JPWO2014049759A1 - バッテリを含む情報処理装置およびバッテリの充電方法 - Google Patents

Abstract

複数のバッテリと、前記複数のバッテリを充電する電源ユニットと、前記複数のバッテリの各々の充電量および前記複数のバッテリの充電量の総和を得る充電状態取得部と、前記充電状態取得部で得られた前記複数のバッテリの各々の充電量および前記複数のバッテリの充電量の総和に基づいて、前記複数のバッテリのうち充電を必要とするバッテリである充電候補バッテリとその本数を決定する充電候補バッテリ選択部と、前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記充電候補バッテリの本数で割った値と、前記充電候補バッテリが受電可能な最大の電力である最大受電可能電力の小さい方の電力である充電電力を用いて、前記充電候補バッテリを充電するように、充電するバッテリである対象バッテリと前記充電電力の組を決定する充電特性決定部と、前記充電特性決定部で決定された前記対象バッテリを、前記電源ユニットを用いて前記充電電力で充電するように制御する充電制御部と、を含む情報処理装置が開示される。

Description

本発明は、バッテリを含む情報処理装置およびバッテリの充電方法に関する。

近年、情報処理装置に対して、高性能と共に高信頼性を求める傾向がある。商用電源の一時的な停電によって、情報処理装置への電力供給が途絶えることがないように、さまざまな電源バックアップの技術が開発されている。

特に、大容量のデータを保存するストレージ装置では、商用電源が一時的に停止しても、ハードディスクドライブに記憶されたデータやキャッシュメモリ等の揮発性メモリに記憶されたデータが消去されることがないように、バッテリは停電時など外部電源からの電力供給が停止した際に作動し、ストレージ装置の動作を継続させる。このようなバッテリにおいて、充電電流の値はある固定値となるように設定される。

また、安全対策として、1つの情報処理装置に複数のバッテリを設けている場合がある。このような情報処理装置では、搭載されている全てのバッテリを同時に充電することを想定し、充電電流の値は各バッテリが受電可能な電流値から定まる最大充電電流を超えないように設定される。

電源バックアップの技術の例として、バッテリの電池電圧が所定の電圧以上になると、バッテリは満充電であるとして充電電流を減少させる充電装置が知られている。そして、複数のバッテリを並列接続した状態で同時に充電する充電方法であって、接続されたバッテリの個数を検出し、検出されたバッテリの個数に応じてバッテリの充電条件を設定し、その充電条件に基づいて充電制御を行い、バッテリの充電中に接続されたバッテリの個数が変化したことを検出するとバッテリの充電制御を初期化し、充電条件を再設定する方法が知られている。

また、別の電源バックアップの技術の例として、複数のバッテリを並列充電する装置であって、バッテリの許容する最大許容充電電流と複数のバッテリに流入する充電電流との差分を第一の差分値として検出する手段と、充電回路が生成可能な最大生成可能充電電流と、充電回路から流出する充電電流との差分を第二の差分値として検出する手段と、第一および第二の差分値に従って、各バッテリに流入する充電電流が最大許容充電電流を超えず、かつ、充電回路が生成する充電電流が最大生成可能充電電流を超えない範囲で、充電回路が最大の充電電流を生成するように制御する制御手段を有する装置が知られている。

特開平１１−６９６４４号 特開平８−１８２２１３号

前述したように、情報処理装置に搭載されている全てのバッテリを同時に充電することを想定している場合、充電電流の値は各バッテリが受電可能な電流値から定まる最大充電電流を超えないように設定される。このように設定されている場合、実際にはバッテリの一部のみの充電が必要であっても、全バッテリを充電する場合と同じだけの充電時間を要することがある。

例えば、ストレージ装置のように高い信頼性を必要とする情報処理装置では、全バッテリのうちの一部である数個のバッテリを交換し、充電する場合においても、長い充電時間を要することがあるという問題がある。

たとえば、バッテリを４本搭載する情報処理装置において、バッテリは全て充電率０％のバッテリであり、それらを同時に充電して充電率０％から満充電状態とするのに２時間かかるとした場合を想定する。装置内でバッテリの１本だけが充電率０％で残りの３本は満充電状態であるとき、満充電ではない１本のバッテリを満充電状態とするのに２時間を要することになる。

また、バッテリへの充電電流が固定値で設計されていることで、全バッテリを充電する際の充電電流は、電源が供給可能な最大電流より低い値であり、充電時間の短縮が阻害されるという問題がある。

１つの側面において、本発明は、複数のバッテリを備える情報処理装置において、複数のバッテリのうちの一部のバッテリを充電するための充電時間を短縮することを目的とする。

複数のバッテリと、前記複数のバッテリを充電する電源ユニットと、前記複数のバッテリの各々の充電量および前記複数のバッテリの充電量の総和を得る充電状態取得部と、前記充電状態取得部で得られた前記複数のバッテリの各々の充電量および前記複数のバッテリの充電量の総和に基づいて、前記複数のバッテリのうち充電を必要とするバッテリである充電候補バッテリとその本数を決定する充電候補バッテリ選択部と、前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記充電候補バッテリの本数で割った値と、前記充電候補バッテリが受電可能な最大の電力である最大受電可能電力の小さい方の電力である充電電力を用いて、前記充電候補バッテリを充電するように、充電するバッテリである対象バッテリと前記充電電力の組を決定する充電特性決定部と、前記充電特性決定部で決定された前記対象バッテリを、前記電源ユニットを用いて前記充電電力で充電するように制御する充電制御部と、を含む情報処理装置が開示される。

複数のバッテリを備える情報処理装置において、複数のバッテリのうちの一部のバッテリを充電するための充電時間を短縮することができる。

ストレージ装置の概観の例である。 ストレージ装置の機能ブロック図の例である。 ストレージ装置の装置構成図の例である。 図２のストレージ装置のバッテリユニットの装置構成図の例である。 充電方法の一実施形態の処理を示すフローチャート（その１）である。 充電方法の一実施形態の処理を示すフローチャート（その２）である。 充電方法の一実施形態の処理の例を示す図（その１）である。 充電方法の一実施形態の処理の例を示す図（その２）である。 充電方法の別の実施形態の処理の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明をする。尚、図中で類似の部分または類似の機能を果たす部分については、同一または類似の参照符号を付与して重複した説明を省略する。

＜全般的説明＞
情報処理装置は、情報処理装置のためのバックアップ電源として電力を供給することができるバッテリユニット、バッテリユニットを充電することができる電源ユニット（または単に電源と呼ぶことがある）、およびバッテリユニットの充電を制御する充電制御装置を含み得る。また、情報処理装置は、複数のバッテリユニットを含み得る。複数のバッテリユニットは並列に接続されることが多い。各バッテリユニットには、受けることが可能な電力が仕様として設定されており、以下ではそれを最大受電可能電力Ｐｍｂとする。また、バッテリユニットに接続されている電源ユニットが供給可能な電力を最大供給可能電力Ｐｍａｘとする。以下では、充電制御装置に接続されるバッテリユニットの最大数をＸｍａｘまたは単にＮとする。Ｎ個のバッテリユニットは冗長構成を取っている。電圧が一定の場合は、上記の電力は電流と置き換えても良い。一般に、最大供給可能電力Ｐｍａｘは最大受電可能電力Ｐｍｂより大きい。一般に、電源ユニットからは、並列に接続された複数のバッテリユニットに電力が供給される。

以上または以下の説明では「バッテリユニット」という用語を用いて説明することがあるが、本明細書中では断りがない限り「バッテリユニット」を「バッテリ」または「セル」と読み替えても良い。一般に、バッテリユニットは複数のバッテリ（セル）を含む。また、各バッテリ（セル）に対して、受けることが可能な電力が仕様として設定されており、バッテリに対する最大受電可能電力もＰｍｂと記す。

また、本明細書中で「値を設定する」とは、値を計算する、予め定められた値の群の中から値を選択する、その値が用いられる演算を行う素子に値に関する情報を出力する、後に読み出されるために値に関する情報をメモリ等の記憶素子に格納する、およびそれらの組み合わせを意味し得る。

また、高性能と共に高信頼性を求められる情報処理装置としては、例えば、サーバ、計算機システム、通信装置、メモリ装置やストレージ装置等の記憶装置が挙げられる。

情報処理装置および充電方法の実施形態では、複数のバッテリユニットの充電状態を取得し、取得された充電状態から、
（ａ）充電するバッテリユニットを選択する、
（ｂ）充電時間が短くなるような充電電力を決定する、
という処理を行う。複数のバッテリユニットは全て同一の特性を有することが好ましい。しかしながら、複数のバッテリユニットが全て同一の特性を有しない場合でも、以下に説明する充電方法は当業者には容易に思到可能な変形の後、適用され得る。

このような処理を行うことによって、情報処理装置および充電方法の実施形態は、複数のバッテリユニットを備える情報処理装置において、充電が必要なバッテリユニットに対して、供給される充電電力を電源が供給可能な最大電力に出来るだけ近づけるように制御し充電効率を改善することができる。また、情報処理装置および充電方法の実施形態は、たとえば、一部のバッテリユニットを交換した後など一部のバッテリユニットの充電のみが必要な場合には、充電が必要なバッテリユニットに対し、バッテリユニットに供給される充電電流の値を電源が供給可能な最大電流に出来るだけ近づけるように制御することができる。

また、情報処理装置および充電方法の実施形態では、上記（ａ）、（ｂ）の処理に加え、
（ｃ）充電中のバッテリユニットのどれか一つでも満充電と判断された場合、充電処理を最初からやり直す、
という処理を行っても良い。このような処理を追加することによって、以下で開示される情報処理装置および充電方法は、必要最低限の個数のバッテリユニットのみを充電するように構成されるので、充電に要する時間を短縮することができる。また、このようにバッテリユニットの充電をする際に、充電電力、充電電流などの充電特性を可変とすることで、充電を効率よく行うことができる。

尚、ここでは充電の効率が高いことを、充電に要する時間が短いという意味で用いることがある。

＜＜充電候補バッテリユニットの選択＞＞
まず、充電対象の候補であるバッテリユニットとしての充電候補バッテリユニットの選択を行う。

情報処理装置および充電方法の実施形態において、上記（ａ）の充電対象の候補であるバッテリユニットとしての充電候補バッテリユニットを選択する処理では、満充電のバッテリユニットは充電の対象としない、という原則が採用される。

全てのバッテリユニットが満充電ではない場合、満充電ではないバッテリユニットのうち、充電候補バッテリユニットを次のように選択する。
まず、仮に停電時など外部電源または商用電源が一時的に停止したとき、バッテリユニットが接続されている装置を動作させるために必要な電力量電力Ｗｂｋを見積もる。この電力をバックアップ必要電力と呼ぶ。このバックアップ必要電力は、バッテリユニットが接続されている装置の消費電力や、その装置が配置されている場所の電力バックアップ体制によって異なる。たとえば、バックアップ必要電力は、ストレージ装置を含むストレージシステムにおいて、商用電源が一時的に停止しても、たとえば、数時間はハードディスクドライブ等のストレージ装置が動作し続け、キャッシュメモリ等の揮発性メモリに収納されたデータが保持されるだけの電力量である。逆に、バックアップ必要電力は、バッテリユニットが接続されている装置やその装置が置かれている環境に依存して決定される。よって、一旦、バックアップ必要電力Ｗｂｋが決定されると、その値は装置が置かれている環境が変化しない限り不変である。

次に、バックアップ必要電力Ｗｂｋを、バッテリユニットによってまかなうために必要な、バッテリユニットの充電量の総和であるバックアップ必要充電量Ｃｂｋを見積もる。

Ｎ本（Ｎは２以上の整数）のバッテリユニットがある場合には、装置をバッテリユニットのみで動作させるために全Ｎ個のバッテリユニットが有しているべき総充電量は、全Ｎ本のバッテリユニットが全て満充電状態の総電力量より小さく、

のように表される。

ここで、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを、バックアップ必要電力Ｗｂｋの最大値として定義する。このとき、バックアップ必要充電量Ｃｂｋは、

のように表される。

また、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを、バックアップ必要電力Ｗｂｋに所定の因子を乗じたものとして定義しても良い。すなわち、Ｆｂｋを０＜Ｆｂｋ＜１の因子として、

によって、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを定義しても良い。

高い信頼性が求められるストレージ装置などでは、電源バックアップのためのバッテリユニットも冗長構成が採用されることがある。つまり、装置に電源バックアップのためにＮ本（Ｎは２以上の整数）のバッテリユニットが搭載されている場合、外部電源または商用電源が一時的に停止して、バッテリユニットによって装置を動作させる場合、（Ｎ−１）本のバッテリユニットで装置が動作するように設計されている。この（Ｎ−１）本のバッテリユニットの全てが満充電状態、すなわちバッテリユニット１本あたりの最大充電量をＣｍａｘとすると、全（Ｎ−１）本のバッテリユニットの充電量がＣｍａｘであれば装置は動作する。そこで、電源バックアップのために必要なバックアップ必要電力Ｗｂｋ、つまり装置をバッテリユニットのみで動作させるために全Ｎ個のバッテリユニットが有しているべき総充電量は、（Ｎ−１）本のバッテリユニットが全て満充電状態の総電力量より小さく、

のように表される。バックアップ必要電力Ｗｂｋの下限は、装置に依存する。

ここで、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを、バックアップ必要電力Ｗｂｋの最大値として定義する。すなわち、

とする。バックアップ必要充電量Ｃｂｋは、バッテリユニット１本あたりの最大充電量Ｃｍａｘに、装置の動作に最低限必要なバッテリユニットの本数である（Ｎ−１）を乗じたものとなる。

もちろん、バッテリユニットが冗長構成を採用している場合にも、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを、バックアップ必要電力Ｗｂｋに所定の因子を乗じたものとして定義しても良い。すなわち、Ｆｂｋを０＜Ｆｂｋ＜１の因子として、

によって、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを定義しても良い。

次に、全バッテリユニットの充電量の総和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えているか否かを判定する。その判定結果によって次の２つの場合があり得る。

（１）その時点における全バッテリユニットの充電量の総和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えている場合
この場合は、満充電ではないバッテリユニットを充電候補バッテリユニットとして選択する。以下、満充電ではないバッテリユニットの本数をＸｃｌ本とする。

（２）その時点における全バッテリユニットの充電量の総和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えていない場合
この場合、まず、以下のようにベース充電量Ｃｂを定義する。そして、充電量がこのベース充電量Ｃｂに達していないバッテリユニットを充電候補バッテリユニットとして選択する。

バックアップ必要電力ＷｂｋをＸｍａｘ本のバッテリユニットで担う場合、バッテリユニット１本あたりが供給すべき電力量は、（Ｗｂｋ／Ｘｍａｘ）である。バックアップ必要充電量Ｃｂｋは、バックアップ必要電力Ｗｂｋの最大値として定義されているので、

であり、上式の右辺をバッテリユニット１本あたりの最大充電量Ｃｍａｘで割った値を必須充電量平均ＱＮＣＡ（Ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ Ｎｅｃｅｓｓａｒｙ Ｃｈａｒｇｅ Ａｖｅｒａｇｅ）と定義する。すなわち、

である。この必須充電量平均ＱＮＣＡをベース充電量Ｃｂと定義しても良い：

また、ベース充電量Ｃｂを、必須充電量平均ＱＮＣＡに所定の因子を乗じたものとして定義しても良い。すなわち、Ｆｂを０＜Ｆｂ＜１の因子として、

によって、ベース充電量Ｃｂを定義しても良い。

全バッテリユニットの充電量の総和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えていない場合に、バッテリユニットを充電するか否かは、そのバッテリユニットの充電率がベース充電量Ｃｂを超えているか否かに基づいて決定される。つまり、バッテリユニットの充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないものを、充電対象の候補であるバッテリユニットとしての充電候補バッテリユニットとして選択する。充電候補バッテリユニットの本数をＸｂｓとする。

＜＜充電特性の決定＞＞
充電対象の候補であるバッテリユニットとしての充電候補バッテリユニットの選択の後、充電効率が高くなるように充電するバッテリユニットである対象バッテリユニットと充電電力の組を決定する。

（１）その時点における全バッテリユニットの充電量の総和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えている場合
この場合、充電候補バッテリユニットはＸｃｌ本の満充電ではないバッテリユニットである。

バッテリユニットに接続されている電源が供給可能な電力を最大供給可能電力ＰｍａｘをＸｃｌで割った値が、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂを超えるか否かで次の２つの場合がある。

（１−１）Ｐｍａｘ／Ｘｃｌが最大受電可能電力Ｐｍｂを超える場合
この場合は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂによって充電するように充電電力の値を設定する。

（１−２）Ｐｍａｘ／Ｘｃｌが最大受電可能電力Ｐｍｂを超えない場合
この場合は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを満充電ではないバッテリユニットの本数Ｘｃｌで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｃｌによって充電するように充電電力の値を設定する。

このように充電電力を設定することによって、効率よく充電を行うことができる。
また、全バッテリユニットの充電量の総和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えている場合には、電源が供給可能な最大の電力Ｐｍａｘを、バッテリユニットの最大搭載本数Ｘｍａｘで割って得られる値であるデフォルト値Ｐｄｅｆ：

を充電電力としても良い。

（２）その時点における全バッテリユニットの充電量の総和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えていない場合
この場合、情報処理装置および充電方法の実施形態では、充電特性の決定方法として、パターン型と可変型の２つのタイプが用意される。

パターン型では、事前に充電電力（パターン）を幾つか予め設定し、その中から充電効率が最大となるものが選択される。可変型では、電源が充電装置に供給可能な最大電力に基づいて決定された供給電力で、対象バッテリユニットを充電する。

（２−１）可変型では、次のような基準で充電候補バッテリユニットの中から、実際に充電をするバッテリユニットである対象バッテリユニットと充電電力の組を決定する。
（α）最大受電可能電力Ｐｍｂと充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないバッテリユニットである充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍｂ×Ｘｂｓ）がバッテリユニットに接続されている電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを超える場合
この場合は、充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力ＰｍａｘをＸｂｓで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｂｓによって充電するように充電電力の値を設定する。

（β）最大受電可能電力Ｐｍｂと充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないバッテリユニットである充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍｂ×Ｘｂｓ）がバッテリユニットに接続されている電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えない場合
この場合には、さらに次の２つの場合が考えられる。
（β−１）最大受電可能電力Ｐｍｂと満充電ではないバッテリユニットのＸｃｌの積（Ｐｍｂ×Ｘｃｌ）が最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えない場合
この場合は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂによって充電するように充電電力の値を設定する。
（β−２）最大受電可能電力Ｐｍｂと満充電ではないバッテリユニットのＸｃｌの積（Ｐｍｂ×Ｘｃｌ）が最大供給可能電力Ｐｍａｘを超える場合
この場合は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを満充電ではないバッテリユニットの本数Ｘｃｌで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｃｌによって充電するように充電電力の値を設定する。

このように、可変型では、バッテリユニットが受けることができる電力である最大受電可能電力Ｐｍｂを超えないという条件の下で、電源が充電電力として供給することが可能な最大の電力を用いて、出来るだけ多くのバッテリユニットを充電するように充電電力の値を設定される。このようにバッテリユニットを充電することによって、効率よくバッテリユニットの充電を行うことができる。

（２−２）パターン型
パターン型では、事前に充電電力の幾つかのパターンを設定しておく。たとえば、次のようにパターン１〜３を設定することが可能である。
（パターン１）Ｐｍｂ、
（パターン２）０．９×Ｐｍｂ、
（パターン３）０．７５×Ｐｍｂ。

パターンとして設定される充電電力は上記のものに限定されないし、パターンの数も３パターンには限定されない。ただし、充電電力は、バッテリユニットが受けることができる電力である最大受電可能電力Ｐｍｂを超えない。例えば、
（パターン１）２Ｃ充電に相当する充電電力、
（パターン２）１Ｃ充電に相当する充電電力、
（パターン３）０．５Ｃ充電に相当する充電電力、
のようなパターンであっても良い。ここで、「１Ｃ充電」とは、バッテリユニットの放電容量と同じ電流で１時間かけて充電することである。よって、１Ｃ充電に相当する充電電力とは、たとえば、バッテリユニットの放電容量が２Ａｈであれば、２Ａの充電電流に相当する電力である。

充電電力のパターンは上記に限定されず、バッテリユニットが受けることができる電力である最大受電可能電力Ｐｍｂを超えない任意の値に設定することが可能である。このように、事前に充電電力の候補を幾つか用意することによって、充電電力を設定する回路をシンプルにすることができる。

そして、次の２つの場合を比較し、電源（電源ユニット）からバッテリユニットの充電のために供給される総電力量の大きい方を採用する。ここで「電源からバッテリユニットの充電のために供給される総電力量」とは、充電する複数のバッテリユニットに供給されるトータルの電力量である。

パターン型での２つの場合とは次の場合である：
（γ−１）充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを、最大効率を与えるパターンの充電電力で充電する場合、
（γ−２）満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、最大効率を与えるパターンの充電電力で充電する場合。

上の（γ−１）のような状況となるのは、電源が各バッテリユニットに供給する充電電力Ｐｂｓが、

を満たす最大のパターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力であるときである。

この充電電力ＰｂｓでＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓは、

である。

また、（γ−２）の場合のような状況となるのは、電源が各バッテリユニットに供給する充電電力Ｐｂｓが、

を満たす最大のパターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力であるときである。

この充電電力ＰｂｓでＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の、総電力量Ｅｃｌは、

である。

そして、パターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力で充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓと、パターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力で満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｃｌを比較し、値が大きい方の充電電力を選択する。

このように、実施形態の情報処理装置および充電方法では、複数のバッテリユニットを備え、充電が必要なバッテリユニットに対して、供給される充電電力を電源が供給可能な最大電力に出来るだけ近づけるように制御し充電効率を改善することができる。

尚、パターン型を採用するか、可変型を採用するかは、事前に決定されていても良い。例えば、充電装置であれば、パターン型または可変型のみで動作するように設計されていても良い。または、切り替えスイッチなどの部品を用いて、パターン型と可変型の間を切り替えることができるように充電装置を設計しても良い。

また、上記のような処理を行う充電装置をストレージシステム等の情報装置に用いることによって、高い電源バックアップ性能を得ることができる。

尚、上記では充電電力の値を設定したが、充電電流の値を設定しても良いし、充放電係数Ｃなど、充電電力に関わる他の量を設定しても良い。

＜装置の構成＞
図１は、情報処理装置の一例としてのストレージ装置１０の概観の例である。
以下では、ストレージ装置は情報処理装置の一例として示されている。情報処理装置の他の例としては、サーバなど高い信頼性が要求される情報処理装置が含まれる。

以下でも、上記と同様、「電力」は「電流」と読み替えても良い。
また、以下の説明でも「バッテリユニット」という用語を用いて説明することがあるが、「バッテリユニット」を「バッテリ」または「セル」と読み替えても良い。

情報処理装置の一例であるストレージ装置１０は、コントロールユニット１１、バックプレーンボード１２、バッテリユニット１３、電源ユニット１４を含んでいる。

コントロールユニット１１には、バックプレーンボード１２が接続されており、バックブレーンボード１２には、バッテリユニット１３および電源ユニット１４が接続されている。バッテリユニット１３は一般に複数のバッテリを含んでいる。

また、ストレージ装置１０は、ディスク（図２のディスク１５）を含んでいる。電源ユニット１４の不具合などによってストレージ装置１０への電力供給が途絶えたときには、コントロールユニット１１は、バッテリユニット１３を動作させ、ディスクの動作が途中で停止することがないように、またはキャッシュメモリ等の揮発性メモリに収納されたデータが消去されることがないようにする。

ストレージ装置以外の情報処理装置の場合は、図２のディスクの部分には、ディスクとは異なるものが接続され、情報処理装置として所定の機能を果たすように構成される。

また、コントロールユニット１１は、バッテリユニット１３の充電状況を監視し、必要に応じて電源ユニット１４の出力電力を用いて、バッテリユニット１３に含まれるバッテリを充電する機能を有する。

各バッテリユニット１１には、受けることが可能な電力が設定され、以下ではそれを最大受電可能電力Ｐｍｂとする。また、複数の電源ユニット１３がトータルで供給可能な電力を最大供給可能電力Ｐｍａｘとする。

図１のストレージ装置１０のバックプレーンボード１２は、４つのバッテリユニット１３と、６つの電源ユニット１４が接続されるように構成されている。しかしながら、ストレージ装置１０に含まれるバッテリユニット１３と電源ユニット１４の数は、これらの数に限定されない。一般に、ストレージ装置１０には、Ｎ個のバッテリユニット１３とＭ個の電源ユニットを接続することができる。

充電処理部１００は、バッテリユニット１３の充電状態を監視し、必要に応じて、バッテリ１３の充電を行うように電源ユニット１４および／またはバッテリユニット１３を動作させる。

充電処理部１００および電源ユニット１４等の電源を組み合わせて、充電装置が構成され得る。
電源ユニット１４は、商用電源に接続されても良い。

図２は、ストレージ装置１０の機能ブロック図の例である。
ストレージ装置１０は、充電処理部１００と、バッテリユニット１３と、電源ユニット１４と、ディスク１５を含んでいる。充電処理部１００は、図１のコントロールユニット１１およびバックプレーンボード１２から構成され得る。

充電処理部１００は、センサ１０２、満充電状態判定部１０４、バックアップ必要充電量算出判定部１０６、ベース充電量算出部１０８、充電候補バッテリ選択部１１０、充電特性決定部１１２、充電制御部１１４を含む。

センサ１０２はバッテリユニット１３の接続状態、充電状態、および電源ユニット１４の動作状況を検知し、充電状態取得部１０２としても機能する。バッテリユニットの接続状態は、接続されている動作可能なバッテリユニットの本数を含む。

尚、バッテリユニットとは、バッテリユニット１３に含まれている（複数の）バッテリを意味しても良い。
バッテリユニットの充電状態は、バッテリユニットの充電率、バッテリユニットの温度等、バッテリユニットの充電の要否を判定するために有用な情報を含み得る。また、電源ユニット１４の動作状況は、電源ユニットの出力、温度等、電源ユニット１４が正常に動作しているか否かを判定するために必要な情報を含み得る。また、センサ１０２は、ディスク１５に入力される電力等を監視しても良い。センサ１０２が監視する外部装置への入力は電流であっても良いし、ディスク１５の電源端子の両端の電圧であっても良い。

また、センサ１０２は、得られたバッテリユニットの充電状態および／または電源ユニット１４の動作状況に関する情報を、満充電状態判定部１０４に向けて出力する。
センサ１０２は、複数のバッテリユニット１３の各々の充電量および複数のバッテリユニットの充電量の総和を得る充電状態取得部として機能する。

満充電状態判定部１０４は、センサ１０２で得られた情報に基づいて、満充電状態ではないバッテリユニット１３の有無を判定し、満充電ではないバッテリユニットがある場合はその本数Ｘｃｌを決定する。バッテリユニット１３の満充電状態とは、バッテリユニット１３に容量の所定の割合以上の電力が蓄えられた状態であっても良い。所定の割合とは、１００％のみならず、９０％、８０％等の１００％未満の割合であっても良い。

充電処理部１００に接続されているバッテリユニット１３の全てが満充電状態である場合には、バッテリユニット１３の充電は必要がない。この場合は、バッテリユニット１３の充電のための処理を終了しても良い。

満充電ではないバッテリユニットが存在する場合に満充電状態判定部１０４は、満充電ではないバッテリユニットを充電候補バッテリユニットと認定し、充電候補バッテリユニットとその本数Ｘｃｌに関する情報を充電特性決定部１１２に出力する。

バックアップ必要充電量算出部１０６では、まず、充電処理部１００に接続されている装置、たとえば、ストレージ装置１５を動作させるために必要な電力をバッテリユニット１３から供給するとき、全バッテリユニットが蓄えているべき充電量の総和であるバックアップ必要充電量Ｃｂｋを算出する。バックアップ必要充電量Ｃｂｋは、上記の（２）式、（５）式、（６）式、（５）式のいずれかで定義され得る。

本実施例では、

とする。

また、満充電状態判定部１０４は、バッテリユニットリ１３の総充電量が、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えているか否かを判定する。たとえば、充電処理部１００には、Ｎ個のバッテリユニット１３が接続されており、Ｎ個のバッテリユニット１３の各々の充電量は、Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮであるとすると、

であるか否かを判定する。

バッテリユニット１３の総充電量がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えている場合、満充電状態判定部１０４は、バッテリユニットの総充電量がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えていることを充電特性決定部１１２に出力する。

バッテリユニット１３の総充電量がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えていない場合、満充電状態判定部１０４は、バッテリユニットの総充電量がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えていないことをベース充電量算出判定部１０８に出力する。

ベース充電量算出判定部１０８では、バックアップ必要充電量ＣｂｋをＸｍａｘ本のバッテリユニット１３でまかなうとき、各バッテリユニット１３が蓄積すべき充電量であるベース充電量Ｃｂを算出する。ベース充電量Ｃｂは、たとえば上記の（９）式で定義される。

Ｘｍａｘは、通常、充電処理部１００に接続され、電源ユニット１４からの給電が停止したときに、ストレージ装置１５の動作のために電力の供給を行うバッテリユニットの本数である。たとえば、バッテリユニット１３は冗長構成を有し、電源ユニット１４に障害が発生したときには、Ｎ本のバッテリユニットのうち（Ｎ−１）本のバッテリユニットが動作する場合は、Ｘｍａｘは（Ｎ−１）であっても良い。

充電候補バッテリ選択部１１０では、センサ１０２で得られた複数のバッテリユニットの各々の充電量および複数のバッテリユニットの充電量の総和に基づいて、複数のバッテリユニットのうち充電を必要とするバッテリユニットである充電候補バッテリユニットとその本数を決定する。たとえば、充電候補バッテリ選択部１１０では、バッテリユニットの充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないものを、充電対象の候補である充電候補バッテリユニットとして選択する。そして、充電候補バッテリユニットの本数をＸｂｓとする。

充電特性決定部１１２では、充電効率が高くなるように充電するバッテリユニットである対象バッテリユニットと充電電力の組を決定する。対象バッテリユニットは充電候補バッテリユニットの中から選択される。充電特性決定部１１２では、電源ユニット１４が供給可能な電力である最大供給可能電力を充電候補バッテリユニットの本数で割った値と、充電候補バッテリユニットが受電可能な最大の電力である最大受電可能電力の小さい方の電力である充電電力を用いて、充電候補バッテリユニットを充電するように、充電するバッテリユニットである対象バッテリユニットと充電電力の組を決定しても良い。

また、その時点における全バッテリユニット１３の充電量の総和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えている場合、充電候補バッテリユニットはＸｃｌ本の満充電ではないバッテリユニット１３である。

このＸｃｌ本のバッテリユニット１３を充電するために供給する充電電力を決定するために、充電特性決定部１１２は、バッテリユニット１３に接続されている電源が供給可能な電力を最大供給可能電力ＰｍａｘをＸｃｌで割った値が、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂを超えるか否かを判定する。

バッテリユニット１３に接続されている電源が供給可能な電力を最大供給可能電力ＰｍａｘをＸｃｌで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｃｌが最大受電可能電力Ｐｍｂを超える場合、充電特性決定部１１２は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニット１３を、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂによって充電するように充電電力の値を設定する。

前述のように、上記または以下で「値を設定する」とは、値を計算する、予め定められた値の群の中から値を選択する、その値が用いられる演算を行う素子に値に関する情報を出力する、後に読み出されるために値に関する情報をメモリ等の記憶素子に格納する、およびそれらの組み合わせを意味し得る。たとえば、充電電力の値は、後述の充電制御部１１４によって読み出されるために、充電特性決定部１１２に含まれるメモリに格納されても良い。また、充電制御部１１４に含まれるメモリに格納されても良い。

Ｐｍａｘ／Ｘｃｌが最大受電可能電力Ｐｍｂを超えない場合、充電特性決定部１１２は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニット１３を、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを満充電ではないバッテリユニット１３の本数Ｘｃｌで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｃｌによって充電するように充電電力の値を設定する。

そして、充電特性決定部１１２は、決定したＸｃｌ本の対象バッテリユニットと充電電力ＰｍｂまたはＰｍａｘ／Ｘｃｌの組に関する情報を充電制御部１１４に出力する。

全バッテリユニットの充電量の総和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋを超えていない場合、充電特性決定部１１２は、上記のパターン型で充電特性を決定する。

パターン型では、事前に充電電力の幾つかのパターンを設定しておく。そして、次の２つの場合を比較し、電源からバッテリユニット１３の充電のために供給される総電力量の大きい方を採用する。これらのパターンは、充電特性決定部１１２に含まれるメモリに格納されていても良い。また、これらのパターンは、充電制御部１１４に含まれるメモリに格納されても良い。

パターンとしては、たとえば、次のようにパターン１〜５を設定することが可能である。
（パターン１）Ｐｍｂ
（パターン２）０．９×Ｐｍｂ
（パターン３）０．７×Ｐｍｂ
（パターン４）０．５×Ｐｍｂ
（パターン５）０．３×Ｐｍｂ

まず、充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニット１３を、最大効率を与えるパターンの充電電力で充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓを計算する。このとき、電源が各バッテリユニットに供給する充電電力Ｐｂｓは、上記の（１２）式：

を満たす最大のパターンＰａｔｔｅｒｎ１であり、この充電電力ＰｂｓでＸｂｓ本のバッテリユニット１３を充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓは、上記の（１３）式：

となる。

次に、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニット１３を、最大効率を与えるパターンの充電電力で充電する場合の総電力量Ｅｃｌを計算する。このとき、電源が各バッテリユニットに供給する充電電力Ｐｂｓは、上記の（１４）式：

を満たす最大のパターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力であり、この充電電力ＰｂｓでＸｃｌ本のバッテリユニット１３を充電する場合の、総電力量Ｅｃｌは、上記の（１５）式：

となる。

そして、充電特性決定部１１２は、パターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力で充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓと、パターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力で満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｃｌを比較し、値が大きい方のバッテリユニットとパターン（Ｐａｔｔｅｒｎ１またはＰａｔｔｅｒｎ２）の電力を、対象バッテリユニットと充電電力の組として決定する。

充電制御部１１４は、充電特性決定部１１２で決定された対象バッテリユニットと充電電力の組に基づいて、バッテリユニット１３を充電する。より詳細には、充電制御部１１４は、充電特性決定部１１２で決定され、メモリに格納された対象バッテリユニットと充電電力の組に関する情報を読み出し、電源ユニット１４から所定のバッテリユニット１３に充電電力を供給し、バッテリユニット１３を充電する。

充電制御部１１４は、充電開始後に新たに満充電状態となるバッテリユニットがあれば、対象バッテリユニットと充電電力の組をリセットする。

＜＜変形例＞＞
上記の実施例の充電特性決定部１１２は、パターン型に従った充電特性決定方法によって、対象バッテリユニットと充電電力を決定した。

しかしながら、充電特性決定部１１２は、可変型に従った充電特性決定方法によって、対象バッテリユニットと充電電力を決定しても良い。
可変型では、次のように、対象バッテリユニットと充電電力の組を決定する。

バッテリユニット１３に接続されている電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘと充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないバッテリユニットである充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍａｘ×Ｘｂｓ）が最大供給可能電力Ｐｍａｘを超える場合、充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力ＰｍａｘをＸｂｓで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｂｓによって充電するように充電電力の値を設定する。

バッテリユニットに接続されている電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘと充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍａｘ×Ｘｂｓ）が最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えない場合は、さらに次の２つの場合が考えられる。

最大供給可能電力Ｐｍａｘと満充電ではないバッテリユニットのＸｃｌの積（Ｐｍａｘ×Ｘｃｌ）が最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えない場合は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂによって充電するように充電電力の値を設定する。

最大供給可能電力Ｐｍａｘと満充電ではないバッテリユニットのＸｃｌの積（Ｐｍａｘ×Ｘｃｌ）が最大供給可能電力Ｐｍａｘを超える場合は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを満充電ではないバッテリユニットの本数Ｘｃｌで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｃｌによって充電するように充電電力の値を設定する。

このように、可変型では、バッテリユニットが受けることができる電力である最大受電可能電力Ｐｍｂを超えないという条件の下で、電源が充電電力として供給することが可能な最大の電力を用いて、出来るだけ多くのバッテリユニットを充電するように充電電力の値が設定される。このようにバッテリユニットを充電することによって、効率よくバッテリユニットの充電を行うことができる。

図３は、ストレージ装置１０の装置構成図の例である。
ストレージ装置１０は、コントロールユニット１１、バックプレーンボード１２、バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎ、電源ユニット１４−１、…、１４−Ｍを含んでいる。コントロールユニット１１はボード状のモジュールとして構成される。コントロールユニット１１は、ＣＰＵ２０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０６、Ｉ／Ｏ２０８、コネクタ２１０、端子２１２、２２０、レギュレータ／ＤＤＣ２１４、フロントエクスパンダ２１６、バックエクスパンダ２１８、ディスク３００−１、３００−２、３００−３を含む。図では、３つのディスク３００−１、３００−２、３００−３が示されているが、ストレージ装置１０は任意の数のディスクを含み得る。

コントロールユニット１１の端子２１２は、外部の装置、たとえばサーバやストレージシステムなどの装置とストレージ装置１０の間で情報をやり取りするための電気信号を送受信するために接続するケーブ用の端子である。後述するように、端子２１２から、バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎまたは電源ユニット１４−１、…、１４−Ｍの電力が出力されるように構成されていても良い。または、図示されていないが、バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎまたは電源ユニット１４−１、…、１４−Ｍの電力が出力される端子が別に備えられていても良い。

コントロールユニット１１の端子２１２に入力された外部の装置からの信号はＩ／Ｏ（Ｉ／Ｏコントローラ）２０８を経て、バスを介してＣＰＵ２０２に送られ処理される。ＣＰＵ２０２は、コントロールユニット１１全体の動作を制御する演算処理装置であり、ストレージ装置１０の制御処理部として機能する。

Ｉ／Ｏ２０８は、フロントエクスパンダ２１６またはバックエクスパンダ２１８を介して、コントロールユニット１１に接続される各種機器との間での各種情報の授受の管理を行う。特に、Ｉ／Ｏ２０８は、フロントエクスパンダ２１６を介して、端子２１２に繋がれるサーバとの間で情報の授受の管理を行う。また、Ｉ／Ｏ２０８は、バックエクスパンダ２１８を介して、端子２２０に繋がるストレージ装置１０とは別のエンクロージャやストレージ装置１０のディスク３００−１、３００−２、３００−３との間で情報の授受の管理を行う。フロントエクスパンダ２１６およびバックエクスパンダ２１８は、Ｉ／Ｏ２０８の機能の拡張のために用いられる。

ＣＰＵ２０２には、バスを介してＲＡＭ２０４とＲＯＭ２０６が接続される。
ＲＡＭ２０４は、ＣＰＵ２０２が各種の制御プログラムを実行する際に、必要に応じて作業用記憶領域として使用する、随時書き込み読み出し可能なメモリである。

ＲＯＭ２０６には、所定の基本制御プログラムが予め記録され得る。ＲＯＭ２０６は、この基本制御プログラムをストレージ装置１０の起動時に読み出して実行することにより、ストレージ装置１０の各構成要素の動作制御が可能になる。

また、コントロールユニット１１のレギュレータ／ＤＤＣ２１４は、バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎに繋がるバックブレーンボード１２の端子と電源ユニット１４−１、…、１４−Ｍに繋がるバックブレーンボード１２の端子に接続される。レギュレータ／ＤＤＣ２１４は、ＤＣ−ＤＣコンバータとしての機能およびレギュレータとしての機能を有し、たとえば、入力電圧を所定の固定出力電圧に変換して、コントロールユニット１１の各部品や外部の装置に電力を出力する。

このようなコントロールユニット１１を用いてストレージ装置１０の各部を構成するには、例えば、上述の各種の制御処理をＣＰＵ２０２に行わせるための制御プログラムを作成する。作成された制御プログラムはＲＯＭ２０６に格納しておいても良いし、外部の装置に格納しておいて、コントロールユニット１１の起動と同時にＲＡＭ２０４にロードしても良い。そして、ＣＰＵ２０２に所定の指示を与えてこの制御プログラムを読み出させて実行させる。こうすることで、図２に示されているストレージ装置１０の各部、すなわち満充電状態判定部１０４、バックアップ必要充電量算出判定部１０６、ベース充電量算出部１０８、充電候補バッテリ選択部１１０、充電特性決定部１１２、充電制御部１１４が備えている機能がＣＰＵ２０２により提供される。ＲＡＭ２０４またはＲＯＭ２０６には、パターン型で充電する場合の充電パターンや、ＣＰＵ２０２で計算された充電電力の値などが格納され、充電を制御する際に読み出される。

電源ユニット１４−１、…、１４−Ｍのそれぞれは、商用電源等の交流電源に接続され、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して、コントロールユニット１１のレギュレータ／ＤＤＣ２１４および／またはバッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎに供給する。

バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎの構成については後に詳細に説明するが、バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎのそれぞれは、複数のバッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３、レギュレータ１３２、コンピュータ（マイコン）１３４を含んでいる。後述するように、マイコン１３４は、バッテリ１３０に入力されるまたはバッテリから出力される電流を検知するセンサとしての機能を有している。本例では１つのバッテリユニットには３つのバッテリが含まれているが、３つより多くまたは３つより少ないバッテリを含んでいても良い。

バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎのマイコン１３４は、コントロールユニット１１のＩ／Ｏ２０８に、バックブレーンボード１２、コネクタ２１０を介して接続される。バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎとコントロールユニット１１の間では、バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎのバッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の充電状態、バッテリ１３０に入力されるまたはバッテリから出力される電流および／または電圧の値、バッテリ１３０は充電状態にあるか放電状態になるか、などの情報が遣り取りされる。バッテリ１３０の充電状態とは、充電率（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）であっても良い。

バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎのレギュレータ１３２は、電源ユニット１４−１、…、１４−Ｍの出力端子に接続されている、また、レギュレータ１３２は、図示されていないがマイコン１３４に接続されており、バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎのマイコン１３４は、コントロールユニット１１から指令を受けて、レギュレータ１３２を制御し、バッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の充電状態と放電状態の切り替えや、充電状態における充電電力（充電電流）の調整を行う。

図４は、バッテリユニット１３の装置構成図の例である。
バッテリユニット１３は、バッテリ１３０−１、…、１３０−Ｍ、レギュレータ１３２、マイコン１３４、レギュレータ１３２、ＦＥＴ１３６、１３８を含んでいる。マイコン１３２はさらに、マイコン制御部１３４０、電流制御部１３４２を含んでいる。

マイコン制御部１３４０は、コントロールユニット１１のＩ／Ｏ２０８に接続されている。マイコン制御部は、制御線１３０６を介してレギュレータ１３２に接続されている。電流制御部１３４２は、マイコン制御部１３４０と接続される。電流制御部１３４２は、バッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の各々に流れる電流を監視すると共に、マイコン制御部１３４０から受け取った指令に基づいてレギュレータ１３２を制御し、バッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３に流れる電流（充電電流）を調整する。ＦＥＴ１３６はレギュレータ１３２とバッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の間に配置され、マイコン制御部１３４０からの指令に基づいてバッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の各々のＯＮまたはＯＦＦを制御する。ＦＥＴ１３８は、バッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３とコントロールユニット１１のレギュレータ／ＤＤＣ２１４の間に配置され、マイコン制御部１３４０からの指令に基づいてバッテリ１３０−１、…、１３０−Ｍの出力を制御する。

バッテリユニット１３のレギュレータ１３２、マイコン１３４、レギュレータ１３２、ＦＥＴ１３６、１３８は、コントロールユニット１１と組み合わされて、図２に示されているストレージ装置１０のセンサ１０２および充電制御部１１４が備える機能を実現する。

＜充電方法＞
図５ａ〜図５ｃを参照しながら、充電方法の例における処理の流れについて説明する。図５ａ〜図５ｃは、充電方法の一実施形態の処理を示すフローチャートである。

以下では、「バッテリユニット」という用語を用いて説明することがあるが、図５Ａ〜５Ｂのように「バッテリユニット」を「バッテリ」と読み替えても良い。一般に、バッテリユニットは複数のバッテリを含む。また、各バッテリに対して、受けることが可能な電力が仕様として設定されており、バッテリに対する最大受電可能電力もＰｍｂと記す。

処理を開始すると、まずステップＳ１００で全バッテリユニットの充電量を測定する。また同時に、バッテリ搭載状態のチェックを行う。バッテリ搭載状態とは、搭載されているバッテリまたはバッテリユニットの本数であっても良い。全バッテリユニットの充電量とは、たとえば、図３に示されている状況では、バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎの各々の充電量およびバッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎの充電量の総和であってもよいし、バッテリユニット１３−１、…、１３−Ｎに含まれるバッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の各々の充電量およびそれらの総和であってもよい。

以下では、Ｎ個のバッテリユニット１３が存在し、Ｎ個のバッテリユニット１３の各々の充電量は、Ｃ１、Ｃ２、…、ＣＮであるとする。
ステップＳ１００の次のステップＳ１０２では、満充電でないバッテリユニットの本数Ｘｃｌを計測する。この処理は、図２のセンサ１０２を用いて行われ得る。

ステップＳ１０２の次のステップＳ１０４では、全バッテリユニットが満充電か否かを判定する。この処理では、ステップＳ１０２で計測された満充電でないバッテリユニットの本数Ｘｃｌに基づいて、全バッテリユニットが満充電か否かを判定しても良い。または、ステップＳ１００で得られた全バッテリユニットの充電量を考慮して、全バッテリユニットが満充電か否かを判定しても良い。

ステップＳ１０４の判定の結果がＹｅｓ、すなわち全バッテリユニットが満充電である場合は、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、充電制御処理を中止する（ストップする）か否かを判定する。たとえば、外部から処理を中止する命令が入力されている場合には、処理を中止するように判定しても良い。また、他の基準によって判定を行っても良い。ステップＳ１０６の判定でＹｅｓ、すなわち充電制御処理を中止すると判定された場合、充電制御処理を終了する。ステップＳ１０６の判定でＮｏ、すなわち充電制御処理を中止しないと判定された場合、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、あらかじめ定められた時間である待ち時間Ｔｗａｉｔだけ処理を中断する。そして、ステップＳ１００に戻る。

ステップＳ１０４の判定の結果がＮｏ、すなわち全バッテリユニットが満充電ではない場合は、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理は、図２の満充電状態判定部１０４を用いて行われ得る。

ステップＳ１１０では、バッテリ充電量がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達しているか否かを判定する。バックアップ必要充電量Ｃｂｋは、上記の（２）式、（５）式、（６）式、（５）式のいずれかで定義され得る。本例では、バックアップ必要充電量Ｃｂｋは、上記の（５）式で定義されるので、本ステップでは、以下の（１７）式が成立するか否かを判定する。

バックアップ必要充電量Ｃｂｋとして、上の（１７）式で採用されているものとは別の定義を用いても良い。

ステップＳ１１０の判定の結果がＹｅｓ、すなわちバッテリ充電量がバックアップ必要充電量に達している場合、ステップＳ１３２に進む。
ステップＳ１１０の処理は、図２のバックアップ必要充電量算出判定部１０６を用いて行われ得る。

ステップＳ１３２では、次のように充電をする対象バッテリユニットと充電電力を設定する。
この場合、充電候補バッテリユニットはＸｃｌ本の満充電ではないバッテリユニットとする。この設定は、図２の充電候補バッテリ選択部１１０を用いて行われ得る。この場合、さらに、バッテリユニットに接続されている電源が供給可能な電力を最大供給可能電力ＰｍａｘをＸｃｌで割った値が、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂを超えるか否かで次の２つの場合がある。

Ｐｍａｘ／Ｘｃｌが最大受電可能電力Ｐｍｂを超える場合は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂによって充電するように充電電力の値を設定する。そして、ステップＳ１４８に進む。

Ｐｍａｘ／Ｘｃｌが最大受電可能電力Ｐｍｂを超えない場合は、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを満充電ではないバッテリユニットの本数Ｘｃｌで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｃｌによって充電するように充電電力の値を設定する。そして、ステップＳ１４８に進む。

この設定は、図２の充電特性決定部１１２を用いて行われ得る。
または、上と同様、「値を設定する」とは、値を計算する、値を選択する、後に読み出されるためにメモリ等の記憶素子に格納する、ことを含み得る。たとえば、充電電力の値は、後述の充電制御部１１４によって読み出されるために、充電特性決定部１１２に含まれるメモリに格納されても良い。また、このメモリは充電制御部１１４に含まれていても良い。

ステップＳ１１０の判定の結果がＮｏ、すなわちバッテリ充電量がバックアップ必要充電量に達していない場合、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１２では、ベース充電量Ｃｂを計算する。この処理は、図２のベース充電量算出判定部１０８を用いて行われ得る。

ベース充電量Ｃｂは、たとえば上記の（９）式においてＸｍａｘ＝Ｎとした式：

で定義されるものとする。ベース充電量Ｃｂとして、上の（１８）式とは別の定義を用いても良い。

ステップＳ１１２の次のステップＳ１１４では、バッテリユニットの充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないバッテリユニットを選定し、その本数をＸｂｓとする。そして、それらのバッテリユニットを充電候補バッテリユニットとする。この処理は、図２の充電候補バッテリ選択部１１０を用いて行われ得る。そして、ステップＳ１１６に進む。

ステップＳ１１６では、充電のタイプがパターン型か可変型かを判定する。
パターン型か可変型かは、ハードウェアとしていずれかに設定されても良いし、ソフトウェアによって指定されても良い。パターン型の場合は、ステップＳ１１８に進む。また、可変型の場合は、ステップＳ１３４に進む。

（パターン型）
ステップＳ１１６の判定で可変型と判定された場合、まず、ステップＳ１１８でバッテリ単位あたりの充電電力Ｐｂｓを、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂに設定する。

ステップＳ１１８の次のステップＳ１２０では、最大受電可能電力Ｐｍｂと充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないバッテリユニットである充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍｂ×Ｘｂｓ）がバッテリユニットに接続されている電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えないか否かを判定する。

ステップＳ１２０の判定の結果がＹｅｓ、すなわち最大受電可能電力Ｐｍｂと充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍｂ×Ｘｂｓ）が最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えない場合、ステップＳ１２２に進む。ステップＳ１２０の判定の結果がＮｏ、すなわち最大受電可能電力Ｐｍｂと充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍｂ×Ｘｂｓ）が最大供給可能電力Ｐｍａｘを超える場合、ステップＳ１２８に進む。

ステップＳ１２８では、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力ＰｍａｘをＸｂｓで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｂｓを求め、Ｘｂｓと設定する。
ステップＳ１２８の次のステップＳ１３０では、充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電の対象バッテリユニットとし、充電電力Ｘｂｓ＝Ｐｍａｘ／Ｘｂｓで充電するように設定する。そして、ステップＳ１４８に進む。

ステップＳ１２０の判定の結果がＹｅｓ、すなわち最大受電可能電力Ｐｍｂと充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍｂ×Ｘｂｓ）が最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えない場合、ステップＳ１２２では、最大受電可能電力Ｐｍｂと充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないバッテリユニットである充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍｂ×Ｘｂｓ）がバッテリユニットに接続されている電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘ以下であるかを判定する。

ステップＳ１２２の判定の結果がＹｅｓ、すなわち最大受電可能電力Ｐｍｂと充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍｂ×Ｘｂｓ）がバッテリユニットに接続されている電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘ以下の場合、ステップＳ１２４に進む。ステップＳ１２２の判定の結果がＮｏ、すなわち最大受電可能電力Ｐｍｂと充電候補バッテリユニットの本数Ｘｂｓの積（Ｐｍｂ×Ｘｂｓ）がバッテリユニットに接続されている電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを超える場合、ステップＳ１２６に進む。

ステップＳ１２４では、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂによって充電するように設定する。そして、ステップＳ１４８に進む。

ステップＳ１２６では、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力Ｐｍａｘを満充電ではないバッテリユニットの本数Ｘｃｌで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｃｌによって充電するように設定する。そして、ステップＳ１４８に進む。

ステップＳ１４８では、対象バッテリユニットを設定された充電電力で充電する。対象バッテリユニットおよび充電電力に関する情報が、充電特性決定部１１２等に含まれるメモリに格納されている場合には、本ステップで当該メモリから対象バッテリユニットおよび充電電力に関する情報を読み出し、充電制御部１１４によって対象バッテリユニットを設定された充電電力で充電する。

本処理では、所定の時間だけ対象バッテリユニットの充電を行う。所定の時間としては、３０秒、１分、５分、１０分、３０分など任意の時間を設定することができる。

ステップＳ１４８の次のステップＳ１５０では、充電対象のバッテリユニットの中で満充電のバッテリユニットが発生したか否かを判定する。

ステップＳ１５０の判定の結果がＮｏ、すなわち充電対象のバッテリユニットの中で満充電のバッテリユニットが発生しない場合は、ステップＳ１４８に戻り、充電を続ける。
ステップＳ１５０の判定の結果がＹｅｓ、すなわち充電対象のバッテリユニットの中で満充電のバッテリユニットが発生した場合は、ステップＳ１５２に進む。

ステップＳ１５２は、ステップＳ１０６と同じ処理を行う。
ステップＳ１５２の判定でＮｏ、すなわち充電制御処理を中止しないと判定された場合、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１５２の判定でＹｅｓ、すなわち充電制御処理を中止すると判定された場合、充電制御処理を終了する。
ステップＳ１４８〜Ｓ１５２の処理は図２の充電制御部１１４を用いて行われ得る。

（パターン型）
ステップＳ１１６の判定でパターン型と判定された場合、ますステップＳ１３４で、充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを、最大効率を与えるパターンの充電電力で充電するときのパターンを選択する。このときのパターンＰａｔｔｅｒｎ１は、

満たす最大のパターンである。Ｐａｔｔｅｒｎ１の充電電力をＰｂｓと設定する。

次のステップＳ１３６では、ステップＳ１３４で選択された充電電力ＰｂｓでＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓを計算する。総電力量Ｅｘｂｓは、

で定義される。

ステップＳ１３４の次のステップＳ１３６では、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを、最大効率を与えるパターンの充電電力で充電するときのパターンを選択する。

このときのパターンＰａｔｔｅｒｎ２は、

を満たす最大のパターンである。Ｐａｔｔｅｒｎ２の充電電力をＰｂｓと設定する。

次のステップＳ１４０では、ステップＳ１３４で選択された充電電力ＰｂｓでＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の、総電力量Ｅｃｌを計算する。総電力量Ｅｃｌは、

で定義される。

ステップＳ１３４〜Ｓ１３６の処理とステップＳ１３８〜Ｓ１４０の処理の順番は入れ替えても良い。

次に、ステップＳ１４２で、

であるか否かを判定する。

ステップＳ１４２の判定の結果がＹｅｓ、すなわちパターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力で充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓが、パターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力で満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｃｌより大きい場合、ステップＳ１４４に進む。

また、ステップＳ１４２の判定の結果がＮｏ、すなわちパターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力で充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓが、パターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力で満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｃｌ以下の場合、ステップＳ１４６に進む。

ステップＳ１４４では、パターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力Ｐｂｓで充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電するように設定する。そして、ステップＳ１４８に進む。

ステップＳ１４６では、パターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力で満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを充電するように設定する。そして、ステップＳ１４８に進む。
ステップＳ１１６〜Ｓ１４６の処理は、図２の充電特性決定部１１２を用いて行われ得る。

ステップＳ１４８以降の処理については既に説明した処理である。
このように、実施形態の情報処理装置および充電方法では、複数のバッテリユニットを備え、充電が必要なバッテリユニットに対して、供給される充電電力を電源が供給可能な最大電力に出来るだけ近づけるように制御し充電効率を改善することができる。

また、上記のような処理を行う充電装置をストレージシステム等の情報装置に用いることによって、高い電源バックアップ性能を得ることができる。

＜実施例１＞
図６ａ〜６ｂを参照して実施例１を説明する。
本例では、可変型で充電特性、すなわち対象バッテリと充電電力を設定する。以下では、充電特性の一つは電源からバッテリに供給される電力の値で規定されるものとするが、電流の値によって規定されても良い。

図６の（ａ）のように、バッテリ１〜４の４本のバッテリがあるとする。すなわち、搭載本数をＸｂ（上記のようにＸｍａｘとも書くことがある）とすると、Ｘｂ＝４である。
本例は、４本のバッテリの充電量の和が、バックアップ必要充電量に達していない場合の、充電方法の例である。本実施例では「バッテリ」という用語を用いて説明するが、「バッテリ」と「バッテリユニット」に置き換えても良い。

図５のステップＳ１００の処理のように、４本のバッテリのそれぞれの充電量または充電率を測定する。その結果、バッテリ１〜４の４本のバッテリのそれぞれの充電率がＣ１＝１００％、Ｃ２＝８０％、Ｃ３＝４０％、Ｃ４＝０％であるとする。

各バッテリの満充電状態での充電量Ｃｍａｘを２００ｍＡｈとする。もちろん、他の定格を有するバッテリを用いても構わない。

このとき、４本のバッテリのそれぞれの充電量は、
バッテリ１：Ｃ１＝２００［ｍＡｈ］×１００／１００［％］＝２００［ｍＡｈ］
バッテリ２：Ｃ２＝２００［ｍＡｈ］×８０／１００［％］＝１６０［ｍＡｈ］
バッテリ３：Ｃ２＝２００［ｍＡｈ］×４０／１００［％］＝８０［ｍＡｈ］
バッテリ４：Ｃ２＝２００［ｍＡｈ］×０／１００［％］＝０［ｍＡｈ］
である。

図６の（ｂ）では、図５のステップＳ１０４の処理のように、全てのバッテリが満充電であるかを判定する。もし、全てのバッテリが満充電であれば、充電制御処理は終了する。満充電閾値Ｃｆｐは９２％であるとすると、満充電レベルに達しているのは、バッテリ１のみで、充電率が満充電閾値Ｃｆｐを超えていないバッテリは３本あり、よって、満充電ではないバッテリの本数ＸｃｌはＸｃｌ＝３である。

次に図６の（ｃ）では、図５のステップＳ１１０の処理のように、４本のバッテリの充電量の和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達しているかを判定する。ここで、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを５６０とすれば、Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＝４４０であるので、４本のバッテリの充電量の和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達していない、

と判定される。

次に図６の（ｄ）では、まず図５のステップＳ１１２の処理のように、ベース充電量Ｃｂを計算する。

ベース充電量Ｃｂは、バックアップ必要充電量Ｃｂｋをバッテリの搭載本数Ｘｂ＝４で担うとき、バッテリ１本あたりが蓄えるべき充電量である。すなわち、
Ｃｂｋ／Ｘｂ＝５６０／４＝１４０［ｍＡｈ］
である。
これを充電率に換算すると、１４０／Ｃｍａｘ＝０．７＝７０％となる。

次に図５のステップＳ１１４の処理のように、充電率がバックアップ必要充電量Ｃｂｋである７０％を超えないバッテリを選定し、その本数Ｘｂｓを得る。充電率がバックアップ必要充電量Ｃｂｋである７０％を超えないバッテリは、バッテリ３とバッテリ４である。よって、充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないバッテリの数Ｘｂｓは、Ｘｂｓ＝２である。

図６の（ｅ）では、図５のステップＳ１１８の処理のように、バッテリ１個あたりの充電電力Ｐｂｓを、各バッテリが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂに設定する。

図６の（ｆ）では、図５のステップＳ１２０の処理のように、最大受電可能電力Ｐｍｂで充電した場合、最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えないかを判定する。

図６の（ｆ）の判定でＹｅｓ、すなわち最大受電可能電力Ｐｍｂで充電しても最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えない場合、図６の（ｇ）のように、給電側にまだ余裕がある。そこで、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリをバッテリの最大受電可能電力Ｐｍｂで充電できるかどうかを判定する。図６の（ｇ）の判定でＹｅｓ、すなわち、

の場合は、図６の（ｊ）のように、Ｘｃｌ＝３本のバッテリ、バッテリ２〜４を充電の対象バッテリとし、バッテリの最大受電可能電力Ｐｍｂで充電するように設定する。

図６の（ｇ）の判定でＮｏ、すなわち、

の場合は、図６の（ｋ）のように、Ｘｂｓ＝２本のバッテリ、バッテリ３〜４を充電の対象バッテリとし、バッテリの最大受電可能電力Ｐｍｂで充電するように設定する。

図６の（ｆ）の判定でＮｏ、すなわち最大受電可能電力Ｐｍｂで充電すると最大供給可能電力Ｐｍａｘを超える場合、図６の（ｈ）のように、供給側で供給可能な最大の電力で充電するように設定する。すなわち、充電電力ＰｂｓをＰｍａｘ／Ｘｂｓとする。

ここで、図６の（ｉ）のように、４つのバッテリのばらつきを抑えることが重要なので、対象バッテリはバッテリ３〜４の２本のバッテリである。

結局、図６の（ｌ）のように、Ｘｂｓ＝２本のバッテリを充電電力Ｐｍａｘ／Ｘｂｓで充電するように設定する。

充電の対象バッテリと充電電力が設定されたら、対象バッテリを設定された充電電力で充電する。

＜実施例２＞
図７を参照して実施例２を説明する。
本例でも実施例１と同様、可変型で充電特性、すなわち対象バッテリと充電電力を設定する。

図７の（ａ）のように、バッテリ１〜４の４本のバッテリがあるとする。すなわち、搭載本数をＸｂ（上記のようにＸｍａｘとも書くことがある）とすると、Ｘｂ＝４である。

本例は、４本のバッテリの充電量の和が、バックアップ必要充電量に達している場合の、充電方法の例である。

図７の（ａ）では、図５のステップＳ１００の処理のように、４本のバッテリのそれぞれの充電量または充電率を測定する。その結果、バッテリ１〜４の４本のバッテリのそれぞれの充電率がＣ１＝１００％、Ｃ２＝８０％、Ｃ３＝４０％、Ｃ４＝８０％であるとする。

各バッテリの満充電状態での充電量Ｃｍａｘを２００ｍＡｈとする。もちろん、他の定格を有するバッテリを用いても構わない。

このとき、４本のバッテリのそれぞれの充電量は、
バッテリ１：Ｃ１＝２００［ｍＡｈ］×１００／１００［％］＝２００［ｍＡｈ］
バッテリ２：Ｃ２＝２００［ｍＡｈ］×８０／１００［％］＝１６０［ｍＡｈ］
バッテリ３：Ｃ２＝２００［ｍＡｈ］×４０／１００［％］＝８０［ｍＡｈ］
バッテリ４：Ｃ２＝２００［ｍＡｈ］×８０／１００［％］＝１６０［ｍＡｈ］
である。

図７の（ｂ）では、図５のステップＳ１０４の処理のように、全てのバッテリが満充電であるかを判定する。もし、全てのバッテリが満充電であれば、充電制御処理は終了する。満充電閾値Ｃｆｐは９２％であるとすると、満充電レベルに達しているのは、バッテリ１のみで、充電率が満充電閾値Ｃｆｐを超えていないバッテリはバッテリ２〜４の３本あり、よって、満充電ではないバッテリの本数ＸｃｌはＸｃｌ＝３である。

次に図７の（ｃ）では、図５のステップＳ１１０の処理のように、４本のバッテリの充電量の和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達しているかを判定する。ここで、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを５６０とすれば、Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＝６００であるので、４本のバッテリの充電量の和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達している、つまり、

と判定される。

図７の（ｄ）では、図５の図５のステップＳ１３２の処理のように、バッテリ２〜４のＸｃｌ＝３本のバッテリを対象バッテリとし、Ｐｍａｘ／Ｘｃｌ≧Ｐｍｂの場合は充電電力Ｐｍｂで、Ｐｍａｘ／Ｘｃｌ＜Ｐｍｂの場合は充電電力Ｐｍａｘ／Ｘｃｌで充電するように設定する。

対象バッテリと充電電力が設定されたら、選択された対象バッテリを設定された充電電力で充電する。上記のような充電方法を採用することによって、一部のバッテリを交換した後など一部のバッテリの充電のみが必要な場合には、充電が必要なバッテリに対し、バッテリが受電可能な範囲内で、バッテリに供給される充電電流の値を電源が供給可能な最大電流に出来るだけ近づけるように制御することで、充電時間の短縮など充電効率を改善することができる。

また、上記の充電方法をストレージ装置やサーバ等の情報処理装置に用いることによって、高い信頼性を有する情報処理装置を得ることができる。

１０ ストレージ装置
１１ コントロールユニット
１２ バックプレーンボード
１３ バッテリユニット
１４ 電源ユニット
１００ 充電処理部
１０２ センサ（充電状態取得部）
１０４ 満充電状態判定部
１０６ バックアップ必要充電量算出判定部
１０８ ベース充電量算出部
１１０ 充電候補バッテリ選択部
１１２ 充電特性決定部
１１４ 充電制御部

この充電電力ＰｂｓでＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の、総電力量Ｅｘｃｌは、

である。

そして、パターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力で充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓと、パターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力で満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｃｌを比較し、値が大きい方の充電電力を選択する。

各バッテリユニット１３には、受けることが可能な電力が設定され、以下ではそれを最大受電可能電力Ｐｍｂとする。また、複数の電源ユニット１４がトータルで供給可能な電力を最大供給可能電力Ｐｍａｘとする。

充電処理部１００は、センサ１０２、満充電状態判定部１０４、バックアップ必要充電量算出判定部１０６、ベース充電量算出判定部１０８、充電候補バッテリ選択部１１０、充電特性決定部１１２、充電制御部１１４を含む。

バックアップ必要充電量算出部１０６では、まず、充電処理部１００に接続されている装置、たとえば、ストレージ装置１５を動作させるために必要な電力をバッテリユニット１３から供給するとき、全バッテリユニットが蓄えているべき充電量の総和であるバックアップ必要充電量Ｃｂｋを算出する。バックアップ必要充電量Ｃｂｋは、上記の（２）式、（３）式、（５）式、（６）式のいずれかで定義され得る。

次に、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニット１３を、最大効率を与えるパターンの充電電力で充電する場合の総電力量Ｅｘｃｌを計算する。このとき、電源が各バッテリユニットに供給する充電電力Ｐｂｓは、上記の（１４）式：

を満たす最大のパターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力であり、この充電電力ＰｂｓでＸｃｌ本のバッテリユニット１３を充電する場合の、総電力量Ｅｘｃｌは、上記の（１５）式：

となる。

そして、充電特性決定部１１２は、パターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力で充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓと、パターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力で満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｃｌを比較し、値が大きい方のバッテリユニットとパターン（Ｐａｔｔｅｒｎ１またはＰａｔｔｅｒｎ２）の電力を、対象バッテリユニットと充電電力の組として決定する。

このようなコントロールユニット１１を用いてストレージ装置１０の各部を構成するには、例えば、上述の各種の制御処理をＣＰＵ２０２に行わせるための制御プログラムを作成する。作成された制御プログラムはＲＯＭ２０６に格納しておいても良いし、外部の装置に格納しておいて、コントロールユニット１１の起動と同時にＲＡＭ２０４にロードしても良い。そして、ＣＰＵ２０２に所定の指示を与えてこの制御プログラムを読み出させて実行させる。こうすることで、図２に示されているストレージ装置１０の各部、すなわち満充電状態判定部１０４、バックアップ必要充電量算出判定部１０６、ベース充電量算出判定部１０８、充電候補バッテリ選択部１１０、充電特性決定部１１２、充電制御部１１４が備えている機能がＣＰＵ２０２により提供される。ＲＡＭ２０４またはＲＯＭ２０６には、パターン型で充電する場合の充電パターンや、ＣＰＵ２０２で計算された充電電力の値などが格納され、充電を制御する際に読み出される。

図４は、バッテリユニット１３の装置構成図の例である。バッテリユニット１３は、バッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３、マイコン１３４、ＦＥＴ１３６、１３８を含んでいる。マイコン１３４はさらに、マイコン制御部１３４０、電流制御部１３４２を含んでいる。

マイコン制御部１３４０は、コントロールユニット１１のＩ／Ｏ２０８に接続されている。マイコン制御部１３４０は、制御線１３０６を介してレギュレータ１３２に接続されている。電流制御部１３４２は、マイコン制御部１３４０と接続される。電流制御部１３４２は、バッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の各々に流れる電流を監視すると共に、マイコン制御部１３４０から受け取った指令に基づいてレギュレータ１３２を制御し、バッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３に流れる電流（充電電流）を調整する。ＦＥＴ１３６はレギュレータ１３２とバッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の間に配置され、マイコン制御部１３４０からの指令に基づいてバッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の各々のＯＮまたはＯＦＦを制御する。ＦＥＴ１３８は、バッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３とコントロールユニット１１のレギュレータ／ＤＤＣ２１４の間に配置され、マイコン制御部１３４０からの指令に基づいてバッテリ１３０−１、１３０−２、１３０−３の出力を制御する。

バッテリユニット１３のレギュレータ１３２、マイコン１３４、ＦＥＴ１３６、１３８は、コントロールユニット１１と組み合わされて、図２に示されているストレージ装置１０のセンサ１０２および充電制御部１１４が備える機能を実現する。

＜充電方法＞
図５Ａおよび図５Ｂを参照しながら、充電方法の例における処理の流れについて説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、充電方法の一実施形態の処理を示すフローチャートである。

以下では、「バッテリユニット」という用語を用いて説明することがあるが、図５Ａおよび図５Ｂのように「バッテリユニット」を「バッテリ」と読み替えても良い。一般に、バッテリユニットは複数のバッテリを含む。また、各バッテリに対して、受けることが可能な電力が仕様として設定されており、バッテリに対する最大受電可能電力もＰｍｂと記す。

ステップＳ１１０では、バッテリ充電量がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達しているか否かを判定する。バックアップ必要充電量Ｃｂｋは、上記の（２）式、（３）式、（５）式、（６）式のいずれかで定義され得る。本例では、バックアップ必要充電量Ｃｂｋは、上記の（５）式で定義されるので、本ステップでは、以下の（１７）式が成立するか否かを判定する。

ステップＳ１１６では、充電のタイプがパターン型か可変型かを判定する。パターン型か可変型かは、ハードウェアとしていずれかに設定されても良いし、ソフトウェアによって指定されても良い。可変型の場合は、ステップＳ１１８に進む。また、可変型の場合は、ステップＳ１３４に進む。また、パターン型の場合は、ステップＳ１３４に進む。

（可変型）
ステップＳ１１６の判定で可変型と判定された場合、まず、ステップＳ１１８でバッテリ単位あたりの充電電力Ｐｂｓを、各バッテリユニットが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂに設定する。

ステップＳ１２８では、電源が供給可能な電力である最大供給可能電力ＰｍａｘをＸｂｓで割った値Ｐｍａｘ／Ｘｂｓを求め、Ｐｂｓと設定する。ステップＳ１２８の次のステップＳ１３０では、充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電の対象バッテリユニットとし、充電電力Ｐｂｓ＝Ｐｍａｘ／Ｘｂｓで充電するように設定する。そして、ステップＳ１４８に進む。

（パターン型）
ステップＳ１１６の判定でパターン型と判定された場合、まずステップＳ１３４で、充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを、最大効率を与えるパターンの充電電力で充電するときのパターンを選択する。このときのパターンＰａｔｔｅｒｎ１は、

満たす最大のパターンである。Ｐａｔｔｅｒｎ１の充電電力をＰｂｓと設定する。

ステップＳ１３８では、ステップＳ１３４で選択された充電電力ＰｂｓでＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓを計算する。総電力量Ｅｘｂｓは、

で定義される。

このときのパターンＰａｔｔｅｒｎ２は、

を満たす最大のパターンである。Ｐａｔｔｅｒｎ２の充電電力をＰｃｌと設定する。

次のステップＳ１４０では、ステップＳ１３６で選択された充電電力ＰｃｌでＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の、総電力量Ｅｘｃｌを計算する。総電力量Ｅｘｃｌは、

で定義される。

＜実施例１＞
図６Ａおよび図６Ｂを参照して実施例１を説明する。本例では、可変型で充電特性、すなわち対象バッテリと充電電力を設定する。以下では、充電特性の一つは電源からバッテリに供給される電力の値で規定されるものとするが、電流の値によって規定されても良い。

図６Ａの（ａ）のように、バッテリ１〜４の４本のバッテリがあるとする。すなわち、搭載本数をＸｂ（上記のようにＸｍａｘとも書くことがある）とすると、Ｘｂ＝４である。
本例は、４本のバッテリの充電量の和が、バックアップ必要充電量に達していない場合の、充電方法の例である。本実施例では「バッテリ」という用語を用いて説明するが、「バッテリ」と「バッテリユニット」に置き換えても良い。

図５ＡのステップＳ１００の処理のように、４本のバッテリのそれぞれの充電量または充電率を測定する。その結果、バッテリ１〜４の４本のバッテリのそれぞれの充電率がＣ１＝１００％、Ｃ２＝８０％、Ｃ３＝４０％、Ｃ４＝０％であるとする。

図６Ａの（ｂ）では、図５ＡのステップＳ１０４の処理のように、全てのバッテリが満充電であるかを判定する。もし、全てのバッテリが満充電であれば、充電制御処理は終了する。満充電閾値Ｃｆｐは９２％であるとすると、満充電レベルに達しているのは、バッテリ１のみで、充電率が満充電閾値Ｃｆｐを超えていないバッテリは３本あり、よって、満充電ではないバッテリの本数ＸｃｌはＸｃｌ＝３である。

次に図６Ａの（ｃ）では、図５ＡのステップＳ１１０の処理のように、４本のバッテリの充電量の和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達しているかを判定する。ここで、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを５６０とすれば、Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＝４４０であるので、４本のバッテリの充電量の和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達していない、

と判定される。

次に図６Ａの（ｄ）では、まず図５ＡのステップＳ１１２の処理のように、ベース充電量Ｃｂを計算する。

次に図５ＡのステップＳ１１４の処理のように、充電率がバックアップ必要充電量Ｃｂｋである７０％を超えないバッテリを選定し、その本数Ｘｂｓを得る。充電率がバックアップ必要充電量Ｃｂｋである７０％を超えないバッテリは、バッテリ３とバッテリ４である。よって、充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないバッテリの数Ｘｂｓは、Ｘｂｓ＝２である。

図６Ｂの（ｅ）では、図５ＡのステップＳ１１８の処理のように、バッテリ１個あたりの充電電力Ｐｂｓを、各バッテリが受けることが可能な最大受電可能電力Ｐｍｂに設定する。

図６Ｂの（ｆ）では、図５ＢのステップＳ１２０の処理のように、最大受電可能電力Ｐｍｂで充電した場合、最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えないかを判定する。

図６Ｂの（ｆ）の判定でＹｅｓ、すなわち最大受電可能電力Ｐｍｂで充電しても最大供給可能電力Ｐｍａｘを超えない場合、図６Ｂの（ｇ）のように、給電側にまだ余裕がある。そこで、満充電ではないＸｃｌ本のバッテリをバッテリの最大受電可能電力Ｐｍｂで充電できるかどうかを判定する。図６Ｂの（ｇ）の判定でＹｅｓ、すなわち、

の場合は、図６Ｂの（ｊ）のように、Ｘｃｌ＝３本のバッテリ、バッテリ２〜４を充電の対象バッテリとし、バッテリの最大受電可能電力Ｐｍｂで充電するように設定する。

図６Ｂの（ｇ）の判定でＮｏ、すなわち、

の場合は、図６Ｂの（ｋ）のように、Ｘｂｓ＝２本のバッテリ、バッテリ３〜４を充電の対象バッテリとし、バッテリの最大受電可能電力Ｐｍｂで充電するように設定する。

図６Ｂの（ｆ）の判定でＮｏ、すなわち最大受電可能電力Ｐｍｂで充電すると最大供給可能電力Ｐｍａｘを超える場合、図６Ｂの（ｈ）のように、供給側で供給可能な最大の電力で充電するように設定する。すなわち、充電電力ＰｂｓをＰｍａｘ／Ｘｂｓとする。

ここで、図６Ｂの（ｉ）のように、４つのバッテリのばらつきを抑えることが重要なので、対象バッテリはバッテリ３〜４の２本のバッテリである。

結局、図６Ｂの（ｌ）のように、Ｘｂｓ＝２本のバッテリを充電電力Ｐｍａｘ／Ｘｂｓで充電するように設定する。

図７の（ａ）では、図５ＡのステップＳ１００の処理のように、４本のバッテリのそれぞれの充電量または充電率を測定する。その結果、バッテリ１〜４の４本のバッテリのそれぞれの充電率がＣ１＝１００％、Ｃ２＝８０％、Ｃ３＝４０％、Ｃ４＝８０％であるとする。

図７の（ｂ）では、図５ＡのステップＳ１０４の処理のように、全てのバッテリが満充電であるかを判定する。もし、全てのバッテリが満充電であれば、充電制御処理は終了する。満充電閾値Ｃｆｐは９２％であるとすると、満充電レベルに達しているのは、バッテリ１のみで、充電率が満充電閾値Ｃｆｐを超えていないバッテリはバッテリ２〜４の３本あり、よって、満充電で
はないバッテリの本数ＸｃｌはＸｃｌ＝３である。

次に図７の（ｃ）では、図５ＡのステップＳ１１０の処理のように、４本のバッテリの充電量の和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達しているかを判定する。ここで、バックアップ必要充電量Ｃｂｋを５６０とすれば、Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＝６００であるので、４本のバッテリの充電量の和がバックアップ必要充電量Ｃｂｋに達している、つまり、

と判定される。

図７の（ｄ）では、図５ＢのステップＳ１３２の処理のように、バッテリ２〜４のＸｃｌ＝３本のバッテリを対象バッテリとし、Ｐｍａｘ／Ｘｃｌ≧Ｐｍｂの場合は充電電力Ｐｍｂで、Ｐｍａｘ／Ｘｃｌ＜Ｐｍｂの場合は充電電力Ｐｍａｘ／Ｘｃｌで充電するように設定する。

次に、ステップＳ１４２で、

であるか否かを判定する。

ステップＳ１４２の判定の結果がＹｅｓ、すなわちパターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力で充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓが、パターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力で満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｃｌより大きい場合、ステップＳ１４４に進む。

また、ステップＳ１４２の判定の結果がＮｏ、すなわちパターンＰａｔｔｅｒｎ１の充電電力で充電率がベース充電量Ｃｂを超えていないＸｂｓ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｂｓが、パターンＰａｔｔｅｒｎ２の充電電力で満充電ではないＸｃｌ本のバッテリユニットを充電する場合の総電力量Ｅｘｃｌ以下の場合、ステップＳ１４６に進む。

Claims (10)

1. 複数のバッテリと、
   複数のバッテリを充電する電源ユニットと、
   前記複数のバッテリの各々の充電量および前記複数のバッテリの充電量の総和を得る充電状態取得部と、
   前記充電状態取得部で得られた前記複数のバッテリの各々の充電量および前記複数のバッテリの充電量の総和に基づいて、前記複数のバッテリのうち充電を必要とするバッテリである充電候補バッテリとその本数を決定する充電候補バッテリ選択部と、
   前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記充電候補バッテリの本数で割った値と、前記充電候補バッテリが受電可能な最大の電力である最大受電可能電力のうち、小さい方を充電電力として、前記充電候補バッテリを充電するように、充電するバッテリである対象バッテリと前記充電電力の組を決定する充電特性決定部と、
   前記充電特性決定部で決定された前記対象バッテリを、前記電源を用いて前記充電電力で充電するように制御する充電制御部と、
   を含む情報処理装置。
2. さらに、
   前記複数のバッテリのうち満充電状態ではないバッテリとその本数を決定する満充電状態判定部と、
   充電量が前記ベース充電量に達していないバッテリとその本数を決定する充電候補バッテリ選択部と、
   を含み、
   前記充電特性決定部前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記満充電状態ではないバッテリの本数で割った値と、前記最大供給可能電力ベース充電量に達していないバッテリの本数で割った値との比較に基づいて、前記充電候補バッテリを決定する、請求項１に記載の情報処理装置。
3. さらに、情報処理装置を前記複数のバッテリを用いて動作させるために各々のバッテリが蓄えているべき充電量であるベース充電量を算出するベース充電量算出部を含み、
   前記充電特性決定部は、前記複数のバッテリの充電量の総和が前記ベース充電量に達しているとき、前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記ベース充電量に達していないバッテリの本数で割った値と、前記バッテリが受電可能な最大の電力である最大受電可能電力の小さい方の電力である充電電力を用いて、前記ベース充電量に達していないバッテリを充電するように、前記対象バッテリと前記充電電力の組を決定する、請求項１または２に記載の情報処理装置。
4. 前記充電制御部は、充電開始後に新たに満充電状態となるバッテリがあれば、前記対象バッテリと前記充電電力の組をリセットする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
5. 前記充電特性決定部は、前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を満充電状態ではないバッテリの本数で割った値と、前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記ベース充電量に達していないバッテリの本数で割った値のうちの大きい方を前記充電電力として設定する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の充電制御装置。
6. 情報処理装置に含まれる複数のバッテリを電源ユニットを用いて充電を行う充電方法であって、
   前記複数のバッテリの各々の充電量および前記複数のバッテリの充電量の総和を得ることと、
   前記複数のバッテリのうち充電を必要とするバッテリである充電候補バッテリとその本数を決定することと、
   前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記充電候補バッテリの本数で割った値と、前記充電候補バッテリが受電可能な最大の電力である最大受電可能電力のうち、小さい方を充電電力として、前記充電候補バッテリを充電するように、充電するバッテリである対象バッテリと前記充電電力の組を決定することと、
   前記対象バッテリを、前記電源ユニットを用いて前記充電電力で充電するように制御することと、
   を含む充電方法。
7. さらに、
   前記複数のバッテリのうち満充電状態ではないバッテリとその本数を決定することと、
   充電量が前記ベース充電量に達していないバッテリとその本数を決定することと、
   を含み、
   前記対象バッテリと前記充電電力の組を決定することは、前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記満充電状態ではないバッテリの本数で割った値と、前記最大供給可能電力ベース充電量に達していないバッテリの本数で割った値との比較に基づいて、前記充電候補バッテリを決定する、請求項６に記載の方法。
8. さらに、前記情報処理装置を前記複数のバッテリを用いて動作させるために各々のバッテリが蓄えているべき充電量であるベース充電量を算出することを含み、
   前記複数のバッテリの充電量の総和が前記ベース充電量に達しているとき、前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記ベース充電量に達していないバッテリの本数で割った値と、前記バッテリが受電可能な最大の電力である最大受電可能電力の小さい方の電力である充電電力を用いて、前記ベース充電量に達していないバッテリを充電するように、前記対象バッテリと前記充電電力の組を決定する、請求項６または７に記載の方法。
9. さらに、充電開始後に新たに満充電状態となるバッテリがあれば、前記対象バッテリと前記充電電力の組をリセットすることを含む、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を満充電状態ではないバッテリの本数で割った値と、前記電源ユニットが供給可能な電力である最大供給可能電力を前記ベース充電量に達していないバッテリの本数で割った値のうちの大きい方を前記充電電力として設定する、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の方法。

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