JP2011233470A - バッテリモジュール、電動移動体、認証装置、及びバッテリモジュールの放電制御方法 - Google Patents

バッテリモジュール、電動移動体、認証装置、及びバッテリモジュールの放電制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】盗難を防止しつつ、転用可能な仕組みを備えたバッテリモジュールを提供すること。
【解決手段】電力を蓄える蓄電部と、第１の認証経路を通じて第１認証を行う第１認証部と、第２の認証経路を通じて第２認証を行う第２認証部と、前記蓄電部から外部機器への放電を制御する放電制御部と、を備え、前記第１認証部は、前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有し、前記第２認証部は、前記認証相手と共有した鍵情報を利用して第２認証を行い、前記放電制御部は、前記第２認証が成功した場合に前記蓄電部からの放電を許可する、バッテリモジュールが提供される。
【選択図】図４

Description

本発明は、バッテリモジュール、電動移動体、認証装置、及びバッテリモジュールの放電制御方法に関する。
近年、環境問題への関心の高まりから、電気自動車をはじめとする電動移動体に大きな注目が集まっている。電気自動車には、駆動用に、リチウムイオン電池などで構成される大容量のバッテリが搭載されている。なお、電気自動車に搭載されているバッテリ容量はおおよそ２０ｋＷｈである。リチウムイオン電池の場合、１ｋＷｈ当たりの単価は現状１０万円を超えており、電気自動車に搭載されているバッテリは大きな資産価値を有する。そのため、電気自動車に搭載されているバッテリが盗難に遭う危険性は高い。こうした状況を受け、バッテリの盗難に対する対策が求められている。例えば、下記の特許文献１には、比較的簡素な方法でバッテリの盗難を予防する方法が開示されている。
特開２００８−４２９８５号公報
確かに、上記文献に記載された方法を適用することにより、電気自動車に搭載されたバッテリの盗難をある程度予防する効果が期待される。しかしながら、上記文献に記載された方法は、電気自動車のバッテリを他の電気自動車やホームバッテリサーバなどに転用することまでは考慮されていない。電気自動車のバッテリは、比較的過酷な環境で利用されるため、ホームバッテリサーバ（家庭用バッテリシステム）などで利用されるバッテリに比べて利用条件が厳しく規定されている。そのため、電気自動車では利用できなくなったバッテリでも、他の電動移動体（例えば、電動自転車や電動バイクなど）やホームバッテリサーバなどでは十分な性能を発揮できる場合が多い。
高価なバッテリを有効活用する観点からも、電動自動車のバッテリを転用する技術は非常に重要であるため、バッテリの盗難を防止しつつ、バッテリの転用を可能にする技術が求められている。なお、ここでは電気自動車のバッテリを他の電動移動体やホームバッテリサーバなどに転用する例について述べたが、ホームバッテリサーバで利用したバッテリを家電製品に転用したりする場合も考えられる。もちろん、他の電動移動体、家電製品、ホームバッテリサーバなどにおいても、バッテリの盗難に対するセキュリティを確保することは重要な要素である。従って、バッテリの盗難に対するセキュリティを維持しつつ、バッテリの転用を可能にする技術の実現が求められている。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、バッテリモジュールの盗難に対するセキュリティを確保しつつ、バッテリモジュールの他の機器への転用を実現することが可能な、新規かつ改良されたバッテリモジュール、電動移動体、認証装置、及びバッテリモジュールの放電制御方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電力を蓄える蓄電部と、第１の認証経路を通じて第１認証を行う第１認証部と、第２の認証経路を通じて第２認証を行う第２認証部と、前記蓄電部から外部機器への放電を制御する放電制御部と、を備え、前記第１認証部は、前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有し、前記第２認証部は、前記認証相手と共有した鍵情報を利用して第２認証を行い、前記放電制御部は、前記第２認証が成功した場合に前記蓄電部からの放電を許可する、バッテリモジュールが提供される。
また、前記第１認証部は、前記第１の認証経路を通じてユーザが保持する認証装置と第１認証を行い、前記第２認証部は、前記第２の認証経路を通じて前記認証装置と第２認証を行う、ように構成されていてもよい。
また、前記第１認証部は、前記第１の認証経路を通じて第１の認証装置と第１認証を行い、前記第２認証部は、前記第２の認証経路を通じて前記第１の認証装置とは異なる第２の認証装置と第２認証を行う、ように構成されていてもよい。
また、前記第１認証部は、前記認証装置と直接的に通信することが可能な第１の通信路を用いて第１認証を行い、前記第２認証部は、前記第１の通信路とは異なる第２の通信路を用いて第２認証を行う、ように構成されていてもよい。
また、上記のバッテリモジュールは、前記蓄電部から供給される電力を利用して駆動する駆動部と、前記駆動部への電力供給を制御する制御部と、を有する電動移動体に搭載されていてもよい。
また、前記第２認証部は、前記電動移動体の制御部を介する第２の通信路を用いて前記第２認証を行う、ように構成されていてもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を蓄える蓄電部と、第１の認証経路を通じて第１認証を行う第１認証部と、第２の認証経路を通じて第２認証を行う第２認証部と、前記蓄電部から外部機器への放電を制御する放電制御部と、を有し、前記第１認証部は、前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有し、前記第２認証部は、前記認証相手と共有した鍵情報を利用して第２認証を行い、前記放電制御部は、前記第２認証が成功した場合に前記蓄電部からの放電を許可する、バッテリモジュールを接続するための接続端子と、前記蓄電部から供給される電力を利用して駆動する駆動部と、前記駆動部への電力供給を制御する制御部と、を備える、電動移動体が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を蓄える蓄電部と、第１の認証経路を通じて第１認証を行う第１認証部と、第２の認証経路を通じて第２認証を行う第２認証部と、前記蓄電部から外部機器への放電を制御する放電制御部と、を有し、前記第１認証部は、前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有し、前記第２認証部は、前記認証相手と共有した鍵情報を利用して第２認証を行い、前記放電制御部は、前記第２認証が成功した場合に前記蓄電部からの放電を許可する、バッテリモジュールとの間で、前記第１の認証経路を通じて第１認証を行う認証装置側第１認証部と、前記第２の認証経路を通じて第２認証を行う認証装置側第２認証部と、を備える、認証装置が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を蓄える蓄電部と、前記蓄電部から外部機器への放電を制御する放電制御部と、を有するバッテリモジュールが、第１の認証経路を通じて第１認証を行う第１認証ステップと、前記第１認証ステップで前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有する鍵共有ステップと、前記認証相手と共有した鍵情報を利用し、第２の認証経路を通じて第２認証を行う第２認証ステップと、前記第２認証が成功した場合に、前記放電制御部により、前記蓄電部からの放電を許可する放電許可ステップと、を含む、バッテリモジュールの放電制御方法が提供される。
以上説明したように本発明によれば、バッテリモジュールの盗難に対するセキュリティを確保しつつ、バッテリモジュールの他の機器への転用を実現することが可能になる。
電動移動体の構成を概略的に示した説明図である。 電動移動体が抱える課題について説明するための説明図である。 電動移動体が抱える課題について説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係る電動移動体の構成を概略的に示した説明図である。 同実施形態に係るバッテリモジュールの載せ替え時に実行される処理の内容を説明するための説明図である。 同実施形態に係る電動移動体にて駆動時に実行される処理の流れを説明するための説明図である。 同実施形態に係るバッテリモジュールの載せ替え時に実行される処理の流れを説明するための説明図である。 同実施形態に係る電動移動体及びバッテリモジュールの変形例について説明するための説明図である。 同実施形態に係る電動移動体及び認証装置の詳細な構成について説明するための説明図である。 同実施形態の一変形例に係る電動移動体及び認証装置の詳細な構成について説明するための説明図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
［説明の流れについて］
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図１を参照しながら、電動移動体１０を駆動する際にユーザが行う一般的な認証方法について説明する。次いで、図２、図３を参照しながら、当該一般的な認証方法による問題点について指摘した上で、本実施形態の目的について説明する。次いで、図４を参照しながら、本実施形態に係る電動移動体１０の構成について説明する。この中で、図５を併せて参照しながら、本実施形態に係るバッテリモジュール１１の認証方法、及びバッテリモジュール１１の転用方法について説明する。
次いで、図６を参照しながら、本実施形態に係る電動移動体１０の駆動時に実行される処理の流れについて説明する。次いで、図７を参照しながら、本実施形態に係る電動移動体１０からホームバッテリサーバ３０へとバッテリモジュール１１を載せ替える際に実行される処理の流れについて説明する。次いで、図８を参照しながら、本実施形態に係る電動移動体１０及びバッテリモジュール１１の一変形例について説明する。次いで、図９、図１０を参照しながら、本実施形態及びその変形例に係る電動移動体１０、認証装置２０、２１、２２の構成について、より詳細に説明する。最後に、同実施形態の技術的思想について纏め、当該技術的思想から得られる作用効果について簡単に説明する。
（説明項目）
１：はじめに
１−１：電動移動体１０の駆動に係る一般的な認証について
１−２：バッテリモジュール１１の盗難について
１−３：バッテリモジュール１１の転用について
２：実施形態
２−１：バッテリモジュール１１の認証について
２−２：駆動時の認証動作
２−３：載せ替え時の動作及び操作
２−４：変形例（認証相手を別々に設ける構成）
２−５：電動移動体１０の詳細な構成
２−５−１：電動移動体１０について
２−５−２：認証装置２０について
２−５−３：通信手段について
２−５−４：変形例
３：まとめ
＜１：はじめに＞
はじめに、電気自動車などの電動移動体１０の駆動時に行われる一般的な認証方法について説明する。また、一般的な認証方法だけを利用した場合に起こりうるバッテリモジュール１１の盗難や、バッテリモジュール１１を転用する際の不具合について説明する。
［１−１：電動移動体１０の駆動に係る一般的な認証について］
まず、図１を参照しながら、電動移動体１０の駆動に係る一般的な認証について説明する。図１は、電動移動体１０の駆動に係る一般的な認証について説明するための説明図である。図１に示すように、電動移動体１０は、主に、バッテリモジュール１１と、駆動制御部１２と、駆動部１３とにより構成される。電動移動体１０は、バッテリモジュール１１に蓄えられた電力を駆動部１３に供給して駆動する。駆動部１３は、例えば、駆動力を与えるためのモータなどにより構成される。なお、駆動部１３の駆動制御は、駆動制御部１２により行われる。
通常、ユーザが電動移動体１０を駆動する際、そのユーザに駆動の許可が与えられているか否かを確認するための認証が行われる。この認証は、電動移動体１０の外部にある認証装置２０により行われる。つまり、認証装置２０は、電動移動体１０の起動や動作などを許可するための鍵として機能する。認証装置２０としては、例えば、電動移動体１０のイモビライザなどが用いられる。もちろん、認証装置２０の形態は任意である。
電動移動体１０と認証装置２０との間で認証が成功した場合、電動移動体１０は、駆動制御部１２に対し、バッテリモジュール１１から駆動部１３への電力供給を許可する。つまり、電動移動体１０と認証装置２０との間で認証が成功した場合に電動移動体１０の駆動が許可されることから、認証装置２０は、電動移動体１０の起動や動作を制御するための鍵として機能する。なお、上記の認証は、例えば、駆動制御部１２との間で行われてもよい。
［１−２：バッテリモジュール１１の盗難について］
上記のように、認証装置２０を用いた認証を利用して電動移動体１０の駆動許可を確認することにより、電動移動体１０の不正利用を防止することができる。しかしながら、上記の認証は、バッテリモジュール１１の利用許可に関する認証ではない。そのため、図２に示すように、電動移動体１０（＃１）からバッテリモジュール１１を取り外し、他の電動移動体１０（＃２）に載せ替えて利用することができてしまう。つまり、バッテリモジュール１１が盗難物であっても、盗難者は、自身の認証装置２０（＃２）を利用して自身の電動移動体１０（＃２）と認証を行い、電動移動体１０（＃２）を駆動することができてしまう。
バッテリモジュール１１の盗難を防止するには、例えば、電動移動体１０とバッテリモジュール１１とを１対１に対応付け、対応付けた電動移動体１０に電力の供給先を制限することが必要になる。電動移動体１０とバッテリモジュール１１とを１対１に対応付けるには、例えば、電動移動体１０とバッテリモジュール１１との間で認証する仕組みを設け、その認証が成功した場合にのみバッテリモジュール１１の電力供給が許可されるようにすればよい。
このような仕組みを設ければ、盗難者が自身の電動移動体１０（＃２）に盗難物であるバッテリモジュール１１を接続しても、電動移動体１０（＃２）とバッテリモジュール１１との間で認証が成功せず、バッテリモジュール１１の電力供給が許可されない。その結果、バッテリモジュール１１の盗難を抑止することができる。
［１−３：バッテリモジュール１１の転用について］
しかし、電動移動体１０とバッテリモジュール１１とを１対１に対応付けてしまうと、他の電動移動体１０やホームバッテリサーバ３０（家庭用バッテリシステム）など、他の機器へバッテリモジュール１１を転用することが難しくなる。ここで、図３を参照しながら、電動移動体１０からホームバッテリサーバ３０へのバッテリモジュール１１の転用について述べる。
近年、再生可能エネルギーや低環境負荷資源などを利用した発電設備（以下、グリーン発電設備）が一般家庭にも普及してきている。再生可能エネルギーを利用した発電設備としては、太陽光発電設備などが代表例として挙げられる。また、低環境負荷資源を利用した発電設備としては、天然ガス発電設備や燃料電池などが代表例として挙げられる。
こうしたグリーン発電設備を利用した発電の時間帯は、必ずしも家庭で電力を消費する時間帯と一致するわけではない。例えば、太陽光発電設備を利用した発電は太陽の出ている日中に行われるが、発電した電力の全てを日中に家庭で消費することは難しい。多くの場合、グリーン発電設備を利用して発電した電力は、電力会社に売電されることになる。
今後は、こうしたグリーン発電設備を利用して発電した電力をバッテリ（以下、ホームバッテリ）に蓄えておき、必要に応じてホームバッテリに蓄えられた電力を利用するシステム（家庭用バッテリシステム）が広く普及していくことと思われる。しかし、小型で大容量のバッテリは高価である。そこで注目されるのが、古くなった電動移動体１０のバッテリモジュール１１の転用である。
電動移動体１０のバッテリモジュール１１は、電動移動体１０の駆動制御（発進／停止／速度変化）に応じて出力電圧が頻繁に制御される。つまり、電動移動体１０のバッテリモジュール１１は過酷な条件の下で利用される。そのため、安全面や駆動性能、製品寿命などの観点から、安定して所定の性能が発揮できるように、利用可能なバッテリモジュール１１としての性能基準が厳しく設定されている。
一方、ホームバッテリの場合、出力電圧が短時間で頻繁に変更されたり、長時間安定して所定値以上の出力を維持し続けたりといった過酷な利用形態は想定されていない。つまり、極端な電圧低下や充放電不良、バッテリの液漏れや発火といった不良がなければ、電動移動体１０のバッテリモジュール１１としての基準を満たしていないバッテリであっても十分に利用可能である。
また、ホームバッテリへの転用に限らず、大型の電動移動体１０（例えば、電気自動車など）から小型の電動移動体１０（例えば、電動バイクなど）への転用も想定される。こうしたバッテリモジュール１１の転用に対するニーズは非常に大きい。しかしながら、電動移動体１０とバッテリモジュール１１とを１対１に対応付けてしまうと、バッテリモジュール１１をホームバッテリサーバ３０などに転用するのが難しくなる。
例えば、ホームバッテリサーバ３０において、バッテリモジュール１１は、配電装置３１に接続される。しかし、バッテリモジュール１１は、電動移動体１０と１対１に対応付けられている。そのため、電力の供給先として対応付けられていない配電装置３１は、バッテリモジュール１１から電力供給を受けることができない。そこで、盗難に対する安全性を確保しつつ、電力の供給先としてバッテリモジュール１１を対応付ける機器を変更できるようにする仕組みが必要になる。
＜２：実施形態＞
これまで説明してきたように、電動移動体１０のバッテリモジュール１１を再利用できるようにしつつ、盗難の危険性を回避する仕組みが求められている。以下で説明する本発明の一実施形態は、このような仕組みを提供するものである。
（概要）
本実施形態に係る仕組みは、外部からバッテリモジュール１１と直接的に認証（以下、第１認証）する仕組みを設け、この認証が成功した場合に、電動移動体１０の起動や動作を制御するための認証（以下、第２認証）が行えるようにするというものである。例えば、第１認証が成功した場合に、バッテリモジュール１１から第２認証に利用する鍵情報が認証装置２０に提供されるようにする。なお、バッテリモジュール１１との間で第１認証を行う相手は、第１認証の機能を搭載した認証装置２０であってもよいし、外部の管理機関（例えば、サービスセンターやメンテナンスセンターなど）であってもよい。
このような仕組みは一般的なバッテリモジュール１１、認証装置２０には設けられていない。そのため、一般的な仕組みの下では、盗難者がバッテリモジュール１１を他の電動移動体１０に載せ替えて利用できてしまう。しかしながら、上記の第１及び第２認証を利用した仕組みの場合、盗難者は、電動移動体１０からバッテリモジュール１１を他の電動移動体１０に載せ替えたとしても、バッテリモジュール１１と第１認証することができなければ、第２認証が実施できず、他の電動移動体１０を駆動させることはできない。その結果、バッテリモジュール１１の盗難が防止される。
一方、バッテリモジュール１１の載せ替え先の他の電動移動体１０において、外部からバッテリモジュール１１と正当に第１認証を行い、他の電動移動体１０に対応する認証装置２０に対して第２認証に利用する鍵情報が提供されれば、他の電動移動体１０を利用可能になる。つまり、本実施形態に係る仕組みを適用すれば、盗難を防止しつつ、バッテリモジュール１１の転用が可能になる。なお、バッテリモジュール１１を取り外す際、バッテリモジュール１１が取り外された電動移動体１０に対応する認証装置２０が保持する鍵情報は消去されるようにする。
以上、本実施形態に係る仕組みの概要について述べた。
［２−１：バッテリモジュール１１の認証について］
次に、図４、図５を参照しながら、本実施形態に係る電動移動体１０、認証装置２０の構成、及び認証方法について説明する。特に、本実施形態は、バッテリモジュール１１における認証方法に特徴がある。そこで、この認証方法について詳細に説明すると共に、バッテリモジュール１１の載せ替え時（転用時）における認証の流れについて詳細に説明する。
図４に示すように、電動移動体１０は、主に、バッテリモジュール１１と、駆動制御部１２と、駆動部１３とにより構成される。図１に示した電動移動体１０との違いは、上記の第１及び第２認証に関するバッテリモジュール１１及び認証装置２０の機能にある。なお、図４の例では、認証装置２０が上記の第１及び第２認証を行うように構成されている。
本実施形態に係る認証は、バッテリモジュール１１と認証装置２０との間で行われる。また、バッテリモジュール１１と認証装置２０との間には２通りの認証経路（以下、第１認証経路、第２認証経路）が存在する。但し、認証経路の違いは、物理的な通信路の違いに限らず、認証方法（鍵）の違いや認証を行う手段の違いをも意味する。なお、図４には、バッテリモジュール１１と直接通信する通信路を第１認証経路として用い、駆動制御部１２を介した通信路を第２認証経路に用いる例が示されているが、これに限定されない。
第１認証経路は、上記の第１認証を行うための認証経路である。つまり、第１認証経路を介して、バッテリモジュール１１と認証装置２０との間で第１認証が行われ、第１認証が成功すると、バッテリモジュール１１から認証装置２０に対して第２認証に利用する鍵情報が提供される。以下では、認証装置２０に対して第２認証に利用する鍵情報が提供された状態（鍵共有された状態）のことを「バインド」と呼ぶことにする。
上記の通り、第１認証経路を介して第１認証が成功すると、バインドが設定される。また、バッテリモジュール１１を電動移動体１０から取り外す際には、第１認証経路を介して第１認証が行われ、その第１認証が成功すると、バインドが解除される。なお、バインドの解除とは、バッテリモジュール１１と第２認証装置２０との間で共有されていた鍵情報が消去されることを言う。このように、第１認証経路は、バインドの設定及び解除に利用される。
一方、第２認証経路は、上記の第２認証を行うための認証経路である。つまり、第２認証経路を介してバッテリモジュール１１と認証装置２０との間で第２認証が行われ、第２認証が成功した場合に、バッテリモジュール１１からの電力供給が許可される。なお、第２認証では第１認証が成功した際にバッテリモジュール１１と認証装置２０との間で共有された鍵情報が利用される。なお、上記の第１及び第２認証の具体的な認証方法としては、例えば、乱数を利用した相互認証や公開鍵認証など、様々な認証方法を適用することが可能である。
上記の通り、本実施形態に係るバッテリモジュール１１は、第１認証が成功し、かつ、第２認証が成功しないと利用することができない。但し、第１認証は、多くの場合、バッテリモジュール１１が電動移動体１０に搭載された時点で行われる。そのため、ユーザが電動移動体１０を利用する際、そのユーザは、認証装置２０を利用して第２認証を行えばよい。この第２認証が成功すると、ユーザは、電動移動体１０を利用可能になる。一方、バッテリモジュール１１を転用する場合には図５のような操作が必要になる。
図５には、電動移動体１０のバッテリモジュール１１をホームバッテリサーバ３０に載せ替える例が示されている。図５に示すように、ユーザは、まず、認証装置２０を用いてバッテリモジュール１１と電動移動体１０との間のバインドを解除する（Ｓｔｅｐ．１）。このとき、バッテリモジュール１１と認証装置２０との間で第１認証経路を通じた第１認証が行われ、第１認証が成功した場合にバインドが解除される。なお、当然のことながら、バッテリモジュール１１にバインドされる搭載先機器は１台に限られる。つまり、本実施形態に係る認証方法では、バインドが解除されないと、他の搭載先機器にバインドを設定することができない仕組みとなっている。
バインドが解除された後、ユーザは、バッテリモジュール１１を電動移動体１０からホームバッテリサーバ３０に載せ替える。そして、ユーザは、認証装置２０を利用してバッテリモジュール１１とホームバッテリサーバ３０とのバインドを設定する（Ｓｔｅｐ．２）。このとき、バッテリモジュール１１と認証装置２０との間で第１認証経路を通じた第１認証が行われ、第１認証が成功した場合にバインドが設定される。
バインドが設定されると、バッテリモジュール１１と認証装置２０との間で第２認証に利用される鍵情報が共有されるため、第２認証を行うことが可能になる。バインドが設定された後、ユーザは、認証装置２０を利用して第２認証を行えば、ホームバッテリサーバ３０に載せ替えたバッテリモジュール１１をホームバッテリサーバ３０において利用可能になる。なお、ここでは電動移動体１０からホームバッテリサーバ３０へバッテリモジュール１１を載せ替える例について説明したが、他の搭載先機器にバッテリモジュール１１を載せ替える場合も同様である。
以上、本実施形態に係るバッテリモジュール１１の認証について説明した。
［２−２：駆動時の認証動作］
次に、図６を参照しながら、電動移動体１０を駆動する際に本実施形態に係るバッテリモジュール１１が実行する処理の流れについて説明する。図６は、電動移動体１０を駆動する際に本実施形態に係るバッテリモジュール１１が実行する処理の流れについて説明するための説明図である。
図６に示すように、まず、バッテリモジュール１１は、認証装置２０との間で、第２認証経路を通じて、駆動（バッテリモジュール１１の利用）を許可するための認証（第２認証）を開始する（Ｓ１０１）。このとき、バッテリモジュール１１は、バインドが設定されているか否かを判定する（Ｓ１０２）。例えば、バッテリモジュール１１は、認証装置２０との間で鍵情報を共有しているか否かを確認する。バインドが設定されている場合、バッテリモジュール１１は、処理をステップＳ１０３に進める。一方、バインドが設定されていない場合、バッテリモジュール１１は、処理をステップＳ１０４に進める。
処理をステップＳ１０３に進めたバッテリモジュール１１は、駆動部１３への電力供給を許可する。駆動部１３への電力供給が許可されると、駆動制御部１２は、駆動部１３に電力を供給して電動移動体１０を駆動制御することが可能になる。そして、電動移動体１０が駆動可能な状態になり、一連の処理が終了する。
一方、処理をステップＳ１０４に進めたバッテリモジュール１１は、第２認証を実施することができないため、駆動部１３への電力供給を許可せず、一連の処理を終了する。このように、バッテリモジュール１１は、バインドが設定され、かつ、第２認証が成功した場合に放電を許可する。このような構成にすることで、バッテリモジュール１１が盗難されて他の搭載先機器に接続されたとしても、その搭載先機器では利用できないようになる。
［２−３：載せ替え時の動作及び操作］
次に、図７を参照しながら、電動移動体１０からホームバッテリサーバ３０へとバッテリモジュール１１を載せ替える際に実行される処理及び操作の流れについて説明する。図７は、電動移動体１０からホームバッテリサーバ３０へとバッテリモジュール１１を載せ替える際に実行される処理及び操作の流れについて説明するための説明図である。
図７に示すように、まず、第１認証経路を通じてバッテリモジュール１１と認証装置２０との間で第１認証が行われる。そして、第１認証が成功した場合にバインドが解除される（Ｓ１１１）。次いで、電動移動体１０からバッテリモジュール１１が物理的に外される（Ｓ１１２）。次いで、電動移動体１０から外されたバッテリモジュール１１は、ホームバッテリサーバ３０に対して物理的及び電気的に接続される（Ｓ１１３）。
次いで、第１認証経路を通じてバッテリモジュール１１と認証装置２０との間で第１認証が行われる。そして、第１認証が成功した場合にバインドが設定される（Ｓ１１４）。次いで、第２認証経路を通じてバッテリモジュール１１と認証装置２０との間で第２認証が行われる。そして、第２認証が成功した場合にホームバッテリサーバ３０にてバッテリモジュール１１が利用可能な状態になる（Ｓ１１５）。
このように、バインドの解除／設定を行う第１認証に基づく鍵共有の仕組み、及び共有した鍵を利用した第２認証の仕組みを設けることで、バッテリモジュール１１の盗難に対する安全性を維持しつつ、バッテリモジュール１１の転用を実現することができる。
［２−４：変形例（認証相手を別々に設ける構成）］
次に、図８を参照しながら、本実施形態に係るバッテリモジュール１１の一変形例について説明する。図８は、本実施形態の一変形例に係るバッテリモジュール１１の構成及び認証方法について説明するための説明図である。なお、図４に示した構成要素と実質的に同じ構成要素については同じ符号を付することにより詳細な説明を省略する。
これまで説明してきたバッテリモジュール１１は、第１認証と第２認証を１つの認証装置２０に対して行ってきた。しかし、図８に示すように、バッテリモジュール１１は、第１認証と第２認証を異なる２つの認証装置（第１認証装置２２、第２認証装置２１）に対して行うように構成されていてもよい。図８の例では、第１認証装置２２が第１認証経路を通じた第１認証を行い、第２認証装置２１が第２認証経路を通じた第２認証を行う。先に説明したように、第１認証は、主に、バッテリモジュール１１を載せ替える際に行われるものであり、頻繁に行われるものではない。一方、第２認証は、バッテリモジュール１１の搭載先機器（図８の例では、電動移動体１０）を変更又は利用開始する際に行われる。
このように、第１認証と第２認証の実施頻度は大きく異なる。第２認証の機能は、利便性の観点から、ユーザが携帯するイモビライザなどに搭載されるべきものである。従って、第２認証装置２１は、イモビライザなど、ユーザが携帯するデバイスであることが好ましい。一方、第１認証の機能は、ユーザが携帯するデバイスに搭載されている必要はない。
また、第１認証装置２２は、必ずしもユーザが管理しているデバイスでなくてもよい。第１認証装置２２は、例えば、外部の認証機関やサービスセンターなどが管理するデバイスであってもよい。本変形例のように、第１認証と第２認証とで認証装置を分けることにより、バッテリモジュール１１の利用者（例えば、電動移動体１０のユーザ）と、バインドの管理者とを分けることが可能になる。
以上、本実施形態の一変形例について説明した。上記のように、２通りの認証（第１認証、第２認証）を行う仕組みをバッテリモジュール１１に設けることで、盗難に対する安全性を確保しつつ、バッテリモジュール１１の転用を可能にする仕組みが実現される。
［２−５：電動移動体１０の詳細な構成］
これまで、本実施形態に係る認証方法を理解しやすい形で説明するために、電動移動体１０、認証装置２０の構成については簡略化した形で説明を進めてきた。そこで、以下では、図９、図１０を参照しながら、電動移動体１０、認証装置２０の構成について、より詳細に説明する。特に、本実施形態に係る認証方法を実現することが可能なバッテリモジュール１１の構成について、より詳細に説明する。
（２−５−１：電動移動体１０について）
まず、電動移動体１０の構成について説明する。
図９に示すように、電動移動体１０は、バッテリモジュール１１と、駆動制御部１２と、駆動部１３とにより構成される。また、バッテリモジュール１１は、バッテリ１１１と、電力インターフェース１１２と、バッテリ制御部１１３と、第２認証部１１４と、第１認証部１１５とにより構成される。さらに、駆動制御部１２は、制御部１２１と、充放電管理部１２２とにより構成される。以下、個々の構成要素について説明する。
≪駆動制御部１２について≫
まず、駆動制御部１２について説明する。
（制御部１２１）
制御部１２１は、電動移動体１０を構成する各要素の動作を制御する。例えば、制御部１２１は、充放電管理部１２２を制御して、バッテリモジュール１１から駆動部１３へと電力を供給する。また、制御部１２１は、充放電管理部１２２を制御して、充電器４０又は電力管理装置５０（例えば、スマートメータなど）を介して供給された電力をバッテリモジュール１１に供給する。さらに、制御部１２１は、認証装置２０とバッテリモジュール１１との間で第２認証する際に第２認証経路を提供する。また、制御部１２１は、充放電管理部１２２を制御して、バッテリモジュール１１から電力を放電し、放電した電力を電力管理装置５０に供給するように構成されていてもよい。
（充放電管理部１２２）
充放電管理部１２２は、バッテリモジュール１１の充放電を管理する。また、充放電管理部１２２は、制御部１２１の制御に応じてバッテリモジュール１１から電力を放電させ、放電された電力を駆動部１３に供給する。さらに、充放電管理部１２２は、制御部１２１の制御に応じて充電器４０又は電力管理装置５０を介して供給された電力をバッテリモジュール１１に供給し、バッテリモジュール１１を充電する。また、充放電管理部１２２は、制御部１２１の制御に応じてバッテリモジュール１１から電力を放電させ、放電された電力を電力管理装置５０に供給するように構成されていてもよい。
なお、充放電管理部１２２を介して、電力管理装置５０から供給された電力、及び電力管理装置５０に供給した電力に関する情報は、充放電管理部１２２から電力管理装置５０に提供される。上記の通り、充放電管理部１２２は、駆動部１３への電力供給を管理する。駆動部１３は供給される電力量に応じた駆動力を発揮する手段であるから、充放電管理部１２２は、駆動力を実際に制御する手段であると言える。但し、駆動部１３に供給される電力量は、制御部１２１により制御される。このように、駆動制御部１２の機能は、制御部１２１及び充放電管理部１２２の協調動作により実現される。
≪バッテリモジュール１１について≫
次に、バッテリモジュール１１について説明する。
（バッテリ１１１、電力インターフェース１１２）
バッテリ１１１は、電力を蓄えるための蓄電手段である。バッテリ１１１としては、例えば、蓄電池やコンデンサなどが利用される。蓄電池の例としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池、ＮＡＳ電池（ナトリウム・硫黄電池）などがある。また、コンデンサの例としては、電界コンデンサ、セラミックコンデンサ、電気二重層コンデンサなどがある。なお、バッテリ１１１としては、上記の例に限定されず、エネルギーを何らかの形で蓄え、再度放出することが可能な任意の蓄電手段を用いることができる。また、バッテリ１１１は、電力インターフェース１１２を介して充放電管理部１２２に電気的に接続される。
（バッテリ制御部１１３）
バッテリ制御部１１３は、バッテリ１１１の放電を制御する。例えば、バッテリ制御部１１３は、充放電管理部１２２からバッテリ１１１を放電するように命令を受けると、バッテリ１１１から電力を放電させる。そして、バッテリ１１１から出力された電力は、電力インターフェース１１２を介して充放電管理部１２２に入力される。但し、バッテリ制御部１１３は、先に説明した第１認証及び第２認証が成功していない場合、充放電管理部１２２からバッテリ１１１を放電するように命令を受けても、バッテリ１１１を放電させない。なお、第１認証の成否は、第１認証部１１５から通知される。また、第２認証の成否は、第２認証部１１４から通知される。
（第１認証部１１５、第２認証部１１４）
第２認証部１１４は、第２認証経路を介して認証装置２０と第２認証を行う。そして、第２認証が成功した場合、第２認証部１１４は、バッテリ制御部１１３に第２認証の成功を通知する。
同様に、第１認証部１１５は、第１認証経路を介して認証装置２０と第１認証を行う。そして、第１認証が成功した場合、第１認証部１１５は、バッテリ制御部１１３に第１認証の成功を通知する。なお、第２認証部１１４は、制御部１２１を介して認証装置２０と通信して第２認証を行う。一方、第１認証部１１５は、認証装置２０と直接通信して第１認証を行う。
なお、第１認証部１１５は、第１認証の結果及び第２認証に利用する鍵情報を不揮発性メモリなどの記憶手段（非図示）に記憶しておき、その結果（バインド設定済み／バインド未設定）のみをバッテリ制御部１１３に通知するように構成されていてもよい。このように、第１認証の結果及び鍵情報を記憶手段に記憶しておくことにより、１度第１認証が成功していれば、利用の度に第１認証を行わずに済むようになる。バインド設定済みの場合、第２認証部１１４は、上記の記憶手段に記憶された鍵情報を利用して第２認証を行う。
また、バインドを解除する場合、第１認証部１１５は、認証装置２０との間で第１認証を行い、第１認証が成功した場合に上記の記憶手段に記憶された鍵情報を消去する。その際、第１認証部１１５は、第１認証の結果を上記の記憶手段に記憶しておく。バインドが解除された後は、バッテリモジュール１１を取り外すことが可能になり、他の機器に載せ替えることができる。そして、載せ替えた他の機器において、認証装置２０により第１認証を行い、バインドの設定を行うことで、ユーザは、他の機器におけるバッテリモジュール１１の利用が可能になる。
以上、電動移動体１０の構成について説明した。なお、ここではバッテリモジュール１１のバインド設定／解除、及びバッテリモジュール１１の放電制御に関する認証について説明してきた。しかし、実際には、電動移動体１０のドアの解錠や駆動部１３の始動など、電動移動体１０の一般的な搭乗・駆動操作に関わる認証も必要である。例えば、ドアの解錠などに関する認証については、電動移動体１０及び認証装置２０に別途認証手段（非図示）を設けてもよいし、第２認証の機能に含めてもよい。
（２−５−２：認証装置２０について）
次に、認証装置２０の構成について説明する。
図９に示すように、認証装置２０は、主に、第２認証部２０１と、第１認証部２０２とにより構成される。第２認証部２０１は、第２認証経路を介して第２認証を行う。一方、第１認証部２０２は、第１認証経路を介して第１認証を行う。なお、第２認証部２０１は、電動移動体１０の制御部１２１と通信し、制御部１２１を介して電動移動体１０の第２認証部１１４と第２認証を行う。一方、第１認証部２０２は、電動移動体１０の第１認証部１１５と直接通信し、電動移動体１０の第１認証部１１５と第１認証を行う。
以上、認証装置２０の構成について説明した。
（２−５−３：通信手段について）
これまで、電動移動体１０と認証装置２０との間の具体的な通信手段については説明を省略してきた。そこで、ここでは第１認証経路及び第２認証経路を構成する通信手段について説明を補足する。
まず、電動移動体１０と認証装置２０との間の通信手段は、有線であっても、無線であってもよい。有線の場合、通信手段は、データの伝送が可能な信号線を用いた信号線通信であってもよいし、電力線を用いた電力線通信であってもよい。より具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やＩＥＥＥ１３９４などの規格に対応したケーブルを利用した通信が可能である。
無線の場合、通信手段としては、例えば、ＲＦ通信、赤外線通信、可視光通信、近接通信などが利用できる。より具体的には、ＩｒＤＡ、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｊｅｔ（登録商標）、人体通信、磁界通信などが利用可能である。上記のように、様々な通信手段が考えられるが、例えば、第１認証経路に関しては、イモビライザなどで一般的に利用されている有線又は無線通信手段を用いるのが望ましい。一方、第２認証経路に関しては、電動移動体１０に搭載されたバッテリモジュール１１と直接的に通信する必要があることから、無線通信手段を用いるのが望ましい。
以上、通信手段について説明した。
（２−５−４：変形例）
次に、図１０を参照しながら、本実施形態の一変形例について説明する。図９に示したバッテリモジュール１１は、第１認証と第２認証を１つの認証装置２０に対して行ってきた。しかし、図１０に示すように、バッテリモジュール１１は、第１認証と第２認証を異なる２つの認証装置（第１認証装置２２、第２認証装置２１）に対して行うように構成されていてもよい。つまり、図９に示した認証装置２０を構成する第１認証部２０１と第２認証部２０２とを別体として構成したものが図１０の変形例である。
図１０の例では、第１認証装置２２が第１認証経路を通じた第１認証を行い、第２認証装置２１が第２認証経路を通じた第２認証を行う。先に説明したように、第１認証は、主に、バッテリモジュール１１を載せ替える際に行われるものであり、頻繁に行われるものではない。一方、第２認証は、バッテリモジュール１１の搭載先機器を変更又は利用開始する際に行われる。
このように、第１認証と第２認証の実施頻度は大きく異なる。第２認証の機能は、利便性の観点から、ユーザが携帯するイモビライザなどに搭載されるべきものである。従って、第２認証装置２１は、イモビライザなど、ユーザが携帯するデバイスであることが好ましい。一方、第１認証の機能は、ユーザが携帯するデバイスに搭載されている必要はない。また、第１認証装置２２は、必ずしもユーザが管理しているデバイスでなくてもよい。
第１認証装置２２は、例えば、外部の認証機関やサービスセンターなどが管理するデバイスであってもよい。本変形例のように、第１認証と第２認証とで認証装置を分けることにより、バッテリモジュール１１の利用者と、バインドの管理者とを分けることが可能になる。なお、このように認証相手の構成を変形しても、電動移動体１０自体の構成には実質的に変更がない。但し、バッテリモジュール１１の第１認証部１１５は、第１認証装置２２と第１認証を行う。同様に、バッテリモジュール１１の第２認証部１１４は、第２認証装置２１と第１認証を行う。この点だけが相違する。以上、本実施形態に係る一変形例について説明した。
以上説明したように、２通りの認証（第１認証、第２認証）を行う仕組みをバッテリモジュール１１に設けることで、盗難に対する安全性を確保しつつ、バッテリモジュール１１の転用を可能にする仕組みが実現される。
＜３：まとめ＞
最後に、本発明の実施形態に係る技術内容について簡単に纏める。ここで述べる技術内容は、例えば、ＰＣ、携帯電話、携帯ゲーム機、携帯情報端末、情報家電、カーナビゲーションシステムなどの情報処理装置や、電気自動車、電動自転車、電動船舶、電動飛行機などの電動移動体、或いは、ホームバッテリや、その他の家電製品などに搭載されるバッテリモジュールに対して適用することができる。
上記のバッテリモジュールの機能構成は次のように表現することができる。当該バッテリモジュールは、次のような蓄電部、第１認証部、第２認証部、放電制御部を有する。当該蓄電部は、電力を蓄える手段である。また、上記の第１認証部は、第１の認証経路を通じて第１認証を行う手段である。さらに、上記の第２認証部は、第２の認証経路を通じて第２認証を行う手段である。そして、上記の放電制御部は、前記蓄電部から外部機器への放電を制御する手段である。
また、前記第１認証部は、前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有する。そして、前記第２認証部は、前記認証相手と共有した鍵情報を利用して第２認証を行う。さらに、前記放電制御部は、前記第２認証が成功した場合に前記蓄電部からの放電を許可する。このように、バッテリモジュールを利用する際の認証とは別に、バッテリモジュールの着脱状態を管理するための認証を行うことで、セキュリティを維持しつつバッテリモジュールの転用が可能になる。
（備考）
上記のバッテリ１１１は、蓄電部の一例である。上記の電動移動体１０、ホームバッテリサーバ３０は、外部機器の一例である。上記の第１認証装置２２は、第１の認証装置の一例である。上記の第２認証装置２１は、第２の認証装置の一例である。上記の第１認証経路は、第１の認証経路の一例である。上記の第２認証経路は、第２の認証経路の一例である。上記の駆動制御部１２は、制御部の一例である。上記の第２認証部２０１は、認証装置側第１認証部の一例である。上記の第２認証部２０１は、認証装置側第２認証部の一例である。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１０ 電動移動体
１１ バッテリモジュール
１１１ バッテリ
１１２ 電力インターフェース
１１３ バッテリ制御部
１１４ 第２認証部
１１５ 第１認証部
１２ 駆動制御部
１２１ 制御部
１２２ 充放電管理部
１３ 駆動部
２０ 認証装置
２０１ 第２認証部
２０２ 第１認証部
２１ 第２認証装置
２２ 第１認証装置
３０ ホームバッテリサーバ
３１ 配電装置
３２ コンセント
４０ 充電器
５０ 電力管理装置

Claims (9)

  1. 電力を蓄える蓄電部と、
    第１の認証経路を通じて第１認証を行う第１認証部と、
    第２の認証経路を通じて第２認証を行う第２認証部と、
    前記蓄電部から外部機器への放電を制御する放電制御部と、
    を備え、
    前記第１認証部は、前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有し、
    前記第２認証部は、前記認証相手と共有した鍵情報を利用して第２認証を行い、
    前記放電制御部は、前記第２認証が成功した場合に前記蓄電部からの放電を許可する、
    バッテリモジュール。
  2. 前記第１認証部は、前記第１の認証経路を通じてユーザが保持する認証装置と第１認証を行い、
    前記第２認証部は、前記第２の認証経路を通じて前記認証装置と第２認証を行う、
    請求項１に記載のバッテリモジュール。
  3. 前記第１認証部は、前記第１の認証経路を通じて第１の認証装置と第１認証を行い、
    前記第２認証部は、前記第２の認証経路を通じて前記第１の認証装置とは異なる第２の認証装置と第２認証を行う、
    請求項１に記載のバッテリモジュール。
  4. 前記第１認証部は、前記認証装置と直接的に通信することが可能な第１の通信路を用いて第１認証を行い、
    前記第２認証部は、前記第１の通信路とは異なる第２の通信路を用いて第２認証を行う、
    請求項２又は３に記載のバッテリモジュール。
  5. 前記蓄電部から供給される電力を利用して駆動する駆動部と、
    前記駆動部への電力供給を制御する制御部と、
    を有する電動移動体に搭載される、
    請求項４に記載のバッテリモジュール。
  6. 前記第２認証部は、前記電動移動体の制御部を介する第２の通信路を用いて前記第２認証を行う、
    請求項５に記載のバッテリモジュール。
  7. 電力を蓄える蓄電部と、第１の認証経路を通じて第１認証を行う第１認証部と、第２の認証経路を通じて第２認証を行う第２認証部と、前記蓄電部から外部機器への放電を制御する放電制御部と、を有し、前記第１認証部は、前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有し、前記第２認証部は、前記認証相手と共有した鍵情報を利用して第２認証を行い、前記放電制御部は、前記第２認証が成功した場合に前記蓄電部からの放電を許可する、バッテリモジュールを接続するための接続端子と、
    前記蓄電部から供給される電力を利用して駆動する駆動部と、
    前記駆動部への電力供給を制御する制御部と、
    を備える、
    電動移動体。
  8. 電力を蓄える蓄電部と、第１の認証経路を通じて第１認証を行う第１認証部と、第２の認証経路を通じて第２認証を行う第２認証部と、前記蓄電部から外部機器への放電を制御する放電制御部と、を有し、前記第１認証部は、前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有し、前記第２認証部は、前記認証相手と共有した鍵情報を利用して第２認証を行い、前記放電制御部は、前記第２認証が成功した場合に前記蓄電部からの放電を許可する、バッテリモジュールとの間で、
    前記第１の認証経路を通じて第１認証を行う認証装置側第１認証部と、
    前記第２の認証経路を通じて第２認証を行う認証装置側第２認証部と、
    を備える、
    認証装置。
  9. 電力を蓄える蓄電部と、前記蓄電部から外部機器への放電を制御する放電制御部と、を有するバッテリモジュールが、
    第１の認証経路を通じて第１認証を行う第１認証ステップと、
    前記第１認証ステップで前記第１認証が成功した場合に、前記第２認証に利用する鍵情報を、当該第２認証の認証相手と共有する鍵共有ステップと、
    前記認証相手と共有した鍵情報を利用し、第２の認証経路を通じて第２認証を行う第２認証ステップと、
    前記第２認証が成功した場合に、前記放電制御部により、前記蓄電部からの放電を許可する放電許可ステップと、
    を含む、
    バッテリモジュールの放電制御方法。
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