JP2006114423A - 電池認証システム、電池パック並びにアプリケーション機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電池パックの暗号化ＩＤとアプリケーション機器のＩＤに基づく認証を行うことで、非正規品等の使用による事故を防止する。
【解決手段】 アプリケーション機器メーカのホストコンピュータ１０は、暗号化ＩＤを生成する。暗号化ＩＤは、電池パック１３内のＥＥＰＲＯＭ２５に書き込まれる。また、ＩＤおよび復号キーがアプリケーション機器１４内のＥＥＰＲＯＭ２７に書き込まれる。アプリケーション機器１４は、電池パック１３内のＥＥＰＲＯＭ２５に格納されたＩＤコードを読み出し、アプリケーション機器１４内のＥＥＰＲＯＭ２７に格納された復号キーを用いて復号する。復号された電池パック１３のＩＤとアプリケーション機器のＩＤとを使用して、電池パック１３が正規品であるか否かの認証を行う。認証の結果、認証が成立した場合は、アプリケーション機器１４に電力が供給される。
【選択図】 図４

Description

この発明は、ＩＤ（IDentification）を用いて電池パックとアプリケーション機器との間で認証を行う電池認証システム、電池パック並びにこの電池パックを搭載するアプリケーション機器に関する。

複数本の２次電池と制御回路部とを一体構成とした電池パックは、種々のアプリケーション機器において使用されている。従来、再利用を目的としたディジタルカメラや、貸し出されることを目的としたディジタルカメラ等の使用後の回収を促すために、ディジタルカメラの電池を充電する際にパスワードを用いて充電の権限の認証を行う技術が下記の特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の技術は、パーソナルコンピュータとの通信によってパスワードを得るものであり、電池パックと電池パックを使用するアプリケーション機器との間においては、このような認証は行われていなかった。

特開２００４−２３５９９７号公報

そのため、電池パックの模倣品等の非正規品が製造・販売され、非正規品を購入したユーザは、非正規品とは知らずに購入してしまい、実際には使用することができないというおそれがあった。また、使用可能であっても所望の電力が出力されない、容量不足により使用できる時間が短い、電池パックの破裂・発火等の不具合が発生するおそれがあった。このような不具合が生じるおそれがあることから、近年では、アプリケーション機器メーカだけでなく電池パックメーカに対して、非正規品の製造・販売や誤用による事故への対策が望まれていた。

また、電池パックとアプリケーション機器との間において、認証方式を採用しても、パスワードが解読されてしまった場合、認証の際に非正規品も正規品と見なされることになり、模倣を防ぐことは不可能である。

従って、この発明の目的は、電池パックとアプリケーション機器との間で認証を行うことによって、機器が正規の電池パックのみを使用することができ、また、ＩＤを解読され模倣されても、速やかにＩＤを変更することができる電池パック、アプリケーション機器および電池認証システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明の第１の態様は、２次電池と２次電池の充放電を制御する回路とを有する電池パックにおいて、
暗号化ＩＤを記憶する不揮発性記憶部と、
暗号化ＩＤをアプリケーション機器に送り、アプリケーション機器からの認証結果に対応する電力供給の許可信号を受け取り、許可信号によって電力の供給路に挿入されたスイッチ手段をＯＮ／ＯＦＦする制御部と
を有することを特徴とする電池パックである。

また、この発明の第２の態様は、電池パックから供給される電力により動作するアプリケーション機器において、
ＩＤおよび復号キーを記憶する不揮発性記憶部と、
電池パックから受け取った暗号化ＩＤを復号する復号部と、
復号された電池パックのＩＤと不揮発性記憶部に記憶されているＩＤとを使用して認証を行う認証部と、
認証が成立した場合には、電力供給を許可する信号を電池パックに対して送り、認証が成立しない場合には、電力供給を不許可とする信号を電池パックに対して送る制御部と
を有することを特徴とするアプリケーション機器である。

さらに、この発明の第３の態様は、２次電池と２次電池の充放電を制御する回路とを有する電池パックと、電池パックが接続されるアプリケーション機器との間において、電池パックが正規品であるか否かの認証を行う電池認証システムにおいて、
ＩＤを暗号化して暗号化ＩＤを生成する暗号化手段と、
暗号化ＩＤと、該暗号化ＩＤを復号するための復号キーを送信する通信手段と、
ＩＤおよび復号キーをアプリケーション機器内の不揮発性記憶部に書き込む書き込み手段と
を有するアプリケーション機器メーカの第１の制御装置と、
第１の制御装置から送信された暗号化ＩＤを受信する通信手段と、
暗号化ＩＤを電池パック内の不揮発性記憶部に書き込む書き込み手段と
を有する電池パックメーカの第２の制御装置と
からなることを特徴とする電池認証システムである。

この発明は、電池認証システム全体が一元集中管理され、電池パックおよびアプリケーション機器のＩＤをリアルタイムで変更できるため、第三者による電池パックの変造、偽造および非正規品の販売等の場合でも、速やかにＩＤを変更することが可能となる。

また、この発明では、一元集中管理による電池認証システムを使用して、電池パックおよびアプリケーション機器に同一のＩＤを付与することができるため、ＩＤの管理が容易でセキュリティを向上できる。

さらに、この発明は、電池パックのＩＤとアプリケーション機器のＩＤとを照合することにより認証を行うため、電池パックの誤用による事故を防止することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、電池パックと電池パックを使用するアプリケーション機器とにＩＤを付与するシステムを概略的に示す。電池パックは、リチウムイオン電池等の非水電解質電池と充放電保護回路等の周辺回路とが同一のケースまたはラミネートフィルム内に配置されたものである。また、アプリケーション機器は、携帯端末、ディジタルカメラ、パーソナルコンピュータ等の電子機器であり、電池パックから供給される電力により動作する。

アプリケーション機器メーカのホストコンピュータ１０は、ＩＤを暗号化して暗号化ＩＤを生成する。生成された暗号化ＩＤは、ネットワークを介して電池パックメーカＩＤ書込装置１１に送信される。電池パックメーカＩＤ書込装置１１は、暗号化ＩＤを電池パック１３内の不揮発性メモリに書き込む。ＩＤは、例えばシリアル番号で、アプリケーション機器の製造ロット単位で同一の番号とされる。

また、ホストコンピュータ１０は、ＩＤおよび暗号化ＩＤを復号する際に必要となる復号キーをアプリケーションメーカＩＤ書込装置１２に送信する。アプリケーションメーカＩＤ書込装置１２は、ＩＤおよび復号キーをアプリケーション機器１４内の不揮発性メモリに書き込む。

ホストコンピュータ１０は、電池認証システム全体を一元集中管理しており、電池パック１３およびアプリケーション機器１４のＩＤを、製造時点からリアルタイムで変更することができる。例えば、ＩＤが解読され、模倣品が販売された場合には、次の製造ロットから別のＩＤに速やかに変更することができる。

次に、図２を参照して電池パックとアプリケーション機器との間の認証の方法について説明する。アプリケーション機器１４は、制御部１５とＩ／Ｆ（インターフェース）部１６とを有する。アプリケーション機器１４は、電池パック１３が装着されると、Ｉ／Ｆ部１６を介して装着された電池パック１３内の不揮発性メモリに記憶されている暗号化ＩＤを読み出す。

読み出された電池パック１３の暗号化ＩＤは、アプリケーション機器１４内の制御部１５に送られる。制御部１５に送られた暗号化ＩＤは、復号キーを用いてＩＤに復号され、復号された電池パック１３のＩＤと、制御部１５の不揮発性メモリに記憶されているアプリケーション機器１４のＩＤとを使用して認証を行う。

認証が成立した場合は、アプリケーション機器１４が電池パック１３に対して出力許可信号を送る。電池パック１３は、アプリケーション機器１４からの出力許可信号に基づき、アプリケーション機器１４へ電力を供給する。

図３は、電池パックおよびアプリケーション機器にＩＤを付与するシステムについて、より詳細に説明する図である。アプリケーション機器メーカのホストコンピュータ１０は、ＩＤを暗号化して暗号化ＩＤを生成する。ＩＤの暗号化には、暗号化および復号化の鍵となる復号キーが用いられる。

なお、ここでは一例として、ＩＤの暗号化および復号化の際に必要となる復号キーが共通である共通鍵暗号方式を用いて説明するが、これは一例であって、この例に限られない。例えば、暗号化に必要な鍵と復号に必要な鍵が異なる公開鍵暗号方式等を用いてもよいし、暗号方式は問わない。

ホストコンピュータ１０は、ハードディスクドライブ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メインメモリおよびＣＣＵ（Communication Control Unit）を有する。このホス
トコンピュータ１０は、生成した暗号化ＩＤと、ＩＤのバージョンを識別するためのタグとを、通信手段であるＣＣＵ２２によりネットワークを介して電池パックメーカサーバ２０に送信する。また、ホストコンピュータ１０は、同時にＣＣＵ２２によりネットワークを介して、アプリケーション機器メーカサーバ２１に対して、ＩＤ、復号キーおよびタグとを送信する。タグは、例えば、製造ロットが変わりＩＤが変更された場合等に、旧バージョンとの互換性を保つため等に使用される。

電池パックメーカサーバ２０は、ＣＣＵ２３により暗号化ＩＤおよびタグを受信し、受信した暗号化ＩＤおよびタグを照合し、通信エラー等によるデータの欠損等があるか否かを判断する。照合の結果、データの欠損等がない場合には、電池パック内の不揮発性記憶部としての不揮発性メモリＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）２５にＥＥＰＲＯＭライター２６を用いて暗号化ＩＤおよびタグを書き込む。

一方、アプリケーション機器メーカサーバ２１は、ＣＣＵ２４によりＩＤ、復号キーおよびタグを受信し、受信したＩＤ、復号キーおよびタグを照合し、通信エラー等によるデータの欠損等があるか否か判断する。照合の結果、データの欠損等がない場合には、アプリケーション機器内の不揮発性記憶部としてのＥＥＰＲＯＭ２７にＥＥＰＲＯＭライター２８を用いてＩＤ、復号キーおよびタグを書き込む。

なお、電池パックおよびアプリケーション機器内の不揮発性メモリは、この例に限られない。例えば、バックアップ電源を有するＲＡＭ（Random Access Memory）等を用いても良い。

次に、図４を参照して電池パックおよびアプリケーション機器の構成について詳細に説明する。電池パック１３は、主に、電池セル４０、充放電コントロールＩＣ４１、ＥＥＰＲＯＭ２５、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２、充放電制御スイッチ回路４３で構成されている。

電池セル４０は、例えばリチウムイオン電池で、複数の電池セルが直列に接続されている。充放電コントロールＩＣ４１は、通常の電池パックと同様に、電池セル４０の過放電、過充電等を防止するために、充放電制御スイッチ回路４３を制御する。さらに、充放電制御スイッチ回路４３がアプリケーション機器１４への電力供給を制御するためのスイッチとしても兼用されている。充放電制御スイッチ回路４３は、例えば、充電制御ＦＥＴ（Field Effect Transistor）と放電制御ＦＥＴとから構成される。

ＥＥＰＲＯＭ２５は、暗号化ＩＤが記憶されており、アプリケーション機器１４からの要求に応じて暗号化ＩＤが読み出される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、２次電池の電圧から充放電コントロールＩＣ４１およびＥＥＰＲＯＭ２５がそれぞれ必要とする電源電圧へ変換する。充放電制御スイッチ回路４３は、充放電コントロールＩＣ４１からの制御信号に基づき、アプリケーション機器１４へ供給する電力のＯＮ／ＯＦＦを行う。

一方、アプリケーション機器１４は、主に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４、ＥＥＰＲＯＭ２７、ＭＰＵ（Micro Processing Unit)４５、負荷回路４６で構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、電池パック１３から供給される電圧を、ＥＥＰＲＯＭ２７、ＭＰＵ４５および負荷回路４６がそれぞれ必要とする電源電圧へ変換する。ＥＥＰＲＯＭ２７には、ＩＤおよび復号キーが記憶されており、電池パック１３のＩＤと照合する際にＩＤおよび復号キーが読み出される。ＭＰＵ４５は、暗号化ＩＤを復号するデコーダ４７、電池パックのＩＤとアプリケーション機器のＩＤと使用して認証を行う認証部４８、電池パック１３からの電力供給を制御するための出力制御部４９の機能を有する。

デコーダ４７は、電池パック１３のＥＥＰＲＯＭ２５から読み出した暗号化ＩＤを、アプリケーション機器のＥＥＰＲＯＭ２７に記憶されている復号キーを用いて復号する。Ｄを得る。認証部４８は、デコーダ４７により復号されたＩＤと、ＥＥＰＲＯＭ２７から読み出したＩＤとを照合する。出力制御部４９は、認証部４８において、電池パック１３とアプリケーション機器１４とのＩＤが一致した場合に出力許可信号を電池パック１３の充放電コントロールＩＣ４１に送る。

次に、図５のフローチャートを参照して、電池パックとアプリケーション機器との間の認証方法について説明する。ステップＳ１において、アプリケーション機器１４に電池パック１３が装着される。電池パック１３がアプリケーション機器１４に装着されたか否かの判断は、ＭＰＵ４５から所定時間毎にＥＥＰＲＯＭ２５へ通信が行われ、戻り値が戻ってくるタイミングに基づいて行われる。例えば、一定時間内に所定のデータが戻ってくれば、電池パック１３が装着されたと判断され、一定時間内にデータが戻ってこない場合は、装着されていないと判断される。

ステップＳ２では、ＥＥＰＲＯＭ２５に記憶されている電池パック１３の暗号化ＩＤが読み出され、アプリケーション機器１３のデコーダ４７に送られる。ステップＳ３では、デコーダ４７において、ＥＥＰＲＯＭ２５から送られた暗号化ＩＤと、ＥＥＰＲＯＭ２７から送られた復号キーを用いて暗号化ＩＤが復号され、ＩＤが得られる。得られたＩＤは、認証部４８に送られ、ステップＳ４において、認証部４８かデコーダ４７から送られた電池パック１３のＩＤと、ＥＥＰＲＯＭ２７から読み出されたアプリケーション機器のＩＤとを使用して認証を行う。

ステップＳ５において、認証が成立した場合は、ステップＳ６に移行する。認証が成立しない場合は、処理が終了し、アプリケーション機器１４への電力供給は行われない。この場合、アプリケーション機器１４において、液晶等の表示部に電池パックが使用不可である旨のメッセージが表示される。

ステップＳ６では、出力制御部４９から充放電コントロールＩＣ４１に出力を許可する出力許可信号が送られる。ステップＳ７において、充放電コントロールＩＣ４１は、受け取った出力許可信号に基づき、充放電制御スイッチ回路４３をＯＮにする。ステップＳ８において、電池パック１３からアプリケーション機器１４へ電力が供給される。

次に、電池パック１３およびアプリケーション機器１４がバージョンアップ等を行い、ＩＤを変更した場合の互換性について説明する。バージョンアップを行うことにより、ＩＤを変更すると、バージョンアップ前の電池パックおよびアプリケーション機器とバージョンアップ後の電池パックおよびアプリケーション機器との間では、ＩＤが異なるため、互換性が失われてしまう。

バージョンアップ前後の電池パックおよびアプリケーション機器の互換性を維持する方法の一例を図６に示す。例えば、バージョンアップ前の電池パックを電池パックＡとし、バージョンアップ前のＩＤをＩＤ１と表記する。また、バージョンアップ後の電池パックおよびアプリケーション機器を電池パックＢおよびアプリケーション機器Ｂとし、バージョンアップ後のＩＤをＩＤ２と表記する。

バージョンアップしてＩＤが変更されることにより、電池パックＢのＩＤ２とアプリケーション機器ＢのＩＤ２は、一致するので、使用可能である。しかしながら、図６Ａに示すように、電池パックＡのＩＤ１とアプリケーション機器ＢのＩＤ２とを照合した場合、一致しないため使用することができず互換性が失われてしまう。

そこで、図６Ｂに示すように、アプリケーション機器Ｂのタグに、バージョンアップ前のタグの情報を埋め込むことで、互換性を保つことが可能となる。バージョンアップ前のタグをタグ１、バージョンアップ後のタグをタグ２とすると、電池パックＡをアプリケーション機器Ｂに装着した際に、アプリケーション機器Ｂ側では、タグ２を読み込むと同時に、タグ２に埋め込まれているタグ１からバージョンアップ前のＩＤであるＩＤ１が読み込まれる。アプリケーション機器Ｂから読み込まれたバージョンアップ前のＩＤであるＩＤ１と電池パックＡのＩＤであるＩＤ１とが一致するため、アプリケーション機器Ｂにおいて、電池パックＡの使用が可能となる。

以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、電池パック１３側にもＭＰＵを設け、電池パック１３とアプリケーション機器１４とにおいて相互認証してもよい。

電池パックおよびアプリケーション機器にＩＤを付与するシステムを示すブロック図である。 電池パックとアプリケーション機器との間の認証方法を示すブロック図である。 電池パックおよびアプリケーション機器にＩＤを付与するシステムを示すブロック図である。 電池パックおよびアプリケーション機器の構成を示すブロック図である。 電池パックとアプリケーション機器との間の認証方法の流れを説明するためのフローチャートである。 バージョンアップ前後の電池パックとアプリケーション機器との互換性について説明する略線図である。

符号の説明

１０ アプリケーション機器メーカホストコンピュータ
１３ 電池パック
１４ アプリケーション機器
２０ 電池パックメーカサーバ
２１ アプリケーション機器メーカサーバ
２５ ＥＥＰＲＯＭ
２７ ＥＥＰＲＯＭ
４１ 充放電コントロールＩＣ
４３ 充放電制御スイッチ回路
４５ ＭＰＵ
４７ デコーダ
４８ 認証部
４９ 出力制御部

Claims (6)

1. ２次電池と２次電池の充放電を制御する回路とを有する電池パックにおいて、
   暗号化ＩＤを記憶する不揮発性記憶部と、
   上記暗号化ＩＤをアプリケーション機器に送り、上記アプリケーション機器からの認証結果に対応する電力供給の許可信号を受け取り、上記許可信号によって電力の供給路に挿入されたスイッチ手段をＯＮ／ＯＦＦする制御部と
   を有することを特徴とする電池パック。
2. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記不揮発性記憶部は、
   ＩＤの種類を識別するためのタグがさらに記憶されていることを特徴とする電池パック。
3. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記電力供給スイッチが充放電制御用のスイッチと兼用されたことを特徴とする電池パック。
4. 電池パックから供給される電力により動作するアプリケーション機器において、
   ＩＤおよび復号キーを記憶する不揮発性記憶部と、
   電池パックから受け取った暗号化ＩＤを復号する復号部と、
   復号された電池パックのＩＤと上記不揮発性記憶部に記憶されている上記ＩＤとを使用して認証を行う認証部と、
   認証が成立した場合には、電力供給を許可する信号を上記電池パックに対して送り、認証が成立しない場合には、電力供給を不許可とする信号を上記電池パックに対して送る制御部と
   を有することを特徴とするアプリケーション機器。
5. 請求項４に記載のアプリケーション機器において、
   上記不揮発性記憶部は、
   上記ＩＤの種類を識別するタグがさらに記憶されていることを特徴とするアプリケーション機器。
6. ２次電池と２次電池の充放電を制御する回路とを有する電池パックと、電池パックが接続されるアプリケーション機器との間において、上記電池パックが正規品であるか否かの認証を行う電池認証システムにおいて、
   ＩＤを暗号化して暗号化ＩＤを生成する暗号化手段と、
   上記暗号化ＩＤと、該暗号化ＩＤを復号するための復号キーを送信する通信手段と、
   上記ＩＤおよび上記復号キーを上記アプリケーション機器内の不揮発性記憶部に書き込む書き込み手段と
   を有するアプリケーション機器メーカの第１の制御装置と、
   上記第１の制御装置から送信された上記暗号化ＩＤを受信する通信手段と、
   上記暗号化ＩＤを電池パック内の不揮発性記憶部に書き込む書き込み手段と
   を有する電池パックメーカの第２の制御装置と
   からなることを特徴とする電池認証システム。
   

Images