JP2016514357A - 蓄電デバイスの収集および分配のためのモジュラーシステム - Google Patents

Abstract

収集・充電・分配機は、携帯式蓄電デバイス（例えば、電池、スーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサ）を収集し、充電し、分配する。充電するために、収集・充電・分配機は、設置場所の電気グリッドまたは電力サービス等の外部源からの電流を使用する。収集・充電・分配機は、充電を犠牲にする対象として特定された第２の個数のデバイスからの充電を使用して急速充電する対象として第１の個数のデバイスを特定する。したがって、いくつかのデバイスは、デバイスのいくつかのサブセットの急速充電を達成するために、電流サービスからの電流と他のデバイスからの電流を同時に介して充電されうる。充電を犠牲にしたデバイスは後で充電されうる。それらが、エンドユーザにデバイスの利用可能性を保証する。収集・充電・分配機は、個別に展開されても、または、１つの収集・充電・分配モジュールが少なくとも１つの別の収集・充電・分配モジュールを制御するネットワークの収集・充電・分配モジュールとして展開されてもよい。

Description

本発明は、概括的に、種々の分野または用途、例えば移動および非移動用途に適しうる再充電可能な蓄電デバイス（例えば二次電池、スーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサ）に関する。

携帯式蓄電デバイスには多種多彩な用途または用例がある。

そのような用例の１つは、移動分野にある。ハイブリッド電気自動車および完全電気自動車はますます一般的になっている。そのような自動車は、伝統的な内燃エンジンの車両に比べていくつかの利点を達成しうる。例えば、ハイブリッドまたは電気自動車は、より高い燃費を達成し、排気管の汚染が少ないか、または皆無でさえありうる。特に、完全電気自動車は、排気管汚染が皆無であるばかりでなく、全体的な汚染の低減と関連されうる。例えば、電力は再生可能エネルギー源（例えば、太陽光、水素）から生成されうる。また、例えば、電力は、大気汚染を引き起こさない発電所（例えば原子力発電所）で生成されてもよい。さらに、例えば、電力は、比較的「クリーンバーン」燃料（例えば天然ガス）を燃焼する発電所で生成されてもよく、それは、内燃エンジンよりも高効率であり、および／または、個々の車両内で使用するには大規模すぎ、高費用または高価すぎる汚染制御または除去システム（例えば工業用エアスクラバー）を使用している。

燃焼エンジンで給電されるスクーターおよび／またはバイク等の個人用移動車は、例えばアジアの多くの大都市等の様々な場所に偏在している。そのようなスクーターおよび／またはバイクは、特に自動車、車またはトラックに比べて比較的安価な傾向がある。多数の燃焼エンジンスクーターおよび／またはバイクがある都市もまた、非常に人口密度が高く、高レベルの大気汚染を蒙る傾向がある。新品の時点では多くの燃焼エンジンスクーターおよび／またはバイクに、個人用移動の比較的低い汚染源が備わっている。例えば、
そのようなスクーターおよび／またはバイクは、より大型の車両よりも高いマイレージ定格を有しうる。基本的汚染制御装置（例えば触媒コンバータ）を装備したスクーターおよび／またはバイクさえある。生憎、スクーターおよび／またはバイクが使用されて保守をされない場合、および／または、スクーターおよび／またはバイクが、触媒コンバータの故意の、または故意でない取り外しによって改造されると、エミッションの工場指定レベルは急速に越えられる。多くの場合、スクーターおよび／またはバイクの所有者または運転者は、彼らの車を保守するための財源または動機付けが欠落している。

大気汚染は人間の健康に悪影響を与えることが知られており、種々の疾患を引き起こすまたは悪化させることに関連づけられる（例えば、種々の報告は、大気汚染を肺気腫、ぜんそく、肺炎、嚢胞性繊維症ならびに種々の循環器系疾患に結びつける）。そのような疾病は多くの人命を奪い、数知れぬ他の人々の生命の質をひどく損じる。

燃焼エンジンの代替であるゼロ排気管は、空気の質に大きく役立ち、したがって、多くの人類の健康に大きく役立つであろう。

完全電気自動車のゼロ排気管エミッションの利点は認められるものの、大規模な人口による全電動自動車の採用は遅々としている。その理由の１つは費用、特に二次電池の費用と思われる。もうひとつの理由は、電池の一度の充電で利用可能な運転範囲が限られていることと、二次電池を消費した場合に、再充電に必要な時間が比較的長い（例えば数時間）ことと思われる。

本明細書に記載される手法は、特に人が密集して混雑した都市および、財源が限られている住民における、ゼロ排気管エミッション技術の採用を制限するいくつかの問題に対処できる。

例えば、本明細書に記載される手法のうちいくつかは、収集・充電・分配機を利用するが、それは別名として蓄電デバイス（例えば、電池、スーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサ）を収集、充電および分配するためのキオスクまたは自動販売機と呼ばれてもよい。そのような機械は、都市またはその他の地域付近の、例えばコンビニエンスストア、駐車場または既存のガス充填所もしくは給油所のような、種々の場所に分配されてもよい。

収集・充電・分配機は、エンドユーザが使用する、満充電された、又はほぼ満充電された蓄電デバイスのストックを維持してもよい。収集・充電・分配機は、例えばエンドユーザから返却された残量がない蓄電デバイスを回収、受け取りまたは受け入れて、それらを後続のエンドユーザが再利用可能なように再充電してもよい。

したがって、電池またはその他の蓄電デバイスがその蓄電の終盤に近づいたとき、エンドユーザは単に、電池またはその他の蓄電デバイスを交換、取り替え、または入れ替えるだけでよい。このことは、費用に関する問題ならびに、限られた範囲と比較的長い再充電時間に関する問題に対処する。

上述したように、二次電池およびその他の蓄電デバイスは比較的高価である。したがって、蓄電デバイスの需要が満たされることを保証しながらも、可能な限り最小個数の蓄電デバイスを備蓄することが有利である。

これらの理由により、迅速な再充電と、蓄電デバイスを利用可能にしておく能力は、そのような試みの商業的成功のために重要である。蓄電デバイスの迅速な再充電を可能にするためのいくつかの手法が本明細書に記載されている。そのような手法は、一般に、いくつかの蓄電デバイスのうち選択されたデバイスを、電力サービスからの電力を用いて、並びに、充電を犠牲にする対象として選択された他の蓄電デバイスからの電力を用いて再充電する。例えば、より少なく充電された電池を使用して、より迅速に、より多く充電された電池を充電してもよい。別法として、より少なく充電された電池をより迅速に充電するために、より多く充電された電池を用いてもよい。

これらの手法は、電力サービスが制限されている、例えば、特定の定格（例えば１２０ボルト、２４０ボルト、２２０ボルト、２３０ボルト、１５アンペア）の場合に有利でありうる。これらの手法は、小売店またはコンビニエンスストアのような既存の場所に収集・充電・分配機が配置される場合に特に有利であろう。これは、収集・充電・分配機が、電力サービスをアップグレードする費用をかけずに設置されながら、既存の電力サービスのみを使用した場合に達成され得たよりも迅速で素早い充電を達成することを可能にする。例えば、電力サービスを１２０ボルトから２４０ボルトに増加させる必要を、および／または、単相サービスから三相サービスに移行する必要を回避できる。これらの手法は、例えば、保守、技術的問題、天候、自然災害等により、特定の場所またはパワーグリッドへの電力サービスが制限される又は稼動していない場合にも有利でありうる。電力サービスまたはパワーグリッドが制限されている又は稼動していない場合に、本明細書に記載される、特定の蓄電デバイスを充電するために使用される手法は、第１の個数の蓄電デバイスを充電するために、電力サービスおよび／またはパワーグリッドが利用可能および稼動している場合の第１の個数の蓄電デバイスを充電するために使用される第２の個数の蓄電デバイスの個数と比べて、より多くの個数の第２の個数の蓄電デバイスを用いてもよい。

携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための分配・収集・充電機の運転方法は、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電されるべき、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、制御サブシステムにより特定することと、関連する限定定格を持つ電力サービスを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電サブシステムを介して充電することと、電力サービスを介した第１の個数の携帯式蓄電デバイスの充電と同時に、少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されたエネルギーを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電サブシステムにより充電することと、を含むものとして要約されうる。

第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電されるべき、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定することは、満充電までの半途を越えた少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを急速充電の対象として特定することを含みうる。

分配・収集・充電機の運転方法はさらに、満充電までの半途に満たない少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定することを含みうる。

分配・収集・充電機の運転方法はさらに、満充電である第１の閾値未満であると同時に、空乏状態である第２の閾値を超えている携帯式蓄電デバイスも、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定することを含みうる。

第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電されるべき、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定することは、少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスよりもより多く充電された少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、急速充電の対象として特定することを含みうる。

電力サービスを介した充電と同時に、少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されたエネルギーを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電することは、少なくとも１つのより少なく充電された携帯式蓄電デバイスからのエネルギーを使用して少なくとも１つのより多く充電された携帯式蓄電デバイスを充電することを含みうる。

第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電されるべき、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定することは、デバイス満充電までの半途に満たない少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを急速充電対象として特定し、また、満充電までの半途を越えた少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスを、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定することを含みうる。

分配・収集・充電機の運転方法はさらに、満充電までの半途を越えた少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定することを含む。

分配・収集・充電機の運転方法はさらに、満状態の約７５パーセントを越えた充電状態、例えば、少なくとも８０パーセントまたは少なくとも８５パーセント充電された携帯式蓄電デバイスを全て第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定することを含みうる。

第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電されるべき、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定することは、少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスよりも少なく充電された少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象として特定することを含みうる。

電力サービスを介した充電と同時に、少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されたエネルギーを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電することは、少なくとも１つのより少なく充電された携帯式蓄電デバイスからのエネルギーを使用して少なくとも１つのより多く充電された携帯式蓄電デバイスを充電することを含みうる。

分配・収集・充電機の運転方法はさらに、充電を犠牲にすることになる少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定することを含みうる。

分配・収集・充電機の運転方法は、少なくとも部分的に放電した携帯式蓄電デバイスを、第１の分配・収集・充電機の第１の位置で第１の時点において着脱自在に受け入れることを含んでもよく、また、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象として特定することは、該少なくとも部分的に放電した携帯式蓄電デバイスを、第１の分配・収集・充電機の第１の位置で第１の時点において受け入れたことに応答して実行される。

少なくとも部分的に放電した携帯式蓄電デバイスを、第１の分配・収集・充電機の第１の位置で第１の時点において着脱自在に受け入れることは、個人車両に給電するサイズの電池を着脱自在に受け入れることを含みうる。

分配・収集・充電機の運転方法はさらに、第１の分配・収集・充電機の複数の位置のうち１つにおける携帯式蓄電デバイスの挿入を検出することと、挿入された携帯式蓄電デバイスの充電状態を判断することを含みうる。

分配・収集・充電機の運転方法はさらに、急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを経時的に繰り返し更新することを含みうる。

急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを経時的に繰り返し更新することは、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている携帯式蓄電デバイスの現在の充電状況と、携帯式蓄電デバイスのうち少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスの充電率に少なくとも部分的に基づいてよい。急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを経時的に繰り返し更新することは、第１の分配・収集・充電機における携帯式蓄電デバイスの有無に少なくとも部分的に基づいてよい。急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを経時的に繰り返し更新することは、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている携帯式蓄電デバイスの総数と、各携帯式蓄電デバイスのそれぞれの充電状態に、少なくとも部分的に基づいてよい。急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを経時的に繰り返し更新することは、急速に充電されるべき携帯式蓄電デバイスを充電するために、充電を犠牲にするように利用可能と特定されたいくつかの携帯式蓄電デバイスから利用可能な総累計充電に少なくとも部分的に基づいてよい。

第１の個数の携帯式蓄電デバイスを電力サービスを介して充電することは、外部電気グリッドから計量式電力サービスを介して供給される電力サービスパネルの本線を介して、第１の個数の携帯式蓄電デバイスに電流を導電的に供給することを含みうるものであり、また、少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されたエネルギーを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電することは、第２の個数の携帯式蓄電デバイスから導電的に電流を供給することを含みうる。

携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための分配・収集・充電機の運転方法は、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電されるべき、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、制御サブシステムにより特定することと、電力サービスが利用可能な場合に、第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電サブシステムにより充電することと、第１の個数の携帯式蓄電デバイスの充電サブシステムによる充電は、少なくとも第２の個数の携帯式蓄電システムから供給されるエネルギーによるものであることを含むものとして要約されうる。

分配・収集・充電機の運転方法は、複数のマスター分配・収集・充電機を、個別に運転可能でありかつ自己制御式であるモジュールとして展開する、または、１つのマスター分配・収集・充電機を、そのマスター分配・収集・充電機とネットワークしておりそのマスター分配・収集・充電機によって制御される１つ以上のスレーブ分配・収集・充電機と組み合わせて展開することを含みうる。

携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための分配・収集・充電機は、それぞれが、対応する携帯式蓄電デバイスを着脱自在に受け入れるサイズおよび寸法であるいくつかのレシーバと、分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスに相対して急速に充電されるべき、分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定する少なくとも１つのコントローラを含む制御サブシステムと、少なくとも１つのコントローラに応答して、電力サービスを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電し、同時に少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されたエネルギーを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電する充電サブシステムとを含むものとして要約されうる。

分配・収集・充電機は、それぞれが、対応する携帯式蓄電デバイスを着脱自在に受け入れるサイズおよび寸法であるいくつかのレシーバと、少なくとも１つのコントローラに応答して、電力サービスを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電する、および／または、同時に少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されたエネルギーを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電する充電サブシステムとを含みうる。分配・収集・充電機は、少なくとも１つのコントローラを含む制御サブシステムを含みうる、または、分配・収集・充電機は、別の分配・収集・充電機に含まれる少なくとも１つのコントローラを含む制御サブシステムによって制御されうる。少なくとも１つのコントローラを含む制御サブシステムを含まない分配・収集・充電機は、少なくとも１つのコントローラを含む制御サブシステムを含むマスター分配・収集・充電機と組み合わせてスレーブ分配・収集・充電機として展開されうる。特定の実施形態において、コントローラは、分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスに相対して急速に充電されるべき、その分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定する。

少なくとも１つのコントローラは、急速充電対象の少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、その少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスの対応する充電状態が満充電までの半途を越えていることに基づいて特定してもよい。少なくとも１つのコントローラはさらに、少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、その少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスが満充電までの半途に満たない対応する充電状態を有していることに基づいて、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定してもよい。少なくとも１つのコントローラはさらに、満充電である第１の閾値と空乏である第２の閾値の間の対応する充電状態を持つ任意の携帯式蓄電デバイスを、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定してもよい。少なくとも１つのコントローラは、少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスよりもより多く充電された少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、急速充電向けに特定してもよい。充電サブシステムは、少なくとも１つのより多く充電された携帯式蓄電デバイスを、少なくとも１つのより少なく充電された携帯式蓄電デバイスからのエネルギーを使用して充電してもよい。

少なくとも１つのコントローラは、少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、対応する充電状態が満充電までの半途に満たないことに基づいて急速充電対象として特定してもよく、また、少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスを、対応する充電状態が満充電までの半途を越えていることに基づいて、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定してもよい。少なくとも１つのコントローラは、満充電までの半途を越えた少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定してもよい。少なくとも１つのコントローラはさらに、満状態の約７５パーセントを越えた充電状態の、例えば、８０パーセント超または８５パーセント超充電された携帯式蓄電デバイスを全て第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定してもよい。少なくとも１つのコントローラは、少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスよりも少なく充電された少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを急速充電向けに特定してもよい。充電サブシステムは、少なくとも１つのより多く充電された携帯式蓄電デバイスを、少なくとも１つのより少なく充電された携帯式蓄電デバイスからのエネルギーを使用して充電してもよい。

少なくとも１つのコントローラはさらに、充電を犠牲にすることになる少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定してもよい。

少なくとも１つのコントローラは、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている、急速に充電されるべき第１の個数の携帯式蓄電デバイスの特定を、第１の時点での分配・収集・充電機のレシーバのうち第１のレシーバへの、少なくとも部分的に放電した携帯式蓄電デバイスの受け入れを検出したことに応答して実行してもよい。第１の分配・収集・充電機のレシーバのうち少なくとも第１のレシーバで着脱自在に受け入れられる少なくとも部分的に放電した携帯式蓄電デバイスは、個人車両に給電するサイズの電池であってよい。

分配・収集・充電機はさらに、分配・収集・充電機のレシーバのいずれかにおける携帯式蓄電デバイスの有無を検出するために配置され動作可能な第１の数のセンサと、分配・収集・充電機のレシーバの対応するレシーバに受け入れられた携帯式蓄電デバイスの充電状態を検出するために配置され動作可能な第２の数のセンサとをさらに含んでいてもよい。

少なくとも１つのコントローラは急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを繰り返し更新してもよい。少なくとも１つのコントローラは、急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを、分配・収集・充電機の対応するレシーバに現在着脱自在に配置されている携帯式蓄電デバイスの現在の充電状況に少なくとも部分的に基づいて、繰り返し更新してもよい。少なくとも１つのコントローラは、急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを、分配・収集・充電機のレシーバにおける携帯式蓄電デバイスの有無に少なくとも部分的に基づいて、繰り返し更新してもよい。少なくとも１つのコントローラは、急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを、分配・収集・充電機の対応するレシーバに現在着脱自在に受け入れられている携帯式蓄電デバイスの総数と、分配・収集・充電機の対応するレシーバに現在着脱自在に受け入れられている携帯式蓄電デバイスそれぞれの対応する充電状態とに少なくとも部分的に基づいて、繰り返し更新してもよい。少なくとも１つのコントローラは、急速充電対象として特定された携帯式蓄電デバイスを、この携帯式蓄電デバイスに充電するために充電を犠牲にするように利用可能と特定されたいくつかの携帯式蓄電デバイスから利用可能な総累計充電に少なくとも部分的に基づいて、繰り返し更新してもよい。充電サブシステムは、外部電気グリッドから計量式電力サービスを介して供給される電力サービスパネルの本線を介した電力サービスから電力を受信するために電気的に結合されてもよく、充電サブシステムは、計量式電力サービスから受け取った電力の電圧、位相または電流のうち少なくとも１つを、二輪の個人用移動車での使用向きのサイズである携帯式電池の充電に適した形式に変換するように動作可能な電力変換器を含みうる。

分配・収集・充電機はさらに、レシーバによって着脱自在に受け入れられるいずれの携帯式蓄電デバイスにも電気的に結合するためにレシーバのうち対応するレシーバに配置されたいくつかの電気的接点と、コントローラに応答して、電気的接点のうち対応する電気的接点を電力変換器に選択的に電気的に結合するように動作可能な第１の複数のスイッチと、コントローラに応答して、電気的接点のうち対応する電気的接点を、他の電気的接点に選択的に電気的に結合するように動作可能な第２の複数のスイッチとを含みうる。

携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための分配・収集・充電機は、それぞれが、対応する携帯式蓄電デバイスを着脱自在に受け入れるサイズおよび寸法であるいくつかのレシーバと、分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスに比較して急速に充電されるべき、分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定する少なくとも１つのコントローラを含む制御サブシステムと、少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されるエネルギーを介した電力サービスが利用不可能な場合に、少なくとも１つのコントローラに応答して、第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電する充電サブシステムと、を含むものとして要約されうる。

非一時的なコンピュータ可読媒体は、携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための分配・収集・充電機を動作させるためにプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体として要約されてもよく、その命令は、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電されるべき、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、プロセッサによって特定することと、充電サブシステムに、第１の個数の携帯式蓄電デバイスを電力サービスを介して充電させ、電力サービスは関連する限定定格を有することと、充電サブシステムに、第１の個数の携帯式蓄電デバイスを少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されるエネルギーを介して充電させ、それと同時に、第１の個数の携帯式蓄電デバイスを電力サービスを介して充電することによって実行される。

命令はさらに、満充電である第１の閾値未満であると同時に空乏状態である第２の閾値を超えている携帯式蓄電デバイスを含む第２の個数の携帯式蓄電デバイスを、コントローラに特定させてもよい。プロセッサは、少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスよりもより多く充電された少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象として特定することによって、急速に充電されるべき第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定してもよい。命令は、充電回路に、少なくとも１つのより少なく充電された携帯式蓄電デバイスからのエネルギーを使用して、少なくとも１つのより多く充電された携帯式蓄電デバイスを充電させてもよい。

コントローラは、少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスよりも少なく充電された少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象として特定することによって、急速に充電されるべき第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定してもよい。命令は、充電回路に、少なくとも１つのより少なく充電された携帯式蓄電デバイスからのエネルギーを使用して、少なくとも１つのより多く充電された携帯式蓄電デバイスを充電させるようにプロセッサを仕向けてもよい。

命令はさらに、プロセッサに、充電を犠牲にすることになる少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定させてもよい。

非一時的なコンピュータ可読媒体は、第１の分配・収集・充電機の複数のレシーバのいずれかへの携帯式蓄電デバイスの挿入を繰り返し検出することと、挿入された携帯式蓄電デバイスの充電状態を判断することと、経時的に急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを繰り返し更新することをさらに含んでもよい。

急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを繰り返し更新することは、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている携帯式蓄電デバイスの現在の充電状況に少なくとも部分的に基づいてよい。急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを繰り返し更新することは、第１の分配・収集・充電機における携帯式蓄電デバイスの有無に少なくとも部分的に基づいてよい。急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを繰り返し更新することは、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている携帯式蓄電デバイスの総数と、各携帯式蓄電デバイスのそれぞれの充電状態とに、少なくとも部分的に基づいてよい。急速充電対象として特定される携帯式蓄電デバイスを繰り返し更新することは、急速に充電されるべき携帯式蓄電デバイスを充電するために、充電を犠牲にするように利用可能と特定されたいくつかの携帯式蓄電デバイスから利用可能な総累計充電に少なくとも部分的に基づいてよい。

非一時的なコンピュータ可読媒体は、携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための分配・収集・充電機を動作させるためにプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体として要約されてもよく、その命令は、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電されるべき、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、プロセッサによって特定することと、電力サービスが利用不可能な場合に充電サブシステムに、少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されたエネルギーを介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電させることによって実行される。

携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための分配・収集・充電機を動作させるためにプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体と、そのプロセッサは、プロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体とそのプロセッサとを含む分配・収集・充電機を動作させてもよい。携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための分配・収集・充電機を動作させるためにプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体と、そのプロセッサとは、また、プロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体とそのプロセッサとを含まない分配・収集・充電機を動作させてもよい。携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための分配・収集・充電機を動作させるためのプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体および／またはプロセッサを含まない分配・収集・充電機は、そのような非一時的なコンピュータ可読媒体および／またはプロセッサを含むマスター分配・収集・充電機と組み合わせてそれとネットワークしたスレーブ分配・収集・充電機として展開されうる。

図面において、同じ参照番号は同じ要素または動作を特定する。図面における要素のサイズおよび相対位置は必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。例えば、種々の要素の形状および角度は縮尺通りに描かれておらず、これらの要素のうちいくつかは、図面の見易さを工場させるために恣意的に拡大され配置されている。さらに、描かれている要素の特定の形状は、特定の要素の実際の形状に関する情報を伝えることは意図しておらず、ただ、図面における認識のし易さを期して選択されている。

１つの非限定的な例証実施形態による収集・充電・分配機、ならびに、非限定的例証実施形態によるいくつかの蓄電デバイス、ならびに電動スクーターまたはバイク、および電気グリッドを介して提供される電力サービスの模式図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、図１の収集・充電・分配機のブロック図である。 図１および図２の収集・充電・分配機の、１つの例証実施形態による、第２の個数の蓄電デバイスによって犠牲にされる充電によって部分的に充電される第１の個数の蓄電デバイスを示す。 図１および図２の収集・充電・分配機の、１つの例証実施形態による、第２の個数の蓄電デバイスによって犠牲にされる充電によって部分的に充電される第１の個数の蓄電デバイスを示す。 図１および図２の収集・充電・分配機の、１つの例証実施形態による、第２の単一の蓄電デバイスによって犠牲にされる充電によって部分的に充電される第１の単一の蓄電デバイスを示す。 図１および図２の収集・充電・分配機の、１つの例証実施形態による、第２の複数の蓄電デバイスによって犠牲にされる充電によって部分的に充電される第１の単一の蓄電デバイスを示す。 １つの非限定的な例証実施形態による、蓄電デバイスを収集、充電および分配するために図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための高レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、特定の携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象として、または充電を犠牲にする対象として特定することを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、特定の携帯式蓄電デバイスを、充電を犠牲にする対象として特定することを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、特定の携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象として特定することと、選択されたデバイスを充電することを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、特定の携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象として、または充電を犠牲にする対象として特定することを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、特定の携帯式蓄電デバイスを、充電を犠牲にする対象として特定することを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、特定の携帯式蓄電デバイスを、選択されたデバイスを急速充電対象として特定することと、選択されたデバイスを充電することを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、携帯式蓄電デバイスの挿入を検出し、その携帯式蓄電デバイスの充電状態を判断し、それに応答して急速充電対象のデバイスの識別を更新することを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、急速充電対象として特定された携帯式電気エネルギーデバイスの更新を、現在の（すなわち一時的な）充電状況に少なくとも部分的に基づいて行うことを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、急速充電対象として特定された携帯式電気エネルギーデバイスの更新を、そのようなデバイスの有無の検出に少なくとも部分的に基づいて行うことを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 別の非限定的な例証実施形態による、急速充電対象として特定された携帯式電気エネルギーデバイスの更新を、そのようなデバイスの総数と対応する充電状態に少なくとも部分的に基づいて行うことを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 別の非限定的な例証実施形態による、急速充電対象として特定された携帯式電気エネルギーデバイスの更新を、犠牲用に利用可能な総累計充電に少なくとも部分的に基づいて行うことを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、急速対象として選択された携帯式蓄電デバイスへの電流の導電供給を、電力サービスと、充電を犠牲にする対象として選択された少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスとから同時に行うことを含む、図３の方法に役立つ、図１および図２の収集・充電・分配機を運用するための低レベル方法を示す流れ図である。 １つの非限定的な例証実施形態による、１つのマスター収集・充電・分配機と２つのスレーブ収集・充電・分配機のモジュラー展開の模式図である。

以下の記載においては、ある特定の詳細が、種々の開示される実施形態の完全な理解を提供するために規定される。しかし、関連技術の当業者ならば、実施形態が、これらの特定の詳細のうち１つ以上を欠いて実施されうる、または他の方法、構成要素、材料等で実施されうることを理解するであろう。別の場合には、販売機、電池、スーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサ、また、変圧器、整流器、直流／直流電力変換器、スイッチモード電力変換器を含むがそれらに限定されない電力変換器、コントローラ、ならびに通信システムおよび構造およびネットワークに関連する良く知られる構造は、実施形態の説明を不必要にあいまいにすることを避けるために、詳細に図示または記載されていない。

文脈上別途要求しない限り、以下の明細書および請求項全体を通して、「備える」という用語および、「備えている」「備えた」等のその変形形態は、「含むが、それに限定されない」という開放的な包括的意味に解釈されるものとする。

本明細書を通した、「１つの実施形態」または「一実施形態」への言及は、その実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれているということを意味する。本明細書全体における種々の箇所での「１つの実施形態において」または「一実施形態において」という語句の出現は、必ずしも同じ実施形態を指しているわけではない。

第１の、第２の、および第３の、等の序数の使用は、必ずしも格付けの順を暗示するわけではなく、むしろ、動作または構造の多数の例どうしを区別するのみである。

携帯式蓄電デバイスの言及は、電池、スーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサを含むがそれらに限定されない、電力を蓄え、蓄えた電力を放出可能な任意のデバイスを意味する。例えば、ニッケルカドミウム合金またはリチウムイオン電池セルを含むがそれらに限定されない再充電式電池または二次電池等である、化学的蓄電セルまたはセル群を意味する。

本明細書における見出しと、開示の要約は、便宜上設けられているに過ぎず、実施形態の範囲または意味を解釈するものではない。

図１は、１つの例証実施形態による収集・充電・分配機１０２を含む環境１００を示す。

収集・充電・分配機１０２は、販売機またはキオスクの形態を取りうる。収集・充電・分配機１０２は、携帯式蓄電デバイス（例えば、電池,スーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサ）１０６ａ−１０６ｎ（総称して１０６）を収集、充電および分配のために着脱自在に受け入れるための複数のレシーバ、コンパートメントまたはレセプタクル１０４ａ、１０４ｂ−１０４ｎ（図１には３個のみが出ており、総称して１０４とする）を備えている。図１で説明するように、いくつかのレシーバ１０４が空であるのに対し、他のレシーバ１０４は携帯式蓄電デバイス１０６を保持している。図１では、レシーバ１０４につき単一の携帯式蓄電デバイス１０６を示しているが、いくつかの実施形態ではレシーバ１０４は、２個またはそれ以上の携帯式蓄電デバイス１０６をも保持してよい。例えば各レシーバ１０４は、３個の携帯式蓄電デバイス１０６を受け入れるほど十分に深くあってよい。したがって、図１に説明される収集・充電・分配機１０２は、例えば、４０個、８０個または１２０個の携帯式蓄電デバイス１０６を同時に保持可能な容量を持っていてもよい。

図１で説明された種類の収集・充電・分配機は、単一ユニットとして展開されても、または、図１８で説明するように、モジュラー装置を形成するために１つ以上の収集・充電・分配機と組み合わせてネットワークで展開されてもよい。図１８において、３個のモジュール１０３、１０５ａおよび１０５ｂがモジュラー装置を形成している。各モジュール１０３、１０５ａおよび１０５ｂは、携帯式蓄電デバイス（例えば、電池、スーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサ、図示していない）を着脱自在に受け入れる８個のレシーバ、コンパートメントまたはレセプタクルを含む。モジュール１０３、１０５ａおよび１０５ｂは、より多いまたはより少ないレシーバ、コンパートメントまたはレセプタクルを含みうる。また、より多いまたはより少ないモジュール１０３、１０５ａおよび１０５ｂが、モジュラー装置に設けられてもよい。例証の非限定的な実施形態において、モジュール１０３にはユーザ・インターフェースディスプレイ１０９が設けられている。ユーザ・インターフェースディスプレイ１０９に、モジュール１０５ａおよび１０５ｂが設けられてもよいし、またはユーザ・インターフェースが省略されてもよい。

携帯式蓄電デバイス１０６は、種々の形態、例えば電池（例えば電池セルのアレイ）またはスーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサ（例えばウルトラコンデンサセルのアレイ）を取りうる。例えば、携帯式蓄電デバイス１０６ｚは、再充電可能な電池（すなわち二次セルまたは電池）の形態を取りうる。携帯式蓄電デバイス１０６ｚは、例えば、全電動スクーターまたはバイク１０８等の個人用移動車に物理的に適合し給電するサイズであってよい。上述したように、燃焼エンジンスクーターおよびバイクは、例えばアジア、ヨーロッパおよび中東における多くの大都市において一般的である。都市または地域内の全域で、充電された電池に便利にアクセスできることは、全電動スクーターおよびバイク１０８を、燃焼エンジンスクーターおよびバイクの代わりに使用することを可能にして、大気汚染を緩和するとともに騒音を削減する。

携帯式蓄電デバイス１０６（携帯式蓄電デバイス１０６ｚのみが見えている）は、携帯式蓄電デバイス１０６ｚの外側からアクセス可能ないくつかの電気端子１１０ａ、１１０ｂ（２つを図示している、総称して１１０）を含みうる。電気端子１１０は、電荷が携帯式蓄電デバイス１０６ｚから供給されることを可能にするとともに、電荷が携帯式蓄電デバイス１０６ｚを充電する、または再充電するために携帯式蓄電デバイス１０６ｚに供給されることを可能にする。電気端子１１０は図１においてポストとして図解されているが、電池筐体内のスロット内に配置された電気端子を含めて、携帯式蓄電デバイス１０６ｚの外部からアクセス可能な任意の他の形態を取ってもよい。このハイパワーの電気的接点または電極は、携帯式蓄電デバイス１０６上の外側からアクセス可能な唯一のカップリングでありうる。

携帯式蓄電デバイス１０６は、携帯式蓄電デバイス１０６独自の識別子などのデータを記憶する非一時的な記憶媒体を含みうる１つ以上のデータ記憶もしくは送信デバイスまたはトランスポンダ、例えば１つ以上の無線周波数識別（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＲＦＩＤ）タグをも含んでいてよい。それらは付加的に、携帯式蓄電デバイス１０６に係る物理的、化学的または組成データを記憶してもよい。携帯式蓄電デバイス１０６の物理的、化学的または組成データは、デバイス内のセル（複数可）の個数と種類、デバイス内のセル（複数可）の健全性、デバイス内のセル（複数可）の充電保持容量、デバイス内のセル（複数可）への充電サイクル数、デバイス内のセル（複数可）の物理的構成、デバイスの物理的構成とサイズ、デバイス１０６上の電極の個数、位置および種類または形式、デバイス１０６の最低温度または最大温度、等を含みうる。

収集・充電・分配機１０２は、蓄電デバイス１０６の１つ以上のデータ記憶もしくは送信デバイスまたはトランスポンダに記憶された非一時的なデータを読み取ることができる質問器または読み取り機を含みうる。そのような質問器または読み取り機は、いくつかの場合において、周期的または連続的な質問信号を生成し、その質問信号は、１つ以上のデータ記憶または送信デバイスまたはトランスポンダによって受信されたときに、１つ以上のデータ記憶または送信デバイスまたはトランスポンダに、中に記憶された１つ以上のデータ信号をブロードキャストする。いくつかの場合において、収集・充電・分配機１０２内の質問器または読み取り機は、例えばデータ記憶または送信デバイスまたはトランスポンダ内に内蔵された蓄エネルギーデバイスから、または蓄電デバイス１０６自体から送信パワーを得る、能動的ＲＦＩＤタグである、能動的データ記憶または送信デバイス、またはトランスポンダによって提供された信号を検出できる受動的デバイスであってよい。いくつかの場合において、収集、充電および分配器１０２内の質問器または読み取り機は、任意選択的に、蓄電デバイス１０６内の１つ以上のデータ記憶または送信デバイスまたはトランスポンダにデータを書き込んでもよい。そのようなデータは、充電サイクルカウンタを増加させることと、デバイス１０６の最大使用可能充電容量を示すことと、デバイス１０６の最終充電レベルを示すこと等を含みうる。

収集・充電・分配機１０２は、収集・充電・分配機１０２が種々のエンドユーザによって便利かつ容易にアクセスされうる或る場所１１２に配置されている。その場所１１２は、多岐にわたる形態のうち任意のもの、例えば、コンビニエンスストア、スーパーマーケット、給油所またはガス充填所、サービス店等の小売環境の形態を取ってよい。別法として、収集・充電・分配機１０２は、例えば、公立の公園、または、例えば駐車場等のその他の公共の場所の、既存の小売またはその他のビジネスと関連しない場所１１２におけるスタンドアローンのものであってもよい。したがって、例えば,収集・充電・分配機１０２は、都市または地域全体でコンビニエンスストアの各チェーン店に配置されうる。それは、往々にしてコンビニエンスストアが、対象の住民数または人口に対する利便性に基づいて位置決定され分配されているという事実に有利に基づいていてもよい。それは、収集・充電・分配機１０２の拡張的ネットワークが都市または地域内で迅速に展開されることを可能にするために、店頭またはその他の小売場所に以前から存在するリースに有利に依存してもよい。対象の住民数に役立つべく地理的にうまく分配された大規模のネットワークを迅速に達成することは、そのようなシステムに依存する能力と、おそらくはそのような努力の商業的成功を増強する。

場所１１２は、例えばグリッド１１６を介して発電所（図示せず）から電力を受け取る電力サービス１１４を含みうる。電力サービス１１４は、電力サービスメータ１１４ａ、回路パネル（例えば回路ブレーカーパネルまたはヒューズボックス）１１４ｂ、配線１１４ｃおよび電気コンセント１１４ｄのうち１つ以上を含みうる。場所１１２が既存の小売店またはコンビニエンスストアである場合、電力サービス１１４は既存の電力サービスである可能性があり、そのため、定格に幾分制限がある（例えば１２０ボルト、２４０ボルト、２２０ボルト、２３０ボルト、１５アンペア）。小売場所１１２のオペレータも、収集・充電・分配機１０２の所有者、販売業者またはオペレータも、電力サービス１１４の更新コストを負担したがらないであろう。それでも、エンドユーザによる使用向けに利用可能な携帯式蓄電デバイス１０６の適切な供給を維持するために、迅速な充電が望ましい。既存のまたはその他の限定定格の電力サービスを維持しながら迅速に充電する能力が、本明細書で取り扱われる。加えて、既存の電力サービスが保守、技術的問題、天候、自然災害等により利用不可能な間の充電する能力が、本明細書で取り扱われる。

任意選択的に、収集・充電・分配機１０２は、再生可能な電力源を含む、または、再生可能な電力源に結合されてもよい。例えば屋外の場所に設置される場合、収集・充電・分配機１０２は、日射から発電する光電地（ＰＶ）セル１１８のアレイを含みうる。別法として、収集・充電・分配機１０２は、場所１１２のどこか、例えば、屋根上または柱に、柱（図示せず）の頂部に載置されて配置されるマイクロタービン（例えば風車）またはＰＶアレイに電気結合されてもよい。別法として、収集・充電・分配機１０２は、例えば、収集・充電・分配機１０２へのグリッドからの電力サービスが利用不可能な場合、我々の屋外の収集・充電・分配機１０２内に収容された携帯式蓄電デバイスから電力を受け取るように電気的に構成されてもよい。

収集・充電・分配機１０２は、バックエンドまたはバックオフィスシステム（１つのみが示されている）１２０等の、１つ以上の遠隔配置されたコンピュータシステムに通信可能に結合されてよい。バックエンドまたはバックオフィスシステム１２０は、都市等の領域周辺に分配された複数の収集・充電・分配機１０２からデータを収集する、および／または複数の収集・充電・分配機１０２を制御してもよい。通信は、１つ以上のネットワーク１２２または非ネットワーク通信チャネルを含む１つ以上の通信チャネルを介して発生してもよい。通信は、１つ以上の有線通信チャネル（例えばツイストペア配線、光ファイバー）、無線通信チャネル（例えば、無線、マイクロ波、衛星、８０１．１１対応）を介するものであってよい。ネットワーク通信チャネルは、１つ以上のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、エクストラネット、イントラネット、またはインターネットのワールドワイドウェブ部分を含むインターネットを含みうる。

収集・充電・分配機１０２はユーザ・インターフェース１２４を含みうる。ユーザ・インターフェースは、エンドユーザが収集・充電・分配機１０２と相互作用することを可能にする入出力（Ｉ／Ｏ）デバイスを含みうる。種々のＩ／Ｏデバイスは以下に続く図２を参照して取り上げられ説明される。

図２は、１つの例証実施形態による、図１の収集・充電・分配機１０２を示す。

収集・充電・分配機１０２は、制御サブシステム２０２と、充電サブシステム２０４と、通信サブシステム２０６と、ユーザ・インターフェースサブシステム２０８を含む。

制御サブシステム２０２は、コントローラ２１０、例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または、種々のセンサから信号を受信し、論理演算を実行し、種々のコンポーネントに信号を送信可能な別のコントローラを含む。典型的にコントローラ２１０は、マイクロプロセッサ（例えばＩＮＴＥＬ、ＡＭＤ、ＡＴＯＭ）の形態を取りうる。制御サブシステム２０２はまた、１つ以上の非一時的なプロセッサまたはコンピュータ可読記憶媒体、例えばリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２１２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１４、データストア２１６（例えば、フラッシュメモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の固体記憶媒体、ハードディスク等の回転式記憶媒体）を含んでもよい。非一時的なプロセッサまたはコンピュータ可読記憶媒体２１２、２１４、２１６は付加的に、コントローラ２１０の一部である任意の非一時的な記憶媒体（例えばレジスタ）であってよい。制御サブシステム２０２は、種々のコンポーネントを一緒に結合する１つ以上のバス２1８（１つのみが図示されている）、例えば１つ以上のパワーバス、インストラクションバス、データバス等を含みうる。

図示のように、ＲＯＭ２１２、または非一時的なプロセッサまたはコンピュータ可読記憶媒体２１２、２１４、２１６のうちどれか別の１つは、命令および／またはデータ、あるいは変数またはパラメータの値を記憶する。データのセットは、例えばルックアップテーブル、データベース内の記録のセット等の種々の形態を取りうる。命令およびデータまたは値のセットはコントローラ１１０によって実行可能である。その実行は、収集・充電・分配機１０２に携帯式蓄エネルギーデバイスを収集、充電および分配させるための特定の動作をコントローラ１１０に実行させる。収集・充電・分配機１０２の特定の動作は、以下に種々の流れ図（図３−１５）に関連して説明される。

コントローラ２１０は、ＲＡＭ２１４を従来式に、命令、データ等の揮発性記憶用に使用してもよい。コントローラ２１０は、情報、例えば、携帯式蓄電デバイス１０６の収集の収集、充電および／または分配に関する、および／または、収集・充電・分配機１０２自体の動作に関する遠隔測定情報を記録または保持するためにデータストア２１６を使用してもよい。命令は、エンドユーザまたはオペレータの入力に応答して、データまたは、変数もしくはパラメータの値を使用して収集・充電・分配機１０２の動作を制御するためにコントローラ２１０によって実行可能である。

制御サブシステム２０２は、種々のセンサおよび／または収集・充電・分配機１０２の他の構成要素から、そのような他の構成要素の動作、状態または状況を特徴付けるまたは示す情報を含む信号を受信する。センサは、図２において、丸で囲まれたＳの文字に、適宜下付き文字を伴って示されている。

例えば、１つ以上の位置センサＳＰＩ−ＳＰＮは、レシーバ１０４それぞれにおける携帯式蓄電デバイス１０６の有無を検出しうる。位置センサＳＰ１−ＳＰＮは種々の形態を取りうる。例えば、位置センサＳＰ１−ＳＰＮは、携帯式蓄電デバイス１０６がレシーバ１０４に挿入されたときに対応する携帯式蓄電デバイス１０６の部分に接触したことに応答して、閉じた、または択一的に、開いた機械式スイッチの形態を取りうる。また、例えば、位置センサＳＰ１−ＳＰＮは、携帯式蓄電デバイス１０６がレシーバ１０４に挿入されたときに対応する携帯式蓄電デバイス１０６の部分に接触したことに応答して、閉じた光学スイッチ（すなわち光源およびレシーバ）の形態、または択一的に、開いた光学スイッチの形態をとりうる。また例えば、位置センサＳＰ１−ＳＰＮは、携帯式蓄電デバイス１０６がレシーバ１０４に挿入されたときに対応する携帯式蓄電デバイス１０６の端子１１０との接触により生じた閉状態の検出に応答して、または、レシーバ１０４内の対応する携帯式蓄電デバイス１０６の欠如から生じる開回路状態の検出に応答して、閉じた、または択一的に、開いた電気センサまたはスイッチの形態をとりうる。これらの例は非限定的であることが意図されており、レシーバへの携帯式蓄電デバイス１０６の有無または挿入をも検出する任意の他の構造またはデバイスが使用されうることが注目される。

例えば、１つ以上の充電センサＳＣ１−ＳＣＮは、レシーバ１０４それぞれにおける携帯式蓄電デバイス１０６の充電を検出してもよい。充電センサＳＣ１−ＳＣＮは、携帯式蓄電デバイス１０６によって蓄積された充電量を検出しうる。充電センサＳＣ１−ＳＣＮはさらに、レシーバ１０４それぞれの携帯式蓄電デバイス１０６の一つ一つに供給される充電量および／または充電率を検出してもよい。それらは、携帯式蓄電デバイス１０６それぞれの現在の（すなわち時間的な）充電状況または状態の査定を可能にするとともに、充電率に関する制御を含むその充電のフィードバック制御を可能にしうる。充電センサＳＣ１−ＳＣＮは、任意の種々の電流および／または電圧センサを含みうる。

例えば、１つ以上の充電センサＳＴ１（１つのみが示されている）は、レシーバ１０４における温度または周囲環境における温度を検出または感知してもよい。

例えば、１つ以上の電力サービスセンサが、電力サービスが最大能力で稼動しているか、または最大能力未満で稼動しているかを検出または感知してもよい。

制御サブシステム２０２は、制御信号に応答する種々のアクチュエータおよび／または他の構成要素に信号を提供するが、その信号は、その構成要素が実行すべき動作またはその構成要素が入るべき状態もしくは条件を特徴付けるかまたは示す情報を含む。制御信号、制御信号に応答する種々のアクチュエータまたは他の構成要素は、図２において、丸で囲まれたＣの文字に、適宜下付き文字を伴って示されている。

例えば、１つ以上のエンジン制御信号ＣＡ１−ＣＡＮは、１つ以上のアクチュエータ２２０（１つのみが図示されている）の作動に影響してもよい。例えば、制御信号ＣＡ１は、アクチュエータ２２０を第１と第２の位置の間で移動させる、または、アクチュエータ２２０によって生成された磁界を変化させうる。アクチュエータ２２０は、ソレノイド、ステッパモータ等の電気モータまたは電磁石を含むがそれらに限定されない種々の形態のうちいずれを取ってもよい。アクチュエータ２２０はラッチ、ロックまたはその他のリテーナ機構２２２を作動させるために結合されうる。ラッチ、ロックまたはその他のリテーナ機構２２２は、１つ以上の携帯式蓄電デバイス１０６（図１）をレシーバ１０４（図１）内に選択的に固定または保持してもよい。例えば、ラッチ、ロックまたはその他のリテーナ機構２２２は、携帯式蓄電デバイス１０６（図１）の筐体の一部である相補的構造に物理的に結合してもよい。別法として、ラッチ、ロックまたはその他のリテーナ機構２２２は、携帯式蓄電デバイス１０６（図１）の筐体の一部である相補的構造に磁気的に結合してもよい。さらに例えば、ラッチ、ロックまたはその他の機構は、部分的にまたは完全に放電した携帯式蓄電デバイス１０６を充電のために受け入れるために、レシーバ１０４（図１)を開放しても、または、レシーバ１０４を開放させてもよい。例えば、アクチュエータは、内部に受け入れられた携帯式蓄電デバイス１０６（図１）へのアクセスを選択的に提供するために、レシーバ１０４（図１）へのドアを開放および／または閉鎖してもよい。また例えば、アクチュエータは、内部に受け入れられた携帯式蓄電デバイス１０６（図１）へのアクセスを選択的に提供するために、レシーバ１０４（図１）へのドアをエンドユーザに開放および／または閉鎖させて、ラッチまたはロックを開放および／または閉鎖してもよい。

制御サブシステム２０２は、充電サブシステム２０６の１つ以上のポート２２４ｂに制御信号を供給する１つ以上のポート２２４ａを含みうる。ポート２２４ａ、２２４ｂは双方向通信を提供しうる。制御サブシステム２０２は、ユーザ・インターフェースサブシステム２０８の１つ以上のポート２２６ｂに制御信号を供給する１つ以上のポート２２６ａを含みうる。ポート２２６ａ、２２６ｂは双方向通信を提供しうる。

充電サブシステム２０４は、レシーバ１０４内に配置または受け入れられたときに携帯式蓄電デバイス１０６を充電するための種々の電気的または電子的構成要素を含む。例えば、充電サブシステム１０２は、１つ以上のパワーバスまたはパワーバスバー、継電器、接触器またはその他のスイッチ（例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタまたはＩＧＢＴ、金属酸化物半導体トランジスタまたはＭＯＳＦＥＴ）整流器ブリッジ（複数可）、電流センサ,地絡回路等を含みうる。電力は、例えば、端子、リード、ポスト等の種々の形態のうちいずれを取ってもよい接点を介して提供される。接点は、種々の構成要素の電気結合を可能にする。いくつかの可能な実施が図２に図示される、および／または以下に論じられる。それらは包括的であることを意図しておらず、付加的な構成要素が利用されうる一方で他の構成要素が省かれてもよい。

図示された充電サブシステム２０４は、ラインまたはコード２３２を介して電力サービス１１４（図１）から電力を受け取る第１の電力変換器２３０を含む。電力は典型的に、単相、二相または三相のＡＣ電力である。そのため、第１の電力変換器２３０は、電力サービス１１４（図１）から受け取った電力を変換または調整する、例えばＡＣ波形をＤＣに整流する、電圧、電流、位相を変換する、ならびに過渡応答とノイズを低減する必要がありうる。したがって、第１の電力変換器２３０は、変圧器２３４、整流器２３６、直流／直流電力変換器２３８およびフィルタ（複数可）２４０を含みうる。

変圧器２３４は、電力サービス１１４（図１）を介して受け取った電力を処理するために適切な定格を持つ任意の種類の市販の変圧器の形態を取りうる。いくつかの実施形態は、多数の変圧器を使用することがある。変圧器２３４は、収集・充電・分配機１０２の構成要素とグリッド１１６（図１）との間のガルバニック絶縁を有利に提供できる。整流器２３６は、例えばフルブリッジダイオード整流器またはスイッチモード整流器等の種々の形態のうちいずれを取ってもよい。整流器２３６は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するために運用されうる。直流／直流電力変換器２３８は、多種類の形態のうちいずれを取ってもよい。例えば、直流／直流電力変換器２３８は、例えば、ハーフブリッジまたはフルブリッジ構成のＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴを使用するスイッチモード直流／直流電力変換器の形態を取ってもよく、１つ以上のインダクタを含みうる。直流／直流電力変換器２３８は、ブーストコンバータ、降圧コンバータ、同期降圧コンバータ、降圧ブーストコンバータまたはフライバックコンバータを含む任意の個数のトポロジーを有していてよい。フィルタ（複数可）は、１つ以上のコンデンサ、抵抗器、ツェナーダイオード、または、電圧スパイクを抑制し、過渡応答および／またはノイズを除去もしくは低減するその他の素子を含みうる。

第１の電力変換器２３０は、蓄電デバイス１１６を保守不要に安全に充電するために、高品質で温度補償式のＤＣ出力を提供できる通信グレード電力変換装置であってよい。しかし、充電および分配機１０２内のレシーバ１０４のそれぞれに少なくとも１つの１キロワット通信グレード電力変換装置を設置するコストはひどく嵩むことになり、数万ドルに達してしまう。結果として、充電および分配機１０２において利用可能な第１の電力変換器２３０の個数は、レシーバ１０４の個数より少なくなりうる。そのような場合、充電および分配機１０２に設置された第１の電力変換器２３０はレシーバ１４０のうちで共有される。

図示された充電サブシステム２０４は、例えばＰＶアレイ１１８（図１）等の再生可能な電源から電源を受け取ってもよい。それらは、例えば、変圧器２３６および／または整流器２３６をバイパスして直流／直流電力変換器２３８に直接供給されて、第１の電力変換器２３０によって変換または調整されうる。別法として、図示された充電サブシステム２０４は、そのような電力の変換または調整専用の電力変換器を含みうる。

図示された充電サブシステム２０４は、１つ以上の携帯式蓄電デバイス１０６から、携帯式蓄電デバイス１０６のうち他のデバイスを充電するために、１つ以上のライン２４４を介して電力を受け取る第２の電力変換器２４２を含む。そのため、第２の電力変換器は、携帯式蓄電デバイス１０６から受け取った電力を変換および／または調整する必要があり、例えば任意選択的に電圧、電流を変換するとともに過渡応答とノイズを低減する。したがって、第２の電力変換器は任意選択的に直流／直流電力変換器２４６および／またはフィルタ２４８（複数可）を含みうる。種々のタイプの直流／直流電力変換器およびフィルタが上記に説明されている。

図示された充電サブシステム２０４は、制御サブシステム２０２から、ポート１２４ａ、１２４ｂを介して供給された制御信号に応答する複数のスイッチ２５０を含む。スイッチは、第１の個数またはセットの携帯式蓄電デバイス１０６を、第１の電力変換器２３０を介した電力サービスによって供給された電力と、第２の個数またはセットの携帯式蓄電デバイス１０６から供給された電力の両方から充電されるべく選択的に結合するように動作可能である。第１の個数またはセットの携帯式蓄電デバイス１０６は、単一の携帯式蓄電デバイス１０６、２つまたはそれ以上の携帯式蓄電デバイス１０６をも含みうる。第２の個数またはセットの携帯式蓄電デバイス１０６は、単一の携帯式蓄電デバイス１０６、２つまたはそれ以上の携帯式蓄電デバイス１０６でさえも含みうる。図２において、携帯式蓄電デバイス１０６は負荷Ｌ１、Ｌ２−ＬＮとして示されている。

したがって、携帯式蓄電デバイス１０６の充電は、電線（すなわち本線）によって給電される第１の電力変換器２３０、蓄電デバイスによって給電される第２の電力変換器２４２、またはそれらの組み合わせを用いて達成されうる。制御サブシステム２０２によって実行される、機械で実行可能な命令または論理は、供給先携帯式蓄電デバイス１０６それぞれに対する充電源の個数、種類および位置を決定する。供給先携帯式蓄電デバイス１０６それぞれに関して、制御サブシステム２０２は、そのデバイスが、ラインによって給電される第１の電力変換器２３０か、蓄電デバイスによって給電される第２の電力変換器２４２か、またはそれらの組み合わせによって充電されるかどうかを、第１の電力変換器２３０の利用可能性、費消した携帯式蓄電デバイス１０６の個数およびそれぞれの充電レベルを含む要因に基づいて判断できる。

一例において、制御サブシステム２０２は行または列配置を用いて、限定された個数の第１の電力変換器２３０を割り当ててもよい。１つのそのような配置の場合、制御サブシステム２０２は、１以上の第１の電力変換器２３０からの出力を所与の行または列にある使い果たした携帯式蓄電デバイス１０６の部分にのみ方向付けでき、例えば、１０個の使い果たした携帯式蓄電デバイス１０６を含む列において、制御サブシステム２０２は、第１の電力変換器２３０に、デバイスの１０％から２０％のみ（すなわち１個または２個のデバイス）を充電しながら、デバイスの残りの８０％から９０％の充電を禁止するように命令してもよい。もう１つのそのような構成において、充電および分配機１０２内の特定の行列アドレスにあるレシーバ１０４は、第１の電力変換器２３０、第２の電力変換器２４２、またはそれらの組み合わせに逐次結合されてもよい。交互の行、交互の列、特定のレシーバアドレス、レシーバ１０４のアドレスパターンまたはそれらの組み合わせに基づく他の充電シーケンスも可能である。

充電サブシステム２０４の、制御サブシステム２０２への通信可能なカップリングは、充電サブシステム２０４に追加された如何なる第１の電力変換機２３０も、制御サブシステム２０２によって検出することを可能にする。付加的な第１の電力変換２３０が追加されると、制御サブシステム２０２は、その追加された第１の電力変換器２３０によって提供される増加した充電能力に適合するための充電論理を再構成または変更してもよい。例えば、制御サブシステム２０２が１つ以上の新たな第１の電力変換器２３０を検出すると、充電限度が、任意の列または行における携帯式蓄電デバイス１０６の１０％〜２０％から、任意の列または行におけるデバイスの３０％〜４０％へと増加されてもよい。

通信サブシステム２０６は付加的に、バックエンドまたはバックオフィスシステム１２０（図１）の種々の構成要素との通信を促進する１つ以上の通信モジュールまたは構成要素を含んでもよい。通信サブシステム２０６は、例えば、１つ以上のモデム２５２または１つ以上のイーサネットまたはその他の種類の通信カードもしくは構成要素２５４を含みうる。制御サブシステム２０２のポート２５６ａは、制御サブシステム２０２を通信サブシステム２０６のポート２５６ｂに通信可能に結合してもよい。通信サブシステム２０６は、有線および／または無線通信を提供できる。通信サブシステム２０６は、１つ以上のポート、無線受信機、無線送信機、または、種々の遠隔構成要素またはシステムに無線信号パスを提供する無線送受信機を含みうる。遠隔通信サブシステム２０６は、スイッチトパケットタイプ通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、イーサネットまたはその他のネットワークプロトコルを含むネットワークトラフィックを処理するために適切な１つ以上のブリッジまたはルータを含みうる。

ユーザ・インターフェースシステム２０８は、１つ以上のユーザ入出力（Ｉ／Ｏ）構成要素を含む。例えば、ユーザ・インターフェースシステム２０８は、情報を提示するように動作可能なタッチスクリーンディスプレイ２０８ａと、エンドユーザに対する、ユーザ選択の指示を受信するグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）を含みうる。ユーザ・インターフェースシステム２０８は、エンドユーザが、情報を入力する、および／またはＧＵＩ内のユーザが選択可能なアイコンを選択することを可能にするキーボードまたはキーパッド２０８ｂ、および／またはカーサ・コントローラ（例えば、マウス、トラックボール、トラックパッド）（図示せず）を含みうる。ユーザ・インターフェースシステム２０８は、エンドユーザに聴覚メッセージを提供することを可能にするスピーカ２０８ｃ、および／または、発話命令等のユーザ発話入力を受信するためのマイクロフォン２０８ｄを含みうる。

ユーザ・インターフェースシステム２０８は、カード型の媒体２０９から情報を読み取るカードリーダー２０８ｅを含みうる。カードリーダー２０８ｅは、種々の形態を取りうる。例えば、カードリーダー２０８ｅは、カード２０９によって担持される磁気ストライプ内に符号化された情報を読み取るための磁気ストライプリーダであってよい。例えば、カードリーダー２０８ｅは、カード２０９によって担持される機械で読み取り可能なシンボル内に符号化された情報を読み取るための、機械で読み取り可能なシンボル（例えば、バーコード、マトリクスコード）カードリーダーの形態を取る、または含みうる。例えば、カードリーダー２０８ｅは、カード２０９によって担持される非一時的な媒体内に符号化された情報を読み取るためのスマートカードリーダーの形態を取る、または含みうる。それらは例えば、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）トランスポンダまたは電子決済チップ（例えばＮＦＣ）を利用した媒体を含みうる。したがって、カードリーダー２０８ｅは種々のカード媒体２０９、例えばクレジットカード、デビットカード、ギフトカード、プリペイドカードならびに運転免許証等のＩＤ媒体からの情報を読み取りできる。

ユーザ・インターフェースシステム２０８は、さらに、ユーザによって提供される、費消した携帯式蓄電デバイス１０６と関連する、１つ以上の非一時的なデータ記憶デバイスを読み取る。ユーザによって提供される、携帯式蓄電デバイス１０６に関するデータは、１つ以上のポート２２６を介して、ユーザ・インターフェースサブシステム２０８から制御サブシステム２０２に通信されうる。別々の携帯式蓄電デバイス１０６が使用されている場合、デバイス１０６に対応する１つ以上の特有の特性を識別できる能力は、充電サブシステム２０４によるデバイスのより迅速または効率良い充電を促進し、または、使用可能な充電を持つ互換性のある携帯式蓄電デバイス１０６を含んでいるレシーバ１０４を、制御サブシステム２０２がユーザに特定することを可能にする。

ユーザ・インターフェースシステム２０８は、現金支払いを受容し確証するためのビルアクセプター２０８ｆおよびバリデータおよび／またはコインアクセプター２０８ｇを含みうる。それらは、クレジットへのアクセスを欠く住民に対応するのに非常に有用であろう。ビルアクセプターおよびバリデータ２０８ｆおよび／またはコインアクセプター２０８ｇは、例えば現在市販されており種々の自動販売機およびキオスクで使用されているような、任意の種々の形態を取りうる。

収集・充電・分配機１０２は、単一のマスター収集・充電・分配機１０２または、高トラフィックロケーションにおいて付加的な容量を提供し、複数の収集・充電・分配機のモジュラー展開を提供するために任意の個数のスレーブ収集・充電・分配機１０５ａ−１０５ｎ（総称して「スレーブ収集・充電・分配機１０５」）と通信可能に結合された単一のマスター収集・充電・分配機１０２を含みうる。スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれは、蓄電デバイス１０６を受け入れるいくつかのレシーバ１０４を含む。各スレーブ収集・充電・分配機１０５におけるレシーバ１０４の個数は可変であり、マスター収集・充電・分配機１０２内のレシーバ１０４の個数より多くても少なくてもよい。

マスター収集・充電・分配機１０２は、スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれと双方向に情報を交換するために役立つ有線または無線のネットワークインターフェースデバイスまたはネットワークインターフェースカード（「ＮＩＣ」）を含みうる。少なくともいくつかの実施において、ネットワークインターフェースデバイスは、マスター収集・充電・分配機１０２における通信サブシステム２０６の一部に含まれるか、またはそれを形成してもよい。スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれは、マスター収集・充電・分配機１０２内のネットワークインターフェースデバイスとの有線または無線通信可能な結合を提供するための有線または無線のネットワークインターフェースデバイスまたは類似のデバイスを含みうる。

いくつかの実施において、スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれは、マスター収集・充電・分配機１０２によって給電されてもよく、その場合マスター収集・充電・分配機１０２内の電力変換器および充電サブシステム２０４は、通信可能に結合されたスレーブ収集・充電・分配機１０５の個数によって呈される付加的な電気負荷用の十分な容量を持つサイズでありうる。そのような実施において、マスター収集・充電・分配機１０２内の制御サブシステム２０２は、通信可能に結合されたスレーブ収集・充電・分配機１０５のそれぞれにおけるレシーバ１０４それぞれの１つ以上の運用に個々に対処し制御してもよい。

別の実施例において、スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれは、対応するスレーブ収集・充電・分配機１０５に挿入された蓄電デバイス１０６の充電に専用の電力変換器と充電サブシステム２０４とを含みうる。そのような場合、スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれは、レシーバ１０４内の電力分配、割り当ておよび管理の１つ以上の側面を管理する自律的または半自律的なスレーブ制御デバイスを含んでもよい。各スレーブ収集・充電・分配機１０５における制御サブシステム２０２は、有線または無線接続を介してマスター収集・充電・分配機１０２内の制御サブシステム２０２に通信可能に結合されてもよい。

いくつかの実施において、スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれは、１つ以上の無線ネットワークインターフェースデバイスまたはネットワークインターフェースカード（「ＮＩＣ」）を介してマスター収集・充電・分配機１０２に無線通信可能に結合されてもよい。そのような無線ネットワークインターフェースデバイスは、１つ以上の産業標準または独占プロトコルを用いて通信可能に結合してもよい。産業標準または独占プロトコルの例は、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、近距離通信（「ＮＦＣ」、ＩＥＥＥ８０２．１６（「ＷｉＭＡＸ」）、ＩＥＥＥ８０２．１１（「ＷｉＦｉ」）等を含むがそれらに限定されない。少なくともいくつかの実施において、そのような無線通信は、１つ以上のセキュリティプロトコル、例えばＷｉＦｉプロテクテッドアクセス（「ＷＰＡ」）およびＷｉＦｉプロテクテッドアクセスバージョン２（「ＷＰＡ２」）を含みうる。

少なくともいくつかの実施例において、スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれは１つ以上の有線ネットワークインターフェースデバイスまたはＮＩＣを介してマスター収集・充電・分配機１０２に通信可能に結合されてもよい。そのような有線ネットワークインターフェースデバイスは、例えばマスター収集・充電・分配機１０２と各スレーブ収集・充電・分配機１０５との間のトークンリング・ネットワークプロトコル、マスター収集・充電・分配機１０２と各スレーブ収集・充電・分配機１０５との間のイーサネットプロトコル、または任意の他の同様な有線ネットワークプロトコル等のいくつかのネットワーク通信プロトコルのうちいずれを使用して通信してもよい。少なくともいくつかの実施例において、１つ以上のセキュリティまたは暗号化プロトコルは、有線ネットワークプロトコルと併用されてもよい。動作時、マスター収集・充電・分配機１０２内の制御サブシステム２０２は１つ以上のスレーブ収集・充電・分配機１０５の有線または無線通信可能カップリングを自律的に検出してもよい。スレーブ収集・充電・分配機１０５の自律的検出に応答して、マスター収集・充電・分配機１０２内の制御サブシステム２０２は、通信可能に結合されたスレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれにアドレス指定および通信プロトコル情報を提供または割り当てできる。そのようなアドレス指定および通信プロトコル情報は、マスター収集・充電・分配機１０２内の制御サブシステム２０２に、スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれに関連するレシーバ１０４内の携帯式蓄電デバイス１０６の収集、充電および分配を示す情報を監視および報告する能力を提供する。

別の場合には、マスター収集・充電・分配機１０２内の制御サブシステム２０２は、スレーブ収集・充電・分配機１０５がマスター収集・充電・分配機１０２に通信可能に結合されている場合にユーザによって手動で構成されうる。そのような場合、ユーザはマスター収集・充電・分配機１０２内の制御サブシステム２０２に、通信可能に結合されたスレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれに関するアドレス指定および通信プロトコル情報を提供してもよい。そのような手動で割り当てされたアドレス指定および通信プロトコル情報は、マスター収集・充電・分配機１０２内の制御サブシステム２０２に、スレーブ収集・充電・分配機１０５それぞれに関連するレシーバ１０４内の携帯式蓄電デバイス１０６の収集、充電および分配を示す情報を監視および報告する能力を提供できる。

少なくともいくつかの実施例において、スレーブ収集・充電・分配機１０５またはマスター収集・充電・分配機１０２のうちいずれかのレシーバ１０４に挿入された１つ以上の携帯式蓄電デバイス１０６が、同じ機械または異なる機械のレシーバ１０４に挿入された１つ以上の他の携帯式蓄電デバイス１０６を充電するために使用されうる。１つの機械内の携帯式蓄電デバイスと別の機械内の携帯式蓄電デバイス間の充電を促進するため、１つ以上の電力伝送導体またはバス（図示せず）が、マスター収集・充電・分配機１０２と、任意の個数のスレーブ収集・充電・分配機１０５との間に電気的に通信可能に結合されてよい。少なくともいくつかの実施形態において、マスター収集・充電・分配機とスレーブ収集・充電・分配機は、１つ以上の電力伝送導体またはバスを受けてそこに接続するための電力伝送コネクタを含む。各スレーブ収集・充電・分配機１０５は、スレーブ収集・充電・分配機１０５内での電力分配を制御するスレーブ制御デバイスを含みうる。したがって、第１の携帯式給電デバイス１０６が、同じスレーブ収集・充電・分配機１０５内の第２の携帯式蓄電デバイス１０６に電力を伝達するために用いられる場合、スレーブ制御デバイスは、スレーブ収集・充電・分配機１０５内の内部電力伝達の安全と効率を監視するための１つ以上の機械で実行可能な命令を実行する。しかし、第１のスレーブ収集・充電・分配機１０５内の第１の携帯式蓄電デバイス１０６が、第２のスレーブ収集・充電・分配機１０５内、またはマスター収集・充電・分配機１０２内の第２の携帯式蓄電デバイス１０６に電力を伝送するために使用される場合、制御サブシステム２０２は、機械間の電力伝達の安全および効率を監視するための１つ以上の機械で実行可能な命令を実行する。

図３Ａは、１つの例証実施形態による、第１の個数の蓄電デバイス３０２を、第２の個数の蓄電デバイス３０４によって犠牲にされた充電によって部分的に充電する、図１および２の収集・充電・分配機１０２を示す。

特に、収集・充電・分配機１０２は、電力サービス１１４（図１）からのライン２３２を介した電流と、より少ない個数の蓄電デバイス３０２を迅速または急速に充電するために充電を犠牲にする比較的多数の蓄電デバイス３０４によって供給される電流を使用する。充電を犠牲にする蓄電デバイス３０４は、急速充電を受け取る蓄電デバイス３０２よりも比較的少ない充電で開始してもよい。そのようにして蓄電デバイス３０２のうち少なくともいくつかは、完全またはほぼ満充電状態を急速に達成し、使用できる態勢となる。別法として、充電を犠牲にする蓄電デバイス３０４は、急速充電を受け取る蓄電デバイス３０２よりも比較的多い充電で開始してもよい。そのようにして多数の蓄電デバイス３０２、３０４が、満充電よりは少なかったとしても、エンドユーザによる使用ができる態勢となるために十分な充電を得る。この多数対多数の手法は、蓄電デバイス３０２、３０４の多数のペアの受信側および犠牲側グループにわたって同時に並列で実施されうる。

図３Ｂは、１つの例証実施形態による、第１の個数の蓄電デバイス３１２を、第２の個数の蓄電デバイス３１４によって犠牲にされた充電によって部分的に充電する、図１および２の収集・充電・分配機１０２を示す。

特に、収集・充電・分配機１０２は、電力サービス１１４（図１）からのライン２３２を介した電流と、多数の蓄電デバイス３１２を迅速または急速に充電するために充電を犠牲にする比較的少数の蓄電デバイス３１４によって供給される電流を使用する。充電を犠牲にする蓄電デバイス３１４は、急速充電を受け取る蓄電デバイス３１２よりも比較的少ない充電で開始してもよい。そのようにして蓄電デバイス３１２のうち少なくともいくつかは、完全またはほぼ満充電状態を急速に達成し、使用できる態勢となる。別法として、充電を犠牲にする蓄電デバイス３１４は、急速充電を受け取る蓄電デバイス３１２よりも比較的多い充電で開始してもよい。そのようにして蓄電デバイス３１２、３１４のうち多数が、満充電よりは少なかったとしても、エンドユーザによる使用ができる態勢となるために十分な充電を得る。この多数対多数の手法は、蓄電デバイス３１２、３１４の多数のペアの受信側および犠牲側グループにわたって同時に並列で実施されうる。

図４Ａは、１つの例証実施形態による、第１の単一の蓄電デバイス４０２を、第２の単一の蓄電デバイス４０４によって犠牲にされた充電によって部分的に充電する、図１および２の収集・充電・分配機１０２を示す。

特に、収集・充電・分配機１０２は、電力サービス１１４（図１）からのライン２３２を介した電流と、単一の蓄電デバイス４０２を迅速または急速に充電するために充電を犠牲にする単一の蓄電デバイス４０４によって供給される電流を使用する。充電を犠牲にする蓄電デバイス４０４は、急速充電を受け取る蓄電デバイス４０２よりも比較的少ない充電で開始してもよい。そのようにして蓄電デバイス４０２は、完全またはほぼ満充電状態を急速に達成し、使用できる態勢となる。別法として、充電を犠牲にする蓄電デバイス４０４は、急速充電を受け取る蓄電デバイス４０２よりも比較的多い充電で開始してもよい。この一対一の手法は、蓄電デバイス４０２、４０４の多数のペアに同時にわたって並列で実施されうる。そのようにして蓄電デバイス４０２、４０４のうち多数が、満充電よりは少なかったとしても、エンドユーザによる使用ができる態勢となるために十分な充電を得る。

図４Ｂは、１つの例証実施形態による、第１の単一の蓄電デバイス４１２を、複数の蓄電デバイス４１４によって犠牲にされた充電によって部分的に充電する、図１および２の収集・充電・分配機１０２を示す。

特に、収集・充電・分配機１０２は、電力サービス１１４（図１）からのライン２３２を介した電流と、単一の蓄電デバイス４１２を迅速または急速に充電するために充電を犠牲にする複数の蓄電デバイス４１４によって供給される電流を使用する。充電を犠牲にする蓄電デバイス４１４は、急速充電を受け取る蓄電デバイス４１２よりも比較的少ない充電で開始してもよい。そのようにして蓄電デバイス４１２は、完全またはほぼ満充電状態を急速に達成し、使用できる態勢となる。別法として、充電を犠牲にする蓄電デバイス４１４は、急速充電を受け取る単一の蓄電デバイス４１２よりも比較的多い充電で開始してもよい。この多対一の手法は、受信側と犠牲側の蓄電デバイス４１２、４１４の多数のペアに同時にわたって並列で実施されうる。そのようにして蓄電デバイス４１２、４１４のうち多数が、エンドユーザによる使用ができる態勢となるために十分な充電を得る。

図５は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および２の収集・充電・分配機の動作の高レベル方法５００を示す。

５０２において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、分配・収集・充電機に着脱自在に配置された第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電されるべき、分配・収集・充電機のレシーバに着脱自在に配置された第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定する。制御サブシステム２０２は、他の携帯式蓄電デバイスよりも急速充電する携帯式蓄電デバイスを特定または選択するにあたり種々の基準を用いてもよい。例えば、制御サブシステムは、蓄積された充電の相対量を用いてもよい。いくつかの例が下に挙げられる。

５０４において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、充電を犠牲にすることになる少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、第２の個数の一部として特定する。制御サブシステム２０２は、他の携帯式蓄電デバイスよりも急速充電する携帯式蓄電デバイスを特定または選択するにあたり種々の基準を用いてよい。例えば、制御サブシステムは、蓄積された充電の相対量を用いてもよい。

５０６において、収集・充電・分配機１０２の充電システム２０４は、第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、電力サービスを介して供給される電力で充電する。特に、充電サブシステムは、第１の個数のセットの携帯式蓄電デバイスを、例えば１つ以上のスイッチ（例えば、継電器、接触器）を介して、電力サービスからの充電を受け取るように結合してもよい。電力は、１つ以上の変圧器、整流器、直流／直流電力変換器および／またはフィルタを介して供給されてよい。

５０８において、収集・充電・分配機１０２の充電システム２０４は、第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、電力サービスを介して供給される電力を用いた充電と同時に、または、電力サービスを介して供給される電力を用いた充電なしで、第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されるエネルギーを介して充電する。特に、充電サブシステムは、第１の個数のセットの携帯式蓄電デバイスを、例えば１つ以上のスイッチ（例えば、継電器、接触器）を介して、第２の個数またはセットの携帯式蓄電デバイスからの充電を受け取るように結合してもよい。電力は、１つ以上の変圧器、整流器、直流／直流電力変換器および／またはフィルタを介して供給されてよい。

図５および本明細書の他の流れ図に提示されるように、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、電池またはウルトラキャパシタアレイ等の携帯式蓄電デバイスが、期待される需要を満たすために十分な充電でタイムリーに利用可能であることを保証するために、種々の手法または充電スキームを用いてもよい。例えば、ある状況においては、より多数の携帯式蓄電デバイスを犠牲にしてより少数の携帯式蓄電デバイスを急速充電することが有利でありうる。それは、いくつかの満充電またはほぼ満充電された携帯式蓄電デバイスが、予期される顧客用に備えることを可能にしうる。そのようなことは、例えば、収集・充電・分配機１０２（例えば、キオスク、販売機）で利用可能な、満充電またはほぼ満充電された携帯式蓄電デバイスが全くない、または比較的少ない場合に実行されうる。別の状況では、より少数の携帯式蓄電デバイスを犠牲にしてより多数の携帯式蓄電デバイスを急速充電することが有利でありうる。それは、いくつかの完全にまたはほぼ完全に放電した携帯式蓄電デバイスが、十分なレベルまで部分的に充電され、したがって、予期される顧客に備えることを可能にする。そのようなことは、例えば、収集・充電・分配機１０２に、多数の完全にまたはほぼ完全に放電した携帯式蓄電デバイスが存在する場合に実行されうる。

したがって、どちらの、および何個の携帯式蓄電デバイスが急速充電されるかの識別、ならびに、急速充電を達成するためにどちらの、および何個の携帯式蓄電デバイスが充電を犠牲にするかの識別は、種々の基準に基づいていてよい。基準の非包括的リストは、例えば、収集・充電・分配機１０２に存在する携帯式蓄電デバイスの総数、携帯式蓄電デバイスの種々の充電状態、電力サービスもしくは何らかの再生可能な電源等の外部電源から利用可能な電力の量またはその欠如、実際のまたは見込み充電率、時刻または見込み需要または外部源によって供給される電力のコスト（例えばピーク時対非ピーク時）、さらには周囲環境の温度または収集・充電・分配機１０２のレシーバ内の温度、のうち１つ以上を含む。

図６は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および図２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法６００を示す。方法６００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

６０２において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、満充電までの半途を越えた少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象として特定する。

６０４において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、満充電までの半途に満たない少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、充電を犠牲にするために利用可能であると特定する。

こうして、第２の個数の携帯式蓄電デバイスに比較して蓄電により近い第１の個数の携帯式蓄電デバイスが、他の携帯式蓄電デバイスに相対して急速充電の対象として選択されうる。これは、少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスが、エンドユーザによる使用向けに収集、充電、および分配器１０２で利用可能であるということを保証することを補助しうる。

図７は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法７００を示す。方法７００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

７０２において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、満充電である第１の閾値未満であると同時に、空乏状態である第２の閾値を超えている携帯式蓄電デバイスを全て、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定する。

これは、第１のセットの携帯式蓄電デバイスが、払い戻し充電対象として特定され、第２のセットの携帯式蓄電デバイスが、充電を犠牲にする対象として特定され、第３のセットが、急速充電でも充電犠牲でもないものとして特定されることを可能にする。例えば、最も多く充電された携帯式蓄電デバイスのうちいくつかが急速充電対象として特定される一方で、最も少なく充電された携帯式蓄電デバイスのうちいくつかが、急速充電でも充電犠牲でもないものとして特定される。寧ろ、中間レベルの充電（すなわち、犠牲にするためのある程度のかなりの充電残量がある）状態の携帯式蓄電デバイスが、充電を犠牲にする対象として特定されうる。これは、最も充電量が少ない携帯式蓄電デバイスが、充電切れ、または実質的に充電切れ状態に追い込まれるのを防止できる。

図８は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法８００を示す。方法８００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

８０２において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスよりもより多く充電された少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象に特定する。

８０４において、収集・充電・分配機１０２の充電サブシステム２０４は、少なくとも１つのより少なく充電された携帯式蓄電デバイスからのエネルギーを使用して、少なくとも１つのより多く充電された携帯式蓄電デバイスを充電する。

これは、満充電またはほぼ満充電状態の少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスが、収集・充電・分配機１０２においてエンドユーザによる使用向けに利用可能であるということを保証することを補助できる。

図９は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法９００を示す。方法９００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

９０２において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、満充電までの半途に満たない少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象に特定する。

９０４において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、満充電までの半途を越えた少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定する。

したがって、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、可能な限り多数の携帯式蓄電デバイスを、ある平均または中央レベルの充電まで引き上げるよう試みることができる。これは、提供された携帯式蓄電デバイスが満充電でないにしても、大きな需要が満たされることを保証できる。

図１０は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法１０００を示す。方法１０００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

１００２において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、満充電の約７５パーセントを超える携帯式蓄電デバイス、または満充電の約８０パーセントを超える携帯式蓄電デバイス、または満充電の約８５パーセントまでも超える携帯式蓄電デバイスのいずれをも、第２の個数の携帯式蓄電デバイスの一部として特定する。

このことは、ある比較的短期間で満足に充電される可能性が比較的高い携帯式蓄電デバイスが、必要または要求される場合、エンドユーザに配給できる態勢が整っていることを保証する。少なくとも化学的二次電池に関しては、充電時間または充電速度は、蓄えられた充電量に対して非線形（例えば、べき乗で）増加する傾向にあり、充電の最後のパーセント（例えば、２５、２０、１５パーセント）を得るには、充電の最初のパーセント（例えば、２５、３０、３５パーセント）よりもかなり長く時間がかかるため、７５、８０および８５パーセントという値は重要である。同様に、放電時間または放電速度も、非線形のように表れる。充電速度および放電速度の非線形性は、ウルトラコンデンサのアレイでは、化学的二次電池に比べれば顕著ではないことがあるため、別のトリガーまたは閾値充電値が適切であろう。それでも、定格または標準容量の７５、８０または８５パーセントの充電は、顧客の需要を満たし、所望の範囲の移動を得るためには十分であろう。したがって、これらの制御サブシステム２０２によって実行される選択アルゴリズムは、充電対象の特定のタイプの蓄電デバイスの公称充電レート曲線および／または、充電を犠牲にする特定のタイプの蓄電デバイスの公称放電レート曲線を考慮に入れてもよい。

図１１は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および図２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法１１００を示す。方法１１００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

１１０２において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、少なくとも１つの別の携帯式蓄電デバイスよりも少なく充電された少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスを、急速充電対象に特定する。

１１０４において、収集・充電・分配機１０２の充電サブシステム２０４は、少なくとも１つのより少なく充電された携帯式蓄電デバイスからのエネルギーを用いて、少なくとも１つのより多く充電された携帯式蓄電デバイスを充電する。

これは、比較的多数の携帯式蓄電デバイスが、それらに満充電されたものが皆無または少数であったとしても、比較的大量の需要に見合う態勢であることを保証する。

図１２は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および図２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法１２００を示す。方法１２００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

１２０２において、収集・充電・分配機１０２は、少なくとも部分的に放電した携帯式蓄電デバイスを、第１の時点において、複数の位置のうち第１の位置に、またはレシーバ１０４に着脱自在に受け入れる。

１２０４において、収集・充電・分配機１０２の１つ以上のセンサは、携帯式蓄電デバイスの、該第１の位置またはレシーバ１０４での挿入を検出する。

１２０６において、収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、挿入された携帯式蓄電デバイスの充電状態を判断する。例えば、制御サブシステム２０２は１つ以上の電流センサに依存してもよい。

少なくとも部分的に放電した携帯式蓄電デバイスがレシーバに挿入されたことの検出に応答して、１２０８において収集・充電・分配機１０２の制御サブシステム２０２は、急速充電対象に特定された第１の個数の携帯式蓄電デバイスの識別を更新する。例えば、制御サブシステム２０２は、１つ以上の特定の携帯式蓄電デバイスを急速充電対象の個数またはセットに追加する、および／または、１つ以上の特定の携帯式蓄電デバイスを急速充電対象の個数またはセットから差し引いてもよい。

例えば、制御システムは、急速充電対象の携帯式蓄電デバイスの個数、セットまたはリストに、１）最も多く充電された携帯式蓄電デバイス、２）最も多く充電された携帯式蓄電デバイスの規定された個数、３）最も多く充電されたものを含む携帯式蓄電デバイスの総数の規定されたパーセンテージ、および／または４）規定された充電閾値を超える携帯式蓄電デバイス、を含みうる。別法として、制御システムは、急速充電対象の携帯式蓄電デバイスの個数、セットまたはリストに、１）最も少なく充電された携帯式蓄電デバイス、２）最も少なく充電された携帯式蓄電デバイスの規定された個数、３）最も少なく充電されたものを含む携帯式蓄電デバイスの総数の規定されたパーセンテージ、および／または４）規定された充電閾値を下回る携帯式蓄電デバイス、を含んでもよい。さらなる別案として、制御システムは、急速充電対象の携帯式蓄電デバイスの個数、セットまたはリストに、１）１つ以上の他のより多くまたはより少なく充電された携帯式蓄電デバイスに比較して中間の蓄電量を持つ１つ以上の携帯式蓄電デバイス、を含んでもよい。それらの例は図１３−１６を参照して以下に論じられる。

１２１０において、制御サブシステム２０２は、充電を犠牲にする対象として特定された第２の個数の携帯式蓄電デバイスの識別を更新してもよい。例えば、制御サブシステム２０２は、１つ以上の特定の携帯式蓄電デバイスを、充電を犠牲にする対象の個数またはセットに追加する、および／または、１つ以上の特定の携帯式蓄電デバイスを、充電を犠牲にする対象の個数またはセットから差し引いてもよい。

例えば、制御システムは、充電を犠牲にする携帯式蓄電デバイスの個数、セットまたはリストに、１）最も多く充電された携帯式蓄電デバイス、２）最も多く充電された携帯式蓄電デバイスの規定された個数、３）最も多く充電されたものを含む携帯式蓄電デバイスの総数の規定されたパーセンテージ、および／または４）規定された充電閾値を超える携帯式蓄電デバイス、を含みうる。別法として、制御システムは、充電を犠牲にする携帯式蓄電デバイスの個数、セットまたはリストに、１）最も少なく充電された携帯式蓄電デバイス、２）最も少なく充電された携帯式蓄電デバイスの規定された個数、３）最も少なく充電されたものを含む携帯式蓄電デバイスの総数の規定されたパーセンテージ、および／または４）規定された充電閾値未満の携帯式蓄電デバイス、を含んでもよい。さらなる別案として、制御システムは、充電を犠牲にする携帯式蓄電デバイスの個数、セットまたはリストに、１）１つ以上の他のより多くまたはより少なく充電された携帯式蓄電デバイスに比較して中間の充電量を持つ１つ以上の携帯式蓄電デバイス、を含んでもよい。

図１３は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法１３００を示す。方法１３００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

１３０２において、制御サブシステム２０２は、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている携帯式蓄電デバイスの現在の充電状況に少なくとも部分的に基づいて、急速充電される対象に特定された携帯式蓄電デバイスを更新してもよい。例えば、比較的多い充電量を蓄えている携帯式蓄電デバイスは、より少なく充電された携帯式蓄電デバイスを犠牲にして満充電レベルまで急速充電されうる。別法として、比較的多い充電量を蓄えている携帯式蓄電デバイスは、より少なく充電された携帯式蓄電デバイスを、分配用の許容レベルまで急速充電するために充電を犠牲にしてもよい。

図１４は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法１４００を示す。方法１４００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

１４０２において、制御サブシステム２０２は、第１の分配・収集・充電機における携帯式蓄電デバイスの有無に少なくとも部分的に基づいて、急速充電される対象として特定される携帯式蓄電デバイスの第１の個数またはセットを更新してもよい。例えば、制御サブシステムは、対応する収集・充電・分配機に配置されたまたは存在している携帯式蓄電デバイスの総数を考慮に入れてもよい。

図１５は、別の非限定的な例証実施形態による、図１および図２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法１５００を示す。方法１５００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

１５０２において、制御サブシステム２０２は、第１の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている携帯式蓄電デバイスの総数と、携帯式蓄電デバイスそれぞれの対応する充電状態と、携帯式蓄電デバイスのうち少なくとも１つの携帯式蓄電デバイスの充電率とに少なくとも部分的に基づいて、急速充電対象に特定される携帯式蓄電デバイスを更新してもよい。例えば、制御サブシステムは、対応する収集・充電・分配機に配置されたまたは存在している携帯式蓄電デバイスの総数、および各々の相対的充電状態を考慮に入れてもよい。したがって、制御サブシステム２０２は、他の携帯式蓄電デバイスを満充電まで、または満充電に近い状態にするために、犠牲にするための十分な充電を持つ携帯式蓄電デバイスが十分に存在することを判断することがある。別法として、制御サブシステム２０２は、犠牲にするための十分な充電を持つ携帯式蓄電デバイスが十分には存在しないことを判断することがある。別法として、制御サブシステム２０２は、十分に充電された携帯式蓄電デバイスが十分な個数存在するため、犠牲は必要ないと判断することがある。

図１６は、別の非限定的な例証実施形態による、図１および２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法１６００を示す。方法１６００は、図５の方法５００の一部を実行するために役立ちうる。

１６０２において、制御サブシステム２０２は、充電を犠牲にするために利用可能であると特定された携帯式蓄電デバイスから利用できる総累計充電に少なくとも部分的に基づいて、急速充電対象に特定される携帯式蓄電デバイスを更新してもよい。したがって、制御サブシステム２０２は、少なくともいくつかの携帯式蓄電デバイスが、満充電条件または状態で、またはそれに近似した条件または状態で利用可能であることを保証するために総充電を考慮にいれてよい。別法として制御サブシステムは、満充電条件または状態、またはそれに近似した条件または状態でないにしても、最大または比較的多数の携帯式蓄電デバイスが利用可能であることを保証してもよい。

図１７は、１つの非限定的な例証実施形態による、図１および２の収集・充電・分配機の動作の低レベル方法１７００を示す。方法１７００は、図５の方法５００に役立ちうる。

１７０２において、収集・充電・分配機１０２の充電サブシステム２０４は、外部電気グリッドから計量式電力サービスを介して供給される電力サービスパネルの本線を介して、第１の個数の携帯式蓄電デバイスに電流を伝導的に供給する。充電サブシステム２０４は、第１の電力変換器２３０（図２）を介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを電力サービスに電気的に結合するために１つ以上のスイッチを閉じてもよい。

１７０４において任意に、充電サブシステム２０４は、再生可能な電源（例えば、太陽光アレイ１１８（図１）を介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスに電流を伝導的に供給する。充電サブシステム２０４は、第１の電力変換器２３０（図２）または何らかの専用電力変換器（図示せず）を介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスをＰＶアレイ１１８に電気的に結合するために１つ以上のスイッチを閉じてもよい。

１７０６において、充電サブシステム２０４は、第２の個数の携帯式蓄電デバイスからの電流を伝導的に供給する。充電サブシステム２０４は、第２の電力変換器２４２（図２）を介して第１の個数の携帯式蓄電デバイスを電力サービスに電気的に結合するために１つ以上のスイッチを閉じてもよい。

本明細書に記載される種々の方法は、付加的な動作を含んでもよく、また、いくつかの動作を省略してもよく、および／または、動作を、種々の流れ図に挙げたものと異なる順序で実行してもよい。

前記の詳細な説明は、デバイスの種々の実施形態および／またはプロセスを、ブロック図、模式図および例を使用して規定した。そのようなブロック図、模式図および例が１つ以上の機能および／または操作を包含する限り、そのようなブロック図、流れ図または例内の各機能および／または動作は、広範なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたは事実上それらのいかなる組み合わせでも、個別および／または共同して実施されうることを、当業者ならば理解するであろう。１つの実施形態において、本発明の主題は、１つ以上のマイクロコントローラを介して実施されうる。しかし、当業者ならば、本明細書に開示された実施形態は全体としてまたは部分的に、標準集積回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））で、１つ以上のコンピュータによって実行される１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ以上のコンピュータシステムで実行される１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のコントローラ（例えばマイクロコントローラ）によって実行される１つ以上のプログラムとして、１つ以上のプロセッサ（例えばマイクロプロセッサ）によって実行される１つ以上のプログラムとして、ファームウェアとして、または事実上それらのいかなる組み合わせによってでも、同様に実施されうること、ならびに、回路の設計および／または、ソフトウェアおよび／またはファームウェアのコードを書き込むことは、本開示の教示を鑑みれば、当技術分野の標準技術の範囲内にあることを認識するであろう。

論理がソフトウェアとして実施されメモリに記憶される場合、論理または情報は、任意のプロセッサに関連するシステムまたは方法によって、またはその方法と関連させて使用されるために任意の非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶されうる。本開示の文脈において、メモリは、静電、磁気、光学またはその他の物理的デバイスである非一時的なコンピュータまたはプロセッサ可読記憶媒体であるか、あるいは、コンピュータおよび／またはプロセッサプログラムを非一時的に収容または記憶する手段である。論理および／または情報は、命令実行システム、装置、またはデバイスからの命令を取り出し、論理および／または情報に関連する命令を実行できる、コンピュータベースのシステム、プロセッサを含むシステムまたはその他のシステム等の、命令実行システム、装置、またはデバイスによってまたはそれらと関連させて使用できる任意のコンピュータ可読媒体にて具現化されうる。

本明細書の文脈において、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、装置、および／またはデバイスによって使用される、またはそれらと関連した論理および／または情報に関連するプログラムを記憶できる任意の物理的要素でありうる。コンピュータ可読媒体は、電子的、磁気的、光学的、電磁石、赤外線または半導体システム、装置またはデバイスでありうるが、それらに限定されない。コンピュータ可読媒体のより特定的な例（非包括的リスト）は以下である：携帯式コンピュータディスケット（磁気、コンパクトフラッシュカード、セキュアデジタル等）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、携帯式コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤＲＯＭ）およびデジタルテープ。

上述した種々の実施形態を組み合わせてさらなる実施形態を提供できる。以下を含むがそれらに限定されない、本明細書で言及された、および／または出願データシートにリストされた全ての米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許文献は、それらが本明細書の特定の教示および定義と矛盾しない限りにおいて、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。２０１１年７月２６日出願の米国仮特許出願シリアル番号第６１／５１１，９００号、名称「電池等の蓄電デバイスの収集、充電および分配用の装置、方法および物品（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ，ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＲＴＩＣＬＥ ＦＯＲ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ，ＣＨＡＲＧＩＮＧ ＡＮＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＮＧ ＰＯＷＥＲ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＵＣＨ ＡＳ ＢＡＴＴＥＲＩＥＳ）（代理人整理番号１７０１７８．４０１Ｐ１）、２０１２年５月１６日出願の米国仮特許出願シリアル番号第６１／６４７，９３６号、名称「電池等の蓄電デバイスの収集、充電および分配用の装置、方法および物品（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ，ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＲＴＩＣＬＥ ＦＯＲ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ，ＣＨＡＲＧＩＮＧ ＡＮＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＮＧ ＰＯＷＥＲ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＵＣＨ ＡＳ ＢＡＴＴＥＲＩＥＳ）（代理人整理番号１７０１７８．４０１Ｐ２）、２０１１年９月１４日出願の米国仮特許出願シリアル番号第６１／５３４，７５３号、名称「電池等の蓄電デバイスの、収集・充電・分配機間での再分配用の装置、方法および物品（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ，ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＲＴＩＣＬＥ ＦＯＲ ＲＥＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＮＧ ＰＯＷＥＲ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＵＣＨ ＡＳ ＢＡＴＴＥＲＩＥＳ，ＢＥＴＷＥＥＮ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ，ＣＡＲＧＩＮＧ ＡＮＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＭＡＣＨＩＮＥＳ）（代理人整理番号１７０１７８．４０２Ｐ１）、２０１２年７月２６出願の米国特許出願シリアル番号第１３／５５９，３１４号、発明者Ｈｏｋ−Ｓｕｍ Ｈｏｒａｃｅ Ｌｕｋｅ，Ｍａｔｔｈｅｗ Ｗｈｉｔｉｎｇ Ｔａｙｌｏｒ， Ｈｕａｎｇ−Ｃｈｅｎｇ Ｈｕｎｇ、名称「電池等の蓄電デバイスの収集、充電および分配用の装置、方法および物品（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ，ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＲＴＩＣＬＥ ＦＯＲ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ，ＣＨＡＲＧＩＮＧ ＡＮＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＮＧ ＰＯＷＥＲ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＵＣＨ ＡＳ ＢＡＴＴＥＲＩＥＳ）（代理人整理番号１７０１７８．４０１）、２０１２年７月２６出願の米国特許出願シリアル番号第１３／５５９，０９１号、発明者Ｈｏｋ−Ｓｕｍ Ｈｏｒａｃｅ Ｌｕｋｅ，Ｍａｔｔｈｅｗ Ｗｈｉｔｉｎｇ Ｔａｙｌｏｒ、名称「電池等の蓄電デバイスの、収集・充電・分配機間での再分配用の装置、方法および物品（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ，ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＲＴＩＣＬＥ ＦＯＲ ＲＥＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＮＧ ＰＯＷＥＲ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＵＣＨ ＡＳ ＢＡＴＴＥＲＩＥＳ，ＢＥＴＷＥＥＮ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ，ＣＡＲＧＩＮＧ ＡＮＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＭＡＣＨＩＮＥＳ）（代理人整理番号１７０１７８．４０２）、２０１３年３月１５日出願の米国仮特許出願シリアル番号第６１／７８９，０６５号、名称「蓄電デバイスの、収集および充電用のモジュラーシステム（ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥＳ）（代理人整理番号１７０１７８．４２７Ｐ１）。実施形態の態様は、さらに別の実施形態を提供するために、種々の特許、出願および公告のシステム、回路および概念を使用するために、必要に応じて変更されうる。

全電動スクーターおよび／またはバイク等の個人用移動車での使用向けの携帯式蓄電デバイスの収集、充電および分配の環境および文脈で一般に説明してきたが、本明細書の教示は、他の乗り物ならびに非乗り物の環境を含む多岐にわたる他の環境で適用されうる。

要約に記載されたものを含む、例証実施形態の上記の説明は、包括的であること、または、実施形態を開示された厳密な形態に限定することを意図していない。特定の実施形態および例が、例証の目的で本明細書に記載されているが、当業者には認識されるであろうように、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに種々の同等な変更がなされてもよい。

これらの、およびその他の変更は、上述した説明に鑑みてなされうる。一般に、以下の特許請求の範囲と、使用される用語は、特許請求の範囲を、本明細書および特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に限定するように解釈されるべきではなく、可能な実施形態を、そのような特許請求の範囲が権利を受ける同等物の全範囲にわたって含むと解釈されるべきである。したがって、特許請求の範囲は開示によって限定されない。

１００：環境
１０２：収集・充電・分配機
１０３：モジュール
１０４：レシーバ
１０５：モジュール
１０６：携帯式蓄電デバイス
１０８：スクーターまたはバイク
１０９：ユーザ・インターフェースディスプレイ
１１２：場所
１１４：電力サービス
１１４ａ：電力サービスメータ
１１４ｂ：回路パネル
１１４ｃ：配線
１１４ｄ：電気コンセント
１１６：グリッド
１２０：バックエンドまたはバックオフィスシステム
１２２：ネットワーク
２０２：制御サブシステム
２０４：充電サブシステム
２０６：通信サブシステム
２０８：ユーザ・インターフェースシステム
２０８ａ：タッチスクリーンディスプレイ
２０８ｂ：キーボードまたはキーパッド
２０８ｃ：スピーカ
２０８ｄ：マイクロフォン
２０８ｅ：カードリーダー
２０８ｆ：ビルアクセプター
２０８ｇ：バリデータ
２０９：カード型の媒体
２１０：コントローラ
２１２：リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）
２１４：ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
２１６：データストア
２２２：リテーナ機構
２２４ａ：ポート
２２４ｂ：ポート
２３０：第１の電力変換器
２３２：ラインまたはコード
２３４：変圧器
２３６：整流器
２３８：直流／直流電力変換器
２４０：フィルタ
２４２：第２の電力変換器
２５０：スイッチ
２５２：モデム
２５４：構成要素
２５６ａ：ポート
２５６ｂ：ポート
３０２：第１の個数の蓄電デバイス
３０４：第２の個数の蓄電デバイス
３１２：第１の個数の蓄電デバイス
３１４：第２の個数の蓄電デバイス
４０２：第１の個数の蓄電デバイス
４０４：第２の個数の蓄電デバイス
４１２：第１の個数の蓄電デバイス
４１４：第２の個数の蓄電デバイス
５００：高レベル方法
６００：低レベル方法
７００：低レベル方法
９００：低レベル方法
１０００：低レベル方法
１１００：低レベル方法
１２００：低レベル方法
１３００：低レベル方法
１４００：低レベル方法
１５００：低レベル方法
１６００：低レベル方法
１７００：低レベル方法

Claims (12)

1. 携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための、分配・収集・充電機の展開であって、
   マスター分配・収集・充電機と、
   前記マスター分配・収集・充電機に通信可能に結合されたスレーブ分配・収集・充電機と、
   を備え、
   前記マスター分配・収集・充電機は、
   各々が対応する携帯式蓄電デバイスを着脱自在に受け入れるサイズおよび寸法であるいくつかのレシーバと、
   前記マスター分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、充電対象として特定する少なくとも１つのコントローラを含む制御サブシステムと、
   前記少なくとも１つのコントローラに応答して、前記第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電する充電サブシステムと、を備え、
   前記スレーブ分配・収集・充電機は、
   有線ネットワーク接続または無線ネットワーク接続のうち少なくとも１つを介して、前記スレーブ分配・収集・充電機を前記マスター分配・収集・充電機に通信可能に接続するためのネットワークインターフェースデバイスと、
   各々が対応する携帯式蓄電デバイスを着脱自在に受け入れるサイズおよび寸法であるいくつかのレシーバと、を備え、
   前記レシーバの各々は、前記制御サブシステムに通信可能に結合されている、
   分配・収集・充電機の展開。
2. 前記スレーブ収集・充電・分配機内の前記レシーバの各々は、
   前記ネットワークインターフェースデバイスを介して前記制御サブシステムにより個別にアドレス指定可能である、請求項１に記載の分配・収集・充電機の展開。
3. 前記スレーブ分配・収集・充電機は、
   前記スレーブ分配・収集・充電機内に含まれる前記レシーバの各々と前記スレーブ分配・収集・充電機内のネットワークインターフェースデバイスとに通信可能に接続されたスレーブデバイスコントローラをさらに備えている、請求項１に記載の分配・収集・充電機の展開。
4. 前記スレーブ収集・充電・分配機の各々を少なくとも１つの他のスレーブ収集・充電・分配機または前記マスター収集・充電・分配機に電気的に通信可能に接続するように構成された少なくとも１つの電力伝送コネクタをさらに備えた、請求項１に記載の分配・収集・充電機の展開。
5. 前記制御サブシステムに通信可能に結合された少なくとも１つのユーザ・インターフェースをさらに備えた、請求項１に記載の分配・収集・充電機の展開。
6. 携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための、分配・収集・充電機であって、
   各々が対応する携帯式蓄電デバイスを着脱自在に受け入れるサイズおよび寸法であるいくつかのレシーバと、
   前記分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、充電対象として特定すると共に、別の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第２の個数の携帯式蓄電デバイスを特定する少なくとも１つのコントローラを有する制御サブシステムと、
   前記少なくとも１つのコントローラに応答して、前記第１の個数の携帯式蓄電デバイスと前記第２の個数の携帯式蓄電デバイスを充電する充電サブシステムと、
   有線ネットワーク接続または無線ネットワーク接続のうち少なくとも１つを介して、前記分配・収集・充電機を前記別の分配・収集・充電機に通信可能に接続するネットワークインターフェースデバイスと、
   を備えた分配・収集・充電機。
7. 前記制御サブシステムは、前記別の分配・収集・充電機内において取り外し可能に携帯式蓄電デバイスと受け入れるサイズおよび寸法であるレシーバを個別にアドレス指定する、請求項６に記載の分配・収集・充電機。
8. 前記分配・収集・充電機を別の分配・収集・充電機に電気的に通信可能に接続するように構成された少なくとも１つの電力伝送コネクタをさらに備えた、請求項６に記載の分配・収集・充電機。
9. 携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための、分配・収集・充電機であって、
   各々が対応する携帯式蓄電デバイスを着脱自在に受け入れるサイズおよび寸法であるいくつかのレシーバと、
   有線ネットワーク接続または無線ネットワーク接続のうち少なくとも１つを介して、前記分配・収集・充電機を別の分配・収集・充電機に通信可能に接続するネットワークインターフェースデバイスと、
   前記分配・収集・充電機を別の分配・収集・充電機に電気的に通信可能に接続するように構成された少なくとも１つの電力伝送コネクタと、
   を備えた分配・収集・充電機。
10. 携帯式蓄電デバイスの分配、収集および充電のための少なくとも２つの分配・収集・充電機の運用方法であって、
    第１の分配・収集・充電機に含まれる制御サブシステムによって、第２の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電対象として特定する工程と、
    前記第１の分配・収集・充電機に含まれる充電サブシステムによって、前記第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電する工程と、
    を含む方法。
11. 前記制御サブシステムによって前記第１の個数の携帯式蓄電デバイスを特定する工程では、
    前記第２の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている携帯式蓄電デバイスを、前記第１の分配・収集・充電機または第２の分配・収集・充電機に現在着脱自在に配置されている少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスよりも急速に充電する対象として、前記制御サブシステムによって特定する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記充電サブシステムによって充電する工程では、
    関連する限定定格を持ち、前記充電システムにより充電する電力サービスを介して、前記第１の個数の携帯式蓄電デバイスを、前記充電システムによって充電し、
    前記電力サービスを介した前記第１の個数の携帯式蓄電デバイスの充電と同時に、少なくとも第２の個数の携帯式蓄電デバイスから供給されるエネルギーを介して前記第１の個数の携帯式蓄電デバイスを充電する、
    請求項１１に記載の方法。

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