从存储在充电完成的状态下的所述电源中的电量中，减去存储在所述电源中的、使得禁止放电的电量所获得的剩余量定义为放电允许电量，以及
所述电源控制方法还包括控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得在所述电源的充电完成的状态下并且在第一状态下的放电允许电量变得等于或大于为了清空未使用的气雾剂生成源而需要向负载供应的电量的控制步骤，其中所述第一状态是其中指示所述电源的劣化状态的数值指标等于或大于第一阈值、或者指示所述电源的健康状态的数值指标小于第二阈值的状态，其中所述第一阈值指示所述电源的阈值劣化状态，所述第二阈值指示所述电源的阈值健康状态。
10.一种存储气雾剂吸入器的电源控制程序的指令的处理器可读存储介质，所述气雾剂吸入器包括能够向负载放电以从气雾剂生成源生成气雾剂的电源，所述指令使计算机运行：
控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得所述电源不变为完全充电状态和放电终止状态之一或两者的控制步骤，其中
将通过从存储在充电完成的状态下的所述电源中的电量中，减去存储在电源中的、使得禁止放电的电量所获得的剩余量定义为放电允许电量，以及
所述指令还使得计算机运行控制所述电源的充电和放电中的至少一个，使得在所述电源的充电完成的状态下并且在第一状态下的放电允许电量变得等于或大于为了清空未使用的气雾剂生成源而需要向负载供应的电量的控制步骤，其中所述第一状态是其中指示所述电源的劣化状态的数值指标等于或大于第一阈值、或者指示所述电源的健康状态的数值指标小于第二阈值的状态，其中所述第一阈值指示所述电源的阈值劣化状态，所述第二阈值指示所述电源的阈值健康状态。
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