JP2015532584A - 再充電可能バッテリを提供するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

充電複数のバッテリを充電するためのシステムおよび方法を開示する。バッテリ充電ハブは、バッテリの状態に基づいて可変の充電プログラムを適用できる複数の充電／放電ポートを有しうる。バッテリ充電ハブは、バッテリ充電ハブが当該充電ハブでのバッテリの状態と品質に関してリモート・ユニットと通信できるようにする有線または無線通信機能を備えてもよい。仮想廃棄可能バッテリも開示される。

Description

関連出願の記載
本願は、２０１２年１０月１９日出願の米国仮特許出願第６１／７１６，４２１号と２０１３年６月７日出願の米国仮特許出願第６１／８３２，６２０号の優先権の利益を主張し、その全体を引用により本明細書に組み込む。

本発明はバッテリの分野に関し、特に、再充電可能バッテリの分野に関する。

バッテリは様々な装置に電力を供給する。バッテリから電力を供給される装置が多くなると、バッテリに対する消費者の要求も増大する。この結果、重金属や他の有害化学物質を含みうる、今まで以上に多くのバッテリが製造され廃棄されることとなる。金銭を節約し、バッテリの無駄を最小限にするために再充電可能バッテリを使用し始めている者もいる。

米国特許出願第６１／５６０，６７２号明細書 国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０３１６６７号明細書

しかし、再充電可能バッテリには高価な充電器が必要であり、廃棄可能なバッテリほど便利ではない。

幾つかの実施形態では、充電ユニットと、制御ユニットと、複数の充電プログラムを含むメモリと、当該充電ユニットと当該制御ユニットに電気的に接続された複数の充電／放電ポートを備えた充電ハブであって、当該充電ユニットは充電プログラムを選択し充電中の装置に適用するように構成され、当該充電ユニットは当該ハブの操作を指示するように構成された制御ユニットと電気的に通信する、充電ハブを開示する。

幾つかの実施形態では、当該充電／放電ポートは、正極を含む正極棒と負極を含む負極棒とを備える。

幾つかの実施形態では、当該充電プログラムは再生プログラムを含む。

幾つかの実施形態では、当該ハブは、入力を受信し当該受信した入力を当該制御ユニットに送信するように構成された入力ユニットをさらに備える。

幾つかの実施形態では、当該入力は充電プログラムを含む。

幾つかの実施形態では、当該ハブはそれぞれが複数の充電／放電ポートを備える充電ゾーンに分割される。

幾つかの実施形態では、１つのゾーン内の当該充電／放電ポートは同一の充電プログラムを適用する。

幾つかの実施形態では、当該充電ユニットは、充電中の装置の少なくとも１つの特性を検知し、当該検知した特性に基づいて充電中の装置に対する充電プログラムを選択するように構成される。

幾つかの実施形態では、当該制御ユニットはリモート・ユニットと通信するように構成される。

幾つかの実施形態では、当該充電ユニットは、電流パルスを充電中の装置に印加し当該電流パルスの印加から生ずる電圧スパイクを測定するように構成される。

幾つかの実施形態では、当該制御ユニットは、測定された電圧スパイクが所定の閾値より小さいとき、充電中の装置を再充電可能と識別するように構成される。幾つかの実施形態では、当該所定の閾値は大よそ１．５ボルトである。

幾つかの実施形態では、当該制御ユニットは、測定された電圧スパイクが所定の閾値より大きいとき、充電中の装置を再充電不可能と識別するように構成される。幾つかの実施形態では、当該所定の閾値は大よそ２ボルトである。

幾つかの実施形態では、複数のバッテリの特性に基づいて可変の充電プログラムを複数のバッテリに適用するように構成された複数の充電／放電ポートを備えたハブと中央サーバとを備えたバッテリ充電システムであって、当該ハブおよび当該中央サーバは互いに通信するように構成され、当該通信は、当該ハブおよび／または当該少なくとも１つのリモート・ユニットでのバッテリの量と品質に関する情報を含む、バッテリ充電システムを開示する。

幾つかの実施形態では、当該バッテリ充電システムは、バッテリを販売し受け取るように構成された少なくとも１つのリモート・ユニットを備える。当該リモート・ユニットは当該ハブおよび当該中央サーバと通信するように構成される。

幾つかの実施形態では、当該ハブは充電ユニットと制御ユニットを備える。

幾つかの実施形態では、当該充電ユニットはバッテリの特性を検知し、検知した特性に基づいて充電プログラムを選択するように構成される。

幾つかの実施形態では、当該ハブは、選択された充電プログラムに関する情報を通信する。

幾つかの実施形態では、当該充電プログラムは、第１の電圧または電流で第１の期間だけ充電するステップと、第２の電圧または電流で第２の期間だけ充電するステップとを含む。

幾つかの実施形態では、ハブは少なくとも１つのリモート・ユニット内に配置され、当該少なくとも１つのリモート・ユニットは、受け取ったバッテリを当該ハブの複数の充電／放電ポートのうち１つに配置するための電気機械システムを備える。

幾つかの実施形態では、当該システムはさらに充電前バッファと充電後バッファを備える。当該充電前バッファは、バッテリを受け取り、複数の充電／放電ポートがバッテリにより占有される少なくとも１つのリモート・ユニット内で、受け取ったバッテリを格納するように構成される。当該充電後バッファは、充電され当該ハブの充電／放電ポートから取り外されている、充電されたバッテリを受け取るように構成される。

幾つかの実施形態では、本明細書で説明したバッテリ充電ハブを提供するステップと、少なくとも１つのバッテリを少なくとも１つの充電／放電ポートに挿入するステップと、少なくとも第１のパラメータと第２のパラメータを含む充電プログラムを開始するステップと、第１のパラメータで第１の期間だけ充電するステップと、第２のパラメータで第２の期間だけ充電するステップと、当該ハブ内のバッテリの充電状態および量をリモート・ユニットに通信するステップとを含む、再充電可能バッテリを管理する方法を説明する。

幾つかの実施形態では、当該第１のパラメータと第２のパラメータは、第１の電圧と第２の電圧または第１の電流と第２の電流を含む。

幾つかの実施形態では、当該ハブは、バッテリの少なくとも１つの特性を検知し、検知した特性に基づいて当該バッテリに対する充電プログラムを選択するように構成された充電ユニットを備える。

幾つかの実施形態では、当該方法はさらに、少なくとも２つのバッテリを少なくとも２つの相違なる充電プログラムで同時に充電するステップを含む。

幾つかの実施形態では、当該方法はさらに、バッテリ再生プログラムを開始するステップを含む。

幾つかの実施形態では、当該バッテリ再生プログラムは、当該バッテリが所望の容量または１組の所定の特性に達するまで、当該バッテリの充電、放電、および再充電を繰り返すステップを含む。

幾つかの実施形態では、当該方法はさらに、電流パルスを装置に印加するステップと、当該電流パルスの印加から生ずる電圧スパイクを測定するステップとを含む

幾つかの実施形態では、当該方法はさらに、測定された電圧スパイクが所定の閾値より小さいとき、当該装置を再充電可能として識別するステップを含む。

幾つかの実施形態では、当該方法はさらに、測定された電圧スパイクが所定の閾値より大きいとき、バッテリを再充電不可能として識別するステップを含む。

幾つかの実施形態では、当該所定の閾値は大よそ１．５ボルトである。

幾つかの実施形態では、当該所定の閾値は大よそ２ボルトである。

幾つかの実施形態では、夫々が初期充電状態を有する１つまたは複数のバッテリを受け取るステップと、受け取った１つまたは複数のバッテリの各々の電圧、インピーダンス、電流、および容量を測定するステップと、当該１つまたは複数のバッテリの１つに対する充電プロフィールを、当該１つまたは複数のバッテリの１つの測定された電圧、インピーダンス、電流、および容量に基づいて決定するステップと、当該１つまたは複数のバッテリの１つを当該充電プロフィールに従って充電して、当該１つまたは複数のバッテリの１つが第２の充電状態を有するようにするステップとを含む、仮想廃棄可能バッテリを提供する方法を説明する。

幾つかの実施形態では、当該１つまたは複数のバッテリはバッテリ交換機から受け取られる。

幾つかの実施形態では、当該バッテリ交換機が、第２の充電状態を有する１つまたは複数のバッテリの１つを提供する。

幾つかの実施形態では、当該方法は、当該１つまたは複数のバッテリを受け取ったことに応答して、第２の充電状態を有する１つまたは複数の第２のバッテリを提供するステップをさらに含む。

幾つかの実施形態では、第２の充電状態を有する１つまたは複数の充電バッテリが、ユーザが１つまたは複数の消費されたバッテリを提供したことに応じて続いて提供される。

バッテリ充電ハブの１実施形態の図である。 バッテリ充電ハブの１実施形態の略図である。 バッテリ充電ハブを動作させる方法の１実施形態を示す流れ図である。 再充電可能バッテリの１実施形態の斜視図である。 機械と通信するようにバッテリ充電ハブを動作させる方法の１実施形態を示す流れ図である。 ハブと通信するように機械を動作させる方法の１実施形態を示す流れ図である。 仮想廃棄可能バッテリを生成するための方法を示す図である。 バッテリを識別する方法の１実施形態を示す流れ図である。 充電ハブを動作させる方法の１実施形態を示す流れ図である。

以下の詳細な説明では、当該説明を構成する添付図面を参照する。添付図面では、特に断らない限り、同じ記号は一般に同じ要素を示す。詳細な説明と添付図面で説明する例示的な実施形態は限定を意味するものではない。本明細書で提供する主題の趣旨または範囲から逸脱せずに、他の実施形態を利用してもよく、他の変更を行ってもよい。本明細書で一般的に説明されており添付図面で示されている本発明の諸態様を、多種多様な構成で配置し、置き換え、組み合わせ、設計でき、それらの全ては明示的に考慮され本発明の一部を構成することは容易に理解される。

本明細書で開示する幾つかの実施形態は、再充電可能バッテリまたは他の充電中の装置を充電し、放電し、かつ／または再充電するように構成されたハブに関する。充電中の装置は、バッテリ、再充電可能バッテリ、複数のセルを有するバッテリ、再充電可能バッテリ・パック、電源モジュールを備えてもよい。当該電源モジュールには、統合型または組込みの制御回路を有する電源モジュールが含まれる。本明細書で使用する際、バッテリという用語は本明細書で説明する充電中の装置の何れかを含みうる。充電中の装置は、円筒形、円形、長方形等を含む様々な形状を有してもよい。幾つかの実施形態では、当該ハブが、様々な特徴を様々な組合せで備えてもよい。幾つかの実施形態では、当該ハブがバッテリを充電または再充電するための複数のポートを備えてもよい。様々なバッテリのサイズまたはタイプを受け入れるように、当該ポートの大きさを決めるか、または、当該ポートを構成してもよい。幾つかの実施形態では、当該ハブは、当該ハブの動作を管理するように構成された制御ユニットを備えてもよい。幾つかの実施形態では、当該制御ユニットは、充電されているバッテリの状態に応じて可変の充電プログラムを提供するように構成される。幾つかの実施形態では、当該ハブは、リモートのバッテリ販売ユニットまたは格納ユニットと通信する能力を備えてもよい。幾つかの実施形態では、当該ハブは、中央サーバ位置と通信する能力を備えてもよい。幾つかの実施形態では、当該ハブが、地上回線ネットワーク、携帯電話ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１標準ネットワーク、または他のネットワークを介して通信してもよい。幾つかの実施形態では、当該ハブを他のユニットに配線接続してもよい。幾つかの実施形態では、当該ハブが、当該ハブまたはリモート・ユニット内のバッテリのステータス、当該ハブまたはリモート・ユニット内のバッテリの健全性、リモート・ユニットに対するバッテリの可用性に関する通信、および、バッテリ健全性および可用性を保証するための他の通信を開始または受信してもよい。

本明細書で開示する幾つかの実施形態は、１つまたは複数のバッテリを同時に充電、放電、および再充電し、かつ／または複数の消耗したバッテリを再生する方法を含む、充電ハブを動作させる方法に関する。幾つかの実施形態は、様々な順序で実施される様々なステップを含むことができる。幾つかの実施形態は、本明細書で特に概観したものより多いかまたは少ないステップを含むことができる。幾つかの実施形態では、本明細書で概観したステップを追加のステップで補完することができる。幾つかの実施形態では、バッテリを充電または再充電する方法が例えば、バッテリの充電状態を決定するステップと、バッテリの電圧、その電流を決定し、バッテリの内部抵抗を決定するステップと、当該充電プロフィールをバッテリの充電状態、電流、電圧および／または内部抵抗に従って調節するステップと、バッテリのステータスに関する通知を提供するステップ、および／または他の任意の所望のステップを含んでもよい。

簡単のために、本発明では頻繁にバッテリに言及する。バッテリが、本明細書で説明するバッテリ・パック、電源モジュール、およびその他のような任意の充電中の装置であってもよく、本発明は周知なバッテリに限定されないことは当業者には明らかである。

本明細書で開示するハブを、様々なバッテリを収容し充電するように構成することができる。例えば、幾つかの実施形態では、ハブは、ＡＡＡ、ＡＡ、Ｃ、Ｄ、９ボルト、バッテリ・パック、バッテリ・セルや内部回路を有する電源モジュール、または他の任意の種類のバッテリを受け入れて充電するように構成される。本明細書で開示するハブを、多数のバッテリを同時に受け入れて充電するように構成してもよい。

図を参照すると、図１は、複数のバッテリを同時に受け入れて充電するように構成されたハブ１００の１実施形態を示す。図示したように、ハブ１００は、キャビネット１１０、ディスプレイ１２０、入力装置１３０、制御ユニット（図示せず）、充電／放電ユニット（図示せず）および少なくとも１つの充電／放電ポート１６０を備える。幾つかの実施形態では、ハブ１００が２つ以上の充電／放電ポートを備えてもよい。幾つかの実施形態では、ハブ１００が、１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００または他の任意の所望の数の充電／放電ポートを備えてもよい。充電／放電ポートは、再充電可能バッテリを充電する導電性端子または接点を含む、任意の標準充電ポートであってもよい。幾つかの実施形態では、充電／放電ポートが、ミニＤＶ、ＵＳＢ、マイクロＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）、および当業界で公知な他のもののような標準ポートまたは専用ポートであってもよい。幾つかの実施形態では、キャビネット１１０は全ての部品を収納する。当該部品には、ソフトウェア、ハードウェア、構造物、およびハブ１００の機能に必要なユニットが含まれるがこれらに限られない。キャビネット１１０は、外部電源をハブ１００の部品に電気的に接続するように構成できハブ１００内のバッテリを充電するための電源でありうる、電源接続（図示せず）を備える。キャビネット１１０は、構造的サポートをハブ１００の部品に与え、内部の電気システムおよび電子システムを外部の要素から保護し、キャビネット１１０内に収納された電気部品および電子部品から人や製品を保護する。キャビネット１１０はディスプレイ１２０を収納する。ディスプレイ１２０は当該制御ユニットに電気的に接続される。ディスプレイ１２０は、ハブ１００の健全性またはその中で充電されているバッテリに関する、様々なメッセージ、警告、または他の指示を表示する。ディスプレイ１２０はまた、ネットワーク通信、リソースに関するメッセージ、または、リモートの販売ユニットまたは格納ユニットから、または、中央サーバから受信した通信に関する他のメッセージを表示する。ディスプレイ１２０は、テキスト、アイコン、グラフィカル情報、可聴の指示、または他の情報を表示してもよい。ディスプレイ１２０はまた表示灯を備える。当該表示灯は、ＬＥＤ、白熱灯、光ファイバ、または他の適切な表示灯であってもよい。これらの表示灯は、充電のステータスまたは充電の完了に関する情報を提供してもよい。表示灯はまた、バッテリが消耗したとき、または、他の任意の条件で警告してもよい。

入力装置１３０は、当該制御ユニットに電気的に接続され、キーパッド、テンキー、マウス、シリアル接続もしくはパラレル接続、または無線接続を介した入力を受け入れるように構成される。入力装置１３０は、充電プログラムのためのプログラミング命令、メッセージ、入力、または当該制御ユニットが要求するかまたは特定の動作を実施するかもしくは動作を変更するように当該制御ユニットに指示する他の情報を受け取ってもよい。充電プログラムは、様々な条件下での充電手続きの任意の組合せを含むことができる。例えば、充電プログラムは、一定電流、一定電圧、または設定された期間または時間間隔を有する他のプログラムであってもよい。放電プログラムが同様に、一定電流、一定電圧、またはそれ以外であってもよい。充電プログラムが、充電または放電プログラムが正しく進行することを保証するために充電中の装置の特性が測定されるテスト測定ステップ、または、当該充電プログラムを充電中の装置の特性に基づいて更新する必要があるかどうかのテスト測定ステップを含んでもよい。

ハブ１００は充電／放電ポート１６０を備える。各バッテリまたは充電中の装置の要件に応じて、充電／放電ポート１６０が充電機能と放電機能の両方を有してもよい。ハブ１００の充電／放電ポート１６０は、充電／放電ポート１６０に挿入されたバッテリが正極棒１４０、および負極棒１５０と電気的に接触するように構成される。当該極棒が電気的に導電性の材料から必ずしも完全または部分的に構成される必要はない。幾つかの実施形態では、極棒が、互いに電気的に接触する独立な端子を備えた導電性材料であってもよい。幾つかの実施形態では、極棒とは一般に端子のアレイを指してもよく、特定の物理要素である必要はない。幾つかの実施形態では、ハブ１００が複数の正極棒１４０と複数の対応する負極棒１５０を備えてもよい。正極棒１４０は少なくとも１つの独立な正極１４５を備え、負極棒１５０は少なくとも１つの独立な負極１５５を備える。幾つかの実施形態では、正極棒１４０が複数の正極１４５を備えてもよい。幾つかの実施形態では、正極棒１４０がハブ１００内の再充電／放電ポート１６０と同程度に多くの正極１４５を備えてもよい。幾つかの実施形態では、負極棒１５０がハブ１００内の再充電／放電ポート１６０と同程度に多くの負極１５５を備えてもよい。

正極１４５および負極１５５が、図４に示すように、バッテリのような充電中の装置の第１の端子４３０および第２の端子４４０と直接物理的に接触してもよい。正極１４５が、対応する負極１５５と単一の電気回路内で配線接続されてもよい。各正極１４５が対応する負極１５５を有してもよい。各正極１４５および対応する負極１５５を備える電気回路がさらに、充電ユニットに対する電気的接続を備えてもよい。このセクションで使用する際、正極および負極という指定は、正極での電圧が正でなければならないことまたは負極の電圧が負でなければならないことを必ずしも示すものではない。

ハブ１００の端子に言及するときの正および負という指定により、特定の端子の電圧の何れかの極性を示してもよい。この用語により、ハブ１００のどの端子がバッテリの正極と負極に対応するかを示してもよい。例えば、正極１４５は必ずしも正極性を有さない。正極１４５がバッテリの正極に対応してもよく、バッテリの正極が電気的接触する端子であってもよい。

正極棒１４０および負極棒１５０は、バッテリを正極棒１４０と負極棒１５０の間で解放可能に保持できるように構成される。例えば、正極１４５または負極１５５、またはその両方が充電中の装置の端子でばね力を発揮し、それにより保持力を提供してもよい。幾つかの実施形態では、充電ポート１６０が、充電中の装置と係合し充電中の装置を充電ポート１６０で保持する保持要素を有してもよい。図４を参照すると、バッテリ４００は、第１の端点４１０および第２の端点４２０および缶４５０を備える。第１の端点４１０は第１の端子４３０を備え、第２の端点４２０は第２の端子４４０を備える。幾つかの実施形態では、充電／放電ポート１６０を、形状および大きさにおいて缶４５０の形状および大きさに対応するように構成してもよい。当該構成により、充電／放電ポート１６０がバッテリ４００を受け入れ、解放可能に保持できるようにしてもよい。バッテリ４００の缶４５０が、当該バッテリのタイプに応じて様々な形状および大きさを有してもよい。一般的な円筒形バッテリを図４に示してあるが、充電／放電ポート１６０の大きさおよび形状を、任意の形状因子を有する缶４５０の形状および大きさを収容するように構成してもよいことは当業者には理解される。

幾つかの実施形態では、正極１４５は、第１の端子４３０または第２の端子４４０の何れかを受け入れ、これらと電気的に接触するように構成される。説明を簡単にするために、第１の端子４３０が当該バッテリの正極に対応すると仮定するが、これは常に当てはまるものではなくともよい。幾つかの実施形態では、正極１４５は第１の端子４３０と電気的に接し、負極１５５は第２の端子４４０と電気的に接する。正極１４５または負極１５５が、ハブ１００の端子とバッテリ４００の端子の間の正の接触を保証し、充電／放電ポート１６０内の正極１４５と負極１５５の間でバッテリ４００を解放可能に保持するための、ばねまたは他の柔軟な部材を備えてもよい。幾つかの実施形態では、ハブ１００が複数の正極棒１４０と複数の負極棒１５０を備えてもよい。幾つかの実施形態では、ハブ１００が、２から約２０個の正極棒１４０および対応する数の負極棒１５０を備えてもよい。幾つかの実施形態では、ハブ１００が２０個より多くの正極棒１４０と対応する数の負極棒１５０とを備えてもよい。幾つかの実施形態は、任意の所望の数の正極棒１４０および任意の所望の数の負極棒１５０を含むことができる。幾つかの実施形態では、等しい数の正極棒１４０および負極棒１５０が存在することができる。正極棒と負極棒の数は限定されない。

図１は、バッテリが充電されているときに垂直方向を向くように構成されたハブ１００を示す。示した方向は例示的なものであることは当業者には理解される。他の配置構成も可能であり、例えば、充電されているバッテリが水平に配置されるように極棒を一般に垂直に配置してもよい。正極棒１４０および負極棒１５０を、次元や形状が変化するように構成または配置してもよい。例えば、正極棒１４０を、一般に垂直に、斜めに、または他の任意の適切な構成で配置してもよい。図示したように、正極棒１４０は互いに十分に並列に配置される。幾つかの実施形態では、正極棒１４０を同一平面に、別平面に、直角に、または他の配置構成で配置してもよい。図示したように、負極棒１５０は対応する正極棒１４０に並列に配置される。この配置構成を、例えばバッテリを充電するときに使用してもよい。第１の端子４３０と第２の端子４４０はＡＡＡ、ＡＡ、Ｃ、またはＤバッテリのようなバッテリ４００の反対側にある。幾つかの実施形態では、例えば、標準９ボルトバッテリを充電するとき、正極棒１４０と負極棒１５０を、９ボルトのバッテリの第１の端子と第２の端子が正極１４５と負極１５５に空間的に対応するように構成してもよい。

幾つかの実施形態では、充電／放電ポート１６０が標準または専用の充電／放電接続を有する複数の独立な充電コード（図示せず）を備えてもよい。例えば、充電／放電ポート１６０が、ＵＳＢ接続を受け入れられる装置を充電するように構成されたＵＳＢコネクタを有する複数のコードを備えてもよい。これらの実施形態では、充電中の装置が、充電用のＵＳＢポートを備える電気デバイスまたは電子デバイスであってもよい。幾つかの実施形態では、充電中の装置が、ミニＤＶ、マイクロＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）、または当業界で公知な他の種類の接続を有してもよい。幾つかの実施形態では、当該装置が、ポータブルな補助バッテリ電源であってもよい。

幾つかの実施形態では、ハブ１００が充電ユニットから正極１４５および負極１５５への独立な電気的接続を備えてもよい。再度図２を参照すると、正極１４５および対応する負極１５５を充電ユニット２２０に個別に接続してもよい。充電ユニット２２０を、個別化した充電プログラムを各バッテリに提供するように構成してもよい。

幾つかの実施形態では、充電ユニット２２０を、識別されたゾーン内の複数のバッテリに同時に特定の充電プログラムを同時に適用できるように、充電ゾーン内の正極１４５および負極１５５に電気的に接続してもよい。幾つかの実施形態では、充電プログラムを独立な正極１４５または独立な負極１５５に適用してもよい。幾つかの実施形態では、充電プログラムを、１つのバッテリを充電するために、１対の正極１４５およびその対応する負極１５５に適用してもよい。当該充電ゾーンが単一の組の正極棒と負極棒、１４０および１５０を備えてもよい。幾つかの実施形態では、１対の極棒が、充電ユニット２２０と電気的に通信する単一の電気回路を備えてもよい。幾つかの実施形態では、正極棒１４０は電気的に導電性を有し、充電ユニット２２０から正極棒１４０に印加された電圧に基づいて、対応する正極１４５が同一の電圧にあってもよい。ハブ１００が１つまたは複数の充電ゾーンを備えてもよい。当該充電ゾーン内の各バッテリは同一の充電プログラムを受ける。

幾つかの実施形態では、充電ユニット２２０を、正極１４５および対応する負極１５５と接する各バッテリの特性を検知または決定するように構成してもよい。バッテリが充電／放電ポート１６０に挿入され、第１の端子４３０が正極１４５に接し、第２の端子４４０が負極１５５に接するので、充電ユニット２２０は、充電／放電ポート１６０内のバッテリに関する１つまたは複数の特性を検知することができる。例えば、充電ユニット２２０がバッテリの電圧、電流、内部抵抗、または他の特性を検知してもよい。充電ユニット２２０は制御ユニット２１０と通信する。充電ユニット２２０が制御ユニット２１０に送信された信号を生成してもよく、制御ユニット２１０は、バッテリの健全性、充電状態、またはどの充電プログラムをバッテリが受けるべきかに関する判定を行ってもよい。制御ユニット２１０は、どの充電プログラムが特定のバッテリに適切であるかを当該検知した特性に基づいて選択し、選択された充電プログラムを開始するように充電ユニット２２０に指示してもよい。

制御ユニット２１０が、充電ゾーン、バッテリの電圧、内部抵抗、電流出力、または他のバッテリ特性に基づいて選択された可変の充電プログラムを制御または指示してもよい。例えば、バッテリが変化しその端子電圧が上昇すると、充電電圧が一定である場合に充電率が減少する。制御ユニット２１０が、充電／放電ポート１６０内のバッテリの充電状態を識別し、可変の充電電圧プロフィールで充電プログラムをカスタマイズしてもよい。バッテリの初期特性に依存する、充電プログラムに従ってバッテリを充電する多数の方法がある。例えば、電圧が０．３Ｖから０．５Ｖの範囲のバッテリは、約１．３２Ｖの第１の充電電圧を確立しそれを約３０分だけ維持し、次いで当該充電電圧を約２時間、約１．４５Ｖの第２の充電電圧に調節するステップを含む充電プログラムを受ける。あるいは、２０００ｍＡｈの容量を有するＮｉＭＨ再充電可能バッテリに関して、当該バッテリを１０００ｍＡの「一定電流」で２時間充電し、次いで２００ｍＡで１乃至２時間充電してもよい。これは、２段階の、一定電流またはＣＩ充電のアルゴリズムである。別の例として、リチウム・イオン・バッテリは、定電流（ＣＩ）および定電圧（ＣＶ）の２段階アルゴリズムを使用することができる。この場合、ＣＩ相は４．６Ｖのような特定電圧に達したときに停止し、ＣＶ相は４．６Ｖで開始し、充電電流が一定のレベル（例えば１００ｍＡ）未満に低下するときに停止する。これは、２段階ＣＩ／ＣＶアルゴリズムの一例である。充電プログラムが、任意数の段階においてＣＩ、ＣＶまたはその両方の任意の組合せを有してもよい。また、充電プログラムが、プログラム・ループにおいて反復的な手続きのシーケンスを有してもよい。劣化、消耗、または枯渇したバッテリ（長期間の短絡または高負荷に起因してバッテリの電圧が０Ｖに近い）を、任意の適切な１つまたは複数の充電プログラムを適用することで正常な機能状態に復元することができる。

幾つかの実施形態では、制御ユニット２１０を、複数の同時充電プログラムを複数の異なるバッテリに適用するように構成してもよい。この状況では、同時充電プログラムが、同時に進行する充電プログラムを意味してもよいが、必ずしも同時に開始または終了する必要はない。例えば、第２のバッテリを第２の充電／放電ポート１６０に挿入したときに、第１の充電／放電ポート１６０内の第１のバッテリが第１の充電プログラムを受けてもよい。制御ユニット２１０が、当該第２のバッテリの充電ゾーンまたは特性に基づいて第２の充電プログラムを選択し、当該第２の充電プログラムを当該第２のバッテリに適用するように充電ユニット２２０に指示してもよい。これらの充電プログラムの両方が同時に進行してもよい。幾つかの実施形態では、制御ユニット２１０が、異なるバッテリに対して同一の充電プログラムを選択してもよく、バッテリが充電／放電ポート１６０に挿入された回数に応じて、同一の充電プログラムを異なる時点に開始してもよい。幾つかの実施形態では、同様な特性を有するバッテリを異なる時点で充電／放電ポート１６０に挿入してもよく、制御ユニット２１０は、特定の数のバッテリが挿入されるまで充電プログラムの開始を遅延させ、類似のバッテリを同時に充電する。幾つかの実施形態では、制御ユニット２１０は、ハブ１００で充電するための電気の可用性、電力料金、エネルギ効率の問題、日時、または他の他の任意の所望の因子のような外部因子に基づいてバッテリの開始時刻または終了時刻を調節してもよい。

幾つかの状況では、バッテリ電圧、内部抵抗、電流、または他の特性を、充電／放電ポート１６０内のバッテリが消耗したことを示すレベルにあると決定してもよい。バッテリが消耗していることが検出された場合、制御ユニット２１０はバッテリ再生プログラムを選択してもよい。バッテリ再生プログラムが、当該バッテリが拡張期間だけ放電できるようにするステップと、拡張期間だけ低電圧または低電流の充電を適用するステップとを含んでもよい。当該バッテリ再生プログラムはバッテリを再生して、当該バッテリがその動作特性を実質的に復元し、例えばバッテリ容量が所定の範囲内にあるかまたは所定の最小値を超える場合に潜在的に再利用できるようにする。バッテリ再生の１つの方法には、バッテリを放電すること、バッテリを（例えば、特定のバッテリ電圧に達することで決定される）所定の充電状態に充電し、次いでバッテリが得る総電荷（例えば、バッテリが吸収するｍＡｈ）またはバッテリの総放電量を測定しつつ、バッテリを充電、放電、および再充電することが含まれる。これを、バッテリが最大容量または最大電荷吸収の状態に達するまで、１回、２回、３回、またはそれ以上の回数繰り返す。あるいは、容量曲線を、３つ以上の放電充電サイクルの後に容量の充電率により決定して、どの放電充電サイクル数でバッテリが所定の容量（絶対容量、例えば、２０００ｍＡｈ、または、予測された最大容量の少なくとも７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％のような、容量曲線からの予測された最大容量の割合）に達したかを判定することができる。予測または測定された最大容量が所定の閾値を下回り、最大容量が標準以下である場合、当該制御ユニットは、バッテリを消費者に分配するのではなく廃棄すべきと示すことができる。本明細書の他所で説明する充電プログラムと同様に、バッテリ再生を、幾つかの段階またはループにおいてＣＩ、ＣＶまたは他のルーチンの組合せに含めてもよい。

図３は、再充電可能バッテリを受け取って充電するようにハブ１００を動作する方法の１実施形態３００を示す。幾つかの実施形態では、方法３００は、ブロック３１０で示すようにバッテリを充電／放電ポート１６０に挿入するときに開始する。ブロック３２０で、充電ユニット２２０が、端子電流、電圧、および内部抵抗を含むバッテリの特性を検知してもよく、これらの特性を制御ユニット２１０に送信する。制御ユニット２１０は、ブロック３３０で、当該バッテリ特性を受信し、検知された特性を有するバッテリに適した充電プログラムを決定してもよい。ブロック３４０で、制御ユニット２１０が、受信した特性に基づいて、バッテリが消耗したかどうかを判定する。バッテリが消耗していない場合、プロセス３００はブロック３５０に進み、制御ユニット２１０が、受信したバッテリ特性に基づいてバッテリ充電プログラムを選択する。バッテリが消耗または枯渇していない場合には、制御ユニット２１０は、充電プログラムが必要でないと判定し（図示せず）、バッテリまたは充電中の装置が後の使用のために準備される。ブロック３６０で、制御ユニット２１０は充電プログラムを実行用に充電ユニット２２０に提供する。ブロック３４０で、バッテリが消耗している場合には、プロセス３００はブロック３７０に進み、制御ユニット２１０がバッテリ再生プログラムを選択する。ブロック３８０で、制御ユニット２２０が、バッテリ再生プログラムを実施するように充電ユニット２１０に指示する。

幾つかの実施形態では、入力ユニット１３０を介してハブ１００の動作を修正し、変更し、またはプログラムしてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、入力ユニット１３０を介して、事前設定された充電プログラムのリストから充電プログラムを選択してもよい。幾つかの実施形態では、入力ユニット１３０を介して充電プログラムの詳細を入力してもよい。幾つかの実施形態では、ユーザが、充電ゾーンの数を変更し、入力ユニット１３０を介して充電されているバッテリの種類を入力してもよい。バッテリ再生プログラムまたは他の充電プログラムを、入力ユニット１３０を介して選択してもよい。入力ユニット１３０を介してバッテリ電圧、内部抵抗および電流測定値を入力してもよく、これらの入力値により、特定の充電プログラムの充電を選択するように制御ユニット２１０に指示してもよい。

幾つかの実施形態では、ハブ１００がネットワーク通信ユニットを備えてもよい。当該ネットワーク通信ユニットを、ネットワーク上の別のエンティティと通信するように構成することができる。幾つかの実施形態では、当該ネットワーク通信モジュールを、ネットワークにわたって、例えば、インターネットにわたってサーバと通信するように構成でき、有線または無線通信に対して構成された機能を含むことができる。

図２を再度参照すると、幾つかの実施形態では、ハブ１００が、他のハブ、１つまたは複数のバッテリ交換機２７０、中央サーバ２６０、または他のデバイスのような他の装置と通信してもよい。ハブ１００が、有線ネットワーク・ユニット２５０を用いて、有線ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、または他の有線方法を介して通信してもよい。ハブ１００が、無線アンテナ２４０を用いて、無線ＬＡＮもしくはＷＡＮ、インターネット、セルラ・ネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１標準、赤外線、ＲＦ、または他の無線通信方法を介して通信してもよい。追加のリソースを要求するかまたは在庫情報を提供するために、ハブ１００が別のハブと通信して、当該ハブ内の利用可能なバッテリの量および健全性に関する情報を中継および／または受信してもよい。ハブ１００が中央サーバ２６０と通信してもよい。中央サーバ２６０は、他のハブ、バッテリ交換機、および他の同様な装置と通信する。中央サーバ２６０が、ハブのようなリモート・ユニットとバッテリ交換機の間の通信を制御して、在庫情報およびバッテリ品質情報を要求してもよい。幾つかの実施形態では、ハブ１００が中央サーバ２６０との通信を開始してもよい。

幾つかの実施形態では、ハブ１００は１つまたは複数の通信可能なバッテリ交換機２７０と通信するように構成される。バッテリ交換機２７０が、特許文献１に開示されている２方向販売機械であってもよい。特許文献１の内容全体は引用により本明細書に組み込まれる。幾つかの実施形態では、バッテリ交換機２７０は、例えば、加入ベースの再充電可能バッテリ販売機械のようなバッテリ交換カプセルを含むことができる。幾つかの実施形態では、ハブを複数のバッテリ交換機２７０と通信するように構成することができる。ハブ１００は、バッテリ交換機２７０と通信して、ハブ１００で利用可能な充電されたバッテリの量、ハブ１００の放電されたバッテリの量、ハブ１００のバッテリのタイプ（例えば、ＡＡＡ、ＡＡ、Ｃ、Ｄ、９Ｖ等）および／またはバッテリの健全性に関する情報を提供してもよい。通信の間、バッテリ交換機２７０は、返却された、バッテリ交換機２７０に格納された放電バッテリの量とタイプを含む情報をハブ１００に提供してもよい。幾つかの実施形態では、ハブ１００とバッテリ交換機２７０の間の通信を、ハブ１００が情報の要求を送信することで開始してもよい。幾つかの実施形態では、ハブ１００とバッテリ交換機２７０の間の通信をバッテリ交換機２７０により開始してもよい。バッテリ交換機２７０は、所定の条件がバッテリ交換機２７０で満たされたとき、ハブ１００との通信を開始してもよい。例えば、バッテリ交換機２７０が所定数の使用済みの、放電された、または消費されたバッテリを集積するとき、バッテリ交換機２７０はハブ１００に問い合わせて、使用済みの、放電された、または消費されたバッテリを受け取りかつ／または充電するための容量または空きをハブ１００が有するかどうかを判定してもよい。それに応じて、ハブ１００が、要求された情報をバッテリ交換機２７０に提供してもよい。幾つかの実施形態では、バッテリ交換機２７０からの問合せに応答して、ハブ１００が中央サーバ２６０との通信を開始してもよい。中央サーバ２６０は次いで他のハブ１００および／またはバッテリ交換機２７０を問い合わせて、ネットワークにわたるバッテリの在庫を確認してもよい。利用可能なバッテリ充電の容量または空間の場所を、ネットワークを通じて送信し、バッテリのリソースを必要ならば再度割り当てて、バッテリ交換機が販売用の充電バッテリの供給を十分に有することを保証することができる。

幾つかの実施形態では、バッテリ交換機２７０が加入ベースの機械を備えてもよい。加入者は、新鮮なバッテリを取得し、使用済みのバッテリ、放電したバッテリ、または消費したバッテリを返却することができる。ハブ１００と加入ベースのバッテリ交換機２７０の間の通信は本明細書で説明した通信と同様であり、加入者のアカウントに関する情報、または、加入者が加入ベースのバッテリ交換機２７０に入力したかもしれない任意の情報を含んでもよい。

幾つかの実施形態では、ハブ１００が、入力装置１３０を介してコマンドまたは信号入力を中央サーバ２６０またはバッテリ交換機２７０に送信してもよい。例えば、コマンドを入力装置１３０を介して入力して、バッテリ交換機２７０をターンオンもしくはターンオフするか、または、ステータス・レポートをバッテリ交換機２７０に要求してもよい。

幾つかの実施形態では、バッテリ交換機２７０がハブ１００を備えてもよい。ハブ１００を、バッテリ交換機２７０内に適合するように構成してもよい。バッテリ交換機２７０が、バッテリ交換機２７０で受け取られた未充電のバッテリ、使用済みのバッテリ、消費されたバッテリ、または他のバッテリをハブ１００の充電／放電ポート１６０に配置するように構成されたロボット・アームまたは他の自動化システムを備えてもよい。例えば、使用済みのバッテリ、消費されたバッテリ、放電したバッテリ等がバッテリ交換機２７０の容器に配置されるので、ロボット・アーム、機械システム、または電気機械システムがバッテリを受け取ってもよい。当該システムは次いで、バッテリを当該バッテリのタイプに対応する充電／放電ポート１６０に配置する。

ハブ１００とバッテリ交換機２７０の間の通信は、ハブ１００またはバッテリ交換機２７０での様々な発生事項に関する様々な通信を含むことができる。幾つかの実施形態では、ハブ１００とバッテリ交換機２７０の間の通信をハブ１００により駆動することができる。したがって、幾つかの実施形態では、ハブ１００は、定期的なステータス更新をバッテリ販売機械２７０に要求することができる。幾つかの実施形態では、ハブ１００とバッテリ販売機械２７０の間の通信をバッテリ交換機２７０により駆動することができる。したがって、幾つかの実施形態では、バッテリ販売機械２７０は、定期的なステータス更新を提供することができ、または、必要に応じてサービスの要求を提供することができる。

図５は、１つまたは複数のバッテリ販売機械と通信するようにハブ１００を動作させるためのプロセス５００の１実施形態を示す。プロセス５００はブロック５０２で開始し、ステータス情報をバッテリ交換機２７０に要求する。当該要求を、例えば、所定時間の経過を含む任意の催促に応じて行うことができる。

プロセス５００は次いでブロック５０４に進み、当該ステータス情報をバッテリ交換機２７０から受信する。当該ステータス情報は、例えば、バッテリ交換機２７０が正しく機能しているかどうかのようなバッテリ交換機２７０の機能の指標、例えば、追加のバッテリが必要であるかどうか、バッテリをバッテリ交換機２７０から取り出すべきかどうか、および他の任意の販売品をバッテリ交換機２７０に配送するかまたはバッテリ交換機２７０から受け取るべきかどうかのような、バッテリ交換機２７０の在庫ステータスの指標を含むことができる。

プロセス５００は次いで判定状態５０６に進み、バッテリ交換機２７０がサービスを必要とするかどうかを判定する。当該バッテリ交換機がサービスを必要としない場合、当該プロセスはブロック５０８で終了する。

バッテリ交換機２７０がサービスを要求する場合、プロセスはブロック５０６に進み、バッテリ交換機２７０がバッテリの受取りを必要とするかどうかを判定する。バッテリ交換機２７０がユーザからバッテリを受け取れる幾つかの実施形態では、バッテリを在庫に入れることができる。バッテリ交換機２７０が統合型の充電ユニットを備える幾つかの実施形態では、バッテリ交換機２７０は、受け取られたバッテリを再充電できるかどうかを判定することができる。受け取られたバッテリを充電できる場合、それらを再充電在庫に置くことができる。受け取られたバッテリを再充電できない場合、または、バッテリ交換機２７０が充電ユニットを有さない場合、バッテリを受取り在庫に置くことができる。当該受取り在庫が満杯であるとき、バッテリ交換機は、バッテリの受取りを当該受取り在庫に要求することができる。

バッテリ交換機が受取りを要求する場合には、プロセスはブロック５１２に移動し、バッテリの受取りを要求またはスケジュールすることができる。

ブロック５１２でバッテリの受取りがハブ１００により要求された後、または、バッテリ交換機２７０がバッテリ受取りを必要としないとプロセス５００が判定状態５１０で判定した場合、プロセスは判定状態５１４に進み、バッテリ交換機がバッテリ配送を必要とするかどうかを判定する。幾つかの実施形態では、バッテリ交換機２７０は、バッテリをバッテリ在庫から分配することができる。幾つかの実施形態では、バッテリ交換機２７０の充電ユニット内の受け取られたバッテリを充電することにより、当該在庫を補給することができる。充電ユニットは受け取られた全てのバッテリを充電できないこともあり、バッテリ交換機が充電ユニットを備えないこともあり、充電バッテリの在庫を維持する充電ユニットの能力を需要が上回ることもあるので、幾つかの実施形態では、分配用のバッテリの在庫を、バッテリ交換機２７０外部の供給源により補給することができる。バッテリ交換機２７０がバッテリ配送を要求するとプロセス５００が判定した場合、プロセス５００はブロック５１６に進み、バッテリ交換機へのバッテリ配送を要求またはスケジュールする。

ブロック５１６でバッテリ配送がハブ１００により要求された後、または、バッテリ交換機２７０がバッテリ配送を要求しないとプロセス５００が判定状態５１４で判定した場合、プロセスは判定状態５１８に進み、バッテリ交換機が保守を必要とするかどうかを判定する。幾つかの実施形態では、バッテリ交換機２７０のソフトウェアまたはハードウェアの一部または全部が正しく機能していない場合に、バッテリ交換機は保守を要求することができる。幾つかの実施形態では、例えば、バッテリ交換機２７０は、ユーザがバッテリ交換機２７０を改竄または改竄しようとした場合に、保守を要求することができる。ハードウェアおよび／またはソフトウェアに関する様々な問題が保守を要求でき、本発明は保守要求の具体的なクラスまたは種類には限定されないことは当業者には理解される。

保守が必要であるとプロセス５００が判定した場合、プロセス５００はブロック５２０に進み、バッテリ交換機の保守を要求またはスケジュールする。

ハブ１００がブロック５２０で保守を要求もしくはスケジュールした後、または、バッテリ交換機が保守を要求しないとプロセス５００が判定状態５１８で判定した場合に、プロセスは判定状態５２２に進み、バッテリ交換機２７０が、例えば、受領金の受取り、変更を行うための金銭の受領、または他の任意の潜在的なサービスのような他の任意のサービスを要求するかどうかを判定する。プロセス５００が、他のサービスが必要であると判定した場合、プロセス５００はブロック５２４に進み、他のサービスを要求またはスケジュールする。プロセス５００がブロック５２４で他のサービスを要求またはスケジュールした後、または、他のサービスが必要でないとプロセスが判定状態５２２で判定した後、プロセス５００はブロック５２６で停止する。

１つまたは複数のバッテリ販売機械２７０と通信するハブ１００の動作のプロセス５００が、上述のステップの一部または全部ならびに上で必要なステップに追加のステップを含みうることは当業者には理解される。１つまたは複数のバッテリ販売機械２７０と通信するハブ１００の動作のプロセス５００は、上で示したのと異なる順序を含めて、上で列挙したステップを任意の順序で実施することを含みうることは当業者にはさらに理解される。

図６は、ハブ１００と通信するバッテリ交換機２７０の動作を制御するためのプロセス６００の１実施形態を示す。プロセス６００はブロック６０２で開始し、ステータス情報の要求を受信する。幾つかの実施形態では、当該要求は、ハブから、サーバから、通信局から、または別のバッテリ交換機２７０から来ることができる。

プロセス６００は次いで判定状態６０４に進み、バッテリの分配が必要であるかどうかを判定する。バッテリの分配が必要である場合、プロセスはブロック６０６に進み、バッテリ配送を要求する。

バッテリ配送がブロック６０６で要求された後、または、プロセス６００が判定状態６０４で、バッテリの分配が必要でないと判定した場合、プロセス６００は判定状態６０８に進み、バッテリの受け取りが要求されるかどうかを判定する。バッテリの受け取りが要求される場合、プロセスはブロック６１０に進み、バッテリ受取りを要求する。

バッテリ受け取りがブロック６１０で要求された後、または、プロセス６００が、バッテリの受取りが必要でないと判定状態６０８で判定した場合、プロセス６００は判定状態６１２に進み、保守が必要であるかどうかを判定する。上述のように、バッテリ交換機２７０のハードウェアまたはソフトウェア内の様々な問題を解決するために保守を要求することができる。保守が必要である場合、プロセス６００はブロック６１４に進み、保守を要求する。

保守がブロック６１４で要求された後、または、保守が必要でないとプロセス６００が判定状態６１２で判定した場合、プロセス６００は判定状態６１６に進み、他のサービスが必要であるかどうかを判定する。上述のように、当該サービスが、受領金を移動すること、金銭供給を補充すること、または他の任意のサービスを含むことができる。他のサービスが必要である場合、プロセス６００はブロック６１８に進み、他のサービスを要求する。

他のサービスがブロック６１８で要求された後、または、他のサービスが必要でないとプロセス６００が判定状態６１６で判定した場合、プロセス６００はブロック６２０に進み、ネットワーク機械のステータスを決定する。幾つかの実施形態では、例えば、バッテリ交換機２７０がハブ１００と直接通信してもよい。他の実施形態では、バッテリ交換機２７０が、介在するバッテリ交換機２７０を介してハブ１００と通信してもよい。したがって、幾つかの実施形態では、第１のバッテリ交換機が第２のバッテリ交換機、または任意数の第２のバッテリ交換機に情報を要求してもよく、当該第２のバッテリ交換機から受信したものをハブ１００にさらに送信してもよい。幾つかの実施形態では、第１のバッテリ交換機が第２のバッテリ交換機から受信した情報が、４番目の、５番目の、６番目の、７番目の、８番目の、または他の任意のバッテリ交換機のうち１つまたは複数からの情報を含むことができる。別の機械を介してハブ１００と通信する機械をネットワーク機械と称する。

ブロック６２０でネットワーク機械のステータスを決定した後、プロセス６００はブロック６２２に進んでステータス情報を送信する。プロセス６００は次いでブロック６２４で終了する。

ハブ１００と通信するバッテリ交換機２７０の動作を制御するためのプロセス６００が、上述のステップの一部または全部ならびに上で必要なステップに追加のステップを含みうることは当業者には理解される。ハブ１００と通信するバッテリ交換機２７０の動作を制御するためのプロセス６００は、上で示したのと異なる順序を含めて、上で列挙したステップを任意の順序で実施することを含みうることは当業者にはさらに理解される。

図７は、仮想廃棄可能バッテリを生成するためのプロセス７００の１実施形態である。仮想廃棄可能バッテリが、ユーザにとって実際に廃棄可能なバッテリであるバッテリであってもよい。したがって、ユーザはバッテリを購入し、当該バッテリによって供給されるエネルギを利用し、当該バッテリを受け取るように構成された場所で当該バッテリを廃棄し、新鮮なバッテリまたは充電されたバッテリを与えられるかもしれない。当該バッテリは、（当該バッテリが損傷または使用不可でない限り）バッテリ提供者によっては廃棄されず、後の利用のためにリサイクルまたは再充電される。

バッテリをユーザに様々な方法で提供することができる。幾つかの実施形態では、当該バッテリを店舗で購入してもよく、販売機械から購入してもよく、郵送または小包配送のような他の任意の所望の方法で配送または提供してもよい。バッテリを同様に様々な方法でユーザから受け取ることができる。

幾つかの実施形態では、バッテリを、当該バッテリを受け取るように構成された場所に預けることができる。幾つかの実施形態では、例えば、バッテリがバッテリ交換機２７０のような販売機械を介して消費者に提供される場合、バッテリを受け取るように構成された場所が同じ販売機械であってもよい。幾つかの実施形態では、バッテリを受け取るように構成された場所が、例えば、店舗またはバッテリを廃棄するための他の任意の指定場所であってもよい。

幾つかの実施形態では、ユーザには新鮮なバッテリ、または、完全に充電されたバッテリが提供される。当該ユーザに対しては、使用済みバッテリが廃棄され、新たなバッテリが交換取引の一部として受け取られる。しかし、廃棄されたバッテリは再利用可能な再充電可能バッテリである。ユーザが提供したバッテリが、例えば、以前に使用され再充電されている可能性がある。廃棄されたバッテリを受け取り、再充電して、次のユーザに提供するために準備することができる。このようにバッテリは仮想廃棄可能バッテリである。

プロセス７００のブロック７０２で、１つまたは複数のバッテリを受け取る。当該１つまたは複数のバッテリの各々が異なる充電状態を有してもよい。各バッテリは、例えば、その過去の利用または適用に基づいて異なる初期充電を有しうるが、これらの様々な充電状態を、当該１つまたは複数のバッテリの初期充電または初期充電状態と称してもよい。幾つかのケースでは、幾つかのバッテリが同一の初期充電状態を有してもよく、他の幾つかが可変の充電状態を有してもよい。初期充電状態という用語が、受領時のバッテリの状態を意味してもよく、初期充電状態が電圧、電流、容量、抵抗、インピーダンス、充電状態、およびその他のような電気的パラメータを含んでもよい。本明細書で説明したように、当該１つまたは複数のバッテリをバッテリ交換機２７０で受け取ってもよい。幾つかの実施形態では、当該１つまたは複数のバッテリを指定のバッテリ受取り場所に預けてもよい。幾つかの実施形態では、バッテリを、郵送でまたは他の何らかの同様な機構によりバッテリ供給者または製造業者または販売業者に返却または発送してもよい。幾つかの実施形態では、バッテリをバッテリ供給者または製造業者または販売業者により取り出してもよい。

１つまたは複数のバッテリが受け取られると、プロセス７００はブロック７０４に進み、幾つかの電気特性を測定する。これらの特性には電圧、電流、インピーダンス／抵抗、および容量が含まれるがこれらに限らない。幾つかの実施形態では、これらの３つのパラメータ全てが測定される。プロセス７００の幾つかの実施形態では、上述のように、これらの測定をバッテリ交換機２７０によりまたはバッテリ・ハブ１００により実施してもよい。幾つかの実施形態では、これらの測定を同時にまたは逐次的に行うことができる。幾つかの実施形態では、これらの測定を、指定の位置から受け取った後、または、郵送もしくは他の同様な機構を介して受領した後に行ってもよい。

幾つかの実施形態では、測定されたパラメータを使用して、ブロック７０６で示したように充電プロフィールを開発することができる。当該充電プロフィールを、１つまたは複数のバッテリの各々に対して決定でき、各バッテリがその初期充電に基づく独立な充電プロフィールを有してもよい。バッテリを新鮮な充電状態または完全な充電状態に構成するかまたは復元するように、バッテリごとに充電プロフィールが設計される。新鮮および／または完全に充電されたという用語が、バッテリが設定電圧または容量にあることを常に意味しなくともよいが、バッテリが例えば、当該バッテリの寿命特性に基づいてその最適な充電状態に戻されることを意味してもよい。したがって、２つの独立な新鮮なバッテリまたは完全に充電されたバッテリが可変の電気的パラメータを有しうるように、バッテリの実際の電気的パラメータ、例えば、電圧、アンペア時間等が各バッテリの独立な特性または寿命に基づいて変化してもよい。その耐用寿命に近いバッテリが、新たなバッテリと比べて同一の容量または電圧またはアンペア時間の比率を有さなくてもよいが、それぞれを新鮮なバッテリ、または、完全に充電されているバッテリとみなすことができる。充電プロフィールを、電圧、インピーダンス、電流および／または容量を上述のように評価することで決定してもよい。測定された電圧または電流が充電状態の指示を提供してもよく、測定された電圧または電流を使用して充電プロフィールのパラメータを決定することができる。インピーダンスまたは抵抗を使用して、バッテリ・セルの充電状態と寿命の両方を決定することができる。バッテリが劣化すると、その内部抵抗またはインピーダンスは一般に増大する。インピーダンスまたは抵抗の測定値を使用して、充電プロフィールのパラメータを決定する。バッテリ容量が、バッテリの大きさの指示を提供してもよく、充電プロフィールで使用するための特定のパラメータを決定するために使用される。

バッテリごとの充電プロフィールが、各バッテリの独立な特性に基づいて異なってもよい。したがって、幾つかの実施形態では、バッテリが同一の独立な特性を有する場合、または、バッテリの異なる特性が偶然に同一の充電プロフィールをもたらす場合に、複数のバッテリの充電プロフィールが同一であってもよい。充電プロフィールが決定されると、１つまたは複数のバッテリはブロック７０８で説明したように各バッテリの個別化された充電プロフィールに従って充電される。１つまたは複数のバッテリの充電を、本明細書で説明したようにハブ１００で実施してもよい。ハブ１００を利用することで、１つまたは複数のバッテリの充電を並列に実施することができ、十分な数の利用可能な新鮮なバッテリ、または、完全に充電されたバッテリを利用することができる。充電は各バッテリが第２の充電状態になるまで続く。当該第２の充電状態は、初期充電とは異なり、新鮮な充電状態または完全な充電状態に対応する。幾つかの実施形態では、当該第２の充電状態が、各バッテリの寿命特性または製造誤差の差異に少々従ってバッテリ間で少々異なってもよい。

１つまたは複数のバッテリをブロック７０８で説明した各バッテリの個別化した充電プロフィールに従って充電した後、プロセス７００は判定状態７１０に進み、取換バッテリが必要かどうかを判定する。幾つかの実施形態では、使用済みバッテリを預けることに関連して取換バッテリの要求を行うことができ、幾つかの実施形態では、取換バッテリの要求が使用済みバッテリの預入と無関係であってもよい。したがって、１実施形態では、取換バッテリが必要かどうかの判定が、取換バッテリの配送日かどうかの判定を含んでもよい。当該要求が、１つまたは複数のバッテリの預入に応答してユーザまたは他のエンティティからのものであってもよい。ユーザがバッテリ交換サービスに加入している場合、または、ユーザがバッテリに都度払いする場合、ユーザは、使用済みのまたは消費されたバッテリを返却する代わりにバッテリを要求してもよい。

新鮮なバッテリ、または、完全に充電されたバッテリが要求される場合、プロセス７００はブロック７１２に進み、充電プロフィールに従って以前に第２の充電状態に充電されたバッテリを、分配、配送、または提供してもよい。１つまたは複数の提供されたバッテリが、以前に返却され過去にプロセス７００の反復を受けたバッテリであってもよい。本明細書で説明したように、バッテリの提供をバッテリ交換機２７０により行ってもよい。幾つかの実施形態では、バッテリを指定の受取り位置で提供してもよく、または、郵送もしくは他の同様な配送機構を介して提供してもよい。

バッテリが必要でない場合、プロセス７００はブロック７１４に進み、個別化した充電プロフィールに従って充電されたバッテリが、後にユーザまたは他のエンティティにより要求されたときに提供できるよう、適切な条件下で格納される。格納されたバッテリが第２の充電状態を有してもよい。

幾つかの実施形態では、プロセスはブロック７１２または７１４の何れかの後に終了する。上の判定状態７１０を、本明細書で図示または説明した順序で実施する必要はないことは当業者には理解される。判定状態７１０を、ステップ７０２の前を含めて、当該プロセスにおける任意の時点で行ってもよい。しかし、ステップ７１２は一般に、ステップ７０２の後まで実施されず、新鮮なバッテリまたは完全に充電されたバッテリが提供される前に、消費されたバッテリが受け取られることを保証する。プロセス７００が上で概観したよりも多いかまたは少ないステップを含んでもよく、プロセス７００のステップを上の図７で概観したのと同一の順序または異なる順序で実施してもよいことは当業者にはさらに理解される。

図８は、バッテリを識別するためのプロセスの１実施形態を示す。アルカリまたは再充電不可能バッテリを充電するかまたは充電しようとすることは、危険であり、バッテリおよび充電機器を損傷させるおそれがある。再充電不可能バッテリがハブ１００内またはバッテリ交換機２７０内で充電されないことを保証するために、図８で示すように制御ユニット２１０の指示のもと、バッテリ識別プログラムを実行してもよい。幾つかの実施形態では、プロセス８００は、図７に示すプロセス７００の一部として実施され、例えば、ステップ７０２の一部として、または、ステップ７０２と７０４の間に行われる。幾つかの実施形態では、プロセス８００は、バッテリ交換機２７０で、または、バッテリが受け取られる任意の別の位置で実施される。

プロセス８００はステップ８０２で開始し、１つまたは複数のバッテリを受け取る。バッテリを、例えば、充電／放電ポート１６０で受け取ってもよい。プロセス８００はステップ８０４に進み、コントローラ２１０が充電ユニット２２０、正極１４５、および負極１５５を介して電流パルスを印加する。印加された電流パルスが約１アンペア、１．５アンペア、２アンペア、またはそれ以上、またはそれらの間の任意の値であってもよく、約３秒乃至約５秒だけ継続してもよい。当該パルスを印加している間、再充電不可能アルカリセルの電圧が約２ボルトより大きい電圧に到達し、そこでＮｉＭＨセルのような再充電可能セルとして、約１．５ボルトより小さい電圧に保持してもよい。したがって、幾つかの実施形態では、電流パルスを印加すると約２ボルトの電圧に到達するセルを、再充電不可能セルとして識別してもよく、または、さらなる監視または取換を必要とする欠陥セルとして識別してもよい。幾つかの実施形態では、電流パルスが約２アンペアであることが好ましい。電流パルスを適用すると、バッテリ端子の電圧が測定される。当該電流パルスを、コントローラ２１０により指示または制御されるように、充電ユニット２２０により伝達してもよい。幾つかの実施形態では、充電／放電ポート１６０が電圧センサを備えてもよい。本明細書の他所で説明するように、当該電圧センサは、電流パルスを印加したときにバッテリ電圧を測定するように構成される。

プロセス８００は判定状態８０６に移り、バッテリ電圧が、閾値または所定の値より大きい電圧にスパイクしたかどうかを判定する。一般に、バッテリに印加される電流パルスによりバッテリ電圧が上昇する。結果の電圧値または電圧スパイクを使用して、電流パルスが印加されるバッテリが再充電可能または再充電不可能であるかを判定してもよい。例えば、電流パルスが印加されるバッテリが標準バッテリ、公称電圧１．５Ｖのバッテリ、ＡＡＡ、ＡＡ、Ｃ、またはＤセルアルカリバッテリ、再充電不可能バッテリである場合には、バッテリ電圧は約２ボルトを超えて高速にスパイクする。電流パルスが標準バッテリ、公称電圧１．５Ｖのバッテリ、ＡＡＡ、ＡＡ、Ｃ、またはＤセル再充電可能バッテリに印加される場合には、電圧スパイクは再充電不可能バッテリのスパイクを下回る。例えば、再充電可能バッテリの電圧スパイクが約１．５ボルト以下であってもよい。バッテリを識別するために述べた電圧値と電流値は例示的なものであることは分かる。公称バッテリ電圧が標準ＡＡＡ、ＡＡ、ＣまたはＤセルと異なるケースでは、電流パルスおよび電圧スパイクの値も異なりうる。

幾つかの実施形態では、電流パルス・テストを、様々な数のセルを有するバッテリに適用してもよく、または、様々な種類のバッテリに適用してもよい。例えば、標準９Ｖバッテリは６個の１．５ボルトセルを有する。したがって、電流パルスが上述のように再充電不可能なアルカリ９Ｖバッテリに印加された場合、電圧スパイクが約１２ボルトを越えた場合、９Ｖバッテリを再充電不可能または欠陥があるものと識別してもよい。電圧スパイクが約９ボルト未満に留まる場合、この９Ｖバッテリを再充電可能バッテリと識別してもよい。幾つかの実施形態では、バッテリが約３．６ボルトの公称電圧を有するリチウム・イオン・バッテリであってもよい。本明細書で説明した電流パルスをリチウム・イオン・バッテリに印加すると、約４．５ボルトを超える電圧スパイクが欠陥バッテリまたは再充電不可能バッテリを示すこととなりうる。リチウム・イオン・バッテリの電圧スパイクが約３．６ボルトより以下である場合、当該バッテリを再充電可能と識別してもよい。

電圧スパイクの際に電圧が閾値を超えた場合、例えば、１．５ボルトまたは２ボルトを超えた場合、プロセスはステップ８０８に進み、バッテリが再充電不可能であるか、バッテリが充電／放電ポート１６０から取り去られているか、または廃棄されていると判定する。プロセスはステップ８１０で終了する。

電圧スパイクの際に電圧が閾値未満、例えば、約１．５ボルト未満であった場合、プロセスはステップ８１２に進み、バッテリを再充電可能バッテリとして識別する。プロセスは次いでステップ８１４に進み、コントローラ２１０が充電プログラムを図７に従って開始するかまたは継続させ、その後、プロセスはステップ８１６で終了する。本明細書で説明する電流パルス・テストの間、バッテリの劣化が、電圧スパイク時のバッテリの電圧に影響を及ぼしうる。一般に、バッテリが劣化すると、電圧スパイクがより大きくなる。しかし、バッテリの寿命に関らず、劣化した再充電可能バッテリの電圧スパイクは、新しい再充電不可能バッテリの電圧スパイクよりは通常は小さい。

図９は、充電ハブを動作させるための方法の１実施形態を示す。上述のように、充電ハブをバッテリ交換機２７０内に配置してもよい。図９は、バッテリの需要が変動する場合であっても、バッテリ交換機２７０内に配置されたハブ１００での充電効率を高め改善し、十分な量の充電バッテリがバッテリ交換機２７０で利用可能であるのを保証するための方法を説明する。例えば、本発明に従うバッテリを充電するための時間は、再販売される前にバッテリがバッテリ交換機２７０内にある時間よりも短い可能性がある。したがって、バッテリ交換機２７０内のバッテリごとに充電／放電ポート１６０を利用可能とする必要はない。コントローラ２１０は、充電／放電されているバッテリの数や充電／放電ポート１６０の可用性を追跡して、バッテリ交換機２７０に返却されたバッテリの数が増えた場合に充電／放電ポート１６０の可用性を最大化してもよい。コントローラ２１０は、販売を待機している充電バッテリの量とステータスを追跡して、バッテリ交換機２７０からのバッテリに対する需要が高まったときに備えて最小量を維持してもよい。

プロセス９００は、受け取られたバッテリ・セルを充電するためのものであり、ステップ９０２で開始し、バッテリが受け取られ、当該バッテリは、以前に再充電可能として識別され、バッテリ交換機２７０の所有者専用であり、または、例えば、プロセス８００に従って、または特許文献２に開示されたようなプロセスもしくは装置により識別される。特許文献２の内容全体は引用により本明細書に組み込まれる。当該バッテリはハブ１００で受け取られる。ハブ１００をバッテリ交換機２７０に配置してもよい。

プロセス９００は判定状態９０２に進み、バッテリ交換機２７０内のハブ１００が利用可能な充電／放電ポート１６０を有するかどうかを判定する。幾つかの実施形態では、コントローラ２１０は、どの充電ポートが、充電、放電、または再生を受けているバッテリを有するかを検出する。

充電／放電ポート１６０の空きがない場合、即ち、全てのポートがバッテリを含む場合、プロセスは判定状態９０６に進み、利用可能な容量が充電前バッファにあるかどうかを判定する。充電前バッファが、待ち行列、ライン、コンベア、格納領域、または、バッテリがハブ１００内の利用可能な充電／放電ポート１６０を待機する際にバッテリを配置するための指定の空間であってもよい。充電前バッファをバッテリ交換機２７０内に配置してもよい。充電前バッファにより、バッテリ交換機２７０は、充電／放電ポート１６０が全て使用中であるかまたはバッテリにより占有されているときでもバッテリを受け取り受理することができる。

充電前バッファに空きがない場合には、プロセス９００はステップ９１０に進み、この状況を少なくともバッテリ交換機２７０のユーザと中央サーバ２６０に送信する。

充電前バッファ内に空きがある場合には、プロセス９００はステップ９０８に進み、バッテリを充電前バッファに置く。バッテリが充電前バッファに入ると、コントローラ２１０は、ステップ９０４に従って、充電／放電ポート１６０のステータスを定期的にチェックする。充電／放電ポート１６０が利用可能となったとき、バッテリを充電前バッファから取り去り、利用可能な充電／放電ポート１６０に置き、プロセス９００を継続する。

充電／放電ポート１６０が利用可能である場合、即ち、バッテリを含まないポートが存在する場合、プロセスはステップ９１２に進み、受け取られたバッテリを利用可能な充電／放電ポート１６０に挿入する。充電／放電ポート１６０に挿入されたバッテリが新たに受け取られたバッテリであってもよく、または、充電前バッファから取り出し利用可能なポート１６０に置いたバッテリであってもよい。本明細書で説明した動作、およびその他のバッテリ操作および移動を、ロボット・アーム、または、バッテリをバッテリ交換機２７０の受信ポートからハブ１００に物理的に移動し、バッテリを充電／放電ポート１６０に挿入するように構成された自動化機械部品の組み合わせで実現してもよい。

プロセスは次にステップ９１４に進み、図７に示すプロセス７００のように、バッテリが充電プログラムを受ける。充電プログラムが完了すると、プロセス９００は判定状態９１６に進み、充電後バッファが満杯であるかどうかを判定する。充電後バッファが充電前バッファと同様であってもよく、バッテリ交換機２７０での販売または交換に必要となるまで、充電バッテリを保持または格納するための場所または領域を提供してもよい。

充電後バッファが利用可能な空間を有する場合には、プロセスはステップ９１８に進み、充電バッテリが充電後バッファに置かれる。利用可能な空間が充電後バッファにない場合、プロセスはステップ９２０に進み、充電後バッファ内の利用可能な空間の不足を少なくとも中央サーバ２６０に伝える。

プロセス９００はステップ９２２で終了する。幾つかの実施形態では、別のバッテリ・セルがバッテリ交換機２７０に受け取られる場合、プロセス９００を次のバッテリに対して繰り返す。一般に、バッテリが受け取られると、充電すべきバッテリを充電前バッファが含まなくなるまで、または、充電後バッファが満杯になるまで、上のプロセス９００を継続または反復してもよい。

本発明の技術は、多数の他の汎用目的または特殊目的コンピューティングシステムの環境または構成で動作する。本発明での使用に適切でありうる周知なコンピューティングシステム、環境、および／または構成の例には、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップ装置、マルチプロセッサシステム、プロセッサベースのシステム、プログラム可能消費家電、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上述のシステムまたは装置の何れかを含む分散コンピューティング環境等が含まれるがこれらに限られない。

本明細書で使用する際、命令とは、当該システム内の情報を処理するためのコンピュータ実行型のステップを指す。命令を、ソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェアで実装することができ、当該命令が、当該システムの構成要素が実施する任意の種類のプログラムされたステップを含む。

プロセッサが、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏプロセッサ、８０５１プロセッサ、ＭＩＰＳ（登録商標）プロセッサ、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）プロセッサ、またはＡｌｐｈａ（登録商標）プロセッサのような任意の従来の汎用目的の単一チッププロセッサまたはマルチチッププロセッサであってもよい。さらに、当該プロセッサが、デジタル信号プロセッサまたはグラフィックスプロセッサのような任意の従来の特殊目的プロセッサであってもよい。当該プロセッサは一般に、従来のアドレス線、従来のデータ線、および１つまたは複数の従来の制御線を有する。

当該システムは、詳細に論ずるように様々なモジュールから構成される。当業者により理解できるように、当該モジュールの各々は様々なサブルーチン、手続き、定義文およびマクロを含む。当該モジュールの各々は一般に、別々にコンパイルされ、単一の実行可能プログラムにリンクされる。したがって、当該モジュールの各々の説明は、好適なシステムの機能を説明するための便宜のために使用される。したがって、当該モジュールの各々により実施されるプロセスを、他のモジュールの１つに任意に再分配してもよく、単一のモジュールと組み合わせてもよく、または、例えば共有可能な動的リンク・ライブラリにおいて利用可能としてもよい。

当該システムを、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）またはＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のような様々なオペレーティング・システムと関連して使用してもよい。

当該システムを、Ｃ、Ｃ＋＋、ＢＡＳＩＣ、Ｐａｓｃａｌ、またはＪａｖａ（登録商標）のような任意の従来のプログラミング言語で書いてもよく、従来のオペレーティング・システムで実行してもよい。Ｃ、Ｃ＋＋、ＢＡＳＩＣ、Ｐａｓｃａｌ、Ｊａｖａ（登録商標）、およびＦＯＲＴＲＡＮは業界標準のプログラミング言語である。当該業界標準のプログラミング言語に対して、多数の商用コンパイラを使用して実行可能コードを生成することができる。Ｐｅｒｌ、ＰｙｔｈｏｎまたはＲｕｂｙのようなインタプリタ言語を用いて当該システムを書いてもよい。

本明細書で開示した諸実施形態と関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップを、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはそれらの組合せとして実装してもよいことは当業者にはさらに理解される。このハードウェアとソフトウェアの互換性を明確に説明するために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップをその機能の観点から上で一般的に説明した。かかる機能をハードウェアまたはソフトウェアで実装するかはシステム全体に課される特定のアプリケーションと設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定のアプリケーションごとに様々な方法で実装してもよいが、かかる実装の決定を、本発明の範囲からの逸脱をもたらすものと解釈すべきではない。

本明細書で開示した諸実施形態と関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路を、汎用目的プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラム可能論理装置、離散ゲートもしくはトランジスタ・ロジック、離散ハードウェア・コンポーネント、または本明細書で説明した機能を実施するように設計されたその任意の組合せで実装または実施してもよい。汎用目的プロセッサがマイクロプロセッサであってもよいが、代替的に、当該プロセッサが任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってもよい。プロセッサを、コンピューティング装置の組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または他の任意のかかる構成として実装してもよい。

１つまたは複数の例示的な実施形態では、説明した機能と方法を、プロセッサで実行されるハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装してもよい。ソフトウェアで実装する場合には、当該機能を、コンピュータ可読媒体上の１つまたは複数の命令またはコードに格納するかまたは当該１つまたは複数の命令またはコードとして送信してもよい。コンピュータ可読媒体には、コンピュータプログラムを或る場所から別の場所に伝送するのを容易にする任意の媒体を含むコンピュータ記憶媒体および通信媒体の両方が含まれる。記憶媒体が、コンピュータによりアクセスできる任意の利用可能な媒体であってもよい。限定ではなく例として、かかるコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶、磁気ディスク記憶または他の磁気記憶装置ｓ、または、所望のプログラムコードを命令ｓまたはデータ構造の形で運搬または格納するために使用できコンピュータによりアクセスできる他の任意の媒体を含むことができる。また、任意の接続はコンピュータ可読媒体と正しく称される。例えば、ソフトウェアを、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイスト・ペア、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、またはマイクロ波のような無線技術を用いて、ウェブサイトまたは他のリモート・ソースから送信する場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイスト・ペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、マイクロ波のような無線技術が媒体の定義に含まれる。ディスクには、本明細書で使用する際、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、レーザ・ディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピ・ディスクおよびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクが含まれる。ディスクとは通常、データを磁気的に再生するものであり、データをレーザで光学的に再生するものである。上述の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲に含まれる。

以上の説明は、本明細書で開示したシステム、装置、および方法の特定の実施形態を詳述するものである。しかし、以上のことが文面で如何に詳述されていても、当該システム、装置、および方法を多数の方法で実施できることは理解される。上述のように、本発明の特定の機能または態様を説明するときに特定の用語を使用することが、本明細書で再定義されている当該用語が、当該用語が関連する技術の機能または態様の任意の特定の特徴を含むように制限されることを示唆するとは捉えるべきではないことに留意されたい。

説明した技術の範囲から逸脱しない様々な修正や変更を行いうることは当業者には理解される。かかる修正や変更は当該諸実施形態の範囲に包摂されるものである。ある実施形態に含まれる部分が他の実施形態と交換可能であり、説明した実施形態からの１つまたは複数の部分を他の説明した実施形態とともに任意の組合せで含めることができることは当業者には理解される。例えば、本明細書で説明しかつ／または図面で図示した様々な要素の何れかを、組み合わせ、交換し、または、他の実施形態から除外してもよい。

実質的に任意の複数形および／または単数形の用語を本明細書で使用することに関して、当業者は、状況および／または適用例に適切なように複数形から単数形および／または単数形から複数形に変換することができる。様々な単数／複数の並びを、明確さのために本明細書では明示的に説明した。

一般に、本明細書で用いた用語は一般に「オープンな」用語を意図し（例えば、「含まれる」という用語は「含まれるがこれらに限らない」と解釈すべきであり、「有する」という用語は「少なくとも有する」と解釈すべきであり、「含む」という用語は「含むがこれらに限らない」と解釈すべきである、等）ことは当業者には理解される。特定数の導入された請求項の記載が意図されていても、かかる意図は当該請求項で明示的に記載されており、かかる記載がない場合はかような意図は存在しないことはさらに当業者には理解される。例えば、理解を助けるために、添付の特許請求の範囲は、請求項の記載を導入するための「少なくとも１つの」および「１つまたは複数の」といった導入句の利用が含まれうる。しかし、かかる語句の利用は、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、かかる導入された請求項の記載を含む任意の特定の請求項をかかる記載のみを含む実施形態に限定することを示唆するものとは、同一の請求項が「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」といった導入句および「ａ」または「ａｎ」のような不定冠詞を含む場合であっても（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は一般に「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈すべきである）、解釈すべきではなく、同じことは、請求項の記載を導入するために使用される定冠詞の使用にも当てはまる。さらに、特定数の導入された請求項の記載が明示的に記載されている場合であっても、かかる記載が少なくとも記載された数を意味すると一般的に解釈すべきであることは当業者には理解される（例えば、「２つの記載」といったあからさまな記載は、他の修飾子がなくとも、一般的には少なくとも２つの記載または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、およびＣ等の少なくとも１つ」に類する記法が使用される事例では、一般に、かかる構成は、当業者が当該記法を理解する意味において意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」とは、Ａ単体、Ｂ単体、Ｃ単体、ＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＣ、および／またはＡとＢとＣ等を有するシステムを含むがこれらに限定されない）。「Ａ、Ｂ、およびＣ等の少なくとも１つ」に類する記法が使用される事例では、一般に、かかる構成は、当業者が当該記法を理解する意味において意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」とは、Ａ単体、Ｂ単体、Ｃ単体、ＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＣ、および／またはＡとＢとＣ等を有するシステムを含むがこれらに限定されない）。実質的に任意の選言的語および／または２つ以上の代替的な用語を表す語句は、明細書、特許請求の範囲、または図面に関わらず、当該用語の１つ、当該用語の何れか、または当該用語の両方を含む可能性を考慮していると理解すべきであることは当業者には理解される。例えば、「ＡまたはＢ」という語句は「Ａ」または「Ｂ」または「ＡおよびＢ」の可能性を含むと理解される。

様々な態様と実施形態を本明細書で開示したが、他の態様および実施形態は当業者には明らかである。本明細書で開示した様々な態様と実施形態は例示の目的のためであり、限定を意図するものではない。

１２０ ディスプレイユニット
１３０ 入力ユニット
１４５ 正極
１５５ 負極
２１０ 制御ユニット
２２０ 充電ユニット
２４０ 無線ＬＡＮ／ＷＡＮアンテナ
２５０ 有線ネットワーク接続
２６０ 中央サーバ
２７０ バッテリ交換機械

Claims (39)

1. 充電ハブであって、
   充電ユニットと、
   制御ユニットと、
   複数の充電プログラムを含むメモリと、
   前記充電ユニットと前記制御ユニットに電気的に接続された複数の充電／放電ポートであって、前記充電ユニットは充電プログラムを選択し充電中の装置に適用するように構成され、前記充電ユニットは前記ハブの操作を指示するように構成された制御ユニットと電気的に通信する、複数の充電／放電ポートと、
   を備えた、充電ハブ。
2. 前記充電／放電ポートは、正極を含む正極棒と負極を含む負極棒とを備える、請求項１に記載の充電ハブ。
3. 前記充電プログラムは再生プログラムを含む、請求項１に記載の充電ハブ。
4. 前記ハブは、入力を受信し前記受信した入力を前記制御ユニットに送信するように構成された入力ユニットをさらに備える、請求項１に記載の充電ハブ。
5. 前記入力は充電プログラムを含む、請求項４に記載の充電ハブ。
6. 前記ハブはそれぞれが複数の充電／放電ポートを備える充電ゾーンに分割される、請求項１に記載の充電ハブ。
7. １つのゾーン内の前記充電／放電ポートは同一の充電プログラムを適用する、請求項６に記載の充電ハブ。
8. 前記充電ユニットは、充電中の前記装置の少なくとも１つの特性を検知し、前記検知した特性に基づいて充電中の前記装置に対する前記充電プログラムを選択するように構成される、請求項１に記載の充電ハブ。
9. 前記制御ユニットはリモート・ユニットと通信するように構成される、請求項１に記載の充電ハブ。
10. 前記充電ユニットは、充電中の前記装置に電流パルスを印加し前記電流パルスの印加から生ずる電圧スパイクを測定するように構成される、請求項１に記載の充電ハブ。
11. 前記制御ユニットは、前記測定された電圧スパイクが所定の閾値より小さいとき、充電中の前記装置を再充電可能と識別するように構成される、請求項１０に記載の充電ハブ。
12. 前記制御ユニットは、前記測定された電圧スパイクが所定の閾値より大きいとき、充電中の前記装置を再充電不可能と識別するように構成される、請求項１０に記載の充電ハブ。
13. 前記所定の閾値は大よそ１．５ボルトである、請求項１１に記載の充電ハブ。
14. 前記所定の閾値は大よそ２ボルトである、請求項１２に記載の充電ハブ。
15. 複数のバッテリの特性に基づいて可変の充電プログラムを前記複数のバッテリに適用するように構成された複数の充電／放電ポートを備えたハブおよび中央サーバであって、前記ハブおよび前記中央サーバは互いに通信するように構成され、前記通信は、前記ハブおよび／または前記少なくとも１つのリモート・ユニットでの前記バッテリの量と品質に関する情報を含む、ハブおよび中央サーバ
    を備えた、バッテリ充電システム。
16. バッテリを販売し受け取るように構成された少なくとも１つのリモート・ユニットであって、前記リモート・ユニットは前記ハブおよび前記中央サーバと通信するように構成された少なくとも１つのリモート・ユニットをさらに備える、請求項１５に記載のバッテリ充電システム。
17. 前記ハブは充電ユニットと制御ユニットを備える、請求項１５に記載のバッテリ充電システム。
18. 前記充電ユニットはバッテリの特性を検知し前記検知した特性に基づいて充電プログラムを選択するように構成される、請求項１７に記載のバッテリ充電システム。
19. 前記ハブは、前記選択された充電プログラムに関する情報を通信する、請求項１８に記載のバッテリ充電システム。
20. 前記充電プログラムは、第１の電圧または電流で第１の期間だけ充電するステップと第２の電圧または電流で第２の期間だけ充電するステップとを含む、請求項１５に記載のバッテリ充電システム。
21. 前記ハブは前記少なくとも１つのリモート・ユニット内に配置され、前記少なくとも１つのリモート・ユニットは、受け取ったバッテリを前記ハブの前記複数の充電／放電ポートのうち１つに配置するための電気機械システムを備える、請求項１５に記載のバッテリ充電システム。
22. 充電前バッファと充電後バッファをさらに備え、前記充電前バッファは、バッテリを受け取り、前記複数の充電／放電ポートがバッテリにより占有された前記少なくとも１つのリモート・ユニット内に前記受け取ったバッテリを格納するように構成され、前記充電後バッファは、充電され前記ハブの前記充電／放電ポートから取り外されている充電バッテリを受け取るように構成される、請求項２１に記載のバッテリ充電システム。
23. 請求項１の充電ハブを提供するステップと、
    少なくとも１つの装置を少なくとも１つの充電／放電ポートに接続するステップと、
    少なくとも第１のパラメータと第２のパラメータを含む充電プログラムを開始するステップと、
    第１のパラメータで第１の期間だけ充電するステップと、
    第２のパラメータで第２の期間だけ充電するステップと、
    前記ハブ内のバッテリの充電状態および量をリモート・ユニットに通信するステップと、
    を含む、再充電可能装置を管理するための方法。
24. 前記第１のパラメータと第２のパラメータは、第１の電圧と第２の電圧または第１の電流と第２の電流を含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記ハブは、前記再充電可能装置の少なくとも１つの特性を検知し、前記検知した特性に基づいて前記再充電可能装置に対する前記充電プログラムを選択するように構成された充電ユニットを備える、請求項２３に記載の方法。
26. 少なくとも２つの再充電可能装置を少なくとも２つの相違なる充電プログラムで同時に充電するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
27. 前記方法は、再生プログラムを開始するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
28. 前記バッテリ再生プログラムは、前記バッテリが所望の容量または１組の所定の特性に達するまで、前記バッテリの充電、放電、および再充電を繰り返すステップを含む、請求項２７に記載の方法。
29. 電流パルスを前記装置に印加するステップと、
    前記電流パルスの印加から生ずる電圧スパイクを測定するステップと、
    をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
30. 前記測定された電圧スパイクが所定の閾値より小さいとき、前記装置を再充電可能として識別するステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
31. 前記測定された電圧スパイクが所定の閾値より大きいとき、バッテリを再充電不可能と識別するステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
32. 前記所定の閾値は大よそ１．５ボルトである、請求項３０に記載の方法。
33. 前記所定の閾値は大よそ２ボルトである、請求項３１に記載の方法。
34. 夫々が初期充電状態を有する１つまたは複数のバッテリを受け取るステップと、
    受け取った前記１つまたは複数のバッテリの各々の電圧、インピーダンス、および容量を測定するステップと、
    前記１つまたは複数のバッテリの１つに対する充電プロフィールを、前記１つまたは複数のバッテリの前記１つの前記測定された電圧、インピーダンス、および容量に基づいて決定するステップと、
    前記１つまたは複数のバッテリの前記１つを前記充電プロフィールに従って充電して、前記１つまたは複数のバッテリの前記１つが第２の充電状態を有するようにするステップと、
    を含む、仮想廃棄可能バッテリを提供する方法。
35. 前記１つまたは複数のバッテリはバッテリ交換機から受け取られる、請求項３４に記載の方法。
36. 前記バッテリ交換機が、前記第２の充電状態を有する前記１つまたは複数のバッテリの前記１つを提供する、請求項３５に記載の方法。
37. 前記１つまたは複数のバッテリを受け取ったことに応答して、前記第２の充電状態を有する１つまたは複数の第２のバッテリを提供するステップをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
38. 前記第２の充電状態を有する前記１つまたは複数の充電バッテリが、ユーザが１つまたは複数の消費されたバッテリを提供したことに応じて続いて提供される、請求項３４に記載の方法。
39. 前記１つまたは複数の受け取ったバッテリの電流を負荷条件のもとで測定し、前記測定された電流に基づいて充電プロフィールを決定するステップをさらに含む、請求項３４に記載の方法。

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