(57)【要約】【課題】二次電池の充電状態の最適化に関するユーザの負担を軽減し、二次電池の長寿命の維持と電池容量の最大限の活用とを確実に両立できる電池式電気機器、及びその充電状態最適化方法の提供、を目的とする。【解決手段】スケジュール記録部４はユーザのスケジュールを記録する。ＳＯＣ（充電状態）最適化計画部５は、ユーザのスケジュールに基づき、二次電池２１のＳＯＣを計画する。計画された制御目標ＳＯＣは、二次電池２１の連続充電特性と、電池駆動時に確保すべき動作可能時間又は電力とを比較考量し、最適化される。例えば、電池駆動による長い動作時間が推定される期間近傍では制御目標ＳＯＣが満充電に設定され、ＡＣアダプタ１１による外部電源Ａへの長期間の接続が推定される期間では制御目標ＳＯＣが満充電より十分低く設定される。電源制御部３はＳＯＣに関する最適化計画に従い、二次電池２１の充放電を制御する。【選択図】　　　　図１
2004094607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）　二次電池を含む電池収納部；
（Ｂ）　外部電源又は前記二次電池からの電力を所定の直流電力へ変換し、かつ前記外部電源からの電力により前記二次電池を充電するための電源部；
（Ｃ）　ユーザのスケジュールを記録するためのスケジュール記録部；
（Ｄ）　前記スケジュールに応じ前記二次電池の充電状態に関する最適化計画を決定するための充電状態最適化計画部；及び、
（Ｅ）　前記最適化計画に基づき充放電条件を設定し、その充放電条件に従い前記電源部による前記二次電池の充放電を制御するための電源制御部；
を有する携帯情報機器。
【請求項２】
（Ａ）　ユーザのスケジュールを記録するステップ；
（Ｂ）　前記スケジュールに応じ、電池収納部内の二次電池の充電状態に関する最適化計画を決定するステップ；
（Ｃ）　前記最適化計画に基づき充放電条件を設定するステップ；及び、
（Ｄ）　前記充放電条件に従い、電源部による前記二次電池の充放電を制御するステップ；
を有する、携帯情報機器の充電状態最適化方法。
【請求項３】
請求項１記載の携帯情報機器内のＣＰＵを、前記スケジュール記録部、前記充電状態最適化計画部、及び前記電源制御部として機能させるための充電状態最適化プログラム。
【請求項４】
（ａ）　外部のネットワークとの間でデータ通信を行うための通信部；（ｂ）　二次電池を含む電池収納部；（ｃ）　外部電源又は前記二次電池からの電力を所定の直流電力へ変換し、かつ前記外部電源からの電力により前記二次電池を充電するための電源部；及び、（ｄ）　前記二次電池の充電状態に関する最適化計画に基づき充放電条件を設定し、その充放電条件に従い前記電源部による前記二次電池の充放電を制御するための電源制御部；を有する電池式電気機器、
に対し前記最適化計画を提供するための電池管理サーバであり、
（Ａ）　前記ネットワークとの間でデータ通信を行うためのネットワークインタフェース；
（Ｂ）　ユーザのスケジュールを記録するためのスケジュール記録部；
（Ｃ）　前記電池式電気機器による前記ネットワークへの接続を監視し、前記ネットワークへ接続された前記電池式電気機器のリストを作成し、又は更新するためのデバイスリスト管理部；及び、
（Ｄ）　前記スケジュールに応じ、前記リストに含まれる前記電池式電気機器のそれぞれについて前記最適化計画を決定し、それらの最適化計画を前記電池式電気機器のそれぞれへ通知するための充電状態最適化計画部；
を具備する、電池管理サーバ。
【請求項５】
（Ａ）　ユーザのスケジュールを記録するステップ；
（Ｂ）　電池式電気機器によるネットワークへの接続を監視するステップ；
（Ｃ）　前記ネットワークへ接続された前記電池式電気機器のリストを作成し、又は更新するステップ；
（Ｄ）　前記スケジュールに応じ、前記リストに含まれる前記電池式電気機器のそれぞれについて、その電池収納部内の二次電池の充電状態に関する最適化計画を前記電池管理サーバにより決定するステップ；
（Ｅ）　前記電池管理サーバから前記ネットワークを通し前記電池式電気機器のそれぞれへ前記最適化計画を通知するステップ；
（Ｆ）　前記電池式電気機器のそれぞれで、前記最適化計画に基づき充放電条件を設定するステップ；及び、
（Ｇ）　前記電池式電気機器のそれぞれで、前記充放電条件に従いそれぞれの電源部による前記二次電池の充放電を制御するステップ；
を有する、電池管理サーバによる電池式電気機器の充電状態最適化方法。
【請求項６】
請求項４記載の電池管理サーバ内のＣＰＵを、前記スケジュール記録部、前記デバイスリスト管理部、及び前記充電状態最適化計画部として機能させるための充電状態最適化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノートパソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、ディジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）、ディジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）、又は携帯型ＡＶ機器等の携帯情報機器に関し、特にそれらに内蔵される二次電池の充電状態（ＳＯＣともいう）を最適化するための方法に関する。
本発明は更に、ネットワーク上の電池式電気機器との間でデータ通信可能なサーバに関し、特にそのサーバによりネットワーク上の電池式電気機器のそれぞれに内蔵される二次電池の充電状態を最適化するための方法に関する。ここで、電池式電気機器には、上記の携帯情報機器の他に、例えば、電動ドリル、電動ノコギリ、及び電気芝刈り機等の電動工具；懐中電灯、コードレスクリーナ、コードレスアイロン、電気カミソリ、及び電動歯ブラシ等の家電製品；火災報知器、非常灯、防犯ベル、及び無停電電源（ＵＰＳ）等の防災機器；が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
電池式電気機器の多くは充電器を備える。ユーザは、それらの電池式電気機器を、非使用時、商用交流電源へ接続する。それにより、内蔵された二次電池を取り出すことなく、そのまま充電できる。こうして、ユーザは二次電池の挿抜に煩わされることなく、それらの電池式電気機器を円滑に使用できる。
【０００３】
従来の電池式電気機器は通常、二次電池を満充電に達するまで充電する。ここで、満充電（完全充電ともいう）とは、実質的な最大容量まで充電された二次電池の状態をいう。従来の電池式電気機器は更に、二次電池の自己放電を連続充電で補うことで、その満充電を維持する。こうして、次の電池駆動での動作可能時間が実質上常に最長に設定され、又は、供給可能な電力が実質上常に最大に設定される。
【０００４】
しかし、二次電池は、連続充電で満充電に長期間維持されるとき、一般に劣化する。すなわち、電池容量の上限が減少する。その劣化の程度、すなわち電池容量の上限の減少傾向（以下、連続充電特性という）は二次電池の種類により異なる。例えば、ニッケル−カドミウム蓄電池は連続充電下で長寿命を保つ。一方、リチウムイオン二次電池では、満充電に維持されるとき、多数のリチウム原子が負極のグラファイト層に集中し続け、そのグラファイト層を痛める。その結果、リチウムイオン二次電池は連続充電により劣化する。特に高温下では、その劣化が激しい。例えば、ノートパソコンが商用交流電源で駆動されるとき、ＣＰＵ等が高熱を発する状況下で、内蔵の二次電池は連続充電を受ける。その二次電池がリチウム二次電池であるとき、その寿命は著しく短縮する。
従って、二次電池をその種類や電池式電気機器の使用状況によらず一律に満充電に維持するのは、一般に好ましくない。
【０００５】
従来の電池式電気機器には、二次電池の充電状態を、満充電にもそれより低くにも維持できるものがある。
その一例が、特開２００１−３２７０９２号公報で開示される。その公報で開示されたノートパソコンは、内蔵の二次電池の残存容量を監視する。その残存容量が所定の下限を下回るとき、充電が開始される。一方、その残存容量が所定の上限を超えるとき、充電が終了し、又は放電が開始される。それにより、二次電池の充電状態が、その上限と下限との間の範囲内に維持される。
ここで、残存容量の上限と下限とは、ユーザにより選択された充電の態様に応じ変更される。例えば、通常の充電（ノーマルモード）が選択されるとき、残存容量の上限は満充電での電池容量とみなされ、下限は満充電での電池容量の９５％に設定される。一方、二次電池を長期間非使用状態で保存する目的での充電（保存モード）が選択されるとき、残存容量の上限と下限とは満充電での電池容量の８０％と５０％とにそれぞれ設定される。
【０００６】
その他の例が、特開２００２−５１４７８号公報、又は特開２００２−７８２２２号公報で開示される。それらの公報で開示された電池式電気機器はいずれもリチウムイオン二次電池を使用し、それに対し定電流定電圧充電を行う。
定電流定電圧充電では、まず、定電流制御により、充電電流が所定値に維持される。その定電流制御の期間では電池電圧が上昇する。充電が進み、電池電圧が所定値（以下、制御切換電圧という）に到達するとき、定電流制御は定電圧制御へ切り換えられ、充電電圧が維持される。定電圧制御の期間では、充電電流は徐々に減少する。充電電流が所定の閾値（以下、充電終止電流という）を下回るとき、充電は打ち切られる。
特開２００２−５１４７８号公報又は特開２００２−７８２２２号公報で開示される電池式電気機器は、制御切換電圧を減少させ、又は、充電終止電流を増大させ得る。それにより、二次電池の充電の充足率、すなわち充電終了時の充電状態を満充電から低下させ得る。
【０００７】
上記の例による電池式電気機器に対し、ユーザはその使用状況に合わせ、充電の態様又は充足率を選択する。
例えば、商用交流電源による駆動時、普段は保存モードを選択し、又は充足率を最大値から下げる。それにより、二次電池の充電状態が満充電より低く維持され、二次電池の劣化が抑制される。
一方、電池駆動が間近に予定されるとき、ユーザはノーマルモードを選択し、又は充足率を最大値まで上げる。それにより、二次電池が満充電まで充電されるので、次の電池駆動での動作可能時間が実質上最長に設定され、又は、供給可能な電力が実質上最大に設定される。
こうして、上記の例による電池式電気機器は、二次電池の寿命を十分に長く維持し、かつ、その電池容量を最大限に活用できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の例による従来の電池式電気機器では、充電の態様の切換時期、又は充足率の変更時期と設定値とをユーザが判断しなければならなかった。特に、二次電池の長寿命の維持と電池容量の最大限の活用とを同時に実現するには、ユーザが二次電池の充電状態を最適化しなければならなかった。
しかし、二次電池の最適な充電状態は、二次電池の種類、その劣化状態、電池式電気機器の種類、又はその電池駆動による使用頻度等、様々な要因に依存し変化する。従って、保存モードとノーマルモードとの間の切換時期、又は充足率の変更時期と設定値とを、ユーザが適切に判断することは困難であった。
特に、同じユーザが多種多様な電池式電気機器を使用するとき、それぞれの機器別に充電の態様又は充足率を設定しなければならず、ユーザにとって大きな負担であった。
【０００９】
本発明は、二次電池の充電状態の最適化に関するユーザの負担を軽減し、二次電池の長寿命の維持と電池容量の最大限の活用とを確実に両立できる電池式電気機器、及びその充電状態最適化方法の提供、を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による携帯情報機器は、
（Ａ）　二次電池を含む電池収納部；
（Ｂ）　外部電源又は二次電池からの電力を所定の直流電力へ変換し、かつ外部電源からの電力により二次電池を充電するための電源部；
（Ｃ）　ユーザのスケジュールを記録するためのスケジュール記録部；
（Ｄ）　そのスケジュールに応じ二次電池の充電状態に関する最適化計画を決定するための充電状態最適化計画部；及び、
（Ｅ）　その最適化計画に基づき充放電条件を設定し、その充放電条件に従い電源部による二次電池の充放電を制御するための電源制御部；
を有する。
【００１１】
ここで、携帯情報機器は、例えば、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話、ＤＳＣ、ＤＶＣ、又は携帯型ＡＶ機器を含む。
二次電池の充電状態（ＳＯＣともいう）とは、満充電での電池容量に対する残存容量の割合をいう。
二次電池の充電状態に関する最適化計画とは、制御目標の充電状態の設定についての計画をいい、例えばその設定予定期間と内容との対応表をいう。
制御目標の充電状態とは、上記の携帯情報機器の外部電源への接続時に維持されるべき二次電池の充電状態をいい、例えば、単独の値又は範囲で表される。その他に、満充電までの充電か、満充電より低い充電状態までの充電か、という態様の相違で表されても良い。
【００１２】
上記の最適化計画は次のように決定される。
携帯情報機器は一般に、ユーザのスケジュールを記録するためのアプリケーション（以下、スケジューラという）を搭載する。上記の携帯情報機器ではスケジュール記録部がスケジューラにより機能する。スケジュール記録部はユーザのスケジュールに関するデータを、所定のファイル形式で記録する。
【００１３】
充電状態最適化計画部はまず、記録されたユーザのスケジュールに関するファイルを参照し、そのユーザによる上記の携帯情報機器の使用予定を推定する。その使用予定には例えば、外部電源への接続の有無、電池駆動の頻度、動作／待機時間、使用目的、又は消費電力が含まれる。
例えば、ユーザが勤務先又は自宅に長時間滞在するとき、その期間では上記の携帯情報機器は外部電源（例えば商用交流電源）へ接続される、と充電状態最適化計画部は推定しても良い。一方、ユーザが頻繁に外出し、又は出張等で長時間移動するとき、その期間では電池駆動の頻度が高く、又は電池駆動による動作／待機時間が長い、と推定しても良い。更に、ユーザの滞在予定場所又は行動予定から上記の携帯情報機器の使用目的（例えば起動目的のアプリケーション又は機能部）を推定し、その消費電力を概算しても良い。
【００１４】
充電状態最適化計画部は次に、推定された携帯情報機器の使用予定に応じ、外部電源への接続が推定される期間のそれぞれについて、制御目標の充電状態を決定する。
ここで、制御目標の充電状態は、例えば、連続充電下で保存される電池容量の減少傾向（以下、連続充電特性という）と、次の電池駆動時に確保すべき動作可能時間又は電力とを比較考量し、最適化される。例えば、次の電池駆動で長い動作時間又は大きな消費電力が推定されるとき、制御目標の充電状態は満充電に設定されても良い。一方、外部電源への長い接続時間が推定されるとき、連続充電による劣化を抑制する目的で、制御目標の充電状態が満充電より低く設定されても良い。
こうして、上記の最適化計画が決定される。
【００１５】
電源制御部は上記の最適化計画に基づき充放電条件を決定する。ここで、充放電条件とは、二次電池の充放電に対する制御で必要なパラメータの設定条件をいう。電源制御部は二次電池について、制御目標の充電状態と実際の充電状態とを比較し、放電を要するときは放電条件を設定し、充電を要するときは充電条件を設定する。
【００１６】
二次電池の放電は通常、定電流制御で行われ、放電電流又は電池電圧が監視される。放電電流の積算値（放電電気量）が目標値まで増大し、又は電池電圧が目標値（放電終止電圧）まで降下するとき、制御目標の充電状態が実現される。従って、放電条件は例えば、放電電流の設定値、放電時間、放電開始／終了時刻、放電電気量の目標値、又は放電終止電圧を規定する。
【００１７】
二次電池の充電制御は一般に二次電池の種類ごとに異なる方式で実行される。
例えば、ニッケル−カドミウム蓄電池又はニッケル−水素蓄電池に対しては、定電流充電が行われる。そのとき、充電電流、電池電圧、又は電池温度が監視される。充電電流の積算値（充電電気量）が目標値まで増大し、又は、電池電圧若しくは温度が目標値（充電終止電圧若しくは温度）まで上昇するとき、制御目標の充電状態が実現される。従って、充電条件は例えば、充電電流の設定値、充電時間、充電開始／終了時刻、充電電気量の目標値、又は、充電終止電圧、若しくは温度を規定する。
【００１８】
リチウムイオン二次電池に対しては、定電流定電圧充電が行われる。定電流定電圧充電では、まず充電電流が一定に維持され、電池電圧が監視される。電池電圧が制御切換電圧に到達するとき、充電電圧が一定に維持され、充電電流が監視される。充電電流が充電終止電流まで減衰するとき、制御目標の充電状態が実現される。従って、充電条件は例えば、充電電流の設定値、充電時間、充電開始／終了時刻、充電電気量の目標値、制御切換電圧、又は充電終止電流を規定する。
【００１９】
電源制御部は上記のような充放電条件に従い、電源部による二次電池の充放電を制御し、制御目標の充電状態を実現する。こうして、二次電池の充電状態が最適化され、二次電池の長寿命の維持と電池容量の最大限の活用とが両立される。
ユーザはそのとき、スケジューラにより自身のスケジュールを記録するだけで良い。従って、二次電池の充電状態に対する管理負担が軽減される。
【００２０】
本発明による携帯情報機器の充電状態最適化プログラムは、上記の本発明による携帯情報機器内のＣＰＵを、上記のスケジュール記録部、充電状態最適化計画部、及び電源制御部として機能させる。それにより、一般的な携帯情報機器を本発明によるものとして機能させ得る。
【００２１】
本発明による携帯情報機器の充電状態最適化方法は、
（Ａ）　ユーザのスケジュールを記録するステップ；
（Ｂ）　そのスケジュールに応じ、電池収納部内の二次電池の充電状態に関する最適化計画を決定するステップ；
（Ｃ）　その最適化計画に基づき充放電条件を設定するステップ；及び、
（Ｄ）　その充放電条件に従い、電源部による二次電池の充放電を制御するステップ；
を有する。
ここで、「二次電池の充電状態」、それに関する「最適化計画」、及び「充放電条件」のそれぞれは、上記の本発明による携帯情報機器の説明内で定義されるものと同様に定義される。
【００２２】
ユーザのスケジュールを記録するステップは例えば、一般的な携帯情報機器に搭載されるスケジューラを利用し、実行されても良い。
上記の最適化計画を決定するステップでは、まず、記録されたユーザのスケジュールに基づき、そのユーザによる携帯情報機器の使用予定が推定される。その使用予定には例えば、外部電源への接続の有無、電池駆動の頻度、動作／待機時間、使用目的、又は消費電力が含まれる。
次に、推定された携帯情報機器の使用予定に応じ、外部電源への接続が推定される期間のそれぞれについて、制御目標の充電状態が決定される。ここで、「制御目標の充電状態」は、上記の本発明による携帯情報機器の説明内で定義されたものと同様に定義される。制御目標の充電状態は例えば、二次電池の連続充電特性と、次の電池駆動時に確保すべき動作可能時間又は電力とを比較考量し、最適化される。
【００２３】
充放電条件を決定するステップでは、二次電池について制御目標の充電状態と実際の充電状態とが比較され、放電を要するときは放電条件が設定され、充電を要するときは充電条件が設定される。
放電条件は例えば、放電電流の設定値、放電時間、放電開始／終了時刻、放電電気量の目標値、又は放電終止電圧を規定する。
充電条件は例えば、充電電流の設定値、充電時間、充電開始／終了時刻、充電電気量の目標値、充電終止電圧／温度、制御切換電圧、又は充電終止電流を規定する。
【００２４】
二次電池の充放電を制御するステップでは、上記のような充放電条件に従って制御が実行され、制御目標の充電状態が実現される。
こうして、二次電池の充電状態が最適化され、二次電池の長寿命の維持と電池容量の最大限の活用とが両立される。
ユーザはそのとき、スケジューラにより自身のスケジュールを記録するだけで良い。従って、二次電池の充電状態に対する管理負担が軽減される。
【００２５】
本発明による電池管理サーバは、
（ａ）　外部のネットワークとの間でデータ通信を行うための通信部；（ｂ）　二次電池を含む電池収納部；（ｃ）　外部電源又は二次電池からの電力を所定の直流電力へ変換し、かつ外部電源からの電力により二次電池を充電するための電源部；及び、（ｄ）　二次電池の充電状態に関する最適化計画に基づき充放電条件を設定し、その充放電条件に従い電源部による二次電池の充放電を制御するための電源制御部；を有する電池式電気機器、
に対し上記の最適化計画を提供するためのサーバであり、
（Ａ）　上記のネットワークとの間でデータ通信を行うためのネットワークインタフェース；
（Ｂ）　ユーザのスケジュールを記録するためのスケジュール記録部；
（Ｃ）　電池式電気機器による上記のネットワークへの接続を監視し、そのネットワークへ接続された電池式電気機器のリストを作成し、又は更新するためのデバイスリスト管理部；及び、
（Ｄ）　ユーザのスケジュールに応じ、上記のリストに含まれる電池式電気機器のそれぞれについて上記の最適化計画を決定し、それらの最適化計画を電池式電気機器のそれぞれへ通知するための充電状態最適化計画部；
を具備する。
【００２６】
ここで、「二次電池の充電状態」、それに関する「最適化計画」、及び「充放電条件」のそれぞれは、上記の本発明による携帯情報機器の説明内でのものと同様に定義される。
上記のネットワークは例えばＩＰネットワークであり、好ましくはＩＥＥＥ８０２．３に準拠のネットワークである。その他に、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）、ＵＳＢ、又はＩＥＥＥ１３９４に準拠したネットワークであっても良い。更に、電力線通信技術（ＰＬＣ）により電力線を利用したネットワークであっても良い。そのとき、上記の電池式電気機器内の通信部は電源部を通し、ネットワークとの間のデータ通信を実行する。
【００２７】
上記の電池式電気機器は、携帯情報機器の他に、例えば、電動ドリル、電動ノコギリ、及び電気芝刈り機等の電動工具；懐中電灯、コードレスクリーナ、コードレスアイロン、コードレス電話、電気カミソリ、及び電動歯ブラシ等の家電製品；火災報知器、非常灯、防犯ベル、及びＵＰＳ等の防災機器；を含む。
【００２８】
上記の電池管理サーバは、例えばプラグアンドプレイ（ＰｎＰ）により、ネットワーク上の電池式電気機器を自動的に認識する。そのとき、デバイスリスト管理部が、ネットワーク上の電池式電気機器のリスト（以下、デバイスリストという）を作成し、又は更新する。
上記の電池管理サーバは好ましくはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。その他に、上記の電池管理サーバ自身が、デバイスリストに含まれる電池式電気機器の一つであっても良い。そのとき、特に好ましくは、その電池管理サーバが携帯情報機器である。
【００２９】
上記の電池管理サーバは、デバイスリストに含まれる電池式電気機器のそれぞれについて、最適化計画を次のように決定する。
ＰＣ及び携帯情報機器は一般に、スケジューラを搭載する。上記の電池管理サーバでは、スケジュール記録部がスケジューラにより機能する。スケジュール記録部はユーザのスケジュールに関するデータを所定のファイル形式で記録する。
ここで、上記の電池管理サーバでは、スケジュール記録部が複数のユーザについてそれぞれのスケジュールを記録しても良い。特に、スケジュール記録部が、電池管理サーバとは異なるＰＣ及び携帯情報機器のそれぞれのスケジューラにより記録されたユーザのスケジュールに関するファイルを、上記のネットワークを通しインポートしても良い。
【００３０】
充電状態最適化計画部はまず、記録された（一般に複数の）ユーザのスケジュールに関するファイルとデバイスリストとを参照し、それらのユーザによるデバイスリスト中の電池式電気機器のそれぞれの使用予定を推定する。その使用予定には例えば、外部電源への接続の有無、電池駆動の頻度、動作／待機時間、使用目的、又は消費電力が含まれる。
【００３１】
例えば、ユーザが勤務先又は自宅に長時間滞在するとき、その期間では、ノートパソコン等の携帯情報機器は外部電源（例えば商用交流電源）へ接続され、電気カミソリ等の電池式家電製品は頻繁に又は長時間電池で駆動される、と充電状態最適化計画部は推定しても良い。
ユーザが頻繁に外出し、又は出張等で長時間移動するとき、その期間では上記の期間とは逆に、電気カミソリ等の電池式家電製品が外部電源へ接続され、ノートパソコン等の携帯情報機器が頻繁に又は長時間電池で駆動される、と充電状態最適化計画部は推定しても良い。
その他に、例えば電動ドリル等の電池式電動工具は、日曜大工等の趣味での利用を目的とするとき、平日では外部電源へ接続された状態で待機し、週末又はユーザの休暇中では頻繁に又は長時間電池で駆動される、と充電状態最適化計画部は推定しても良い。
【００３２】
充電状態最適化計画部は次に、電池式電気機器のそれぞれに対し、推定された使用予定に応じ、外部電源への接続が推定される期間のそれぞれについて、制御目標の充電状態を決定する。ここで、「制御目標の充電状態」は、上記の本発明による携帯情報機器の説明内で定義されたものと同様に定義される。
制御目標の充電状態は、例えば、それぞれの電池式電気機器内の二次電池の連続充電特性と、次の電池駆動時に確保すべき動作可能時間又は電力とを比較考量し、最適化される。
こうして、充電状態最適化計画部はネットワーク上の電池式電気機器のそれぞれについて上記の最適化計画を決定し、電池式電気機器のそれぞれへ通知する。
【００３３】
上記の電池管理サーバから上記の最適化計画を通知された電池式電気機器のそれぞれでは、電源制御部がその最適化計画に基づき充放電条件を決定する。すなわち、二次電池について制御目標の充電状態と実際の充電状態とを比較し、放電を要するときは放電条件を設定し、充電を要するときは充電条件を設定する。
放電条件は例えば、放電電流の設定値、放電時間、放電開始／終了時刻、放電電気量の目標値、又は放電終止電圧を規定する。
充電条件は例えば、充電電流の設定値、充電時間、充電開始／終了時刻、充電電気量の目標値、充電終止電圧／温度、制御切換電圧、又は充電終止電流を規定する。
【００３４】
電源制御部はそれらの充放電条件に従い、電源部による二次電池の充放電を制御し、制御目標の充電状態を実現する。
こうして、ネットワーク上の電池式電気機器のそれぞれで二次電池の充電状態が最適化され、二次電池の長寿命の維持と電池容量の最大限の活用とが両立される。
ユーザは、上記の電池管理サーバのスケジューラにより自身のスケジュールを記録するだけで、ネットワーク上の電池式電気機器のそれぞれの充電状態を一括管理できる。従って、ユーザの管理負担が軽減される。
【００３５】
本発明による電池管理サーバの充電状態最適化プログラムは、上記の本発明による電池管理サーバ内のＣＰＵを、上記のスケジュール記録部、デバイスリスト管理部、及び充電状態最適化計画部として機能させる。それにより、一般的なサーバを本発明によるものとして機能させ得る。
【００３６】
本発明による電池管理サーバでの電池式電気機器の充電状態最適化方法は、
（Ａ）　ユーザのスケジュールを記録するステップ；
（Ｂ）　電池式電気機器によるネットワークへの接続を監視するステップ；
（Ｃ）　ネットワークへ接続された電池式電気機器のリストを作成し、又は更新するステップ；
（Ｄ）　スケジュールに応じ、リストに含まれる電池式電気機器のそれぞれについて、その電池収納部内の二次電池の充電状態に関する最適化計画を決定するステップ；
（Ｅ）　電池管理サーバからネットワークを通し電池式電気機器のそれぞれへ最適化計画を通知するステップ；
（Ｆ）　電池式電気機器のそれぞれで、最適化計画に基づき充放電条件を設定するステップ；及び、
（Ｇ）　電池式電気機器のそれぞれで、充放電条件に従いそれぞれの電源部による二次電池の充放電を制御するステップ；
を有する。
【００３７】
ここで、「二次電池の充電状態」、それに関する「最適化計画」、及び「充放電条件」のそれぞれは、上記の本発明による携帯情報機器の説明内でのものと同様に定義される。更に、「ネットワーク」、「電池式電気機器」、及び「電池管理サーバ」は、上記の本発明による電池管理サーバでのものと同様である。
【００３８】
ユーザのスケジュールを記録するステップでは、例えば電池管理サーバにより一般に搭載されるスケジューラが利用され、一般に複数のユーザのスケジュールが記録される。その他に、ネットワーク上の電池管理サーバ以外のＰＣ又は携帯情報機器に搭載されるスケジューラが利用されても良い。そのとき、ユーザのスケジュールに関するファイルはネットワークを通し、電池管理サーバへアップロードされる。
【００３９】
ネットワーク上の電池式電気機器のリストを作成／更新するステップでは、例えばＰｎＰにより上記の電池管理サーバがネットワーク上の電池式電気機器を自動的に認識し、そのリスト、すなわちデバイスリストを作成し、又は更新する。
【００４０】
上記の最適化計画を決定するステップでは、上記の電池管理サーバが上記の最適化計画を次のように決定する。
電池管理サーバではまず、記録された（一般に複数の）ユーザのスケジュールとデバイスリストとに基づき、それらのユーザによるデバイスリスト中の電池式電気機器のそれぞれの使用予定が推定される。その使用予定には、例えば、外部電源への接続の有無、電池駆動の頻度、動作／待機時間、使用目的、又は消費電力が含まれる。それらの使用予定の推定は、例えば上記の本発明による電池管理サーバでの推定と同様に実行される。
【００４１】
次に、ネットワーク上の電池式電気機器のそれぞれに対し、推定された使用予定に応じ、外部電源への接続が推定される期間のそれぞれについて、制御目標の充電状態が決定される。ここで、「制御目標の充電状態」は、上記の本発明による携帯情報機器の説明内で定義されたものと同様に定義される。
制御目標の充電状態は、例えば、それぞれの電池式電気機器内の二次電池の連続充電特性と、次の電池駆動時に確保すべき動作可能時間又は電力とを比較考量し、最適化される。
こうして、ネットワーク上の電池式電気機器のそれぞれについて上記の最適化計画が決定され、電池管理サーバから電池式電気機器のそれぞれへ通知される。
【００４２】
上記の電池管理サーバから上記の最適化計画を通知された電池式電気機器のそれぞれでは、電源制御部がその最適化計画に基づき充放電条件を決定する。すなわち、二次電池について制御目標の充電状態と実際の充電状態とを比較し、放電を要するときは放電条件を設定し、充電を要するときは充電条件を設定する。
放電条件は例えば、放電電流の設定値、放電時間、放電開始／終了時刻、放電電気量の目標値、又は放電終止電圧を規定する。
充電条件は例えば、充電電流の設定値、充電時間、充電開始／終了時刻、充電電気量の目標値、充電終止電圧／温度、制御切換電圧、又は充電終止電流を規定する。
【００４３】
電源制御部はそれらの充放電条件に従い、電源部による二次電池の充放電を制御し、制御目標の充電状態を実現する。
こうして、ネットワーク上の電池式電気機器のそれぞれで、二次電池の充電状態が最適化され、二次電池の長寿命の維持と電池容量の最大限の活用とが両立される。
ユーザは、上記の電池管理サーバのスケジューラにより自身のスケジュールを記録するだけで、ネットワーク上の電池式電気機器のそれぞれの充電状態を一括管理できる。従って、ユーザの管理負担が軽減される。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最適な実施の形態について、その好ましい実施例を挙げて、図面を参照しつつ説明する。
【００４５】
《実施例１》
図１は、本発明の実施例１によるノートパソコン１０での電池管理に関するブロック図である。
電源部１は外部電源Ａ又は電池収納部２内の二次電池２１からの電力を所定の直流電力へ変換し、ノートパソコン１０内の各部へ供給する。
電源部１は、ＡＣアダプタ１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、及び、充電部１３を含む。
ＡＣアダプタ１１は交流の外部電源Ａへ接続されるとき、その電源Ａから供給される交流電力を直流電力へ変換し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２及び充電部１３へ送出する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、ＡＣアダプタ１１又は二次電池２１から直流電力を入力し、所定の直流電圧でノートパソコン１０内の各部へ出力する。
充電部１３は、ＡＣアダプタ１１からの直流電力により二次電池２１を充電する。
【００４６】
電池収納部、すなわちバッテリパック２は、二次電池２１と電池管理システム（ＢＭＵ）２２とを含み、ノートパソコン１０の筐体から分離可能である。
二次電池２１は、好ましくはリチウムイオン二次電池である。その他に、ニッケル−カドミウム蓄電池、又はニッケル−水素蓄電池であっても良い。
ＢＭＵ２２は、二次電池２１の電圧、電流、及び温度を監視する。更に、内蔵のＣＰＵにより、二次電池２１に関する情報を処理し、又は電源制御部３との間でデータ通信を行う。ここで、二次電池２１に関する情報は、二次電池２１の電圧、電流、及び温度の測定値、残存容量、並びに、識別情報（例えば、電池の種類、定格容量、及び定格電圧）を含む。ここで、二次電池２１の残存容量は、電池電流の積算又は電池電圧／温度と電池容量との関係（充放電特性）に基づき、ＢＭＵ２２により算出される。これらの二次電池２１に関する情報は更に、電源制御部３へ通知される。
【００４７】
ノートパソコン１０のＣＰＵ（図示せず）は、例えばノートパソコン１０内蔵のＨＤＤ（図示せず）に記録された所定のプログラムを実行し、電源制御部３として機能する。
電源制御部３は、特にＡＣアダプタ１１が外部電源Ａへ接続されるとき、電源部１内のＤＣ／ＤＣコンバータ１２による二次電池２１の放電と、充電部１３による二次電池２１の充電とをそれぞれ制御する。それにより、二次電池２１の充電状態（以下、ＳＯＣという）を所定の制御目標値又は範囲内に維持する。
具体的には、電源制御部３はまず、ＢＭＵ２２から通知されたＳＯＣを制御目標値又は範囲と比較する。そのＳＯＣが制御目標値又は範囲を超えるとき、放電条件を設定し、適切な電気量を二次電池２１から放電させる。一方、ＳＯＣが制御目標値又は範囲を下回るとき、充電条件を設定し、適切な電気量を二次電池２１へ充電する。
【００４８】
電源制御部３は二次電池２１の放電に対し、定電流制御を行う。そのとき、放電条件として、例えば、放電電流の設定値、放電時間、放電開始／終了時刻、放電電気量（放電電流の積算値）の目標値、又は放電終止電圧を規定する。
二次電池２１の放電期間では、ＢＭＵ２２は放電電流と電池電圧とを監視する。放電電気量の目標値への到達、又は電池電圧の放電終止電圧までの降下がＢＭＵ２２から通知されるとき、電源制御部３はＤＣ／ＤＣコンバータ１２を停止し、二次電池２１の放電を止める。こうして、所定の電気量が二次電池２１から放電される。
【００４９】
二次電池２１がリチウムイオン二次電池であるとき、電源制御部３は二次電池２１に対し、定電流定電圧充電を行う。そのとき、充電条件として、例えば、充電電流の設定値、充電時間、充電開始／終了時刻、充電電気量の目標値、制御切換電圧、又は充電終止電流を規定する。
定電流定電圧充電では、電源制御部３はまず充電電流を一定に維持し、ＢＭＵ２２は電池電圧を監視する。電池電圧の制御切換電圧への到達がＢＭＵ２２から通知されるとき、電源制御部３は充電電圧を一定に維持し、ＢＭＵ２２は充電電流を監視する。充電電流の充電終止電流までの減衰がＢＭＵ２２から通知されるとき、電源制御部３は充電部１３を停止し、二次電池２１の充電を止める。こうして、所定の電気量が二次電池２１へ充電される。
ここで、充電電気量は制御切換電圧又は充電終止電流により調節される。例えば、充電電気量を低減するには、制御切換電圧を低く、又は充電終止電流を大きく設定すれば良い。
【００５０】
ノートパソコン１０のＣＰＵ（図示せず）は、例えばノートパソコン１０内蔵のＨＤＤ（図示せず）に記録されたスケジューラを実行し、スケジュール記録部４として機能する。ここで、スケジューラはユーザのスケジュールを記録し管理するためのアプリケーションであり、例えば一般的な携帯情報機器に搭載されたもので良い。
スケジュール記録部４は、ユーザによりキーボード又はマウス（図示せず）を通し入力されたユーザのスケジュールに関するデータを、例えば上記のＨＤＤ、又はメモリカード等の不揮発性メモリへ記録する。
ここで、ノートパソコン１０が複数のユーザにより共用されるとき、スケジュール記録部４はそれぞれのユーザのスケジュールに関するデータを記録する。
【００５１】
ノートパソコン１０のＣＰＵ（図示せず）は、例えばノートパソコン１０内蔵のＨＤＤ（図示せず）に記録された所定のプログラムを実行し、充電状態（ＳＯＣ）最適化計画部５として機能する。
ＳＯＣ最適化計画部５は、ユーザのスケジュールに基づき二次電池２１のＳＯＣに関する最適化計画を決定し、電源制御部３へ通知する。
ここで、その最適化計画とは、二次電池２１の制御目標ＳＯＣの設定についての計画をいい、例えば、ＳＯＣの設定予定期間ごとの制御目標値又は範囲（以下、制御目標ＳＯＣという）で表される。
【００５２】
その最適化計画で設定される二次電池２１の制御目標ＳＯＣは、例えば、二次電池２１の連続充電特性と、次の電池駆動時に確保すべき動作可能時間又は電力とを比較考量し、最適化される。例えば、次の電池駆動で長い動作時間又は大きな消費電力が推定されるとき、制御目標ＳＯＣは満充電に設定されても良い。一方、ＡＣアダプタ１１が外部電源Ａへ長期間接続され続けるとき、連続充電による二次電池２１の劣化を抑制する目的で、制御目標ＳＯＣが満充電より十分低く設定されても良い。
【００５３】
ＳＯＣ最適化計画部５による二次電池２１のＳＯＣに関する最適化計画の決定、及びその最適化計画に基づく電源制御部３による二次電池２１のＳＯＣ管理は、具体的には次のように行われる。
図２は、上記の最適化計画の決定、及びその最適化計画に基づく上記のＳＯＣ管理を示すフローチャートである。
＜ステップＳ１＞
ユーザがスケジューラにより、自身のスケジュールをノートパソコン１０へ入力する。スケジュール記録部４は入力されたユーザのスケジュールに関するデータを、所定のファイル形式で記録する。
【００５４】
＜ステップＳ２＞
ＳＯＣ最適化計画部５は、スケジュール記録部４により記録されたユーザのスケジュールに関するファイルを参照する。更に、そのスケジュールに基づき、ユーザによるノートパソコン１０の使用予定を推定する。その使用予定には例えば、ＡＣアダプタ１１を通した外部電源Ａへの接続の有無、電池駆動の頻度、動作／待機時間、使用目的、又は消費電力が含まれる。
【００５５】
図３は、スケジュール記録部４により記録されたユーザのスケジュールの一例、そのスケジュールに基づきＳＯＣ最適化計画部５により推定されたノートパソコン１０の使用予定、及び、その使用予定に基づきＳＯＣ最適化計画部５により計画された制御目標ＳＯＣを示す表である。図３では、その第一行と第二行とが８月５〜２２日でのユーザのスケジュールを示し、第三行と第四行とが推定されたノートパソコン１０の使用予定を示し、第五行が制御目標ＳＯＣの計画を示す。
【００５６】
８月５〜２２日でのユーザのスケジュールによれば、７〜８日と２１日とには出張が予定され、１２〜１６日には休暇が予定される。更に、１０日、１１日、１７日、及び１８日は休日である。
ＳＯＣ最適化計画部５はこのスケジュールに基づき、このユーザによるノートパソコン１０の使用予定を次のように推定する。
図３の例では、ノートパソコン１０の使用予定は電池駆動の頻度とその動作時間とから成る。ここで、電池駆動の頻度を高／低の二段階に分け、電池駆動の動作時間を長／短の二段階に分ける。その他に、それぞれを三段階以上に細かく分けても良い。
【００５７】
出張等のように、勤務先又は自宅以外の場所へユーザがノートパソコン１０を持参し、長時間滞在することが予定されるとき、その期間では、ノートパソコン１０は、高い頻度でかつ長時間電池で駆動される、とＳＯＣ最適化計画部５は推定する。
平日、ユーザはノートパソコン１０を、勤務先では外部電源へ接続して使用し、通勤又は帰宅途中等では電池駆動で使用する蓋然性が高い。従って、平日では、ノートパソコン１０は、高い頻度であるが短時間だけ電池で駆動される、とＳＯＣ最適化計画部５は推定する。
休日及び休暇中では、ユーザは自宅にノートパソコン１０を放置する蓋然性が高い。従って、それらの期間では、ノートパソコン１０は、低い頻度でかつ短時間だけ電池で駆動される、とＳＯＣ最適化計画部５は推定する。
【００５８】
ここで、ノートパソコン１０が複数のユーザにより共用されるとき、ＳＯＣ最適化計画部５はまず、それぞれのユーザによるノートパソコン１０の使用予定を推定する。次に、それらの使用予定の間で重複する期間について、それらの使用予定の中から、例えば、電池駆動の頻度としては最高の段階を選択し、電池駆動の動作時間としては最長の段階を選択する。それにより、ノートパソコン１０の使用予定が統一される。
【００５９】
＜ステップＳ３＞
ＳＯＣ最適化計画部５は、推定されたノートパソコン１０の使用予定に応じ、二次電池２１のＳＯＣを次のように計画する。
図３の例では、二次電池２１の制御目標ＳＯＣは、満充電（１００％）、満充電での電池容量の５０〜８０％、及び２０〜８０％の三種類に分別される。
電池駆動の頻度が高く、かつ動作時間が長いとき、制御目標ＳＯＣは満充電（１００％）に設定される。それにより、電池駆動のための電池容量を最大限に確保する。
【００６０】
電池駆動の頻度は高いが、動作時間は短いとき、制御目標ＳＯＣは満充電での電池容量の５０〜８０％に設定される。それにより、電池駆動のための電池容量を少なくとも満充電での電池容量の５０％だけは確保しつつ、外部電源への接続時でのＳＯＣを満充電より少なくとも２０％以上低減する。
【００６１】
電池駆動の頻度が低く、かつ動作時間が短いとき、制御目標ＳＯＣは満充電での電池容量の２０〜８０％に設定される。それにより、ＳＯＣが制御目標の下限（２０％）を下回るほど二次電池２１が深く放電するまで、二次電池２１の充電は開始されない。更に、その充電はせいぜい満充電での電池容量の８０％までしか実行されない。こうして、外部電源への接続時でのＳＯＣを、満充電より十分に低く維持する。
【００６２】
＜ステップＳ４＞
ＳＯＣ最適化計画部５は、計画されたＳＯＣを制御目標として電源制御部３へ通知する。そのとき、それぞれの制御目標ＳＯＣを実現すべき期間についての情報も合わせ、ＳＯＣに関する最適化計画として通知する。
ここで、その通知は定期的に行われても良い。その他に、制御目標ＳＯＣの変更予定の一定時間前ごとに行われても良い。
＜ステップＳ５＞
電源制御部３は、ＳＯＣ最適化計画部５から通知されたＳＯＣに関する最適化計画に従い二次電池２１に対する充放電条件を設定し、電源部１による二次電池２１の充放電を制御する。それにより、制御目標ＳＯＣを最適化計画通りに実現する。
【００６３】
例えば、図３に示される最適化計画に従い、二次電池２１に対するＳＯＣ管理が次のように行われる。
（８月５〜６日）
制御目標ＳＯＣが満充電での電池容量の５０〜８０％に設定される。
電源制御部３は、電池収納部２内のＢＭＵ２２により二次電池２１のＳＯＣを監視する。例えば、電池駆動又は自己放電によりＳＯＣが満充電での電池容量の５０％を下回るとき、その低下がＢＭＵ２２により電源制御部３へ通知される。そのとき、電源制御部３は充電条件を設定し、電源部１内の充電部１１により二次電池２１を充電する。ここで、ＳＯＣが満充電での電池容量の８０％を超えないように、充電条件が設定される。こうして、ＳＯＣが制御目標の範囲内に維持される。
【００６４】
（８月７〜８日）
制御目標ＳＯＣが満充電（１００％）に設定される。
電源制御部３は、満充電での電池容量の５０〜８０％に抑えられたＳＯＣを満充電まで上昇させるために必要な時間を、この期間の前に予測する。更に、その予測された時間を基に、充電開始時刻を含む充電条件を設定する。それにより、ＳＯＣがその期間の開始時点で既に満充電に維持される。
【００６５】
（８月９日）
制御目標ＳＯＣが満充電での電池容量の５０〜８０％に設定される。
電源制御部３はこの期間の初めに、ＢＭＵ２２を通し二次電池２１のＳＯＣを測定する。更に、その測定されたＳＯＣと制御目標ＳＯＣとのずれに基づき充放電条件を設定し、ＳＯＣを制御目標の範囲内に収める。
【００６６】
（８月１０〜１８日）
制御目標ＳＯＣが満充電での電池容量の２０〜８０％に設定される。
電源制御部３はその期間の初めに、ＢＭＵ２２を通し二次電池２１のＳＯＣを測定する。更に、その測定されたＳＯＣと制御目標ＳＯＣとのずれに基づき充放電条件を設定し、ＳＯＣを制御目標の範囲内に収める。この期間では、制御目標ＳＯＣの下限が特に低いので、ＳＯＣは満充電より十分に低く維持される。
８月１９日以降も同様に、ＳＯＣが最適化計画に従い制御される。
【００６７】
以上のように、実施例１によるノートパソコン１０は、ユーザのスケジュールに基づき、二次電池２１のＳＯＣに関する最適化計画を決定する。その最適化計画では特に、ノートパソコン１０の長時間の電池駆動が予定される期間近傍でのみ、ＳＯＣが満充電に維持される。一方、外部電源への接続が長時間継続される期間ではＳＯＣが満充電より低く維持され、連続充電による劣化が抑制される。それにより、二次電池２１の長寿命の維持と、電池容量の最大限の活用との両立が実現される。
【００６８】
実施例１によるノートパソコン１０でのＳＯＣ管理では、ユーザは自身のスケジュールをスケジューラにより入力するだけで良い。従って、ＳＯＣ管理に対するユーザの負担は従来の機器より軽い。
【００６９】
《実施例２》
図４は、本発明の実施例２による電池管理サーバ３０を含むネットワーク６について、そのネットワーク６へ接続された電池式電気機器３１、３２、３３、３４、…、に対する電池管理サーバ３０による電池管理に関するブロック図である。図４では、本発明の実施例１によるノートパソコン１０と同様な構成に対し、図１と同じ符号を付す。更に、それらの同様な構成については実施例１での説明を援用する。
【００７０】
ネットワーク６は好ましくはＩＰネットワークであり、特にＩＥＥＥ８０２．３に準拠のネットワークである。その他に、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）、ＵＳＢ、又はＩＥＥＥ１３９４に準拠したネットワークであっても良い。更に、ＰＬＣにより電力線を利用したネットワークであっても良い。
【００７１】
ネットワーク６へは、電池管理サーバ３０の他、例えば、ＤＶＣ３１、ノートパソコン３２、コードレス電話３３、及び電動ドリル３４が、クライアントとして接続される。それらはいずれも電池式電気機器であり、ネットワーク６への接続系統及び電源系統について同様な構成を含む。
例えば、ＤＶＣ３１は、電源部１、電池収納部２、及び電源制御部３を有する。それらはいずれも、実施例１によるノートパソコン１０でのものと同様であるので、それらの詳細は実施例１での説明を援用する。
【００７２】
ＤＶＣ３１は更に通信部８を有し、それによりネットワーク６との間のデータ通信を実行する。通信部７は特に、ネットワーク６への接続時、電池管理サーバ３０との間でＰｎＰを実現する。
電源制御部３は、その通信部７を通し、例えばＢＭＵ２２から通知された二次電池２１に関する情報（例えば、二次電池２１の電圧、電流、及び温度の測定値、残存容量、並びに識別情報）を電池管理サーバ３０へ送出する。一方、電池管理サーバ３０から二次電池２１のＳＯＣに関する最適化計画を示すデータを受信する。
【００７３】
実施例２による電池管理サーバ３０は好ましくはＰＣである。特に、ノートパソコン又はＰＤＡであっても良い。
ネットワークインタフェース８は、ネットワーク６との間でデータ通信を実行する。
【００７４】
電池管理サーバ３０のＣＰＵ（図示せず）は、例えば電池管理サーバ３０内蔵のＨＤＤ（図示せず）に記録されたスケジューラを実行し、スケジュール記録部４として機能する。ここで、スケジューラはユーザのスケジュールを記録し管理するためのアプリケーションであり、例えば一般的なＰＣに搭載されたもので良い。スケジュール記録部４は、ユーザによりキーボード又はマウス（図示せず）を通し入力されたユーザのスケジュールに関するデータを、例えば上記のＨＤＤ、又はメモリカード等の不揮発性メモリへ、所定のファイル形式で記録する。その他に、ネットワーク６上の他の携帯情報機器、例えばノートパソコン３２からユーザのスケジュールに関するファイルを、ネットワーク６を通しインポートしても良い。そのとき、ユーザは複数であっても良い。すなわち、スケジュール記録部４は、一般に複数のユーザのスケジュールに関するファイルを記録する。
【００７５】
電池管理サーバ３０のＣＰＵ（図示せず）は、例えば電池管理サーバ３０内蔵のＨＤＤ（図示せず）に記録された所定のプログラムを実行し、デバイスリスト管理部９として機能する。
デバイスリスト管理部９は、ネットワークインタフェース８を通し、ネットワーク６への電池式電気機器の接続を監視する。電池管理サーバ３０はＰｎＰにより、ネットワーク６へ新たに接続された電池式電気機器を自動的に認識する。そのとき、デバイスリスト管理部９はその電池式電気機器を特定し、ネットワーク６上の電池式電気機器のリスト（デバイスリスト）を更新する。
【００７６】
電池管理サーバ３０のＣＰＵ（図示せず）は、例えば電池管理サーバ３０内蔵のＨＤＤ（図示せず）に記録された所定のプログラムを実行し、ＳＯＣ最適化計画部５Ａとして機能する。
ＳＯＣ最適化計画部５Ａは、デバイスリストに含まれる電池式電気機器のそれぞれについて、ユーザのスケジュールに基づき二次電池のＳＯＣに関する最適化計画を決定する。更に、決定された最適化計画を示すデータを、対応する電池式電気機器内の電源制御部へ、ネットワーク６を通し通知する。
【００７７】
電池管理サーバ３０内のＳＯＣ最適化計画部５Ａによる二次電池のＳＯＣに関する最適化計画の決定、及びその最適化計画に基づくネットワーク６上の電池式電気機器のそれぞれでの二次電池のＳＯＣ管理は、具体的には次のように行われる。図５は、上記の最適化計画の決定、及びその最適化計画に基づく上記のＳＯＣ管理を示すフローチャートである。
＜ステップＳ１０＞
ユーザが例えば電池管理サーバ３０のスケジューラにより、自身のスケジュールを電池管理サーバ３０へ直接入力する。スケジュール記録部４は入力されたユーザのスケジュールに関するデータを、所定のファイル形式で記録する。その他に、ユーザはネットワーク６上の他のＰＣ又は携帯情報機器、例えばノートパソコン３２のスケジューラにより、自身のスケジュールを入力しても良い。そのとき、そのスケジュールに関するファイルは、ネットワーク６を通し電池管理サーバ３０へアップロードされる。
【００７８】
＜ステップＳ１１＞
デバイスリスト管理部９がデバイスリストを作成し、又は更新する。
図４に示される例では、デバイスリストには、ＤＶＣ３１、ノートパソコン３２、コードレス電話３３、及び電動ドリル３４が含まれる。
＜ステップＳ１２＞
ＳＯＣ最適化計画部５Ａは、スケジュール記録部４により記録された（一般に複数の）ユーザのスケジュールに関するファイル及びデバイスリストを参照する。更に、それらのユーザのスケジュールに基づき、デバイスリストに含まれる電池式電気機器のそれぞれについて、それらのユーザによる使用予定を推定する。その使用予定には例えば、ＡＣアダプタ１１を通した外部電源Ａへの接続の有無、電池駆動の頻度、動作／待機時間、使用目的、又は消費電力が含まれる。
【００７９】
図６は、スケジュール記録部４により記録されたユーザのスケジュールの一例、そのスケジュールに基づきＳＯＣ最適化計画部５Ａにより推定されたＤＶＣ３１の使用予定、及び、その使用予定に基づきＳＯＣ最適化計画部５Ａにより計画された制御目標ＳＯＣを示す表である。図６では、その第一行と第二行とが８月５〜２２日でのユーザのスケジュールを示し、第三行と第四行とが推定されたＤＶＣ３１の使用予定を示し、第五行が制御目標ＳＯＣの計画を示す。
【００８０】
８月５〜２２日でのユーザのスケジュールによれば、７日に花火大会の見物が予定され、１２〜１６日には旅行が予定される。更に、１０日、１１日、１７日、及び１８日は休日である。
ＳＯＣ最適化計画部５Ａはこのスケジュールに基づき、このユーザによるＤＶＣ３１の使用予定を次のように推定する。ここで、このユーザによるＤＶＣ３１の使用は私的に楽しむためのものであり、業務目的ではない、と想定する。
図６の例では、ＤＶＣ３１の使用予定は、電池駆動の頻度とその動作時間とから成る。ここで、電池駆動の頻度を高／低の二段階に分け、電池駆動の動作時間を長／短の二段階に分ける。その他に、それぞれを三段階以上に細かく分けても良い。
【００８１】
平日、ユーザは勤務中であるので、ＤＶＣ３１は例えばユーザの自宅に放置される蓋然性が高い。従って、平日では、ＤＶＣ３１が低い頻度でかつ短時間だけ電池で駆動される、とＳＯＣ最適化計画部５Ａは推定する。
旅行等のレジャーが予定される期間では、ＤＶＣ３１が高い頻度でかつ長時間電池で駆動される、とＳＯＣ最適化計画部５Ａは推定する。
花火大会等、数時間程度のイベントが予定される期間では、ＤＶＣ３１が低い頻度であるが長時間電池で駆動される、とＳＯＣ最適化計画部５Ａは推定する。
特にレジャー等が予定されない休日等の休暇期間では、ＤＶＣ３１は高い頻度であるが短時間だけ電池で駆動される、とＳＯＣ最適化計画部５Ａは推定する。
【００８２】
ここで、電池管理サーバ３０が複数のユーザのスケジュールを記録するとき、ＳＯＣ最適化計画部５はまず、それぞれのユーザによるＤＶＣ３１の使用予定を推定する。次に、それらの使用予定の間で重複する期間について、それらの使用予定の中から、例えば、電池駆動の頻度としては最高の段階を選択し、電池駆動の動作時間としては最長の段階を選択する。それにより、ＤＶＣ３１の使用予定が統一される。
【００８３】
ＳＯＣ最適化計画部５Ａは、ＤＶＣ３１の使用予定に対する上記の推定と同様な推定を、デバイスリストに含まれる他の電池式電気機器、すなわち、ノートパソコン３２、コードレス電話３３、及び電動ドリル３４のそれぞれの使用予定に対し実行する。そのとき、例えば、電池駆動の頻度又はその動作時間に対する段階数又は推定基準等、使用予定の内容が電池式電気機器ごとに異なっても良い。
【００８４】
＜ステップＳ１３＞
ＳＯＣ最適化計画部５Ａは、デバイスリストに含まれる電池式電気機器のそれぞれに対し、推定された使用予定に応じ、その二次電池のＳＯＣを計画する。
例えば、ＤＶＣ３１に対しては、上記のように推定された使用予定に応じ、二次電池２１のＳＯＣを次のように計画する。
【００８５】
図６の例では、二次電池２１の制御目標ＳＯＣが、満充電（１００％）、満充電での電池容量の５０〜８０％、及び２０〜８０％の三種類に分別される。
電池駆動の動作時間が長いとき、その頻度に関わらず、制御目標ＳＯＣは満充電（１００％）に設定される。それにより、電池駆動のための電池容量を最大限に確保する。
【００８６】
電池駆動の頻度は高いが、動作時間は短いとき、制御目標ＳＯＣは満充電での電池容量の５０〜８０％に設定される。それにより、電池駆動のための電池容量を少なくとも満充電での電池容量の５０％だけは確保しつつ、外部電源への接続時でのＳＯＣを満充電より少なくとも２０％以上低減する。
【００８７】
電池駆動の頻度が低く、かつ動作時間が短いとき、制御目標ＳＯＣは満充電での電池容量の２０〜８０％に設定される。それにより、ＳＯＣが制御目標の下限（２０％）を下回るほど二次電池２１が深く放電するまで、二次電池２１の充電は開始されない。その充電は更に、満充電での電池容量の高々８０％までしか実行されない。こうして、外部電源への接続時でのＳＯＣを満充電より十分に低く維持する。
【００８８】
ＳＯＣ最適化計画部５Ａは、デバイスリストに含まれる他の電池式電気機器（ノートパソコン３２、コードレス電話３３、及び電動ドリル３４）のそれぞれについて、二次電池のＳＯＣをＤＶＣ３１のものと同様に計画する。そのとき、例えば制御目標ＳＯＣの種類等、計画の内容が電池式電気機器ごとに異なっても良い。
【００８９】
＜ステップＳ１４＞
ＳＯＣ最適化計画部５Ａは、計画されたＳＯＣを制御目標として、デバイスリストに含まれる電池式電気機器のそれぞれの電源制御部へ通知する。そのとき、それぞれの制御目標ＳＯＣを実現すべき期間についての情報も合わせ、ＳＯＣに関する最適化計画として通知する。
ここで、その通知は定期的に行われても良い。その他に、制御目標ＳＯＣの変更予定の一定時間前ごとに行われても良い。
＜ステップＳ１５＞
デバイスリストに含まれる電池式電気機器のそれぞれでは、電源制御部が、ＳＯＣ最適化計画部５Ａから通知されたＳＯＣに関する最適化計画に従い、二次電池に対する充放電条件を設定し、電源部による二次電池の充放電を制御する。それにより、制御目標ＳＯＣを最適化計画通りに実現する。
【００９０】
例えば、図６に示されるＤＶＣ３１に対するＳＯＣの最適化計画に従い、二次電池２１に対するＳＯＣ管理が次のように行われる。
（８月５〜６日）
制御目標ＳＯＣが満充電での電池容量の２０〜８０％に設定される。
電源制御部３は、電池収納部２内のＢＭＵ２２により二次電池２１のＳＯＣを監視する。例えば、電池駆動又は自己放電によりＳＯＣが満充電での電池容量の２０％を下回るとき、その低下がＢＭＵ２２により電源制御部３へ通知される。そのとき、電源制御部３は充電条件を設定し、電源部１内の充電部１１により二次電池２１を充電する。ここで、ＳＯＣが満充電での電池容量の８０％を超えないように、充電条件が設定される。こうして、ＳＯＣが制御目標の範囲内に維持される。
【００９１】
（８月７日）
制御目標ＳＯＣが満充電（１００％）に設定される。
電源制御部３は、満充電での電池容量の２０〜８０％に抑えられたＳＯＣを満充電まで上昇させるために必要な時間を、この期間の前に予測する。更に、その予測された時間を基に、充電開始時刻を含む充電条件を設定する。それにより、ＳＯＣがその期間の開始時点で既に満充電に維持される。
【００９２】
（８月８〜９日）
制御目標ＳＯＣが満充電での電池容量の２０〜８０％に設定される。
電源制御部３はその期間の初めに、ＢＭＵ２２を通し二次電池２１のＳＯＣを測定する。更に、その測定されたＳＯＣと制御目標ＳＯＣとのずれに基づき充放電条件を設定し、ＳＯＣを制御目標の範囲内に収める。この期間では、制御目標ＳＯＣの下限が特に低いので、ＳＯＣは満充電より十分に低く維持される。
【００９３】
（８月１０〜１１日）
制御目標ＳＯＣが満充電での電池容量の５０〜８０％に設定される。
電源制御部３はこの期間の初めに、ＢＭＵ２２を通し二次電池２１のＳＯＣを測定する。更に、その測定されたＳＯＣと制御目標ＳＯＣとのずれに基づき充放電条件を設定し、ＳＯＣを制御目標の範囲内に収める。
【００９４】
（８月１２〜１６日）
制御目標ＳＯＣが満充電（１００％）に設定される。
電源制御部３は、満充電での電池容量の５０〜８０％に抑えられたＳＯＣを満充電まで上昇させるために必要な時間を、この期間の前に予測する。更に、その予測された時間を基に、充電開始時刻を含む充電条件を設定する。それにより、ＳＯＣがその期間の開始時点で既に満充電に維持される。
８月１７日以降も同様に、ＳＯＣが最適化計画に従い制御される。
【００９５】
＜ステップＳ１６＞
デバイスリスト管理部９は、ネットワークインタフェース８を通し、ネットワーク６への電池式電気機器の接続を監視する。新たな電池式電気機器がネットワーク６へ接続されるまで、ステップＳ１４とＳ１５とによるＳＯＣ管理が繰り返される。
電池管理サーバ３０がＰｎＰにより、ネットワーク６へ新たに接続された電池式電気機器を自動的に認識するとき、処理はステップＳ１１へ戻る。デバイスリスト管理部９は、新たに認識された電池式電気機器を特定し、デバイスリストを更新する。更に、更新されたデバイスリストに基づき、ＳＯＣに関する最適化計画が再設定される。
【００９６】
以上のように、実施例２による電池管理サーバ３０は、デバイスリストに含まれる電池式電気機器のそれぞれについて、（一般に複数の）ユーザのスケジュールに基づき、二次電池のＳＯＣに関する最適化計画を決定する。その最適化計画では特に、その電池式電気機器の長時間の電池駆動が予定される期間近傍でのみＳＯＣが満充電に制御される。一方、外部電源への接続が維持される期間ではＳＯＣが満充電より低く維持され、連続充電による劣化が抑制される。それにより、それぞれの電池式電気機器で、二次電池の長寿命の維持と、電池容量の最大限の活用との両立が実現される。
【００９７】
実施例２によるネットワーク６上には、クライアントとして、ＤＶＣ３１、ノートパソコン３２、コードレス電話３３、及び電動ドリル３４が接続される。ネットワーク６にはその他に、例えば、ＰＤＡ、携帯電話、及びポータブルＡＶプレーヤ等の携帯情報機器；電動ノコギリ及び電気芝刈り機等の電動工具；懐中電灯、コードレスクリーナ、コードレスアイロン、電気カミソリ、及び電動歯ブラシ等の家電製品；火災報知器、非常灯、防犯ベル、及びＵＰＳ等の防災機器；が接続されても良い。
【００９８】
実施例２による電池管理サーバ３０は、ネットワーク６上の複数の電池式電気機器に対し、それぞれの二次電池のＳＯＣを一元的に管理する。更に、そのＳＯＣ管理では、ユーザは自身のスケジュールをスケジューラにより電池管理サーバ３０へ入力するだけで良い。従って、ユーザの管理負担は著しく軽減される。
【００９９】
【発明の効果】
本発明による携帯情報機器は、ユーザのスケジュールに基づき、二次電池の充電状態に関する最適化計画を決定する。その最適化計画では特に、長時間の電池駆動が予定される期間近傍でのみ、二次電池の充電状態が満充電に維持される。一方、外部電源への接続が長時間継続される期間では充電状態が満充電より低く維持され、連続充電による劣化が抑制される。それにより、二次電池の長寿命の維持と、電池容量の最大限の活用との両立が実現される。
【０１００】
本発明による携帯情報機器では、二次電池の充電状態の管理に対し、ユーザは自身のスケジュールをスケジューラにより入力するだけで良い。従って、その管理に対するユーザの負担は従来の機器より軽い。
【０１０１】
本発明による電池管理サーバは、ネットワークへ接続された複数の電池式電気機器を自動的に認識し、リストアップする。更に、そのリストに含まれる電池式電気機器のそれぞれについて、一般に複数のユーザのスケジュールに基づき、二次電池の充電状態に関する最適化計画を決定する。その最適化計画では特に、それぞれの電池式電気機器の長時間の電池駆動が予定される期間近傍でのみ、二次電池の充電状態が満充電に制御される。一方、外部電源への接続が維持される期間では充電状態が満充電より低く維持され、連続充電による劣化が抑制される。それにより、それぞれの電池式電気機器で、二次電池の長寿命の維持と、電池容量の最大限の活用との両立が実現される。
【０１０２】
本発明による電池管理サーバは、ネットワーク上の複数の電池式電気機器に対し、それぞれの二次電池の充電状態を一元的に管理する。更に、その管理では、ユーザは自身のスケジュールをスケジューラにより電池管理サーバへ入力するだけで良い。従って、その管理に対するユーザの負担は著しく軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１によるノートパソコン１０での電池管理に関するブロック図である。
【図２】本発明の実施例１によるノートパソコン１０について、そのＳＯＣ最適化計画部５による二次電池２１のＳＯＣに関する最適化計画の決定、及びその最適化計画に基づく電源制御部３による二次電池２１のＳＯＣ管理、を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１によるノートパソコン１０について、そのスケジュール記録部４により記録されたユーザのスケジュールの一例、そのスケジュールに基づきＳＯＣ最適化計画部５により推定されたノートパソコン１０の使用予定、及び、その使用予定に基づきＳＯＣ最適化計画部５により計画された制御目標ＳＯＣ、を示す表である。
【図４】本発明の実施例２による電池管理サーバ３０を含むネットワーク６について、そのネットワーク６へ接続された電池式電気機器３１、３２、３３、３４、…、に対する電池管理サーバ３０による電池管理に関するブロック図である。
【図５】本発明の実施例２による電池管理サーバ３０について、そのＳＯＣ最適化計画部５Ａによる二次電池のＳＯＣに関する最適化計画の決定、及びその最適化計画に基づくネットワーク６上の電池式電気機器のそれぞれでの二次電池のＳＯＣ管理、を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例２による電池管理サーバ３０について、そのスケジュール記録部４により記録されたユーザのスケジュールの一例、そのスケジュールに基づきＳＯＣ最適化計画部５Ａにより推定されたＤＶＣ３１の使用予定、及び、その使用予定に基づきＳＯＣ最適化計画部５Ａにより計画された制御目標ＳＯＣ、を示す表である。
【符号の説明】
１　　電源部
１１　　ＡＣアダプタ
１２　　ＤＣ／ＤＣコンバータ
１３　　充電部
２　　電池収納部
２１　　二次電池
２２　　電池管理システム（ＢＭＵ）
３　　電源制御部
４　　スケジュール記録部
５　　充電状態（ＳＯＣ）最適化計画部
【図１】
2004094607.tif 000003
【図２】
2004094607.tif 000004
【図３】
2004094607.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004094607.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月9日(2003.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
（Ａ）　ユーザのスケジュールを記録するステップ；
（Ｂ）　電池式電気機器によるネットワークへの接続を監視するステップ；
（Ｃ）　前記ネットワークへ接続された前記電池式電気機器のリストを作成し、又は更新するステップ；
（Ｄ）　前記スケジュールに応じ、前記リストに含まれる前記電池式電気機器のそれぞれについて、その電池収納部内の二次電池の充電状態に関する最適化計画を電池管理サーバにより決定するステップ；
（Ｅ）　前記電池管理サーバから前記ネットワークを通し前記電池式電気機器のそれぞれへ前記最適化計画を通知するステップ；
（Ｆ）　前記電池式電気機器のそれぞれで、前記最適化計画に基づき充放電条件を設定するステップ；及び、
（Ｇ）　前記電池式電気機器のそれぞれで、前記充放電条件に従いそれぞれの電源部による前記二次電池の充放電を制御するステップ；
を有する、電池管理サーバによる電池式電気機器の充電状態最適化方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
例えば、図３に示される最適化計画に従い、二次電池２１に対するＳＯＣ管理が次のように行われる。
（８月５〜６日）
制御目標ＳＯＣが満充電での電池容量の５０〜８０％に設定される。
電源制御部３は、電池収納部２内のＢＭＵ２２により二次電池２１のＳＯＣを監視する。例えば、電池駆動又は自己放電によりＳＯＣが満充電での電池容量の５０％を下回るとき、その低下がＢＭＵ２２により電源制御部３へ通知される。そのとき、電源制御部３は充電条件を設定し、電源部１内の充電部１３により二次電池２１を充電する。ここで、ＳＯＣが満充電での電池容量の８０％を超えないように、充電条件が設定される。こうして、ＳＯＣが制御目標の範囲内に維持される。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
ＤＶＣ３１は更に通信部７を有し、それによりネットワーク６との間のデータ通信を実行する。通信部７は特に、ネットワーク６への接続時、電池管理サーバ３０との間でＰｎＰを実現する。
電源制御部３は、その通信部７を通し、例えばＢＭＵ２２から通知された二次電池２１に関する情報（例えば、二次電池２１の電圧、電流、及び温度の測定値、残存容量、並びに識別情報）を電池管理サーバ３０へ送出する。一方、電池管理サーバ３０から二次電池２１のＳＯＣに関する最適化計画を示すデータを受信する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
例えば、図６に示されるＤＶＣ３１に対するＳＯＣの最適化計画に従い、二次電池２１に対するＳＯＣ管理が次のように行われる。
（８月５〜６日）
制御目標ＳＯＣが満充電での電池容量の２０〜８０％に設定される。
電源制御部３は、電池収納部２内のＢＭＵ２２により二次電池２１のＳＯＣを監視する。例えば、電池駆動又は自己放電によりＳＯＣが満充電での電池容量の２０％を下回るとき、その低下がＢＭＵ２２により電源制御部３へ通知される。そのとき、電源制御部３は充電条件を設定し、電源部１内の充電部１３により二次電池２１を充電する。ここで、ＳＯＣが満充電での電池容量の８０％を超えないように、充電条件が設定される。こうして、ＳＯＣが制御目標の範囲内に維持される。