JP2011154693A - 電池交換サービスシステム及び課金方法並びに携帯機器 - Google Patents

電池交換サービスシステム及び課金方法並びに携帯機器 Download PDF

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Abstract

【課題】通常はユーザーが二次電池を充電し繰返し利用が可能であり、電池パックが劣化したり電池パックの充電ができない時、充放電量を管理したり電池パックのサイクル劣化を予測する必要がなく、充電済の電池パックと交換するサービスシステムを提供する。
【解決手段】端末１００と管理サーバー２００を接続した電池交換サービスシステムである。端末１００は、電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得部１２２と、電池パックの充電と放電を行う充放電部１２４と、充電と放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部１２６を備える。管理サーバーは、流通する電池情報を記憶する電池情報データベース２０４と、契約者情報を記憶する契約者情報データベース２０６と、電池情報を確認する電池情報確認部２１０と、ユーザー情報を契約者情報により確認するユーザー情報確認部２１２と、電気量情報に基づいて料金を算出する料金算出部２０８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器、電気機器の電源として使用される電池パックの交換サービスに適した池交換サービスシステムおよび電池交換サービスシステムの端末並びに課金方法と、電池交換サービスシステムに用いられる携帯機器に関する発明である。
近年の急速な技術の進歩により、携帯型電子機器の小型化、軽量化、高機能化が急速に進み、それに伴いその普及率も飛躍的に大きくなった。特に携帯電話の進歩は目覚しく、通話のみならず、メールの送受信やＷｅｂ情報の閲覧、写真やムービーの撮影やＴＶやラジオ、あるいは回線を通じてダウンロードされた音楽などの視聴、ユーザーのスケジュール管理や内蔵あるいはダウンロードによって入手したゲームなどのソフトウエアの実行など多岐にわたる利用方法が可能となっている。その他にノート型パソコン、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、電子書籍のような携帯型電子機器、またはコードレスクリーナ、電動アシスト自転車、電気自動車等の電気機器、電子機器のコードレス化が進んでいる。
そのような機器を駆動するためには、繰り返し充放電が可能である二次電池が使われる。特にニッケル水素電池、リチウムイオン電池の登場によって、二次電池の小型化、軽量化が進められ、かつ電池の高容量化が実現され、機器の小型・軽量化および高機能化に大きく貢献している。
しかしながら、機器の小型化、高機能化の要求に対し、二次電池が高容量化したとはいえ、二次電池の蓄積電力には限界があり、電池の残存充電量を気にしながら使用しているのが現状である。また出先ではやむを得ず電池の残存充電量がなくなり、機器の使用中に電源がきれ、使用不能になることがある。最近では乾電池から充電できる簡易的な充電器が販売されており、そのような充電器を用いて充電するユーザーや、充電器を普段から携帯し、コンセントのある場所にて充電するユーザーもいる。しかし、常に充電器を携行するのは不便である。また乾電池などの一次電池を用いた場合は、その乾電池は使い捨てであり、ユーザーが負担するコストも高く、環境面や資源面からも好ましくない。また、予備の電池を持ち歩くことも考えられるが、予備の電池は予め充電する必要があり、非常に煩わしいものである。更には燃料電池を電源とする場合は、燃料カートリッジを携行することが検討されているが、予備の燃料カートリッジを持ち歩くことも煩わしいものである。
このような不便を解消するため、特許文献１は電池パックをレンタルするシステムを提案している。特許文献１は補償金を支払って、電池パックを販売店から入手し、ユーザーが機器を使用して電池パックの残存充電量が減って、電池パックを販売店に持参すると、電池パックの残存充電量を差し引いて電池パックの使用料金が算出されるシステムを開示している。
電池を交換するシステムの外に、特許文献２は、電池パックの充放電回数に応じて課金するシステムを開示している。特許文献２は電池パックの充放電回数を示すデータをネットワークを介してレンタル会社に送信し、レンタル会社は受信したデータに基づき電池パックの使用料を算出して課金するシステムである。また特許文献３のシステムは、機器に搭載した電池パックに電池使用量を計測する機能と、計測した電池使用量データを電池ＩＤコードとともに機器へ送信する機能と、機器は電池パックから電池使用量データを受信して課金サーバーへ転送する機能を備える。そして課金サーバーは受信した電池使用量データに基づき電池使用料金を算出する機能と、算出された電池使用料金を銀行等の口座管理サーバーへ送信する機能を備える。
特開２００３−７３４８号公報 特開２００３−２８８５３９号公報 特開２００１−２８５９５５号公報
特許文献１のシステムは、使用料金を電池パックの初期容量から残存充電量を差し引いて算出する方式であるが、特許文献１はユーザーに電池パックの充電を許していない。そのため電池パックの残存充電量が減少するたびに、販売店で充電済みの電池パックと交換する必要がある。このため二次電池を使用しているにもかかわらず、一次電池の場合と同様に頻繁に電池交換する必要がある。
特許文献２のシステムは、電池パックをレンタルし、ユーザーが電池パックを充電した充電回数を検出して、充電量に応じて料金を支払う方式である。特許文献２のシステムは電池パックの充放電回数を示す電池パックデータを、ネットワークを介してレンタル会社に送信するので、充電を検知し、充電回数を計測する手段及びレンタル会社との通信手段を必要とする。
特許文献３のシステムでは、電池パックに電池使用量を計測する機能と、計測データを送信する機能を備える必要がある。
また特許文献２及び３のシステムでは、充電時に通信によって充電の許可を受けるものであるため、個人の行動が把握される、通信がうまくできないときは充電ができない、のような問題がある。
本発明は、通常はユーザーが二次電池を充電して繰り返し利用することを許可し、電池パックが劣化したとき、または出先で電池パックの充電ができないとき、電池パックや電池パックを使用する機器によって充放電量を管理する必要がなく、また、電池パックのサイクル劣化なども予測する必要もなしで、充電済みの電池パックと交換するサービスシステムを提供することを目的とするものである。これにより電池パックに充放電の計測機能や通信機能を付加する必要がなくなり、また電池切れのために機器が使用できなくなる問題を解決できるサービスの提供を可能にするシステムを提供することを目的とするものである。更に本発明の電池交換サービスシステムは、設定した範囲であれば若干電池容量が劣化した電池パックでもユーザーが抵抗なく交換可能なサービスシステムを提供することを目的とするものである。
また、上記文献や従来技術は、環境価値を配慮した電池交換サービスでなく、単に利便性を追及した電池のレンタルサービスを目指すものであった。本発明は電池のレンタルサービスにて提供する電力の種類を環境価値の面から区別し、環境価値の高い電力を販売することにより、環境に貢献することができる電池の交換サービスを提供するものである。
上記課題は、端末と管理サーバーを接続した電池交換サービスシステムであって、前記端末は、電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得部と、電池パックの充電または放電を行う充放電部と、前記充放電部の充電または放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部と、前記電池情報およびユーザー情報、電気量情報を前記管理サーバーに送信する情報送信部を備え、前記管理サーバーは前記端末から電池情報およびユーザー情報、電気量情報を受信する情報受信部と、電池交換サービスシステムに流通する電池情報を記憶する電池情報データベースと、電池交換サービスシステムの契約者情報を記憶する契約者情報データベースと、前記電池情報を前記電池情報データベースに記憶した電池情報により確認する電池情報確認部と、前記ユーザー情報を前記契約者情報データベースに記憶した契約者情報により確認するユーザー情報確認部と、前記電気量情報に基づいて料金を算出する料金算出部と、前記ユーザー情報の確認結果および電池情報の確認結果、料金を前記端末へ送信する送信部を備える電池交換サービスシステムによって達成可能である。
また本発明の電池交換サービスシステムは、前記電力情報生成部が、ユーザーに提供する第１の電池パックの充電量と、ユーザーから引き取った第２の電池パックの残存充電量の差から、電気量情報を生成することにより、効果的に上記の目的を達成可能である。
また前記第１の電池パックの充電量がユーザーに渡す直前の充電量から決定されることによって、より効果的に上記の目的が達成可能となる。
また本発明の前記充放電部は、第１の電池パックから放電された電力を回生する機能を有しているとよい。
前記端末は、第２の電池パックの投入口と、第１の電池パックの取出し口を備え、前記充放電部が前記取出し口に近い電池パックを満充電にする制御部を更に備えるものである。
また前記管理サーバーは、さらに再生可能エネルギーの発電量情報を受信する発電量情報受信部と、前記発電量情報と前記電気量情報から販売可能な再生可能エネルギーの販売量を計算する情報処理部を備えるものである。
また前記端末は、さらに表示部を備え、前記再生可能エネルギーの発電量情報、電池交換サービスによる販売電気量情報、前記発電量と販売電気量の差の情報のいずれかを表示するものである。
また本発明の別の局面では、電池交換サービスシステムの端末であって、電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得部と、電池情報およびユーザー情報を予め記憶する情報記憶部と、前記情報取得部で取得した電池情報およびユーザー情報を、前記情報記憶部に記憶した電池情報およびユーザー情報によって確認する確認部と、電池パックの充電および放電を行う充放電部と、前記充放電部の充放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部と、前記電気量情報に基づいて料金を算出する料金算出部とを備えるものである。
また本発明は、管理サーバーと接続された電池交換サービスシステムの端末であって、電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得部と、電池パックの充電および放電を行う充放電部と、前記充放電部の充放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部と、前記情報取得部で取得した電池情報およびユーザー情報、前記電力情報生成部で生成した電気量情報を前記管理サーバーに送信する情報送信部と、前記管理サーバーの情報記憶部に記憶した電池情報およびユーザー情報と、前記送信した電池情報およびユーザー情報の確認結果情報、前記送信した電気量情報に基づいて前記管理サーバーの料金算出部で算出した料金情報を受信する受信部を備えるものである。
また本発明の電池交換サービスシステムの課金方法は、端末と管理サーバーを接続した電池交換サービスシステムの課金方法であって、前記端末が電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得ステップと、電池パックの充電および放電を行う充放電ステップと、前記充電および放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成ステップを実行し、前記端末または管理サーバーの少なくとも一方が前記情報取得ステップで取得した電池情報およびユーザー情報を確認する確認ステップと、前記電気量情報に基づいて料金を算出する料金算出ステップを実行するものである。
本発明の電池交換サービスシステムの課金方法において、前記料金を算出するステップの後に、電池交換サービスシステムの維持および運営のための第１の費用負担情報と、前記第１の費用負担以外の使用用途に利用するための第２の費用負担情報を表示するステップを更に備えし、ユーザーに前記第１の費用負担と第２の費用負担を選択させる。
また本発明は、前記第２の費用負担の使用用途が、災害などの義捐金や一般的な募金活動、環境価値への対価またはプロジェクトへの投資のいずれかであることを特徴とする。
本発明の別の局面では、携帯機器が、携帯機器に搭載された電池パックと、現在地を検出する位置検出部と、前記電池パックの残存放電可能容量を検出する容量検出部と、電池交換サービスを受けることが可能な場所情報を取得する場所情報取得部と、前記容量検出部が電池パックの残存放電可能容量が一定値以下となったことを検出したとき、または／および前記位置検出部が検出した現在地が，取得された電池交換サービスを受けることが可能な場所に近づいたことを検出したとき、前記場所情報取得部で取得した電池交換サービス提供場所情報を表示する表示部を有するものである。
本発明は、端末と管理サーバーを接続した電池交換サービスシステムであって、前記端末は、電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得部と、電池パックの充電または放電を行う充放電部と、前記充放電部の充電または放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部と、前記電池情報およびユーザー情報、電気量情報を前記管理サーバーに送信する情報送信部を備え、前記管理サーバーは前記端末から電池情報およびユーザー情報、電気量情報を受信する情報受信部と、電池交換サービスシステムに流通する電池情報を記憶する電池情報データベースと、電池交換サービスシステムの契約者情報を記憶する契約者情報データベースと、前記電池情報を前記電池情報データベースに記憶した電池情報により確認する電池情報確認部と、前記ユーザー情報を前記契約者情報データベースに記憶した契約者情報により確認するユーザー情報確認部と、前記電気量情報に基づいて料金を算出する料金算出部と、前記ユーザー情報の確認結果および電池情報の確認結果、料金を前記端末へ送信する送信部を備える。従って通常はユーザーが二次電池を充電して繰り返し利用することができ、電池パックが劣化したとき、電池パックの充電ができないとき、充電済みの電池パックと交換することができる。このため電池パックや電池パックを使用する機器によって充放電量を管理する必要がなく、また、電池パックのサイクル劣化なども予測する必要がなく、正確かつ公平にユーザーが購入した電力を算出することが可能となる。また充放電部は充電または放電を行えばよく、構成が簡単になる。あるいは別の実施形態では、充放電部は充電および放電を行うことにより、電池パックの残存充電量を加味した取引が可能になる。
また本発明の電池情報は、電池パックの表面に印刷したバーコード、マーク、或いは電池パックに埋め込みんだＩＣチップに予め含めておくとよい。このようにバーコード、マーク、ＩＣチップを使用すれば、デジタル信号により容易に電池情報を得ることができ、便利である。
また本発明において、電力情報生成部がユーザーに提供する第１の電池パックの充電量と、ユーザーから引き取った第２の電池パックの残存充電量の差から、電気量情報を生成するシステムである。このため、残存充電量がある程度残っていても、都合の良いときに交換した場合でもユーザーは残存充電量を無駄にすることなく、サービスを受けることができ、このため本発明の電池交換サービスシステムがより円滑に運用可能である。また端末の電力情報生成部で電気量情報を生成するので、電池パックに測定器を備える必要がなく、電池パックのコストアップがない。このように電池パックを現在のものから大きく変更することなく、本発明の電池交換システムを運用することが可能となる。また本発明の電池交換サービスでは電池パックの残存受電量を回生することができるので、残存充電量を無駄にしない。
また本発明は、前記充放電部が第２の電池パックから放電された電力を回生する機能を有しているので、回収した電池パックの残存充電容量を有効利用することができる。
また本発明は、前記端末が第２の電池パックの投入口と、第１の電池パックの取出し口を備え、前記充放電部は前記取出し口に近い電池パックを満充電にする制御部を更に備える。従って、自動電池交換機を提供することができる。また電池パックの取出し口に近い電池パックほど満充電にするので、電池パックの化学反応を少なくすることができるとともに、満充電状態した電池パックを素早く提供することができる。
また本発明では、前記管理サーバーがさらに再生可能エネルギーの発電量情報を受信する発電量情報受信部と、前記発電量情報と前記電気量情報から販売可能な再生可能エネルギーの販売量を計算する情報処理部を備える。この結果、環境価値の高い再生可能エネルギーを販売することができる。
また本発明の前記端末は、さらに前記再生可能エネルギーの発電量情報、電池交換サービスによる販売電気量情報、前記発電量と販売電気量の差の情報のいずれかを表示する表示部を備えるので、ユーザーが確認することができる。
また本発明は、電池交換サービスシステムの端末であって、電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得部と、電池情報およびユーザー情報を予め記憶する情報記憶部と、前記情報取得部で取得した電池情報およびユーザー情報を、前記情報記憶部に記憶した電池情報およびユーザー情報によって確認する確認部と、電池パックの充電および放電を行う充放電部と、前記充放電部の充放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部と、前記電気量情報に基づいて料金を算出する料金算出部とを備えるので、端末のみで電池交換を行うことができる。
また本発明の電池交換サービスシステムの課金方法は、料金をユーザーに課金する場合に、電池交換サービスシステムの維持および運営のための第１の費用負担と、前記第１の費用負担以外の使用用途に利用するための第２の費用負担の設定を用意し、ユーザーが前記第１の費用負担と第２の費用負担を選択可能であり、課金した料金の一部または全部を、前記第２の費用負担の使用用途が、災害などの義捐金や一般的な募金活動、環境価値への対価またはプロジェクトへの投資のいずれかである。その結果本発明の電池交換サービスシステムを活用して、容易に義捐金や支援金、募金あるいは自然エネルギーの普及促進の補助などを集めることが可能となる。
さらに、本発明の携帯機器は、携帯機器に搭載された電池パックと、現在地を検出する位置検出部と、前記電池パックの残存放電可能容量を検出する容量検出部と、電池交換サービスを受けることが可能な場所情報を取得する場所情報取得部と、前記容量検出部が電池パックの残存放電可能容量が一定値以下となったことを検出したとき、または／および前記位置検出部が検出した現在地が，電池交換サービスを受けることが可能な場所に近づいたことを検出したとき、前記電池交換サービスの提供場所情報を表示する表示部を有する。従ってユーザーの保有する携帯機器の電源の残存充電量が少なくなってきた場合に、現在地に近い電池交換サービスを受けることが可能な場所の情報を得ることが可能となる。このため、本発明が提供する電池交換サービスを円滑に実施することができる。
本発明の電池交換サービスシステムの構成ブロック図である。 本発明の電池交換サービスシステムの端末のフロー図である。 本発明の電池交換サービスシステムの管理サーバーのフロー図である。 本発明の電池交換サービスシステムの端末での電池充放電処理のフロー図である。 電池パックの確認画面を説明する図である。 自動端末機の構成図である。 本発明に使用される携帯機器の構成図である。 電池交換サービスの提供場所の情報を表示する場合のフロー図である。 オプション料金を選ぶ場合のフロー図である。 電池交換の第１のサービス内容の表示例を示す図である。 電池交換の第２のサービス内容の表示例を示す図である。 電池交換の第３のサービス内容の表示例を示す図である。
本発明の電池交換サービスシステムの概要を以下に説明する。
本発明の電池交換サービスシステムは、端末と管理サーバーを接続して構成される。ここで、端末は、電池情報およびユーザー情報を取得し、電池パックの充電および放電を行い、この充電と放電に基づいて電気量情報を生成する機能を備える。端末で得られた電池情報およびユーザー情報、電気量情報は管理サーバーに送信する。管理サーバーは端末から受信した電池情報およびユーザー情報を確認し、また前記電気量情報に基づいて料金を算出する機能を備える。そしてユーザー情報の確認結果および電池情報の確認結果、料金を前記端末へ送信するシステムである。
上記電池交換システムにおいて、電池パックの電気量情報を生成する方法を説明する。
電池パック１の満充電時の充電量をQ1I、電池パック2の満充電時の充電量をQ2Iとする。 電池パックがどちらも新品で満充電の場合は、充電量は等しく、Q1I = Q2Iである。例えば、ユーザーが電池パック1を繰り返し充放電して使用し、使用した電気量（Q1Uとする）が満充電時の充 電量から半分になったところで、端末が設置されている店で本発明のサービスを利用し、電池パック２と 交換したとする。または出先で電池パックの充電ができないとき、端末が設置されている店で本発明のサービスを利用し、電池パック２と交換したとする。この場合、ユーザーがサービス提供者に支払う対価は 、電気量Q1Uおよび充電量Q2Iを用いて決定される。
もっとも簡単な計算方法としては、充電量Q1Iと電気量Q1Uの関係から、残存充電量Q1Rを算出する（Q1R＝Q1I−Q1U）。次に交換した電池パック２の充電量Q2Iから残存充電量Q1Rを減じることによって、ユーザーが購入した充電量Q2Sを算出する（Q2S＝Q2I−Q1R）方法である。
さらに好ましくは、回収した電池パック1の残存充電量Q1Rを実測により測定し、上記同様に交換した電池パック２の充電量Q2Iから残存充電量Q1Rを減じることによって、ユーザーが購入した充電量Q2Sを算出する方法である。この場合は充電量Q1Iと充電量Q2Iがほぼ同等で、残存充電量Q1Rは満充電時の充電量Q1Iの半分であることから、電池パック２の充電量Q2Iの約半分に、電力単価を積算した対価をユーザーがサービス提供者に支払えばよいことになる。
本発明では、通常はユーザー自身が電池パックを繰り返し充放電して使用することを前提としている。そのため、上記残存充電量Q1Rは電池パック１を実測することによって、ユーザーが繰り返し充放電して電池パックが劣化していても、特にサイクル劣化を予測したり、使用回数や劣化の程度を記憶したりしておくなどの複雑な仕組みは必要なくなる。
また通常、ユーザーは商用電源を使用して充電するので、充電のための電気料金は非常に安く、充電のための電気料金を気にすることなく充電することができる。
たとえば、電池パックKをユーザー自身が繰り返し充放電して使用し、電池パックが劣化したため電池容量QKTが新品電池パックの半分にまで低下し、このため満充電時の充電量QKIは、新品電池パックの満充電時の充電量Q1Iの半分になったとする。この電池パックKの充電量QKIを全部使用したところで電池交換サービスを受けた場合、ユーザーが使用した電気量QKUは、電池パックKの満充電時の充電量QKIが、新品電池パックの満充電時の充電量Q1Iの半分になっている。即ち、新品電池パックの満充電量Q1Iの半分を使用した上記電気量Q1Uと同じである。そして、電池パックKは充電量QKIを全部使用しているので、電池パックKの残存充電量はゼロとなる。したがってユーザーが本発明のサービスを受け、劣化していない電池パック２と交換した場合にユーザーがサービス提供者に支払う対価は、充電量Q2Iからゼロを減じた値となる。つまり全充電量Q2Iに電力単価を積算した金額となる。これは上記の電池パックが劣化していないケースの倍の費用を支払うことになる。実際には劣化する過程で何人かのユーザーが利用するため、劣化分に相当する支払いは積算されることになる。そのため、仕組みとして平等に劣化に対する対価が回収できる。つまり、電池パックのリサイクルの費用が平等に徴収可能となる。後述の例４において数値を入れて説明する。
更に数値を入れて説明する。
電池パックＡ：新品あるいはそれと同等の電池パックであり、電池容量は1000mAh、満充電時の放電可能容量は1000mAhである。
電池パックＢ：70%まで劣化した電池パックで、その電池容量は、70％劣化し、700mAhである。この電池パックＢの満充電時の放電可能容量は700mAhである。
電池パックＣ：50%まで劣化した電池パックで、その電池容量は、50％劣化し、500mAhである。この電池パックＣの満充電時の放電可能容量は500mAhである。
なお、現実には50％まで劣化した電池パックが流通することはないと予想されるが、説明のため50％劣化した電池パックを想定した。
本電池パックを用いる携帯端末の消費電力は、250mAh /1時間と仮定する。
課金を0.1円/mAhと仮定する。
以上のような想定の下で、種々の電池パックの使用状態を以下の例１〜４で説明する。
（例１）
交換する電池パック：Ａ１（電池容量は1000mAh、放電可能容量は1000mAh）
代わりにもらう電池パック：Ａ２（電池容量は1000mAh、満充電時の放電可能容量は1000mAh） ユーザーが電池パックＡ１を繰り返し充放電して使用し（ただし、この例１ではほとんど容量劣化は起こっていないとする）、電池パックＡ１の放電可能容量500mAhを使用したところ（ユーザーは満充電か ら2時間機器を利用）で交換サービスを利用
ユーザーに渡す電池パックＡ２に充電されている放電可能容量：1000mAh
ユーザーから引き取った電池パックＡ１の残存放電可能容量：500mAh
ユーザーが支払う料金：1000mAh-500mAh＝500mAh→→→50円
（例２）
交換する電池パック：Ｂ１（電池容量は劣化のため700mAh、放電可能容量は700mAh）
代わりにもらう電池パック：Ａ２（電池容量は1000mAh、満充電時の放電可能容量は1000mAh）
ユーザー自身が電池パックＢ１を繰り返し充放電して使用し、電池パックＢ１の放電可能容量500mAhを使用したところ（ユーザーは満充電から2時間機器を利用）で交換サービスを利用
ユーザーに渡す電池パックＡ２に充電されている放電可能容量：1000mAh
ユーザーから引き取った電池パックＢ１の残存放電可能容量：200mAh
ユーザーが支払う料金 1000mAh-200mAh＝800mAh→→→80円
（例３）
交換する電池パック：Ａ１（電池容量は1000mAh、放電可能容量は1000mAh）
代わりにもらう電池パック：Ｂ２（電池容量は劣化のため700mAh、満充電時の放電可能容量は700mAh）
ユーザー自身が電池パックＡ１を繰り返し充放電して使用し、電池パックＡ1の放電可能容量500mAhを使用したところ（ユーザーは満充電から2時間機器を利用）で交換サービスを利用
ユーザーに渡す電池パックＢ２に充電されている放電可能容量：700mAh
ユーザーから引き取った電池パックＡ１の残存放電可能容量：500mAh
ユーザーが支払う料金 700mAh-500mAh＝200mAh→→→20円
（例４）
交換する電池パック：Ｃ１（電池容量は劣化のため500mAh、放電可能容量は500mAh）
代わりにもらう電池パックＡ２：（電池容量は1000mAh、放電可能容量は1000mAh）
ユーザーが電池パックＣ１を繰り返し充放電して使用し、電池パックＣ１の放電可能容量500mAh使用したところ（ユーザーは満充電から2時間機器を利用）で交換サービスを利用
ユーザーに渡す電池パックＡ２に充電されている放電可能容量：1000mAh
ユーザーから引き取った電池パックＣ１の残存放電可能容量：0mAh
ユーザーが支払う料金 1000mAh-0mAh＝1000mAh→→→100円
例1の場合が理想的な事例である。例２は交換する電池パックＢ１が劣化している場合である。交換する電池パックＢ１が劣化している場合は、例１の劣化していない電池パックＡ１を交換する場合に比べ割高となる。ここでは交換する電池パックＢ１が70％劣化している状態の事例で説明した。しかし通常はすこしずつ劣化するので、ユーザー自身が繰り返し充放電して使用しているうちに劣化する。そのためその分だけ、次回交換サービスの際に新しい電池パックを受け取った場合に高い料金を支払うことになる。
逆に例３に示すように、交換サービスで受け取る電池パックＢ２が劣化している場合は、例１の場合より30円安くサービスを利用することが可能となる。これにより、ユーザーは劣化した電池パックを渡されても金銭的に損はしない。またこの差額の30円は、その電池パックを利用して、例２のように劣化した電池パックＢ１を利用することによって、本発明のサービスを利用した際の差額30円（例1と例２の比較）に充当されることになる。従って、サービス料金は公平になり、劣化した電池パックもサービスに活用することが可能となる。
また例４は、交換する電池パックＣ１が50％劣化しているので、放電可能容量を全部使用して、交換サービスを利用した場合は、ユーザーは支払う料金は多くなる。しかし、これはユーザーが電池パックＣ１の放電可能容量を全部使用したためであり、公平である。
即ち、本発明の電池交換サービスシステムでは、残存放電可能容量と新規提供電池の放電可能容量の差によって課金することにより、残存放電可能容量と電池パックの劣化を含めた課金が可能となり、ユーザーが公平に負担するようにした。
これにより本発明は電池パックを購入又はレンタルするのではない。即ち、電池交換時の電力量の差分と電池パックの劣化分をユーザーが意識することなく、使用状況に応じて負担することが可能となる。このようにユーザーがいずれの電池パックを使用していたとしても、ユーザーは初期の電池容量から劣化していることを気づかずに使用することができる。或いは最近少し電池パックの使用可能時間が減って、電池容量が減ってきたことを感じながら使用している場合も、その電池容量の劣化の程度を定量的にユーザーは把握できていない状態が通常の状況であると考えられるが、本発明のサービスシステムでは、電池容量の劣化分をユーザーが意識することなく公平に負担することが可能となる。
従来提案されている事例では、例えばユーザーが繰り返し充放電し電池パックが劣化して電池容量が600mAhになり、600mAhしか充電できない電池パックと、電池容量が1000mAhで、放電可能容量が1000mAhの新品の電池パックを交換した場合、電池パックの電池容量の劣化を検出するために、充電回数を検出する機能、通信手段、又は電池使用量を検知する手段と通信手段を必要とする。
これに対して、本発明の電池交換サービスシステムは、残存放電可能容量と新規提供電池パックの放電可能容量の差によって課金するシステムである。そのためユーザーが繰り返し充放電した結果、劣化した電池パックを交換サービスに出すと、劣化していない電池パックの交換サービスを利用した場合にくらべ、多めに料金を支払うことになる。このようにして、電池パックの劣化分の料金は、ユーザーが公平に料金を支払うことになる。またその差額を劣化した電池パックの回収、リサイクル費用に充当することができる。
ここまでの説明では、電池交換時の電池パックの充電量の差分と、劣化したことによる電池容量は同じ単価として算出し、課金する方法について説明を行った。次には電池パックの充電量の単価と電池容量の劣化分の単価を変えることによって、リサイクル費用を効率よくまかなえるように料金設定を行う方法を説明する。
たとえば、電力料金を上記と同じ0.1円/mAhとし、劣化分を0.2円/mAhとした場合には上記例は以下の通りとなる。
（例１）
ユーザーに渡す電池パックＡ２に充電されている放電可能容量：1000mAh
ユーザーから引き取った電池パックＡ１の残存放電可能容量：500mAh
劣化した電池容量分：0mAh
ユーザーが支払う料金：1000mAh-500mAh＝500mAh
500mAh×0.1円+0mAh×0.2円＝50円
（例２）
ユーザーに渡す電池パックA2に充電されている放電可能容量：1000mAh
ユーザーから引き取った電池パックB1の残存放電可能容量：200mAh
劣化した電池容量分：300mAh
ユーザーが支払う料金：1000mAh-200mAh＝800mAh
800mAh×0.1円+300mAh×0.2円＝80円+60円＝140円
（例３）
ユーザーに渡す電池パックB2に充電されている放電可能容量：700mAh
ユーザーから引き取った電池パックA1の残存放電可能容量：500mAh
劣化した電池容量分：-300mAh
ユーザーが支払う料金：700mAh-500mAh＝200mAh
200mAh×0.1円+（-300mAh）×0.2円＝20円-60円＝-40円
例３では劣化した電池パックを受け取ったため、今回のサービスを受けた場合にはいったん劣化に見合うだけの金額をユーザーが受け取ることになる。（実際には次回新しい電池パックと交換された際に相殺される。）
また、購入する電力は一定とし、劣化した電池容量分のみを劣化状況によって課金する仕組みも可能である。たとえば、上記の実際の電力部分と劣化した電池容量分の単価を変えた場合の電力料金部分を一定金額の20円/回と定義した場合を例示すると、以下の通りとなる。
（例１）
ユーザーが支払う料金：1000mAh-500mAh＝500mAh
20円+0mAh×0.2円＝20円
（例２）
ユーザーが支払う料金：1000mAh-200mAh＝800mAh
20円+300mAh×0.2円＝20円+60円＝80円
（例３）
ユーザーが支払う料金：700mAh-500mAh＝200mAh
20円+（-300mAh）×0.2円＝20円-60円＝-40円
このように、ここで説明したシステムは、回収した電池パックの残存放電可能容量、ユーザーに提供する電池パックの放電可能容量をサービスの提供者側で測定し、管理し課金方法に利用するものである。これにより、電池パック自身に充電量を管理する機能や充放電回数を管理する機能を付与する必要なく、さらに電池パックの劣化に対する対価をユーザーから公平に徴収することが可能となる。
一般に電池パックの残存放電可能容量が機器の要求する電流値以下になると、電池パックは放電することができない。そのため、残存放電可能容量を全部使い切ることができず、無駄になる。
本発明の電池交換サービスシステムにおいては、電池パックの充電および放電をおこなう充放電部が、回収した電池パックの残存放電可能容量をいったん放電して回生する機能を有している。このように電池パックの残存放電可能容量を回生する機能を有していることにより、電池パックに残っている電力を無駄なく利用することが可能となり、省エネルギーの観点からより好ましい。この放電の条件は適宜選択可能であるが、電池パックの残存放電可能容量をすべて取出すことを目的とした場合は、低い電流値にてゆっくりと放電すればよい。また、機器に搭載した状態での有効な残存放電可能容量を基準としたい場合には、あらかじめ電池パックを搭載した機器の機種に対応した模擬放電パターンを用意して、その模擬放電パターンで放電すると、当該機器に電池パックを搭載したのと同じ条件で残存放電可能容量を測定することができる。
さらに、本発明の別の発明では、電池交換サービスシステムを利用して、災害などの義捐金や一般的な募金活動や、環境価値への対価、プロジェクトへの投資などを実現するものである。このような発明は、使用した電気量に対する料金をユーザーに課金する場合に、ユーザーが選択可能な少なくとも２種類以上の設定を準備する。そして課金した料金の一部、または全部を、通常の課金によって得られた料金の使用用途以外の用途に利用することを特徴とする課金方法によって達成可能である。
ここで、通常の課金によって得られた料金の使用用途とは、本発明の電池交換サービスシステムを維持、管理および運営するのための利用を言う。更に電池交換サービスを提供する事業者の販売管理費、利益などを含むいわゆる電池交換サービス提供をするための必要経費である。
一方、通常の課金によって得られた料金の使用用途以外の用途としては、一般的な募金活動によって行われている災害の見舞金や義捐金、環境貢献活動や医療活動への援助金や、将来性のある事業活動やプロジェクトへの投資などが挙げられる。これにより、本発明のサービスによって得られた対価の一部または全部をそれら用途に利用することが可能である。
また、本発明の電池交換サービスシステムの商品は電力であるため、電力の発電方法などによって電気の種類を決定するなどにより付加価値を設定することができる。このように電気の種類に付加価値を設定することにより、その資金を環境負荷の小さい再生可能エネルギー、例えば太陽光発電装置、風力発電装置、マイクロ水力発電装置、燃料電池、ガスエンジンによる発電装置などの設備投資に還元したり、既存の設備保有者への補助として活用したりすることも可能である。
上記の再生可能エネルギーは、環境問題に対する意識の高まりから、近年非常に普及してきているが、その発電コストが従来の電力にくらべ高いことがさらなる普及の障害となっている。
一方で、本発明の電池交換サービスシステムが提供する電力は非常に付加価値の高いものである。ひとつの例として、乾電池による充電器が普及しているが、乾電池を100円で購入し、その乾電池を用いて２回充電可能であった場合を想定すると、携帯電話の電池容量は2.5〜3Wh程度であるため、携帯電話の電池容量を3Whとした場合、50円/3Wh=16円/Whである。一方家庭用での電力は25円/kWh(＝0.025円/Wh)程度であるため、ある状況下でモバイル機器の電源として用いられる電力の価値は640倍の価格となる。
従って本発明の電池交換サービスシステムに使用する電力の一部として、再生可能エネルギーによって得られた電力を利用したり、本発明のサービスに用いられた電力と再生可能エネルギーによって得られた電力を擬似的に相殺するしくみなどにより、環境付加価値分を負担したりすることは、再生可能エネルギーの普及促進の補助として活用するのに非常に有効である。
また、上記のようにユーザーの意思によって、寄付や補助などの用途を選択し、その電力を利用する場合、メールの末尾にその旨を記載したメッセージを付加したり、通信中など機器を利用している際の表示ランプの色を変えたり、情報を着信した際の着信音を特別なものにする、着信メロディーやソフトのダウンロードサービスの無償あるいは有利な価格で提供が得られる権利を付与するなど、通常時と差が生じるような特別機能を設定することも可能である。そのような特別機能は購入した電力を利用している間有効となるが、その終了を管理するためには実際に用いた電力量で管理してもかまわないし、正確性は下がるが簡易的に次回の充電までとするなどの方法によって判別すればよい。また、その機能が有効であるか無効とするかはユーザーが任意に設定できるようにすればよい。
本発明における携帯機器は、携帯電話、ノート型パソコン、ＰＤＡ、電子書籍、デジタルカメラやビデオカメラのような携帯型電子機器である。また本発明は携帯機器だけでなく、電動自転車や電気自動車、コードレスクリーナなどの通信機能を備えていない移動型機器でも電池交換サービスシステムを構築することが可能である。更には携帯型や移動型機器に限定することはなく、電池パックを使用する機器であればよい。
本発明における電池パックには、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池など、通常の二次電池が使用可能であるが、なかでもリチウムイオン電池は小型軽量化が可能であり、また充放電における電力効率が高いため、本発明のサービスにおいて、いったん放電してから充電する場合には特に有利である。
また、新しく受け取る電池パックに電池容量を記載したラベルを貼り付けることにより電池容量を表示し、端末で電池交換の際に、ユーザーがその電池容量を見て、電池パックを選択するようにする電池交換サービスの提供も可能である。このように電池パックにラベルを貼り付けて、その電池容量を表示することにより、ユーザーに直接電池パックに充電されている放電可能容量を示すことができ、ユーザーの意思を確認することができる。その結果、ユーザーによって劣化してきた電池パックが自然に選ばれなくなっていき、市場がリサイクルのタイミングを決定するようにすることも可能である。
このように電池パックにその電池容量を提示することは、技術の進歩によって同形状で電池容量が異なる場合に、ユーザーによって電池パックが選択されるので有効にシステムを運用することが可能となる。
本発明における課金方法としては、サービスを受ける時点で支払ってもかまわない。あるいは携帯機器のＩＤ番号や電話番号など、ユーザーを特定可能な情報を元に、月末にまとめて支払う後払い方式でも対応可能である。サービスを受ける時点で支払う場合において、電力量の課金が交換時の電池パックの残存放電可能容量分を勘案して課金することが難しい場合は、後ほど別のサービスの料金から割り引く、次回の交換サービスのために貯めておくなど種々の方法が考えられる。
本発明の電池交換サービスシステムの最初は、ユーザーに電池パックを渡すところから始まるが、この時点でユーザーから本発明の電池交換サービスシステムの設立費用、参加料、会員費用、電池パックの実費を徴収すると、電池交換サービスシステムのイニシャルコストを少なくすることができる。
また、本発明において使用する携帯機器は、携帯機器の現在地の検出部と、携帯機器の電池パックの残存放電可能容量を検出する容量検出部と、電池交換サービスを受けることが可能な場所情報を取得する位置情報取得部と、前記残存放電可能容量または/および位置情報に応じて電池交換サービス提供場所を表示する表示部を有するものである。このような携帯機器を利用することにより、本発明の電池交換サービスを円滑に活用できる。
本発明の電池交換サービスシステムは、二次電池を主体として説明しているが、上記携帯機器に関しては電源が燃料電池であっても、燃料電池の燃料の残量から算出される残存放電可能容量を検知し、同様のサービスシステムを活用することが可能である。
＜電池交換サービスシステムの概要＞
図１に、この発明の電池交換サービスシステムの一実施例のブロック図を示す。
この発明の電池交換サービスシステムは、主として電池交換サービスの端末（100）と、管理サーバー（200）と、ユーザーが保有する携帯機器（302）とから構成される。電池交換サービスの端末（100）と管理サーバー（200）は、インターネット等のネットワーク（400）を介して接続可能な状態となっている。携帯機器(302)は、携帯電話、スケジュール管理などが可能なＰＤＡ、モバイル型のパソコンなどである。また携帯機器ではないが、本発明は電池パックを電源とするコードレスクリーナ、電動アシスト自転車、電気自動車も適用可能である。
電池交換サービスの端末(100)は、ユーザーから引き取った電池パックの管理番号及びユーザー情報を認識するなどの情報を取得する情報取得部（122）、引き取った電池パックの充放電およびユーザーに提供する電池パックの充電を行う充放電部（124）、前記充放電部（124）の充電電流と放電電流に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部（126）、前記情報取得部（122）で取得した電池情報及びユーザー情報と、前記電力情報生成部（126）で生成した電気量情報をネットワーク（400）を介して管理サーバー（200）へ送信する情報送信部と、管理サーバー（200）で行われた電池情報およびユーザー情報の確認結果、料金情報を受信する情報受信部を含む通信インターフェース（120）から構成される。図１に示す実施形態では、充放電部（124）は、充電と放電を行うことが可能である。またある実施形態では充放電部（124）は、充電または放電のみを行う充電部または放電部によって構成される。また図１に図示していないが、表示部を備え、少なくとも再生可能エネルギーの発電量情報、電池交換サービスによる販売電気量情報、前記発電量と販売電気量の差の情報、料金を表示する。
端末はユーザーから引き取った電池パックの残存放電可能容量を全部放電し、他方ユーザーに提供する電池パックを充電する。残存放電可能容量を全部放電させるためには放電電流を低くするとよい。ここで電気の回生のため、ユーザーから引き取った電池パックから放電した電気をコンデンサまたはバッテリに蓄電し、この蓄電した電気をユーザーに提供する電池パックを充電するために使用すると、電気の無駄が更になくなる。
管理サーバー（200）は、ネットワーク（400）を介して電池交換サービスの端末（100）と情報を送受信する送信部と受信部を含む通信インターフェース（202）、この電池交換サービスシステムで流通する電池パックの電池情報を記憶しておく電池情報データベース（204）、契約者情報を記憶しておく契約者情報データベース（206）、サービスの利用料金などを算出する料金算出部（208）を備える。また端末(100)から受信した電池情報と電池情報データベース（204）に記憶された電池情報と照合して、電池交換サービスシステムに流通する電池パックであることを確認する電池情報確認部（210）、端末(100)から受信したユーザー情報と契約者情報データベース（206）に記憶された契約者情報と照合して、電池交換サービスシステムと契約したユーザーであることを確認するユーザー情報確認部（212）を備える。
契約者情報データベース（206）には契約者氏名、連絡先、ユーザー確認のための契約者カード、電話番号、暗証番号や指紋等のユーザー情報、現在使用中の電池パック(304)の電池情報、例えば電池パックのＩＤ番号、電池容量情報などを記憶する。
なお、通信インターフェース（202）は携帯機器（302）とネットワーク（400）を介して接続してもよい。また電池情報データベース（204）、契約者情報データベース（206）、電池情報確認部(210)、ユーザー情報確認部(212)、料金算出部（208）を端末(100)に備えてもよい。
<電池交換サービスのフローチャート>
図２に本発明のサービスにおける電池交換サービスシステムの端末のフローを示す。ユーザーが電池パックの交換サービスを希望する際には電池交換サービスシステムの端末（100）が設置された店などに行き、現在使用している携帯機器（302）の電池パック(304)を出す。これにより、本発明の電池交換サービスが開始される。
まず、最初にユーザーが電池交換サービスの提供を受けることが可能なユーザーかどうかを判断する（S21）。ユーザー情報はユーザーが保有するサービス利用の契約者カード、携帯電話の場合では電話番号などからユーザーを特定することが可能である。
このようにして取得されたユーザー情報は、管理サーバー（200）へ送信され、ユーザー確認が行われ、その結果が端末の受信部で受信される。ユーザー情報の確認結果が電池交換サービスの提供を受けることが可能なユーザーである場合、回収された電池パックおよび新規に提供する電池パックの情報を取得する（S22）。情報の取得方法としてはバーコードによる取得や、ＩＤ番号の入力、電池パックに埋め込まれたＩＣチップなどの情報を通信によって取得するなどの方法があげられる。ついで回収した電池パックは充放電処理が行われ（S23）、充放電情報に基づいて電気量情報を生成し（S24）、電気量情報を管理サーバー（200）に送信し、終了する。
図３は本発明の電池交換サービスシステムにおける管理サーバーのフローの一例である。管理サーバー（200）は端末(100)からデータを受信することによって動作を開始する（S31）。まず受信したデータがユーザー情報の受信か、電池情報の受信か判断する(S32)。
ユーザー情報の場合、契約者情報データベース（206）にアクセスして検索し（S33）、ユーザー情報確認部（212）により電池交換サービスシステムの契約者かどうかを確認する（S34）。また電池情報の受信の場合、電池情報データベース（204）にアクセスして検索し（S35）、電池情報確認部（210）により電池交換サービスシステムの電池かどうかを確認する（S36）。契約者の確認と電池パックの確認はどちらを先にしてもよい。サービス契約者であり、かつ電池交換サービスシステムの電池パックの場合は、サービスの提供を許可して（S37）終了する。
サービス契約者ではない場合、および電池交換サービスシステムの電池パックでない場合は、サー-ビスの提供を拒否して（S38）終了する。サービス契約者ではない場合、または電池交換サービスシステムの電池パックでない場合は、単に拒否するのみではなく、契約を促す情報などを提供してもかまわない。
ステップＳ３２において、電気量情報の受信の場合（S39）は、電気量情報に基づいて料金算出部（208）で利用料金を算出し（S40）、料金情報を保存し（S41）、終了する。ステップ（S39）において、電気量情報でない場合は、サービスの提供を拒否し（S37）、終了する。
実施例１はユーザーが電池パックを出す店の端末と、充電された電池パックを受け取る店の端末は同じであるとして説明したが、必ずしも同じ店、同じ端末である必要はない。つまり、ネットワーク(400)で各端末が接続され、各端末でデータの送受信が可能であることを利用して、ある店で電池パックを出し、その後別の店で充電された電池パックを受け取ることも可能である。同じ店でもある端末で電池パックを渡し、別の端末で充電された電池パックを受け取ることも可能である。
図４は電池交換サービスシステムの端末での電池充放電処理のフローの一例を示す。まず、回収した電池パックが取り扱い可能な電池パックかどうかを確認し（S51）、取扱い可能な電池パックの場合は接続チャンネルの選定を行い、接続を促す表示を行う（S52）。接続が行われたことを検知し（S53）、接続が確認できた場合には充放電処理を開始する（S54）。充放電処理が完了したら充放電によって得られた電気量情報を生成し（S55）、生成した電気量情報を管理サーバーに送信する（S56）。
電気量情報には、ユーザー情報、電池情報、電池パックの放電可能容量、電池容量などの情報が含まれる。ユーザーに新規に提供した電池パックの放電可能容量から回収した電池パックの残存放電可能容量を減じることにより、実際に提供した放電可能容量を算出することができる。また、得られた放電可能容量情報は、次回サービスに提供する際に最新の放電可能容量（ユーザーに提供した電気量）として活用が可能である。
上記実施例は、端末と管理サーバーを接続して構成するが、端末に電池情報データベース(204)、契約者情報データベース(206)、料金算出部(208)を備え、かつ取得した電池情報と電池情報データベース(204)の電池情報の確認部(210)と、ユーザー情報と契約者情報データベース(206)のユーザー情報の確認部(212)を備える場合は、管理サーバーと接続しなくてもよい。つまり端末は単独で電池交換することができる。
<具体例>
具体的な事例を用い、サービスの概要を説明する。
契約者Ａは電池パックを繰り返し充放電して使用し、使用中の携帯電話の電池パックの残存容量が少なくなってきた。或いは出先で充電ができない。そのため、電池交換サービスシステムの端末が設置されたコンビニエンスストア或いは携帯電話ショップにてサービスの提供を要求した。電池パックの放電可能容量は約1/3程度であった。端末において、契約者Ａの電話番号と、交換を希望した電池パックに貼り付けてあるバーコードの情報を取得する。これら情報を管理サーバーへ送信して、管理サーバーの契約者情報データベースを参照してユーザー情報確認部により、また電池情報データベースを参照して電池情報確認部により、契約者Ａへのサービス提供が可能であることを確認する。
ついで、契約者Ａに提供可能な新規の電池パックに貼り付けてあるバーコードを読み取ることによって、新規に契約者Ａに提供した電池パックの情報を記憶し、契約者Ａに電池パックを渡し、契約者Ａとの電池交換が終了する。
ついで、契約者Ａより回収した電池パックの充放電処理を開始する。端末で電池パックの情報を取得すると、接続すべきチャンネル（端子）の選定および、接続を促す表示が行われる。その情報に基づき、サービスを受け付けた店員が端末に電池パックをセットすると、充放電処理が開始される。端末はまず、所定の条件により電池パックの放電を開始し、電池パックの放電可能容量が０になるまで放電する。ここで回収した電池パックから放電した電気をコンデンサまたはバッテリに蓄電する。或いは電力会社に売電する。蓄電した場合は提供する電池パックの充電に用いることにより、有効に回生できる。ついで提供する電池パックの充電を行う。この際の放電量および充電量が管理サーバーの契約者情報データベースに記憶される。
このようにして測定した結果、引き取った電池パック、および契約者Ａに新規に提供した電池パックの情報は、携帯機器の表示部に図５のような確認画面として表示される。確認画面は以下のとおりである。
契約者Ａより引き取った電池パック
ＩＤ番号：123456
残存放電可能容量：1Wh
最終充電容量：3Wh
契約者Ａに新たに提供した電池パック
ＩＤ番号：654321
放電可能容量：3Wh
上記結果から、契約者Ａが利用した電池交換サービスにおいて購入した電力量は、（3Wh−1Wh＝2Wh）であると算出される。契約者Ａの契約条件が20円/Whとした場合、契約者Ａには40円のサービス利用料金が課金される。ＩＤ番号：123456の電池パックの最終充電容量は管理サーバーに記憶され、本発明のサービスを利用し、次回ＩＤ番号：123456の電池パックを次に受け取ったユーザーに課金する際に活用される。
上記の例では従量制の場合を説明したが、その他の契約条件として定額制として、何度でも利用できるようにすることも可能である。
また、上記の例では電池パックの交換場所をコンビニエンスストアや携帯電話ショップとし、店員が介在するケースについて説明したが、自動販売機のような端末として、機器の操作をユーザーがすべてすることが可能な自動端末機とすることも可能である。
図６は自動端末機(10)を示し、自動端末機(10)は、交換する電池パックの投入口(11)と、提供する電池パックの取出し口(12)を備える。自動端末機(10)の中には１０個以上の電池パックを保管している。この自動端末機(10)では、投入口(11)に電池パックが投入され、キーボード入力部(13)より暗証番号のようなユーザー情報が入力されると、情報取得部(14)がユーザー確認を行い、次に電池パックの確認を行う。確認の結果、サービス契約者であり、かつ電池交換サービスの電池パックである場合は、電力情報生成部(17)が電気量情報を生成して、通信インターフェース(20)により管理サーバー(200)と交信し、料金算出部(208)で料金計算して、表示部(19)に料金表示をする。ユーザーが表示された料金をコイン投入口(18)より支払ったことを確認すると、取出し口(12)に新たに提供する電池パックを送り出す。
以上のように自動端末機で料金を清算する外に、ユーザーが投入した電池パックの放電可能容量を、自動端末機が電池パックを完全放電することにより測定し、そして提供した電池パックの放電可能容量から投入された電池パックの放電可能容量を引いて、料金を計算し、ユーザーの銀行口座から引き落とすようにしてもよい。これらの計算はデータを管理サーバー(200)に逐一送信し、管理サーバー側にて料金を算出してもよいことは言うまでもない。
この自動端末機(10)は、充放電部(15)を備え、サービスに提供される電池パックの順番に従って充電状態をコントロールする制御部(16)を備える。例えばリチウムイオン電池のように、満充電状態で保存しておくと電池劣化が進みやすい電池パックに対しては、取出し口に近い電池パック（次回以降サービスに提供される数個の電池パック）は満充電に充電しておき、残りの電池パックは80％程度の放電可能容量としておき、サービスにて電池パックが提供されるに従って順次満充電としていくとよい。電池パックの種類にもよるが、リチウムイオン電池は50〜80％程度の充電状態で保存する方が電池寿命の観点からは望ましいので、取出し口に近い数個の電池パックは電池交換を素早くするために満充電し、取出し口から遠ざかる電池パックは充電状態を制御した状態にして保存する。
この充放電部(15)および制御部(16)は、自動端末機だけでなく、店員が電池交換サービスをするような店に備えてもよい。
上記実施例は端末と管理サーバーを接続して構成するが、端末に電池情報データベース(204)、契約者情報データベース(206)、料金算出部(208)を備え、かつ電池情報と電池情報データベース(204)の電池情報との確認部(210)と、ユーザー情報と契約者情報データベース(206)のユーザー情報の確認部(212)を備える場合は、管理サーバーと接続しなくてもよい。
携帯機器の表示画面に放電可能容量とサービス提供可能な場所の情報を表示することが可能な携帯機器について説明する。
電池交換サービスシステムの提供の仕組みは実施例1と同じであり、携帯情報機器に特徴を有するものである。図７に契約者Ｂが保有する携帯機器(21)の概要を示す。契約者Ｂが保有する携帯機器(21)は電池パックの放電可能容量検出部(22)と、契約者Ｂの位置情報検出部(23)、管理サーバーとの通信手段(24)と、ディスプレイ(25)、キーボード(26)を備えている。図8はこの携帯機器(21)が電池交換サービスの提供場所を表示する場合のフローを示す。
契約者Ｂの携帯機器の電池パックが放電可能容量の規定値以下になった場合（S81）、契約者Ｂの位置情報を管理サーバーに送信する（S82）。ついで、管理サーバーから店情報を受信し（S83）、契約者Ｂの所在地に近い電池交換サービスを実行する端末が設置された場所を画面に表示する（S84）。
上記のような携帯機器を利用することにより、携帯機器の放電可能容量を検出し、サービス提供場所の情報を容易に入手することが可能となり、サービスの提供をより円滑にすることが可能となる。
上記の例では電池パックの放電可能容量が規定値を下回った場合に、自動的に店の情報を提供する場合を説明したが、放電可能容量が規定値を下回った場合に、いったん契約者にその旨を通知し、契約者がサービス提供場所の情報を希望する場合にのみサービスを提供するように設定することも可能である。
また、契約者の位置情報は電波を送受信している通信基地局の位置によって検出してもよいし、または機器に搭載されたＧＰＳの機能を用いても構わない。
また契約者Ｂの携帯機器(21)が管理サーバー(200)と通信する方式を示したが、近くの電池交換サービスの端末と直接通信する方式でもよい。これにより管理サーバーと通信するための通信基地局を少なくすることができる。また契約者Ｂの携帯機器(21)に店情報を記憶し、契約者Ｂの位置情報から契約者Ｂの所在地に近い電池交換サービスの提供場所を表示する方式でもよい。または契約者Ｂが電池交換サービスシステムの端末付近に近づくと、電池交換サービスの提供場所を表示する方式でもよい。
本発明の電池交換サービスシステムを利用して、一般的な募金活動や、環境付加価値のある電力の売買への活用などを容易に実現する課金方法について説明する。
電池交換サービスシステムは実施例1と同様である。図９にオプション料金を選ぶ場合のフローを示す。電池交換サービスの希望があり（S91）、契約者Ｃはオプション料金を選択するか否かを決定する(S92)。
オプション料金を選択した場合、端末から管理サーバーへオプション料金の情報を要求し（S93）、管理サーバーからオプション料金の情報を取得する（S94）。そのオプション料金に、通常の料金を加算してオプション課金を決定し、課金情報を生成・保存して（S95）、終了する。
オプション料金を選ばない場合は、通常の課金方法によって料金を算出し（S96）、課金情報を保存して（S97）終了する。
具体例を示して、さらに詳細に説明する。契約者Ｃがサービスを受ける際に、サービスの料金メニューにオプション料金として以下の設定があった。
◆台風21号によるＥ市の被害に対する義捐金 +2円/Wh◆
契約者Ｄが今回サービスの対象となる電力量が3Wh、通常の利用料金が20円/Whとした場合、通常60円支払うところ、契約者Ｄは66円を支払うこととなる。
その情報が管理サーバーに送信され、６０円が通常の課金として処理され、差額の６円は義捐金を集金するため準備された口座に振り込まれる。
この場合、契約者からみると6円は少ない額であり、さほど抵抗なくオプション料金を選択することが可能であると同時に、安価に全国規模で同時に募金活動を行うことが可能であるため、効率よく義捐金を集めることが可能となる。
概略は実施例４とほぼ同じである。レコード会社Ｒ社が上記のＥ市への義捐金としてプロモーションビデオなどのコンテンツを電池交換サービス提供会社に10万本寄付する。契約者Ｆが電池交換サービスを利用する際に、そのコンテンツを電池交換サービスの際に提供することによって契約者Ｆはそのコンテンツを5円/本にて購入する。契約者Ｆが今回サービスの対象となる電力量が3Wh、通常の利用料金が20円/Whとした場合、通常60円支払うところ、契約者Ｆは65円を支払うこととなる。その情報が管理サーバーに送信され、60円が通常の課金として処理され、差額の5円は義捐金を集金するため準備された口座にレコード会社Ｒ社の名前によって振り込まれる。
このようなしくみによって、Ｒ社は500,000円の寄付を行うことが可能となる。
概略は実施例４とほぼ同じであるが、オプション料金によって、自然エネルギーの普及促進を促す事例を示す。
契約者Ｇがサービスを提供する際に、サービスの料金メニューにオプション料金として以下の設定があった。
◆太陽光発電によって発電されたクリーンな電気を使いませんか +1円/Wh◆
契約者Ｇが今回サービスの対象となる電力量が3Wh、通常の利用料金が20円/Whとした場合、通常60円支払うところ、契約者Ｇは63円を支払うこととなる。
その情報が管理サーバーに送信され、60円が通常の課金として処理され、差額の3円は自然エネルギーの普及促進に活用するために準備された口座に振り込まれる。
ここで、エネルギー単価を算出すると、契約者Ｇは自然エネルギーによって発電された電気の環境価値を1円/Whで購入したことになるが、その価値は1000円/kWhとなる。これは通常の太陽電池の発電コストである50円〜60円/kWhをはるかに超える価値である。したがってこれらの価格の差（上記の例では940円〜950円/kWh）を、自然エネルギー発電の普及促進に活用することは非常に有効である。
この場合、店舗や端末の近くになどに設置された発電設備から直接充電をおこなった電気を活用してもよいし、ネットワークなどで管理された、電力の環境価値のみを取り扱ってもよい。端末の近くに発電設備を設置した場合には視覚的効果があり、よりユーザーも環境貢献できていることを体感できるので、好ましい。
ネットワークで管理された電力の環境価値とは、太陽光発電などの環境価値の高い発電設備によるの発電電力を管理し、実際に発電された電力は発電された場所で消費するが、その電力は環境価値を有するため、その価値のみを流通させるというものである。契約者Ｇが環境価値を購入した場合、実際の太陽光発電設置者は実際に太陽光発電によって発電した電力を使用していても通常の電力を使用したとみなされ、一方で契約者Ｇは、実際は通常の電力を使用しているが、擬似的に太陽光発電によって発電した電力を使用したとみなされる。他には風力発電によってすでに事業者に対して行われているグリーン電力制度なども同様である。
この実施例ではさらにネットワークで管理された電力の環境価値のみを取り扱う場合の別の形態について説明する。電池交換サービスの概略は、実施例１において図１〜図３を用いて説明したのと同じである。相違するところは、電池パックに充電するための電力が、再生可能な環境負荷の小さい設備によって発電された電力を使用する点である。再生可能な環境負荷の小さい発電設備としては、例えば太陽光発電装置、風力発電装置、バイオマス発電装置、マイクロ水力発電装置、燃料電池、ガスエンジンによる発電装置などがある。
このように、環境価値を有する電力を購入する場合、その前に購入した電力が環境価値を有する場合と、そうでない場合があるため、回収した電池パックに残っている電力量とユーザーに提供する新しい電池パックに充電されている電力量を単に加減算できない場合がある。そのため、ここでは、単に充電された電力を全て販売する場合について説明する。この場合、回収した電池パックは放電の必要がないため、放電機能を有しない端末であってもかまわない。従って、図１の端末において、充放電部１２４は充電機能のみを有し、充電部１２４ａが使用される。この実施例でのサービスでは、電池パックに充電する電力量、あるいは一回の使用量のみについて課金する。それ以外の回収した電池パックに充電された電力量を引き算して課金金額を決めるとかは、行わない。実施例１において説明したように、契約者情報を参照し、サービスの活用の可否を判断したり、その情報に基づいて課金したりする仕組みは、この実施例でも同様に行われる。
この実施例に関して、例えば、全国にチェーン展開しているコンビニストアであって、都市部にある店舗Ａには、電池交換サービスの端末が設置してあり、地方にある店舗Ｂには、太陽光発電設備を設置してある場合の発電量と販売量の関係について説明する。
店舗Ｂに設置されている太陽光発電設備の発電容量は１．５ｋＷであり、発電された電気量はすべて店舗Ｂによって販売されるとする。この太陽光発電設備は発電量を計測するシステムと、発電量情報を管理サーバーに送信する手段を有し、発電された電力量情報は管理サーバーに３０分単位で送信されるとする。
一方、店舗Ａに設置された電池交換サービスに用いられている電池パックの充電容量は８Ｗｈ（利用料金は８０円／Ｗｈ）であり、この電池パックは携帯電話の補助電源として利用が可能な電池パックである。
ある日の１０時の情報が下記のような状況であったとする。画面表示例を図１０に示す。
太陽光発電による発電量；１．０ｋＷｈ（１，０００ｋＷｈ）
本日のサービスの利用者；５人（４０Ｗｈ）
販売可能な太陽光発電による電力；９６０Ｗｈ
１０時から１０時３０分の間にサービス利用者がなく、その間の店舗Ｂにおける太陽光発電の発電量が４４０Ｗｈであったとする。画面表示例を図１１に示す。
太陽光発電による発電量；１．４ｋＷｈ（１，４００Ｗｈ）
本日のサービス利用者；５人（４０Ｗｈ）
販売可能な太陽光発電による電力；１.３６０Ｗｈ
１０時３０分から１１時（次の発電量情報を受信するまでの）の間に１７５名のサービス利用者があったとする。画面表示例を図１２に示す。
太陽光発電による発電量；１．４ｋＷｈ（１，４００Ｗｈ）
本日のサービス利用者；１７５人（１，４００Ｗｈ）
販売可能な太陽光発電による電力；０Ｗｈ
この状態では、次の太陽光発電による電力情報を受け取るまでは太陽光発電電力は売り切れた状態となる。
このようにほぼリアルタイムで、販売状況などを監視できるため、発電量（ｋＷオーダ）と消費量（Ｗオーダ）のように１０００倍の差があるようなバランスがとりにくい状況下であっても、適切に環境価値の販売が可能となり、少量で単発での販売を可能にすることができる。従来は年間での電力契約やコンサートなどの電力すべてといったある程度まとまった量の販売であったため、一般のユーザーのように、少量、単発の電力の獲得は困難であった。しかしこの実施例では非常に普及率の高い携帯電話に使用する電力に環境価値を付与して販売することが可能になるため、再生可能エネルギーの普及促進を幅広いユーザ−に認知させることが可能となる。
ここでは、話を簡単にするために２店舗での説明を行ったが、当然、複数の店舗に電池交換サービスの端末が設置してある場合や、複数の店舗に太陽光発電設備が設置してある場合も同じ仕組みで運営可能であることは言うまでもなく、実際にはそのように運用されるサービスである。
また販売量が増加してきた場合には、一般の太陽光発電設備保有者から、発電電力を調達し、販売することも可能である。
この実施例においては、太陽光発電を用いた事例を紹介したが、環境負荷の小さな発電設備を用いて発電しており、その発電量がリアルタイムで監視可能な状況になっていれば、どのような発電設備でも適用可能である。コンビニエンスストアなどであれば、廃棄する予定の弁当のゴミなどを用いたバイオマス発電等の有効に利用できると考えられる。
上記の事例では、単にユーザーがお金を支払って単に環境価値を購入する事例について説明したが、ユーザーがお金を支払う代わりにポイントを得られるようにする場合のシステムについて説明する。ポイントが得られる部分を除き、携帯機器用の電池交換サービスを受ける要領については実施例６と同等である。
契約者Hがサービスを受ける際に以下の設定があったとする。
◆環境にやさしいエネルギーを使いませんか +1円/Wh ポイント20ポイント進呈◆
契約者Hは家庭に3kWh太陽光発電設備を設置しており、別に設定された太陽光発電ユーザーに対するサービスとして、太陽光発電によって発電された発電電力に対して1ポイント/kWhとみなすことが可能なサービスの提供を受けている。このポイントは環境への貢献度（たとえば二酸化炭素排出量の削減）に応じて設定されたポイントである。契約者Hの発電設備によって一年間に太陽光発電によって発電された電力は3,000kWhであり、契約者Hは3,000ポイントの権利を保有しているとする。
本発明におけるサービスと上記の太陽光発電によって発電された電力の環境価値分をポイント化するサービスがサービスを提供する業者同士の連携によって、相互にポイント可能となっている。契約者Hは年間を通して20回、上記の環境価値付き電力を購入したとすると、ポイントは400ポイントたまり、全部で3400ポイント保有している状態である。
一方最近では企業が環境貢献をすることがあたりまえとなってきていると同時に、環境貢献がブランドイメージのアップにつながるため、積極的な取り組みを行っている。
たとえば下記のような企業があった場合を想定し、説明を加える。
◆企業A：弊社のキャンプ用品セットを3,400ポイントと交換します。◆
契約者Hは自分が環境貢献することによってためたポイントの3,400ポイントを、キャンプ用品セットと交換することによって,キャンプ用品セットを得ることができる。一方企業Aは上記の商品を契約者Hに提供することによって、契約者Hが1年間におこなった環境貢献は企業Aに移ったこととなる。
このようにして、他の環境貢献支援サービスなどと相互にポイントを交換可能とすることによって、自由度がまし、種々のサービスが展開することが可能となる。また、広くサービスを普及することにより、社会の環境貢献意識を高めることも可能である。
上記のポイントは、電力量に応じて設定することも可能であるが、実施例６で説明したように、電池交換サービスによるサービスでは使用する電力量は小さいが、それらの差額を太陽電池などの設置補助に活用した場合はその環境への貢献度は大きいものとみなし、上記実施例ではそのポイントを大きく設定した場合について説明した。
ここでは環境貢献のポイント同士で相互に加算可能である事例について説明したが、他のクレジットカード会社のポイントサービスや、航空会社のマイレージサービスのポイントなどと相互に加算可能とすることなどが可能であることはいうまでもない。
１０ 自動端末機
１１ 投入口
１２ 取出し口
２２ 電池容量検出手段
２３ 所在地検出手段
１００ 電池交換サービスの端末
１２０ 通信インターフェース
１２２ 情報取得部
１２４ 充放電部
１２６ 電力情報生成部
２００ 管理サーバー
２０２ 通信インターフェース
２０４ 電池情報データベース
２０６ 契約者情報データベース
２０８ 料金算出部
２１０ 電池情報確認部
２１２ ユーザー情報確認部
３０２ 携帯機器
３０４ 電池パック

Claims (13)

  1. 端末と管理サーバーを接続した電池交換サービスシステムであって、
    前記端末は、電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得部と、電池パックの充電または放電を行う充放電部と、前記充放電部の充電または放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部と、前記電池情報およびユーザー情報、電気量情報を前記管理サーバーに送信する情報送信部を備え、
    前記管理サーバーは、前記端末から電池情報およびユーザー情報、電気量情報を受信する情報受信部と、電池交換サービスシステムに流通する電池情報を記憶する電池情報データベースと、電池交換サービスシステムの契約者情報を記憶する契約者情報データベースと、前記電池情報を前記電池情報データベースに記憶した電池情報により確認する電池情報確認部と、前記ユーザー情報を前記契約者情報データベースに記憶した契約者情報により確認するユーザー情報確認部と、前記電気量情報に基づいて料金を算出する料金算出部と、前記ユーザー情報の確認結果および電池情報の確認結果、料金を前記端末へ送信する送信部を備える
    ことを特徴とする電池交換サービスシステム。
  2. 前記電力情報生成部は、ユーザーに提供する第１の電池パックの充電量と、ユーザーから引き取った第２の電池パックの残存充電量の差から、電気量情報を生成することを特徴する請求項1に記載の電池交換サービスシステム。
  3. 前記第１の電池パックの充電量がユーザーに渡す直前の充電量から決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の電池交換サービスシステム。
  4. 前記充放電部は、第２の電池パックから放電された電力を回生する機能を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池交換サービスシステム。
  5. 前記端末は、第２の電池パックの投入口と、第１の電池パックの取出し口を備え、前記充放電部は前記取出し口に近い電池パックを満充電にする制御部を更に備えることを特徴とする請求項1乃至４のいずれか1項に記載の電池交換サービスシステム。
  6. 前記管理サーバーは、さらに再生可能エネルギーの発電量情報を受信する発電量情報受信部と、前記発電量情報と前記電気量情報から販売可能な再生可能エネルギーの販売量を計算する情報処理部を備えることを特徴とする請求項1乃至５のいずれか1項に記載の電池交換サービスシステム。
  7. 前記端末は、さらに表示部を備え、前記再生可能エネルギーの発電量情報、電池交換サービスによる販売電気量情報、前記発電量と販売電気量の差の情報のいずれかを表示することを特徴とする請求項1乃至６のいずれか1項に記載の電池交換サービスシステム。
  8. 電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得部と、
    電池情報およびユーザー情報を予め記憶する情報記憶部と、
    前記情報取得部で取得した電池情報およびユーザー情報を、前記情報記憶部に記憶した電池情報およびユーザー情報によって確認する確認部と、
    電池パックの充電および放電を行う充放電部と、
    前記充放電部の充放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部と、
    前記電気量情報に基づいて料金を算出する料金算出部と
    を備えることを特徴とする電池交換サービスシステムの端末。
  9. 管理サーバーと接続された電池交換サービスシステムの端末であって、
    電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得部と、
    電池パックの充電および放電を行う充放電部と、
    前記充放電部の充放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成部と、
    前記情報取得部で取得した電池情報およびユーザー情報、前記電力情報生成部で生成した電気量情報を前記管理サーバーに送信する情報送信部と、
    前記管理サーバーの情報記憶部に記憶した電池情報およびユーザー情報と、前記送信した電池情報およびユーザー情報の確認結果情報、前記送信した電気量情報に基づいて前記管理サーバーの料金算出部で算出した料金情報を受信する受信部と
    を備えたことを特徴とする電池交換サービスシステムの端末。
  10. 端末と管理サーバーを接続した電池交換サービスシステムの課金方法であって、
    前記端末が、電池情報およびユーザー情報を取得する情報取得ステップと、電池パックの充電および放電を行う充放電ステップと、前記充電および放電に基づいて電気量情報を生成する電力情報生成ステップを実行し、
    前記端末または管理サーバーの少なくとも一方が、前記情報取得ステップで取得した電池情報およびユーザー情報を確認する確認ステップと、前記電気量情報に基づいて料金を算出する料金算出ステップ
    を実行することを特徴とする電池交換サービスシステムの課金方法。
  11. 前記料金を算出するステップの後に、電池交換サービスシステムの維持および運営のための第１の費用負担情報と、前記第１の費用負担以外の使用用途に利用するための第２の費用負担情報を表示するステップを更に備え、ユーザーに前記第１の費用負担と第２の費用負担を選択させることを特徴とする請求項１０に記載の電池交換サービスシステムの課金方法。
  12. 前記第２の費用負担の使用用途が、災害などの義捐金や一般的な募金活動、環境価値への対価またはプロジェクトへの投資のいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載の課金方法。
  13. 携帯機器に搭載された電池パックと、
    現在地を検出する位置検出部と、
    前記電池パックの残存放電可能容量を検出する容量検出部と、
    電池交換サービスを受けることが可能な場所情報を取得する場所情報取得部と、
    前記容量検出部が電池パックの残存放電可能容量が一定値以下となったことを検出したとき、または／および位置検出部が検出した現在地が、取得された電池交換サービスを受けることが可能な場所に近づいたことを検出したとき、前記場所情報取得部で取得した電池交換サービス提供場所情報を表示する表示部
    を有することを特徴とする携帯機器。
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