CN115398708A - 蓄电组、电动移动体以及充电装置 - Google Patents

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仓贯正明
滨本克昭
长瀬绫佑
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Abstract

蓄电组(10)的控制部(12)在蓄电组(10)被安装在电动移动体(30)的状态下与电动移动体的控制部(32)进行通信。通信用布线(Lc1)将电力线(Lp1)的比第一开关(RYp)靠电源端子(Tp)侧的节点与蓄电组(10)的控制部(12)之间进行连接。过电压保护电路(19)在蓄电组(10)的控制部(12)与电动移动体的控制部(32)之间的通信过程中当检测到电力线(Lp1)的过电压时，将被插入到通信用布线(Lc1)的第二开关(SWc)关断。

Description

蓄电组、电动移动体以及充电装置
技术领域
本公开涉及一种对电动移动体装卸自如的蓄电组、电动移动体以及充电装置。
背景技术
近年来，电动摩托车(电动滑板车)、电动自行车普及起来。通常，在电动摩托车、电动自行车中使用装卸自如的便携式的电池组。在将电池用作摩托车(滑板车)的动力源的情况下，与使用汽油等液体燃料的情况相比，能量补给所花费的时间变长(充电时间比供油时间长)。
因此，考虑构建以下结构：在电池组的剩余容量变少的情况下，通过在最近的充电站处将预先充好电的电池组与剩余容量变少的该电池组进行更换，来缩短能量补给所花费的时间。
另外，为了减少电池组的端子，考虑通过无线通信进行电池组与车辆或充电器之间的控制信号的发送接收。在伴有电池组的更换的上述结构中，在使用通过无线通信进行控制信号的发送接收的电池组的情况下，可能产生在能够与电池组进行无线通信的范围内存在多个车辆或多个充电器的状况。
在这样的状况下，某车辆的控制部有可能错误地控制被安装在附近的其它车辆中的电池组。另外，充电器的控制部有可能没有对被安装在某个充电插槽的应该控制的电池组进行控制，而错误地对被安装在其它充电插槽的不应控制的电池组进行控制。在这样的情况下，无法确保充电系统整体的安全、安心。
因此，本发明人开发了以下方法：从车辆或充电装置经由电力线向电池组发送识别信息，并将该识别信息通过无线通信从电池组回送到车辆或充电装置，由此正确地识别被安装在车辆或充电装置中的电池组。在该方法中，在经由电力线发送识别信息时，将电力线与高压部之间切断，并将电力线作为低压的信号线来使用。
专利文献1公开了以下方法：通过构成为能够利用开关将进行电池监视的过电压保护电路的分压电阻分离来抑制电池的消耗。该过电压保护电路是保护电池以避免对电池施加过电压的电路，而不是以将从电池等的高压部切断的电力线作为低压的信号线来使用的状态保护低压的控制电路免受高压部的影响的电路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-152510号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种用于安全地进行使用蓄电组与电动移动体或充电装置之间的电力线的通信的技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本公开的某个方式的蓄电组具备：蓄电部，其用于向电动移动体供电；电力线，其将所述蓄电部与充放电用的电源端子之间进行连接；第一开关，其被插入到所述电力线；控制部，其在本蓄电组被安装在所述电动移动体的状态下与所述电动移动体的控制部进行通信，或者在本蓄电组被安装在充电装置的充电插槽的状态下与所述充电装置的控制部进行通信；通信用布线，其将所述电力线的比所述第一开关靠所述电源端子侧的节点与本蓄电组的控制部之间进行连接；第二开关，其被插入到所述通信用布线；以及过电压保护电路，其保护本蓄电组的控制部免受过电压的影响。本蓄电组的控制部在利用所述电力线及所述通信用布线来与所述电动移动体的控制部或所述充电装置的控制部进行通信的情况下，将所述第一开关控制为断开状态以及将所述第二开关控制为接通状态，所述过电压保护电路在本蓄电组的控制部与所述电动移动体的控制部或所述充电装置的控制部之间的通信过程中当检测到所述电力线的过电压时，将所述第二开关关断。
发明的效果
根据本公开，能够安全地进行使用蓄电组与电动移动体或充电装置之间的电力线的通信。
附图说明
图1是实施方式所涉及的使用更换式的电池组的车辆系统的概念图。
图2是示出实施方式所涉及的充电装置的结构例的图。
图3是示出实施方式所涉及的车辆的结构例的图。
图4是示出实施方式所涉及的搭载于车辆的电池组和车辆控制部的系统结构例的图。
图5是示出车辆控制部对被安装在车辆的安装插槽的电池组进行认证的处理的基本概念的图。
图6是概要地示出对被安装在车辆的安装插槽的电池组进行更换时的向更换后的电池组赋予ID的流程的图。
图7是示出对被安装在车辆的安装插槽的电池组进行更换时的详细的处理流程的序列图。
图8是示出对被安装在车辆的安装插槽的电池组进行更换时的详细的处理流程的序列图。
图9是用于说明图4的第一电池组的过电压保护电路和车辆的第一过电压保护电路的结构例1的图。
图10是用于说明图4的第一电池组的过电压保护电路和车辆的第一过电压保护电路的结构例2的图。
具体实施方式
图1是实施方式所涉及的使用更换式的电池组10的车辆系统1的概念图。在该车辆系统1中，使用多个电池组10、至少一个充电装置20、多个车辆30。在本实施方式中，将电动摩托车(电动滑板车)假定为车辆30。
电池组10是装卸自如的便携式且更换式的电池组，既能够安装于车辆30的安装插槽，也能够安装于充电装置20的充电插槽。电池组10以被安装在充电装置20的充电插槽的状态被充电。充电完毕的电池组10由用户(通常为车辆30的驾驶员)取出，并安装于车辆30的安装插槽。被安装在车辆30的安装插槽的电池组10在车辆30行驶时放电，伴随着放电，剩余容量降低。剩余容量降低后的电池组10由用户取出，并被安装于充电装置20的充电插槽。用户从充电装置20的其它充电插槽取出充电完毕的电池组10，并将其安装于车辆30的安装插槽。通过该作业，剩余容量降低后的电池组10被更换为充电完毕的电池组10。由此，用户无需在电池组10被充电的期间等待，能够在短时间内使车辆30再次开始行驶。
在该方式中，由于频繁地发生电池组10的装卸，因此与车辆30的安装插槽的连接器部分或充电装置20的充电插槽的连接器部分接触的电池组10的连接器部分的劣化易于加剧。作为其对策，在本实施方式中，通过无线通信进行车辆30与电池组10之间或充电装置20与电池组10之间的控制信号的发送接收。由此，能够从连接器去掉通信线用的端子。在连接器中设置电力线用的端子即可。在本实施方式中，由于在控制信号的发送接收时不使用经由连接器的有线通信，因此能够防止由于连接器不良而将控制信号切断。
车辆30与电池组10之间的无线通信、充电装置20与电池组10之间的无线通信以及车辆30与充电装置20之间的无线通信使用近距离无线通信。作为近距离无线通信，能够使用Bluetooth(注册商标)、Wi-Fi(注册商标)、红外线通信等。下面，在本实施方式中，作为近距离无线通信，假定使用BLE(Bluetooth(注册商标)Low Energy：蓝牙(注册商标)低功耗)。
BLE是Bluetooth(注册商标)的扩展标准之一，是使用2.4GHz频带的低功耗的近距离无线通信标准。BLE为用一个纽扣电池就能够驱动几年的程度的低功耗，因此适于电池驱动，认为几乎能够忽略对电池组10的剩余容量造成的影响。另外，由于BLE通信用的模块在市场上大量上市，因此能够低成本地获得。另外，BLE与智能手机的亲和性高，能够提供与智能手机进行协作的各种服务。
在使用普通的等级2的设备的情况下，BLE的电波到达范围约为10m。因而，可能产生在BLE的通信范围内存在多个车辆30、多个电池组10以及充电装置20的状态。由于在充电装置20中设置有多个充电插槽，因此充电装置20需要与被安装在多个充电插槽的多个电池组10分别进行无线通信。即，在充电装置20与多个电池组10之间构成1：N的网络。在车辆30中设置有多个安装插槽的情况下也同样，车辆30需要与被安装在多个安装插槽的多个电池组10分别进行无线通信。即，在车辆30与多个电池组10之间构成1：N的网络。
因而，需要一种用于确保被安装在充电装置20的特定的充电插槽的电池组10与作为充电装置20的特定的通信对象的电池组10相同的结构。同样地，需要一种用于确保被安装在车辆30的特定的安装插槽的电池组10与作为车辆30的特定的通信对象的电池组10相同的结构。在本实施方式中，使用识别信息(ID)来确认以物理方式连接的电池组10与通过无线通信连接的电池组10的同一性。该识别信息(ID)可以是暂时(temporal)的识别信息。此外，在该识别信息(ID)中也可以包含各装置所固有的识别信息。
图2是示出实施方式所涉及的充电装置20的结构例的图。充电装置20具备充电台21、控制部22、显示部27、操作部28以及充电部29。控制部22至少包括处理部23、天线25以及无线通信部26。
充电台21具有用于安装多个电池组10的多个充电插槽SLc1-SLc8。在图2所示的例子中，充电插槽的个数是8，但充电插槽的个数是2以上即可，例如也可以是4。
各充电插槽SLc1-SLc8具有包括正极端子和负极端子的连接器，当被安装电池组10时，各充电插槽SLc1-SLc8与电池组10的连接器所包括的正极端子及负极端子分别导通。各充电插槽SLc1-SLc8的连接器所包括的负极端子部分和电池组10的连接器所包括的负极端子部分也可以分别由实心接地线(日文：ベタGND)构成。在该情况下，能够将电池组10的连接器所包括的引脚作为正极端子引脚中的一根，从而能够减少易于发生不良情况的连接器的突起部分。
被安装在充电台21上的各电池组10的处理部13(参照图4)利用近距离无线通信及电力线与控制部22内的处理部23进行控制信号的发送接收。两者之间的控制信号的具体的发送接收方法在后文叙述。
各充电插槽SLc1-SLc8的正极端子及负极端子与充电部29的正极端子及负极端子分别连接。充电部29连接于商用电力系统2，能够对被安装在充电台21上的电池组10进行充电。充电部29对从商用电力系统2供给的交流电力进行全波整流，并利用滤波器进行平滑化，由此生成直流电力。
在充电部29的正极端子及负极端子与各充电插槽SLc1-SLc8的正极端子及负极端子之间分别设置有未图示的继电器。处理部23通过控制该继电器的接通(闭合)/断开(打开)来控制各充电插槽SLc1-SLc8的导通/切断。
此外，在充电部29的正极端子及负极端子与各充电插槽SLc1-SLc8的正极端子及负极端子之间也可以分别设置未图示的DC/DC转换器。在该情况下，处理部23能够通过控制该DC/DC转换器来控制各电池组10的充电电压或充电电流。例如，能够进行恒流(CC)充电或恒压(CV)充电。此外，该DC/DC转换器也可以设置在电池组10内。此外，在电池组10内搭载有AC/DC转换器的情况下，也能够从充电部29利用交流电力对电池组10进行充电。
处理部23例如由微型计算机构成。无线通信部26执行近距离无线通信处理。在本实施方式中，无线通信部26由BLE模块构成，天线25由内置于BLE模块的芯片天线或图形天线(pattern antenna)构成。无线通信部26将通过近距离无线通信接收到的数据输出到处理部23，并且通过近距离无线通信发送从处理部23输入的数据。
处理部23能够从被安装在充电台21上的电池组10获取电池的状态信息。作为电池的状态信息，能够获取电池组10内的多个电池单体E1-En(参照图4)的电压、电流、温度、SOC(State Of Charge：荷电状态)、SOH(State Of Health：健康状态)中的至少一个信息。
显示部27具备显示器，在显示器中显示对使用充电装置20的用户(通常为车辆30的驾驶员)的指导。操作部28是触摸面板等用户界面，用于接受用户的操作。此外，充电装置20也可以还包括扬声器(未图示)，从扬声器向用户输出语音指导。
图3是示出实施方式所涉及的车辆30的结构例的图。车辆30具备电池安装部31、车辆控制部32、仪表板39、逆变器310、马达311以及轮胎312。车辆控制部32至少包括处理部33、天线35以及无线通信部36。
电池安装部31具有用于安装至少一个电池组10的至少一个安装插槽SLa1-SLa2。在图3所示的例子中，安装插槽的个数是2，但安装插槽的个数既可以是1，也可以是3以上。
各安装插槽SLa1-SLa2具有包括正极端子和负极端子的连接器，当被安装电池组10时，各安装插槽SLa1-SLa2与电池组10的连接器所包括的正极端子及负极端子分别导通。各安装插槽SLa1-SLa2的连接器所包括的负极端子部分也可由实心接地线构成。
被安装在电池安装部31的各电池组10的处理部13(参照图4)利用近距离无线通信及电力线与车辆控制部32内的处理部33进行控制信号的发送接收。两者之间的控制信号的具体的发送接收方法在后文叙述。
多个安装插槽SLa1-SLa2的多个正极端子分别连接于正侧的电力总线，多个负极端子分别连接于负侧的电力总线。因而，被安装在多个安装插槽SLa1-SLa2的多个电池组10成为以电方式并联连接的关系。因此，向电池安装部31安装的电池组10的个数越增加，容量越增加。此外，也可以使被安装在多个安装插槽SLa1-SLa2的多个电池组10以电方式串联连接。在该情况下，能够提高输出电压。
电池安装部31的正极端子及负极端子经由主继电器RYm来与逆变器310的正极端子及负极端子连接。主继电器RYm作为车辆30与电池组10之间的接触器而发挥功能。处理部33通过控制主继电器RYm的接通/断开来控制车辆30与电池组10之间的导通/切断。
逆变器310在动力运行时，将从被安装在电池安装部31的电池组10供给的直流电力转换为交流电力并供给到马达311。在再生时，将从马达311供给的交流电力转换为直流电力并供给到被安装在电池安装部31的电池组10。马达311是三相交流马达，在动力运行时，根据从逆变器310供给的交流电力进行旋转。在再生时，将由减速产生的旋转能量转换为交流电力并供给到逆变器310。马达311的旋转轴与后轮的轮胎312的旋转轴连结。此外，也可以在马达311的旋转轴与轮胎312的旋转轴之间设置变速器。
车辆控制部32是控制车辆30整体的车辆ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。车辆控制部32的处理部33由微型计算机构成。无线通信部36执行近距离无线通信处理。在本实施方式中，无线通信部36由BLE模块构成，天线35由内置于BLE模块的芯片天线或图形天线构成。无线通信部36将通过近距离无线通信接收到的数据输出到处理部33，并且通过近距离无线通信发送从处理部33输入的数据。
处理部33能够从被安装在电池安装部31的电池组10获取电池的状态信息。作为电池的状态信息，能够获取电池组10内的多个电池单体E1-En(参照图4)的电压、电流、温度、SOC、SOH中的至少一者。另外，处理部33能够获取车辆30的速度。
仪表板39显示车辆30的状态信息。例如，显示车辆30的速度、电池组10的剩余容量(SOC)。驾驶员能够通过观察仪表板39中显示的电池组10的剩余容量(SOC)来判断电池组10的更换的必要性。
图4是示出实施方式所涉及的搭载于车辆30的电池组10和车辆控制部32的系统结构例的图。图4所示的例子是在车辆30的电池安装部31中安装有2个电池组10a、10b的状态(参照图3)。
电池组10包括电池模块11和电池控制部12。电池模块11连接到将电池组10的正极端子Tp与负极端子Tm在内部连接的电力线上。电池组10的正极端子Tp经由插槽继电器RYs来与正侧的电力总线连接，电池组10的负极端子Tm与负侧的电力总线连接。正侧的电力总线及负侧的电力总线经由主继电器RYm连接于逆变器310(参照图3)。
电池模块11包括串联连接的多个电池单体E1-En。此外，电池模块11也可以是将多个电池模块串联或串并联连接而构成的。对于电池单体，能够使用锂离子电池单体、镍氢电池单体、铅电池单体等。下面，在本说明书中，假定使用锂离子电池单体(标称电压：3.6V-3.7V)的例子。电池单体E1-En的串联数根据马达311的驱动电压来决定。
从电池组10的正极端子Tp与电池模块11之间的节点N1分支出通信用路径。在该节点N1与电池模块11之间插入电力继电器RYp。在将电池组10的正极端子Tp与负极端子Tm在内部连接的电力线上设置有电流传感器17。电流传感器17设置在比电力继电器RYp靠负极端子Tm侧的位置。电流传感器17测量流向电池模块11的电流，并将测量出的电流值输出到电池控制部12的处理部13。电流传感器17例如能够用分流电阻、差动放大器以及A/D转换器的组合来构成。此外，也可以使用霍尔元件来代替分流电阻。
电池控制部12包括处理部13、电压测量部14、天线15以及无线通信部16。电压测量部14与串联连接的多个电池单体E1-En的各节点之间用多根电压测量线进行连接。电压测量部14通过分别测量相邻的2根电压测量线间的电压，来测量各电池单体E1-En的电压。电压测量部14将测量出的各电池单体E1-En的电压值发送到处理部13。
电压测量部14相对于处理部13为高压，因此电压测量部14与处理部13之间以绝缘的状态用通信线进行连接。电压测量部14能够由ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)或通用的模拟前端IC构成。电压测量部14包括多路复用器和A/D转换器。多路复用器将相邻的2根电压测量线间的电压从上起依次输出到A/D转换器。A/D转换器将从多路复用器输入的模拟电压转换为数字值。
虽然在图4中没有示出，但在多个电池单体E1-En的附近设置至少一个温度传感器。温度传感器测量多个电池单体E1-En的温度，并将测量出的温度值输出到处理部13。温度传感器例如能够用热敏电阻、分压电阻以及A/D转换器的组合来构成。
此外，在处理部13内搭载有A/D转换器、在处理部13中设置有模拟输入端口的情况下，能够将电流传感器17和温度传感器的输出值以模拟值的形式直接输入到处理部13。
嵌合检测部18检测电池组10的连接器与车辆30的电池安装部31的连接器的嵌合状态。例如也可以是，电池组10侧的连接器由阴型连接器构成，车辆30的电池安装部31侧的连接器由阳型连接器构成。嵌合检测部18将与两者的连接状态相应的启动信号输出到处理部13。该启动信号由二值信号规定，在两者连接的状态下输出接通信号，在两者分离的状态下输出断开信号。嵌合检测部18例如能够由簧片开关构成。在该情况下，嵌合检测部18以磁性方法判定两者是否连接。此外，也可以使用以机械方法探测两者是否连接的传感器。
无线通信部16执行近距离无线通信处理。在本实施方式中，无线通信部16由BLE模块构成，天线15由内置于BLE模块的芯片天线或图形天线构成。无线通信部16将通过近距离无线通信接收到的数据输出到处理部13，并且通过近距离无线通信发送从处理部13输入的数据。
处理部13利用通信用布线Lc1连接于电池组10的正极端子Tp与电池模块11之间的节点N1。在通信用布线Lc1上插入组(pack)侧通信开关SWc。此外，也可以在通信用布线Lc1上与组侧通信开关SWc串联地插入熔断器(未图示)。该熔断器作为用于阻止过电流从电力线Lp1流入处理部13的保护元件而发挥功能。
处理部13由微型计算机构成。当从嵌合检测部18输入的启动信号为接通时，处理部13启动，当从嵌合检测部18输入的启动信号为断开时，处理部13关机。此外，也可以转移到待机状态或休眠状态来代替关机。
处理部13通过控制组侧通信开关SWc的接通/断开，来控制节点N1与处理部13之间的通信用布线Lc1的导通/切断。处理部13基于由电压测量部14、电流传感器17以及温度传感器测量出的多个电池单体E1-En的电压值、电流值以及温度值来管理多个电池单体E1-En的状态。例如，在发生了过电压、过小电压、过电流、高温异常或低温异常的情况下，处理部13将电力继电器RYp断开来保护多个电池单体E1-En。
处理部13能够估计多个电池单体E1-En各自的SOC及SOH。处理部13能够通过OCV(Open Circuit Voltage：开路电压)法或电流积分法来估计SOC。SOH由当前的满充电容量相对于初始的满充电容量的比率规定，数值越低(越接近0％)，表示劣化越加剧。既可以通过基于完全充放电的容量测量来求出SOH，也可以通过将保存劣化和循环劣化相加来求出SOH。能够基于SOC、温度以及保存劣化速度来估计保存劣化。能够基于所使用的SOC范围、温度、电流速率以及循环劣化速度来估计循环劣化。保存劣化速度和循环劣化速度能够预先通过实验、模拟来导出。SOC、温度、SOC范围以及电流速率能够通过测量来求出。
另外，也能够基于与电池单体的内部电阻的相关关系来估计SOH。能够通过将在使规定的电流在电池单体中流动了规定时间时所产生的电压降除以该电流值来估计内部电阻。关于内部电阻，存在温度越升高则内部电阻越降低的关系，并且存在SOH越降低则内部电阻越增加的关系。
在图4所示的系统结构例中，车辆控制部32包括处理部33、继电器控制部34、天线35、无线通信部36以及组(pack)检测部37。继电器控制部34根据来自处理部33的指示来控制主继电器RYm、第一插槽继电器RYsa、第二插槽继电器RYsb各自的接通/断开。
车辆控制部32的处理部33利用通信用布线Lca连接于第一电池组10a的正极端子Tp与第一插槽继电器RYsa之间的节点Na。在通信用布线Lca上插入第一车辆侧通信开关SWca。此外，也可以在通信用布线Lca上与第一车辆侧通信开关SWca串联地插入熔断器(未图示)。处理部33通过控制第一车辆侧通信开关SWca的接通/断开，来控制节点Na与处理部33之间的通信用布线Lca的导通/切断。
同样地，车辆控制部32的处理部33利用通信用布线Lcb连接于第二电池组10b的正极端子Tp与第二插槽继电器RYsb之间的节点Nb。在通信用布线Lcb上插入第二车辆侧通信开关SWcb。此外，也可以在通信用布线Lcb上与第二车辆侧通信开关SWcb串联地插入熔断器(未图示)。处理部33通过控制第二车辆侧通信开关SWcb的接通/断开，来控制节点Nb与处理部33之间的通信用布线Lcb的导通/切断。
此外，在车辆30的电池安装部31中设置有3个以上的安装插槽的情况下，分别并联地将插槽继电器RYs及通信用布线Lc上的车辆侧通信开关SWc设置3个以上。
第一嵌合检测部38a检测电池安装部31的第一安装插槽SLa1的连接器与第一电池组10a的连接器的嵌合状态，并将表示是否嵌合的检测信号输出到组检测部37。同样地，第二嵌合检测部38b检测电池安装部31的第二安装插槽SLa2的连接器与第二电池组10b的连接器的嵌合状态，并将表示是否嵌合的检测信号输出到组检测部37。第一嵌合检测部38a和第二嵌合检测部38b既可以通过磁性方法检测是否与电池组10侧的连接器连接，也可以通过机械方法检测是否与电池组10侧的连接器连接。
组检测部37将与从多个嵌合检测部38a、38b输入的多个检测信号相应的启动信号输出到处理部33。在多个检测信号中的至少一个检测信号表示连接状态的情况下，组检测部37输出包含连接状态的插槽编号的启动信号。在多个检测信号的全部均表示非连接状态的情况下，组检测部37将启动信号控制为断开状态。
当从组检测部37输入的启动信号为接通时，处理部33启动，当从组检测部37输入的启动信号为断开时，处理部33关机。此外，也可以转移到待机状态或休眠状态来代替关机。
在以上所说明的系统结构例中，车辆控制部32的处理部33能够使用近距离无线通信与电池控制部12的处理部13进行控制信号的发送接收。
另外，车辆控制部32的处理部33能够经由有线路径向电池控制部12的处理部13发送控制信号。在经由有线路径来与第一电池组10a的处理部13进行通信的情况下，车辆控制部32的处理部33将第一插槽继电器RYsa断开，将第一车辆侧通信开关SWca接通。第一电池组10a的处理部13将第一电池组10a内的电力继电器RYp断开，将组侧通信开关SWc接通。在该状态下，车辆控制部32的处理部33与第一电池组10a的处理部13之间的有线路径以与车辆30及电池组10的高电压部绝缘的状态进行导通。在该状态下，能够在车辆控制部32的处理部33与第一电池组10a的处理部13之间进行与处理部的动作电压相应的低电压(例如5V)的串行通信。
同样地，在经由有线路径来与第二电池组10b的处理部13进行通信的情况下，车辆控制部32的处理部33将第二插槽继电器RYsb断开，将第二车辆侧通信开关SWcb接通。第二电池组10b的处理部13将第二电池组10b内的电力继电器RYp断开，将组侧通信开关SWc接通。在该状态下，车辆控制部32的处理部33与第二电池组10b的处理部13之间的有线路径以与车辆30及电池组10的高电压部绝缘的状态进行导通。在该状态下，能够在车辆控制部32的处理部33与第二电池组10b的处理部13之间进行与处理部的动作电压相应的低电压(例如5V)的串行通信。
在图4所示的系统结构例中，设置有用于保护电池组10的处理部13免受过电压的影响的过电压保护电路19。过电压保护电路19在利用电力线进行的电池组10的处理部13与车辆30的处理部33之间的通信过程中当检测到电力线的过电压时，将组侧通信开关SWc关断。此外，用于通信的电力线的区间是电池组10内的电力继电器RYp与插槽继电器RYs之间的区间。过电压保护电路19检测电力线的该区间的电压。在图4中，检测了电池组10内的电力线Lp1的、电力继电器RYp与正极端子Tp之间的区间的电压。
另外，设置有用于保护车辆30的处理部33免受过电压影响的第一过电压保护电路39a和第二过电压保护电路39b。第一过电压保护电路39a在利用电力线进行的电池组10的处理部13与车辆30的处理部33之间的通信过程中当检测到电力线的过电压时，将第一车辆侧通信开关SWca关断。第一过电压保护电路39a检测电力线的、电力继电器RYp与第一插槽继电器RYsa之间的区间的电压。在图4中，检测了车辆30侧的电力线Lpa的、正极端子Tp与第一插槽继电器RYsa之间的区间的电压。
同样地，第二过电压保护电路39b在利用电力线进行的电池组10的处理部13与车辆30的处理部33之间的通信过程中当检测到电力线Lpb的过电压时，将第二车辆侧通信开关SWcb关断。第二过电压保护电路39b检测电力线的、电力继电器RYp与第二插槽继电器RYsb之间的区间的电压。在图4中，检测了车辆30侧的电力线Lpb的、正极端子Tp与第二插槽继电器RYsb之间的区间的电压。电池组10的过电压保护电路19以及车辆30的第一过电压保护电路39a和第二过电压保护电路39b的详细的结构例在后文叙述。
在图4所示的系统结构例中，也可以将主继电器RYm、插槽继电器RYs以及电力继电器RYp中的至少一个继电器置换为半导体开关。另外，也可以将通信开关SWc置换为继电器。
此外，虽然在图2中没有示出，但在充电装置20的控制部22中也设置有与图4示出的车辆控制部32同样的结构。在车辆30的情况下，电力总线的连接目的地是逆变器310，但在充电装置20的情况下，电力总线的连接目的地成为充电部29。另外，在充电装置20中，连接于电力总线的插槽的个数通常比车辆30中的连接于电力总线的插槽的个数多。
充电装置20的处理部23能够经由充电装置20的无线通信部26与电池控制部12的无线通信部16之间的近距离无线通信来与电池控制部12的处理部13进行控制信号的发送接收。另外，充电装置20的处理部23能够经由有线路径向电池控制部12的处理部13发送控制信号。
图5是示出车辆控制部32对被安装在车辆30的安装插槽Sla的电池组10进行认证的处理的基本概念的图。车辆控制部32基本上通过搜索从电池组10发送的近距离无线通信的电波来识别电池组10。具体地说，当电池组10被安装于安装插槽SLa时，车辆控制部32经由有线路径发送ID1。电池组10的电池控制部12在经由有线路径从车辆控制部32接收到ID1时，通过近距离无线通信发送包含ID1的信号。
车辆控制部32在接收到近距离无线通信的信号时，将接收信号中包含的ID与之前经由有线路径发送的ID1进行对照。在两者一致的情况下，车辆控制部32认证为被安装在安装插槽Sla的电池组10与近距离无线通信的通信对象相同。在两者不一致的情况下，车辆控制部32判定为被安装在安装插槽Sla的电池组10与近距离无线通信的通信对象不相同，不对作为通信对象的电池组10进行认证。例如，在接收到包含ID2的信号的情况下，由于与经由有线路径发送的ID1不一致，因此不对作为包含ID2的信号的发送目的地的电池组10进行认证。
此外，也可以是，车辆控制部32通过近距离无线通信发送ID，将所发送的ID与从电池组10的电池控制部12经由有线路径接收到的ID进行对照，由此判断被安装在安装插槽Sla的电池组10与近距离无线通信的通信对象的同一性。
在以上的说明中，示出了车辆控制部32对被安装在车辆30的安装插槽SLa的电池组10进行认证的处理的基本概念，在充电装置20的控制部22对被安装在充电装置20的充电插槽SLc的电池组10进行认证的情况下也是同样的。
图6是概要地示出对被安装在车辆30的安装插槽SLa的电池组10进行更换时的向更换后的电池组10赋予ID的流程的图。在状态1的情况下，充电装置20的第一充电插槽SLc1是空插槽，在第二充电插槽SLc2中安装有充电完毕的第二电池组10b。另外，在车辆30的第一安装插槽SLa1中安装有剩余容量变少的第一电池组10a。在第一电池组10a中具有由车辆控制部32认证出的车辆ID。通过该车辆ID，能够确保从车辆30侧观察到的作为物理连接对象的第一电池组10a与作为无线通信的连接对象的第一电池组10a的同一性。
在状态2的情况下，由用户(通常为车辆30的驾驶员)从车辆30的第一安装插槽SLa1卸下第一电池组10a，并将卸下的第一电池组10a安装于充电装置20的第一充电插槽SLc1。在第一电池组10a被出租的情况下，为将第一电池组10a返还给充电装置20的作业。当从车辆30的第一安装插槽SLa1卸下第一电池组10a时，第一电池组10a的电池控制部12删除保持着的车辆ID。
在状态3的情况下，由用户从充电装置20的第二充电插槽SLc2卸下第二电池组10b，并将其安装于车辆30的第一安装插槽SLa1。通过该作业，被安装在车辆30的第一安装插槽SLa1的电池组10被进行物理更换。
在状态4的情况下，车辆控制部32对被安装在第一安装插槽SLa1的第二电池组10b赋予新的车辆ID。通过该新的车辆ID，能够确保从车辆30侧观察到的作为物理连接对象的第二电池组10b与作为无线通信的连接对象的第二电池组10b的同一性。
图7是示出对被安装在车辆30的安装插槽SLa的电池组10进行更换时的详细的处理流程的序列图(其一)。图8是示出对被安装在车辆30的安装插槽SLa的电池组10进行更换时的详细的处理流程的序列图(其二)。在以下所示的序列图内的横线中，细虚线表示无线通信，细实线表示有线通信，粗虚线表示电池组的物理移动，粗实线表示对电池组的充放电。
充电装置20的第一充电插槽SLc1是空插槽，在第二充电插槽SLc2中安装有第二电池组10b。在第二电池组10b中具有由充电装置20的控制部22认证出的充电ID1。通过该充电ID1，能够确保从充电装置20侧观察到的作为物理连接对象的第二电池组10b与作为无线通信的连接对象的第二电池组10b的同一性。
充电装置20对被安装在第二充电插槽SLc2的第二电池组10b进行充电。即，充电电流从充电部29流向被安装在第二充电插槽SLc2的第二电池组10b。当第二电池组10b的SOC达到上限值时，充电结束。该上限值既可以是与满充电容量对应的SOC，也可以是比满充电容量低的SOC(例如90％)。
在车辆30的第一安装插槽SLa1中安装有第一电池组10a。在第一电池组10a中具有由车辆控制部32认证出的车辆ID。通过该车辆ID，能够确保从车辆30侧观察到的作为物理连接对象的第一电池组10a与作为无线通信的连接对象的第一电池组10a的同一性。在车辆30的行驶中，放电电流从第一电池组10a经由逆变器310流向马达311。第一电池组10a的SOC随着车辆30的行驶而降低。
当由用户(通常为车辆30的驾驶员)进行了熄火操作时，车辆控制部32接受该熄火操作(P1a)。车辆控制部32在接受到熄火操作时，通过近距离无线通信向第一电池组10a的电池控制部12发送关机指示。第一电池组10a的电池控制部12在从车辆控制部32接收到关机指示时关机(P1b)。
当由用户从车辆30的第一安装插槽SLa1卸下第一电池组10a并将第一电池组10a安装于充电装置20的第一充电插槽SLc1时，第一电池组10a的嵌合检测部18检测到与第一充电插槽SLc1的嵌合(P1c)，第一电池组10a的电池控制部12启动(P1e)。充电装置20的控制部22检测到在第一充电插槽SLc1中安装有电池组10(P1d)。此外，第一电池组10a的电池控制部12在识别出已从第一安装插槽SLa1卸下时删除车辆ID。
充电装置20的控制部22经由有线路径向被安装在第一充电插槽SLc1的第一电池组10a的电池控制部12发送充电ID2，向第一电池组10a的电池控制部12写入充电ID2(P1f)。第一电池组10a的电池控制部12在接收到充电ID2时，电池控制部12成为信标终端(外围终端)，执行近距离无线通信的广告(P1g)。具体地说，电池控制部12将包含经由有线路径接收到的充电ID2的广告包作为信标包来以固定的时间间隔送出。广告包作为用于向作为中央终端的充电装置20的控制部22或车辆30的车辆控制部32通知自身的存在的信号而发挥功能。
充电装置20的控制部22在接收到广告包时，将接收到的广告包中包含的充电ID与之前经由有线路径发送的充电ID进行对照(P1h)。在图7所示的例子中，如果接收到的广告包中包含的充电ID是充电ID2，则对照成功，如果不是充电ID2，则对照失败。在对照失败的情况下，充电装置20的控制部22继续进行广告包的扫描。在对照成功的情况下，充电装置20的控制部22开始进行与第一电池组10a的电池控制部12的连接处理(P1i)。
首先，充电装置20的控制部22向第一电池组10a的电池控制部12发送连接请求。接着，在充电装置20的控制部22与第一电池组10a的电池控制部12之间交换加密参数(例如，加密密钥的位数、加密等级)。第一电池组10a的电池控制部12基于交换后的加密参数来生成在通信数据的加密中使用的加密密钥(P1j)。充电装置20的控制部22基于交换后的加密参数来生成在通信数据的加密中使用的加密密钥(P1k)。最后，在充电装置20的控制部22与第一电池组10a的电池控制部12之间交换所生成的加密密钥。由此，充电装置20的控制部22与第一电池组10a的电池控制部12之间的配对完成(P1m)。随着两者的配对完成，向充电装置20返还第一电池组10a的返还处理完成。
充电装置20的控制部22对作为第一电池组10a的更换对象的其它电池组10进行筛选(P1n)。具体地说，充电装置20的控制部22从被安装在充电台21的多个充电插槽SLc的充电完毕的电池组10中筛选出一个电池组。在图7所示的例子中，对被安装在第二充电插槽SLc2的充电完毕的第二电池组10b进行筛选。
充电装置20的控制部22通过近距离无线通信向筛选出的第二电池组10b的电池控制部12发送关机指示，来执行与第二电池组10b的电池控制部12的连接解除处理(P1o)。第二电池组10b的电池控制部12在从充电装置20的控制部22接收到关机指示时关机(P1p)。第二电池组10b的电池控制部12在即将关机之前，向充电装置20的控制部22发送关机完成通知。
充电装置20的控制部22在从第二电池组10b的电池控制部12接收到关机完成通知时，指示车辆30的用户卸下被安装在第二充电插槽SLc2的第二电池组10b(P1q)。例如，充电装置20的控制部22使显示部27显示用于指示卸下被安装在第二充电插槽SLc2的第二电池组10b的消息。此时，充电装置20的控制部22也可以从扬声器(未图示)向用户输出语音指导。另外，也可以仅使第二充电插槽SLc2的灯(未图示)点亮或闪烁。另外，也可以仅使第二充电插槽SLc2的灯(未图示)以与其它充电插槽的灯的颜色不同的颜色点亮。
当由用户从第二充电插槽SLc2卸下第二电池组10b并将第二电池组10b安装于车辆30的第一安装插槽SLa1时，第二电池组10b的嵌合检测部18检测到与第一安装插槽SLa1的嵌合(P1r)，第二电池组10b的电池控制部12启动(P1t)。当车辆30的嵌合检测部38检测到在第一安装插槽SLa1中安装有电池组10时(P1s)，车辆控制部32启动(P1u)。此外，第二电池组10b的电池控制部12在识别出已从第二充电插槽SLc2卸下时删除充电ID2。
充电装置20的控制部22开始对被安装在第一充电插槽SLc1的第一电池组10a进行充电控制(P1v)。具体地说，充电装置20的控制部22通过近距离无线通信向第一电池组10a的电池控制部12发送充电指示，并且将第二插槽继电器RYsb接通。第一电池组10a的电池控制部12在接收到该充电指示时，将电力继电器RYp接通。由此，充电电流从充电装置20的充电部29流向被安装在第一充电插槽SLc1的第一电池组10a。
车辆控制部32经由有线路径向被安装在第一安装插槽SLa1的第二电池组10b发送车辆ID，向第二电池组10b的电池控制部12写入车辆ID(P1y)。第二电池组10b的电池控制部12在接收到车辆ID时，电池控制部12成为信标终端，并执行近距离无线通信的广告(P1z)。具体地说，电池控制部12将包含经由有线路径接收到的车辆ID的广告包作为信标包来以固定的时间间隔送出。
车辆控制部32在接收到广告包时，将接收到的广告包中包含的车辆ID与之前经由有线路径发送的车辆ID进行对照(P1A)。在车辆ID的对照失败的情况下，车辆控制部32继续进行广告包的扫描。在车辆ID的对照成功的情况下，车辆控制部32开始进行与第二电池组10b的电池控制部12的连接处理(P1B)。
首先，车辆控制部32向第二电池组10b的电池控制部12发送连接请求。接着，在车辆控制部32与第二电池组10b的电池控制部12之间交换加密参数。第二电池组10b的电池控制部12基于交换后的加密参数来生成在通信数据的加密中使用的加密密钥(P1C)。车辆控制部32基于交换后的加密参数来生成在通信数据的加密中使用的加密密钥(P1D)。最后，在车辆控制部32与第二电池组10b的电池控制部12之间交换所生成的加密密钥。由此，车辆控制部32与第二电池组10b的电池控制部12之间的配对完成(P1F)。在配对完成后，车辆控制部32通过近距离无线通信向第二电池组10b的电池控制部12发送关机指示。第二电池组10b的电池控制部12在从车辆控制部32接收到关机指示时关机(P1G)。
图9是用于说明图4的第一电池组10a的过电压保护电路19和车辆30的第一过电压保护电路39a的结构例1的图。在图9所示的电路图中描绘了第一电池组10a的处理部13与车辆30的处理部33之间的有线通信所关联的结构，以适当省略与有线通信无关的结构的方式进行描绘。
车辆30的处理部33的串行端口经由第一车辆侧通信开关SWca来与电力线Lpa的正极布线连接。在图9所示的结构例1中，第一车辆侧通信开关SWca由N沟道MOSFET构成。第一车辆侧通信开关SWca的漏极端子与电力线Lpa的正极布线连接，源极端子与处理部33的串行端口连接，栅极端子与第一过电压保护电路39a的输出端子连接。
第一过电压保护电路39a包括第一电阻R11、第二电阻R12、第三电阻R13、第一NPN晶体管Q13、第二NPN晶体管Q14、第四电阻R14以及光电耦合器PC。第一电阻R11和第二电阻R12是在电力线Lpa的正极布线与负极布线之间串联连接的第一分压电阻。第一NPN晶体管Q13的发射极端子与电力线Lpa的负极布线连接，第一NPN晶体管Q13的集电极端子经由第三电阻R13来与电力线Lpa的正极布线连接，第一NPN晶体管Q13的基极端子与第一分压电阻的分压点连接。第二NPN晶体管Q14的基极端子与第一NPN晶体管Q13的集电极端子连接，第二NPN晶体管Q14的发射极端子与电力线Lpa的负极布线连接，第二NPN晶体管Q14的集电极端子经由第四电阻R14及光电耦合器PC的发光二极管来与电力线Lpa的正极布线连接。作为第一过电压保护电路39a的从成为光电耦合器PC的受光元件的光电晶体管的发射极的输出，光电晶体管的发射极端子连接到作为第一车辆侧通信开关SWca的N沟道MOSFET的栅极端子。在N沟道MOSFET的栅极端子与源极端子之间连接有用于流通用于使N沟道MOSFET截止的放电电流的第五电阻R15。
车辆30的处理部33具备微型计算机33a和绝缘型的DC/DC转换器33b，其中，该微型计算机33a向第一电池组10a的处理部13发送控制信号，该绝缘型的DC/DC转换器33b向第一过电压保护电路39a的光电耦合器PC的光电晶体管的集电极供给正的电源电压(例如+5V)，向N沟道MOSFET的源极端子供给负的电源电压(例如GND)。光电耦合器PC的光电晶体管和N沟道MOSFET通过DC/DC转换器33b从电力线Lpa浮置(floating)。
第一电池组10a的处理部13的串行端口经由比较器CP1、由第七电阻R7和第八电阻R8的串联电路构成的第二分压电阻、以及组侧通信开关SWc来与电力线Lp1的正极布线连接。在图9所示的结构例1中，组侧通信开关SWc由PNP晶体管构成。组侧通信开关SWc的发射极端子与电力线Lp1的正极布线连接，集电极端子经由第二分压电阻来与电力线Lp1的负极布线连接，基极端子与过电压保护电路19的输出端子连接。比较器CP1的非反相输入端子与参照电压源Vref连接，反相输入端子与第二分压电阻的分压点连接，输出端子与处理部13的串行端口连接。
过电压保护电路19包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及PNP晶体管Q3。第一电阻R1和第二电阻R2是在电力线Lp1的正极布线与负极布线之间串联连接的第一分压电阻。PNP晶体管Q3的发射极端子与电力线Lp1的正极布线连接，集电极端子经由第三电阻R3来与电力线Lp1的负极布线连接，基极端子与第一分压电阻的分压点连接。作为过电压保护电路19的输出，PNP晶体管Q3的集电极端子与组侧通信开关SWc的基极端子连接。
在以上的电路结构中，在从车辆30的处理部33向第一电池组10a的处理部13发送控制信号时，车辆30的处理部33将第一插槽继电器RYsa断开，将第一车辆侧通信开关SWca接通。第一电池组10a的处理部13将第一电池组10a内的电力继电器RYp断开，将组侧通信开关SWc接通。由此，电力线的电力继电器RYp与第一插槽继电器RYsa之间的区间与高压的电池模块11及车辆30的逆变器310绝缘。在电力继电器RYp和第一插槽继电器RYsa断开的期间，能够将电力继电器RYp与第一插槽继电器RYsa之间的区间转用为低压的通信用布线。
下面，假定电池模块11的电压为48V、在车辆30的处理部33与第一电池组10a的处理部13之间的串行通信中使用的电压为5V的例子。在5V的串行通信中，以1(高电平)为5V且以0(低电平)为0V的方式进行传递。
与接收侧的处理部13的前级连接的比较器CP1在被输入了高于2.5V的电压时向处理部13输出高电平，在被输入了低于2.5V的电压时向处理部13输出低电平。此外，也可以是以下结构：在处理部13的前级不设置比较器CP1，将电力线Lp1的正极布线的电压直接输入到处理部13的模拟输入端口。此外，在图9中示出了进行从车辆30的处理部33向第一电池组10a的处理部13的单向通信的结构，但也可以将车辆30的处理部33和第一电池组10a的处理部13设为对称的结构，从而设为能够进行双向通信的结构。
在车辆30的处理部33与第一电池组10a的处理部13之间进行5V的串行通信时，有可能由于误动作而对转用为低压的通信用布线的电力线的区间(以下，称为电力线的通信区间)施加48V。例如，有时由于噪声、振动、固件的错误等而导致电力继电器RYp或第一插槽继电器RYsa在不期望的定时接通。在该情况下，第一电池组10a的处理部13和车辆30的处理部33被施加高电压，从而发生耐压破坏、异常发热等不良情况。
作为该情况的对策，考虑采用耐压高的处理部，但在该情况下，成本和电路面积增大。此外，在电池模块11的电压为100V以上的情况下，成本和电路面积进一步增大。
在图9所示的电路结构中导入了以下结构：在对电力线的通信区间施加高电压时，过电压保护电路19自动地将组侧通信开关SWc关断，第一过电压保护电路39a自动地将第一车辆侧通信开关SWca关断。
在过电压保护电路19中，对构成第一分压电阻的第一电阻R1与第二电阻R2的分压比进行设定，使得在电力线的通信区间的电压为低电压时不流过基极电流，在电力线的通信区间的电压为高电压时流过基极电流。在一般的双极型晶体管中，当基极-发射极间的电压超过0.6V～0.7V时，流过基极电流。
下面，对第一电池组10a的过电压保护电路19的具体动作进行说明。例如，将第一电阻R1与第二电阻R2的分压比设定为0.9。在电力线的通信区间的电压为5V的情况下，PNP晶体管Q3的基极电位为4.5V，并且发射极电位为5V，因此基极-发射极间的电压为0.5V，从而不流过基极电流。在该情况下，PNP晶体管Q3不导通，组侧通信开关SWc的基极端子经由第三电阻R3来与电力线Lp1的负极布线连接。由此，组侧通信开关SWc导通。
另一方面，在电力线的通信区间的电压为48V的情况下，PNP晶体管Q3的基极电位试图成为43.2V，并且发射极电位为48V，因此流过基极电流，其结果，基极-发射极间的电压被钳位在0.6V左右。在该情况下，PNP晶体管Q3导通，组侧通信开关SWc的基极端子经由PNP晶体管Q3来与电力线Lp1的正极布线连接。由此，第一车辆侧通信开关SWca被切断。
在车辆30的第一过电压保护电路39a中，对构成第一分压电阻的第一电阻R11与第二电阻R12的分压比进行设定，使得在电力线的通信区间的电压为低电压时不流过基极电流，在电力线的通信区间的电压为高电压时流过基极电流。例如，将第一电阻R11与第二电阻R12的分压比设定为0.1。在电力线的通信区间的电压为5V的情况下，NPN晶体管Q13的基极电位为0.5V，并且发射极电位为0V，因此基极-发射极间的电压为0.5V，从而不流过基极电流。在该情况下，NPN晶体管Q13不导通，NPN晶体管Q14的基极电位为5V，发射极电位为0V，因此，NPN晶体管Q14的基极-发射极间的电压为5V而成为导通状态。因此，光电耦合器PC的发光二极管导通而成为发光状态。由此，光电耦合器PC的光电晶体管成为导通状态，向第一车辆侧通信开关SWca的MOSFET的栅极-源极间施加DC/DC转换器33b的正的电源电压和负的电源电压，第一车辆侧通信开关SWca成为导通状态。
另一方面，在电力线的通信区间的电压为48V的情况下，NPN晶体管Q13的基极电位试图成为4.8V，并且发射极电位为0V，因此，流过基极电流，其结果，基极-发射极间的电压被钳位在0.6V左右。因此，NPN晶体管Q13导通，NPN晶体管Q14的基极-发射极间的电压小于NPN晶体管Q14的导通电压的0.6V。因此，NPN晶体管Q14不导通，光电耦合器PC的发光二极管不导通，成为熄灭状态。由此，光电耦合器PC的光电晶体管不导通，第一车辆侧通信开关SWca被切断。
因而，在电力线的通信区间的电压为5V的情况下，组侧通信开关SWc和第一车辆侧通信开关SWca导通，能够在第一电池组10a的处理部13与车辆30的处理部33之间进行通信。另一方面，在电力线的通信区间的电压为48V的情况下，组侧通信开关SWc和第一车辆侧通信开关SWca切断，从而保护第一电池组10a的处理部13和车辆30的处理部33免受过电压的影响。
图10是用于说明图4的第一电池组10a的过电压保护电路19和车辆30的第一过电压保护电路39a的结构例2的图。车辆30的第一过电压保护电路39a的结构和动作与图9示出的结构例1的情况相同。
在结构例2中，过电压保护电路19包括第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第一NPN晶体管Q4以及第二NPN晶体管Q5。第一电阻R1和第二电阻R2是在电力线Lp1的正极布线与负极布线之间串联连接的第一分压电阻。第一NPN晶体管Q4的发射极端子与电力线Lp1的负极布线连接，集电极端子经由第四电阻R4来与电力线Lp1的正极布线连接，基极端子与第一分压电阻的分压点连接。第二NPN晶体管Q5的发射极端子与电力线Lp1的负极布线连接，集电极端子经由第五电阻R5来与电力线Lp1的正极布线连接，基极端子与第一NPN晶体管Q4的集电极端子连接。作为过电压保护电路19的输出，第二NPN晶体管Q5的集电极端子经由第六电阻R6与来组侧通信开关SWc的基极端子连接。
下面，对第一电池组10a的过电压保护电路19的具体动作进行说明。例如，将第一电阻R1与第二电阻R2的分压比设定为0.1。在电力线的通信区间的电压为5V的情况下，第一NPN晶体管Q4的基极电位为0.5V，并且发射极电位为0V，因此基极-发射极间的电压为0.5V，从而不流过基极电流。在该情况下，第一NPN晶体管Q4不导通，第二NPN晶体管Q5的基极端子经由第四电阻R4来与电力线Lp1的正极布线连接。由此，第二NPN晶体管Q5导通。当第二NPN晶体管Q5导通时，由第五电阻R5引起的电压降超过组侧通信开关SWc的基极-发射极间的导通电压，组侧通信开关SWc的基极端子经由第六电阻R6及第二NPN晶体管Q5来与电力线Lp1的负极布线连接。由此，组侧通信开关SWc导通。
另一方面，在电力线的通信区间的电压为48V的情况下，第一NPN晶体管Q4的基极电位试图成为4.8V，并且发射极电位为0V，因此流过基极电流，其结果，基极-发射极间的电压被钳位在0.6V左右。在该情况下，第一NPN晶体管Q4导通，第二NPN晶体管Q5的基极端子经由第一NPN晶体管Q4来与电力线Lp1的负极布线连接。由此，第二NPN晶体管Q5切断。当第二NPN晶体管Q5切断时，组侧通信开关SWc的基极端子经由第五电阻R5及第六电阻R6来与电力线Lp1的正极布线连接。由此，组侧通信开关SWc被切断。
因而，在电力线的通信区间的电压为5V的情况下，组侧通信开关SWc和第一车辆侧通信开关SWca导通，能够在第一电池组10a的处理部13与车辆30的处理部33之间进行通信。另一方面，在电力线的通信区间的电压为48V的情况下，组侧通信开关SWc和第一车辆侧通信开关SWca切断，从而保护第一电池组10a的处理部13和车辆30的处理部33免受过电压的影响
如以上所说明的那样，在本实施方式中，从车辆30或充电装置20经由有线路径向电池组10写入ID，将该ID通过近距离无线通信从电池组10回送到车辆30或充电装置20。由此，使用近距离无线通信来控制电池组10的车辆30或充电装置20能够正确地识别所安装的电池组10。某车辆30的车辆控制部32不会进行错误地控制被安装在附近的其它车辆30中的电池组10这样的错误动作，能够确保使用充电装置20和更换式的电池组10的车辆系统1整体的安全、安心。用户仅通过取出被安装在充电装置20中的电池组10并将其安装于车辆30，就能够使车辆30安全地行驶。
通过近距离无线通信进行车辆30或充电装置20与电池组10之间的控制信号的发送接收，由此能够减少电池组10的连接器所包括的引脚。由此，能够减少车辆30或充电装置20与电池组10之间的机械连接不良。另外，能够经由无线通信进行由电池组10的电池控制部12使用的固件的更新，固件的更新变得容易。
另外，通过设置过电压保护电路，能够安全地进行使用电池组10与车辆20或充电装置20之间的电力线的通信。即，即使在利用电力线的通信区间的低电压的通信过程中对电力线的通信区间施加了高电压的情况下，也能够保护各处理部免受过电压的影响。该过电压保护是利用自控型开关的硬件控制，可靠性高。
以上，基于实施方式说明了本公开。本领域技术人员能够理解的是，实施方式是例示，它们的各构成要素、各处理过程的组合能够存在各种变形例，另外，这些变形例也包含在本公开的范围内。
也可以将上述实施方式中的NPN晶体管适当地置换为N沟道FET，将PNP晶体管适当地置换为P沟道FET。在该情况下，需要根据所使用的FET的阈值电压和栅极电容来适当地调整各电阻的连接位置和各电阻的值。
另外，在上述的实施方式中，说明了使用内置有包括锂离子电池单体、镍氢电池单体、铅电池单体等的电池模块11的电池组10的例子。关于这一点，也可以使用内置有包括双电层电容器电池单体、锂离子电容器电池单体等的电容器模块的电容器组。在本说明书中，将电池组和电容器组统称为蓄电组。
另外，在上述的实施方式中，作为将更换式的电池组10作为电源的车辆30，假定了电动摩托车(电动滑板车)。关于这一点，车辆30也可以是电动自行车。另外，车辆30也可以是四轮的电动汽车(EV)。电动汽车不仅包括完全标准的电动汽车，也包括高尔夫球车、在购物中心、娱乐设施等中使用的陆地车等低速的电动汽车。
将更换式的电池组10作为电源的电动移动体不限定于车辆30。例如，在该电动移动体中也包括电动船舶。例如，也可以将水上巴士、水上出租车的电源设为更换式的电池组10。另外，在该电动移动体中也包括电车。例如，能够使用搭载有更换式的电池组10的电车来代替在非电气化路线中使用的内燃机车。该电动移动体也包括电动飞行体。电动飞行体包括多旋翼机(无人机)。该多旋翼机也包括所谓的飞车。无论是哪种电动移动体，都能够缩短能量补给的时间。
此外，也可以通过以下的项目来确定实施方式。
[项目1]
一种蓄电组(10)，其特征在于，具备：
蓄电部(11)，其用于向电动移动体(30)供电；
电力线(Lp1)，其将所述蓄电部(11)与充放电用的电源端子(Tp)之间进行连接；
第一开关(RYp)，其被插入到所述电力线(Lp1)；
控制部(12)，其在本蓄电组(10)被安装在所述电动移动体(30)的状态下与所述电动移动体(30)的控制部(32)进行通信，或者在本蓄电组(10)被安装在充电装置(20)的充电插槽(SLc1)的状态下与所述充电装置(20)的控制部(22)进行通信；
通信用布线(Lc1)，其将所述电力线(Lp1)的比所述第一开关(RYp)靠所述电源端子(Tp)侧的节点与本蓄电组(10)的控制部(12)之间进行连接；
第二开关(SWc)，其被插入到所述通信用布线(Lc1)；以及
过电压保护电路(19)，其保护本蓄电组(10)的控制部(12)免受过电压的影响，
其中，本蓄电组(10)的控制部(12)在利用所述电力线(Lp1)及所述通信用布线(Lc1)来与所述电动移动体(30)的控制部(32)或所述充电装置(20)的控制部(22)进行通信的情况下，将所述第一开关(RYp)控制为断开状态以及将所述第二开关(SWc)控制为接通状态，
所述过电压保护电路(19)在本蓄电组(10)的控制部(12)与所述电动移动体(30)的控制部(32)或所述充电装置(20)的控制部(22)之间的通信过程中当检测到所述电力线(Lp1)的过电压时，将所述第二开关(SWc)关断。
由此，能够保护蓄电组(10)的控制部(12)免受电力线(Lp1)的过电压的影响。
[项目2]
根据项目1所述的蓄电组(10)，其特征在于，
所述过电压保护电路(19)包括：
分压电阻(R1、R2)，其用于检测所述电力线(Lp1)的所述节点的电压；以及
第三开关(Q3)，其用于在所述分压电阻(R1、R2)的分压电压超过阈值电压时使所述第二开关(SWc)接通。
由此，通过利用自控型开关(SWc)的硬件控制，能够高精度地保护蓄电组(10)的控制部(12)免受过电压的影响。
[项目3]
根据项目2所述的蓄电组(10)，其特征在于，
所述第二开关(SWc)和所述第三开关(Q3)是PNP晶体管，
所述分压电阻(R1、R2)连接在所述电力线(Lp1)的正极布线与负极布线之间，
所述第三开关(Q3)的发射极与所述电力线(Lp1)的正极布线连接，所述第三开关(Q3)的集电极经由电阻(R3)来与所述电力线(Lp1)的负极布线连接，所述第三开关(Q3)的基极与所述分压电阻(R1、R2)的分压点连接，
所述第二开关(SWc)的发射极与所述电力线(Lp1)的正极布线连接，所述第二开关(SWc)的集电极与本蓄电组(10)的控制部(12)连接，所述第二开关(SWc)的基极与所述第三开关(Q3)的集电极连接。
由此，能够利用两级的PNP晶体管来高精度地保护蓄电组(10)的控制部(12)免受过电压的影响。
[项目4]
根据项目1至3中的任一项所述的蓄电组(10)，其特征在于，
本蓄电组(10)的控制部(12)在经由所述电力线(Lp1)和所述通信用布线(Lc1)从所述电动移动体(30)的控制部(32)或所述充电装置(20)的控制部(22)接收到识别信息时，通过近距离无线通信发送包含该识别信息的信号，
通过所述近距离无线通信发送的信号在所述电动移动体(30)的控制部(32)或所述充电装置(20)的控制部(22)中用于认证被安装在所述电动移动体(30)或所述充电插槽(SLc1)的本蓄电组(10)与所述近距离无线通信的通信对象是否相同。
由此，电动移动体(30)的控制部(32)或充电装置(20)的控制部(22)能够正确地认证被安装在电动移动体(30)或充电插槽(SLc1)的蓄电组(10)与近距离无线通信的通信对象是否相同。
[项目5]
一种电动移动体(30)，其特征在于，具备：
马达(311)；
电力线(Lpa)，其将所述马达(311)与从外部接受供电的电源端子(Tp)之间进行连接；
第一开关(RYsa)，其被插入到所述电力线(Lpa)；
控制部(32)，其在用于向所述马达(311)供电的蓄电组(10)被安装在本电动移动体(30)的状态下与所述蓄电组(10)的控制部(12)进行通信；
通信用布线(Lca)，其将所述电力线(Lpa)的比所述第一开关(RYsa)靠所述电源端子(Tp)侧的节点与本电动移动体(30)的控制部(32)之间进行连接；
第二开关(SWca)，其被插入到所述通信用布线(Lca)；以及
过电压保护电路(39a)，其保护本电动移动体(30)的控制部(32)免受过电压的影响，
其中，本电动移动体(30)的控制部(32)在利用所述电力线(Lpa)及所述通信用布线(Lca)来与所述蓄电组(10)的控制部(12)进行通信的情况下，将所述第一开关(RYsa)控制为断开状态以及将所述第二开关(SWca)控制为接通状态，
所述过电压保护电路(39a)在本电动移动体(30)的控制部(32)与所述蓄电组(10)的控制部(12)之间的通信过程中当检测到所述电力线(Lpa)的过电压时，将所述第二开关(SWca)关断。
由此，能够保护电动移动体(30)的控制部(32)免受电力线(Lpa)的过电压的影响。
[项目6]
根据项目5所述的电动移动体(30)，其特征在于，
当所述蓄电组(10)被安装于本电动移动体(30)时，本电动移动体(30)的控制部(32)经由所述电力线(Lpa)和所述通信用布线(Lca)向所述蓄电组(10)的控制部(12)发送识别信息，
本电动移动体(30)的控制部(32)在接收到通过近距离无线通信发送的信号的情况下，对照所接收到的信号中包含的识别信息与所述发送的所述识别信息是否一致，在一致的情况下，认证为被安装在本电动移动体(30)的所述蓄电组(10)与所述近距离无线通信的通信对象相同。
由此，电动移动体(30)的控制部(32)能够正确地认证被安装在电动移动体(30)的蓄电组(10)与近距离无线通信的通信对象是否相同。
[项目7]
一种充电装置(20)，其特征在于，具备：
充电插槽(SLc1)；
电力线(Lpa)，其将充电源(29)与所述充电插槽(SLc1)的电源端子(Tp)之间进行连接；
第一开关(RYsa)，其被插入到所述电力线(Lpa)；
控制部(22)，其在蓄电组(10)被安装在所述充电插槽(SLc1)的状态下，与所述蓄电组(10)的控制部(12)进行通信；
通信用布线(Lca)，其将所述电力线(Lpa)的比所述第一开关(RYsa)靠所述电源端子(Tp)侧的节点与本充电装置(20)的控制部(22)之间进行连接；
第二开关(SWca)，其被插入到所述通信用布线(Lca)；以及
过电压保护电路(39a)，其保护本充电装置(20)的控制部(22)免受过电压的影响，
其中，本充电装置(20)的控制部(22)在利用所述电力线(Lpa)及所述通信用布线(Lca)来与所述蓄电组(10)的控制部(12)进行通信的情况下，将所述第一开关(RYsa)控制为断开状态以及将所述第二开关(SWca)控制为接通状态，
所述过电压保护电路(39a)在本充电装置(20)的控制部(22)与所述蓄电组(10)的控制部(12)之间的通信过程中当检测到所述电力线(Lpa)的过电压时，将所述第二开关(SWca)关断。
由此，能够保护充电装置(20)的控制部(22)免受电力线(Lpa)的过电压的影响。
[项目8]
根据项目7所述的充电装置(20)，其特征在于，
当所述蓄电组(10)被安装于所述充电插槽(SLc1)时，本充电装置(20)的控制部(22)经由所述电力线(Lpa)和所述通信用布线(Lca)向所述蓄电组(10)的控制部(12)发送识别信息，
本充电装置(20)的控制部(22)在接收到通过近距离无线通信发送的信号的情况下，对照所接收到的信号中包含的识别信息与所述发送的所述识别信息是否一致，在一致的情况下，认证为被安装在所述充电插槽(SLc1)的所述蓄电组(10)与所述近距离无线通信的通信对象相同。
由此，充电装置(20)的控制部(22)能够正确地认证被安装在充电插槽(SLc1)的蓄电组(10)与近距离无线通信的通信对象是否相同。
附图标记说明
1：车辆系统；2：商用电力系统；10：电池组；11：电池模块；E1-En：电池单体；12：电池控制部；13：处理部；14：电压测量部；15：天线；16：无线通信部；17：电流传感器；18：嵌合检测部；19：过电压保护电路；20：充电装置；21：充电台；SLc：充电插槽；22：控制部；23：处理部；25：天线；26：无线通信部；27：显示部；28：操作部；29：充电部；30：车辆；31：电池安装部；SL1：安装插槽；32：车辆控制部；33：处理部；33a：微型计算机；33b：DC/DC转换器；34：继电器控制部；35：天线；36：无线通信部；37：组检测部；38：嵌合检测部；39：仪表板；39a：第一过电压保护电路；39b：第二过电压保护电路；310：逆变器；311：马达；312：轮胎；RYm：主继电器；RYs：插槽继电器；RYp：电力继电器；SWc：组侧通信开关；SWca：第一车辆侧通信开关；SWcb：第二车辆侧通信开关；Q3：PNP晶体管；Q4、Q5、Q13、Q14：NPN晶体管；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R11、R12、R13、R14、R15：电阻；PC：光电耦合器；CP1：比较器；Tp：正极端子；Tm：负极端子。

Claims (8)

1.一种蓄电组，其特征在于，具备：
蓄电部，其用于向电动移动体供电；
电力线，其将所述蓄电部与充放电用的电源端子之间进行连接；
第一开关，其被插入到所述电力线；
控制部，其在本蓄电组被安装在所述电动移动体的状态下与所述电动移动体的控制部进行通信，或者在本蓄电组被安装在充电装置的充电插槽的状态下与所述充电装置的控制部进行通信；
通信用布线，其将所述电力线的比所述第一开关靠所述电源端子侧的节点与本蓄电组的控制部之间进行连接；
第二开关，其被插入到所述通信用布线；以及
过电压保护电路，其保护本蓄电组的控制部免受过电压的影响，
其中，本蓄电组的控制部在利用所述电力线及所述通信用布线来与所述电动移动体的控制部或所述充电装置的控制部进行通信的情况下，将所述第一开关控制为断开状态以及将所述第二开关控制为接通状态，
所述过电压保护电路在本蓄电组的控制部与所述电动移动体的控制部或所述充电装置的控制部之间的通信过程中当检测到所述电力线的过电压时，将所述第二开关关断。
2.根据权利要求1所述的蓄电组，其特征在于，
所述过电压保护电路包括：
分压电阻，其用于检测所述电力线的所述节点的电压；以及
第三开关，其用于在所述分压电阻的分压电压超过阈值电压时使所述第二开关接通。
3.根据权利要求2所述的蓄电组，其特征在于，
所述第二开关和所述第三开关是PNP晶体管，
所述分压电阻连接在所述电力线的正极布线与负极布线之间，
所述第三开关的发射极与所述电力线的正极布线连接，所述第三开关的集电极经由电阻来与所述电力线的负极布线连接，所述第三开关的基极与所述分压电阻的分压点连接，
所述第二开关的发射极与所述电力线的正极布线连接，所述第二开关的集电极与本蓄电组的控制部连接，所述第二开关的基极与所述第三开关的集电极连接。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的蓄电组，其特征在于，
本蓄电组的控制部在经由所述电力线和所述通信用布线从所述电动移动体的控制部或所述充电装置的控制部接收到识别信息时，通过近距离无线通信发送包含该识别信息的信号，
通过所述近距离无线通信发送的信号在所述电动移动体的控制部或所述充电装置的控制部中用于认证被安装在所述电动移动体或所述充电插槽的本蓄电组与所述近距离无线通信的通信对象是否相同。
5.一种电动移动体，其特征在于，具备：
马达；
电力线，其将所述马达与从外部接受供电的电源端子之间进行连接；
第一开关，其被插入到所述电力线；
控制部，其在用于向所述马达供电的蓄电组被安装在本电动移动体的状态下与所述蓄电组的控制部进行通信；
通信用布线，其将所述电力线的比所述第一开关靠所述电源端子侧的节点与本电动移动体的控制部之间进行连接；
第二开关，其被插入到所述通信用布线；以及
过电压保护电路，其保护本电动移动体的控制部免受过电压的影响，
其中，本电动移动体的控制部在利用所述电力线及所述通信用布线来与所述蓄电组的控制部进行通信的情况下，将所述第一开关控制为断开状态以及将所述第二开关控制为接通状态，
所述过电压保护电路在本电动移动体的控制部与所述蓄电组的控制部之间的通信过程中当检测到所述电力线的过电压时，将所述第二开关关断。
6.根据权利要求5所述的电动移动体，其特征在于，
当所述蓄电组被安装于本电动移动体时，本电动移动体的控制部经由所述电力线和所述通信用布线向所述蓄电组的控制部发送识别信息，
本电动移动体的控制部在接收到通过近距离无线通信发送的信号的情况下，对照所接收到的信号中包含的识别信息与所述发送的所述识别信息是否一致，在一致的情况下，认证为被安装在本电动移动体的所述蓄电组与所述近距离无线通信的通信对象相同。
7.一种充电装置，其特征在于，具备：
充电插槽；
将充电源与所述充电插槽的电源端子之间进行连接的电力线；
将所述充电插槽与充电源之间进行连接的电力线；
第一开关，其被插入到所述电力线；
控制部，其在蓄电组被安装在所述充电插槽的状态下，与所述蓄电组的控制部进行通信；
通信用布线，其将所述电力线的比所述第一开关靠所述电源端子侧的节点与本充电装置的控制部之间进行连接；
第二开关，其被插入到所述通信用布线；以及
过电压保护电路，其保护本充电装置的控制部免受过电压的影响，
其中，本充电装置的控制部在利用所述电力线及所述通信用布线来与所述蓄电组的控制部进行通信的情况下，将所述第一开关控制为断开状态以及将所述第二开关控制为接通状态，
所述过电压保护电路在本充电装置的控制部与所述蓄电组的控制部之间的通信过程中当检测到所述电力线的过电压时，将所述第二开关关断。
8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，
当所述蓄电组被安装于所述充电插槽时，本充电装置的控制部经由所述电力线和所述通信用布线向所述蓄电组的控制部发送识别信息，
本充电装置的控制部在接收到通过近距离无线通信发送的信号的情况下，对照所接收到的信号中包含的识别信息与所述发送的所述识别信息是否一致，在一致的情况下，认证为被安装在所述充电插槽的所述蓄电组与所述近距离无线通信的通信对象相同。
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