JP2012222945A - 車両のバッテリ認証システム - Google Patents

Abstract

【課題】電気自動車においてバッテリパックが保証範囲外のものに交換されることを防止する。
【解決手段】バッテリパック１２が、ディーラ店３０で購入され、電気自動車１０に搭載される際には、新規のバッテリパックＩＤがＭＧ−ＥＣＵ３５及びバッテリＥＣＵ２１の不揮発メモリにバッテリパックＩＤ４８，４９として書き込まれる。バッテリパックＩＤは、電気自動車１０の製造番号、バッテリパック１２の製造番号及びディーラ店３０のＩＤを生成因子として生成される。電気自動車１０を起動しようとする時、又はバッテリパック１２を充電しようとする時、それに先立ち、イモビユニット３７は、バッテリパックＩＤ４８，４９を読出して、照合し、両者が一致すると判断されるときには、電気自動車１０の起動及びバッテリパック１２の充電開始を許可し、不一致であるときは、それらを禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリを搭載するハイブリッド車両や電気自動車等の車両におけるバッテリ認証システムに関する。

ハイブリッド車両や電気自動車で使用されるバッテリには、車両メーカーが品質を保証する純正品の他に、低価格の模造品等の保証範囲外のものが存在する。保証範囲外のバッテリの使用は、車両における種々の問題を引き起こすので、回避することが望まれる。

特許文献１は、電子機器に装備する電池パックの模造品対策のための電池パック認証システムを開示する。該認証システムでは、電子機器は、自機に装備されている電池パックのユニーク情報を読み取って、認証サーバへ送信する。認証サーバは、電子機器において使用許可する全部の電池パックのユニーク情報を蓄積しており、電子機器から受信した電池パックのユニーク情報を蓄積情報と照合し、該ユニーク情報が蓄積情報に含まれていたならば、通信回線を介して電子機器に該電池パックの使用許可を通知するようになっている。

特許文献２は、電子機器に装備する電池パックの模造品対策のための別の電池パック認証システムを開示する。該認証システムでは、純正の電池パックには認証ＩＣを組み込み、電子機器は、該認証ＩＣから鍵データを読出し、読出した鍵データと自機の保有する鍵データとが一致すれば、電池パックは純正と認定している。

特許文献３は、製品を構成する部品の一部が盗品に置き換わっていないかを検査する装置を開示する。該装置では、１つの製品を構成する各部品のＩＣタグから各部品ＩＤを収集して、各部品ＩＤから製品ＩＤ（一方の認証子に相当）を生成すると共に、該製品ＩＤが、該製品の保有する製品ＩＤ（他方の認証子に相当）に一致しなければ、部品の交換があったとする。そして、部品の交換があった際には、製品ＩＤが、交換部品を含む全部の部品から収集した部品ＩＤに基づき再生成されて、各部品のＩＣタグに格納されるようになっている。交換部品のＩＣタグに新規の製品ＩＤを登録するときに、もし該ＩＣタグに製品ＩＤで登録済みであったならば、該交換部品は盗品であると認定される。

特許文献４は、公開鍵暗号方式を利用するソフトウェアのライセンス管理方式を開示する。該ライセンス管理方式では、ソフトウェア出荷の際にライセンス秘密鍵によりライセンスコードを生成すると共に、ソフトウェアに添付し、ユーザは、該ソフトウェアを自分の端末で使用するのに先立って、インターネットを介してソフトウェアのシリアルナンバー、製品番号及びライセンスコード並びに自機のＭＡＣアドレスを認証サーバへ送り、認証サーバは、ライセンスコードに対してはライセンス秘密鍵により処理し、ユーザ端末から受信したシリアルナンバー及び製品番号とライセンスコードから復号したシリアルナンバー及び製品番号とを照合して、該ユーザに対して使用を許可できるかを判定する。

特開２００６−３３１８１５号公報 特開２００７−２８２４７１号公報 特開２００９−１５１５５７号公報 特開２００４−２０６４３５号公報

特許文献１，４のシステム又は方式では、機器から認証サーバへデータを送信して、認証サーバで認証を実施するようになっているので、車両が通信機器を搭載しない場合や、搭載していても、車両が通信できない場所に存在するときには、認証が不可能となる。また、認証を、認証サーバではなく、車両において実施しようとすると、市場に出回っている全部の電池パックのユニーク情報や、ライセンス情報のデータベースを車両に装備する必要があり、データベースの更新等、管理が煩雑になってしまう。

特許文献２の電池パック認証システムでは、純正の電池パックのすべての認証ＩＣとして同一の鍵データを格納したときは、該鍵データが一旦漏れてしまうと、該鍵データを格納した認証ＩＣを模造品に取り付けられて、該模造品が認証されてしまう恐れがある。また、各純正の電池パックごとにユニークな鍵データを付与すると、電子機器は、それら全部の鍵データを保有するデータベースを装備する必要があり、データベースの更新等、管理が煩雑になってしまう。

特許文献３の装置では、製品の認証の際、該製品を構成する全部の部品から部品ＩＤを読み取るようになっているので、部品ＩＤが読出せるように各部品にＩＣタグが必要となると共に、部品点数が多い場合に、読み取りに時間がかかる。

本発明の目的は、車両に装備するバッテリの認証における上記従来技術の種々の問題に対処して、認証の際の外部との通信接続及び膨大なＩＤ情報の蓄積を省略しつつ、搭載バッテリの認証を的確に行う車両のバッテリ認証システムを提供することである。

第１発明の車両のバッテリ認証システムは、車両の起動又は該車両に搭載されたバッテリへの充電開始に先立ち、該バッテリのメモリに格納されているバッテリ認証子と該車両のメモリに格納された車両認証子とを照合する照合部と、前記照合部における照合により前記バッテリ認証子と前記車両認証子とが一致すると判断されたときにのみ、該車両の起動又は前記バッテリへの充電開始を許可する作動制御部とを備えた車両のバッテリ認証システムであって、前記車両への新規バッテリの搭載時に前記車両の識別情報及び／又は該新規バッテリの識別情報を生成因子として生成された認証子を取得する認証子取得部と、該認証子取得部により取得された認証子を、前記バッテリ認証子として前記新規バッテリのメモリに格納すると共に、前記車両認証子として前記車両のメモリに格納する認証子格納部とを備えたことを特徴とする。

なお、本発明において、「新規バッテリ」とは、未使用のバッテリを意味しない。中古の使用可能なバッテリであっても、それが当該車両に旧バッテリに代えて新たに搭載されれば、「新規バッテリ」と定義する。中古バッテリの新規搭載の意義については実施例の図６に関連して後述する。

第１発明によれば、ハイブリッド車両や電気自動車等のバッテリ搭載車両において、該車両の識別情報及び／又は該バッテリの識別情報を生成因子として該車両と該バッテリの組合せに対して生成された認証子を取得し、該認証子がバッテリ認証子及び車両認証子としてそれぞれバッテリ及び車両のメモリに格納される。そして、車両の起動又は該車両に搭載されたバッテリへの充電開始に先立ち、バッテリ及び車両にそれぞれ格納されているバッテリ認証子と車両認証子とが照合されて、バッテリが認証されるので、外部との通信接続及び膨大なＩＤ情報蓄積を省略することができる。さらに、両者が一致していると判断されたときのみ車両の起動又はバッテリへの充電開始が許可されるので、所定のバッテリに限定して、車両の起動又はバッテリへの充電開始を実施することができる。

第２発明の車両のバッテリ認証システムは、第１発明の車両のバッテリ認証システムにおいて、前記車両の識別情報には前記車両の識別番号が含まれ、前記新規バッテリの識別情報には前記新規バッテリの製造番号又は電気的特性が含まれることを特徴とする。

車両の識別番号は、車両製造番号やナンバープレートの番号等としてユニーク性があり、また、バッテリの製造番号や電気特性にもユニーク性があるので、これらを生成因子として車両とバッテリの組合せに対して生成された認証子についてユニーク性を確保することができる。

第３発明の車両のバッテリ認証システムは、第１又は第２発明の車両のバッテリ認証システムにおいて、前記生成因子には、バッテリの搭載に関わる特定の作業要素に対して設定された識別子がさらに含まれることを特徴とする。

第３発明によれば、認証子の生成因子に、バッテリの搭載に関わる特定の作業要素（例：車両の工場、バッテリの購入・交換場所としてのサービス工場、バッテリの交換に携わった作業員やデータ書込みに使用するパソコン等の作業器具のＩＤ）に対して設定された識別子が追加されるので、認証子の生成因子の秘密性が高まるとともに、認証子のユニーク性も高まって、認証の信頼性を高めることができる。なお、認証子を生成する際に、作業要素が登録されているものであるかを検査して、偽の作業要素が入力されてきたときの認証子の生成を拒否して、認証子の信頼性を高めることもできる。

第４発明の車両のバッテリ認証システムは、第１〜第３発明のいずれか１つの車両のバッテリ認証システムにおいて、前記認証子取得部は、前記認証子の取得処理として、前記生成因子のデータを通信回線を介して認証子生成サーバに送信し、前記生成因子に基づいて生成された認証子のデータを該認証子生成サーバから通信回線を介して受信することによって、前記認証子を取得することを特徴とする。

第４発明によれば、認証サーバが認証子の生成式を管理することになるので、認証子の秘匿性及び信頼性を高めることができる。

第５発明の車両のバッテリ認証システムは、第１〜第４発明のいずれか１つの発明の車両のバッテリ認証システムにおいて、前記認証子格納部は、前記車両からのバッテリの取り外しに伴い該車両のメモリの車両認証子を消去し、前記作動制御部は、前記照合部が車両のメモリから車両認証子を読出しできないときには、車両認証子とバッテリ認証子とが不一致であると判断することを特徴とする。

第５発明によれば、車両からのバッテリの取り外しに伴い、車両のメモリの車両認証子が消去されるので、車両認証子が、読み取られて、不正な行為に使用されるのを防止することができる。

第６発明の車両のバッテリ認証システムは、車両の起動又は該車両に搭載されたバッテリへの充電開始に先立ち、該バッテリのメモリに格納されているバッテリ認証子と該車両のメモリに格納された車両認証子とを照合する照合部と、前記照合部における照合により前記バッテリ認証子と前記車両認証子とが一致すると判断されたときにのみ、該車両の起動又は前記バッテリへの充電開始を許可する作動制御部とを備えたものであって、前記作動制御部は、前記照合部における照合により前記バッテリ認証子と前記車両認証子とが不一致であると判断されたときには、前記車両の使用に所定の制限を付けつつ前記車両の起動又は前記バッテリへの充電開始を許可することを特徴とする。

第６発明によれば、バッテリが、ユーザの意図に反して又は止む得ず、新規の認証子を取得できないものに交換されても、車両の起動又はバッテリの充電が許可されて、車両を所定の範囲で使用できるので、例えば、純正のバッテリの交換場所までの車両の走行が可能になり、純正のバッテリの交換を円滑に果たすことができる。

バッテリの交換場所及び充電装置と共に電気自動車の主要部の構成を示す図。 バッテリ認証システムのブロック図。 バッテリパックＩＤを発行する管理サーバとバッテリパックＩＤの書込みツールとしてのノートパソコン等との接続関係を示す図。 ナビゲーション装置の構成図。 第１認証処理のフローチャート。 パック本体のインピーダンス測定結果をコールコールプロットの複素平面に示す図。 第２認証処理のフローチャート。

図１において、電気自動車１０はバッテリ認証システム１１、バッテリパック１２、電動機・発電機１３及びナビゲーション装置１４を搭載する。バッテリ認証システム１１は、ナビゲーション装置１４とは別個に設けられてもよいし、一部又は全体がナビゲーション装置１４に組み込まれてもよい。ナビゲーション装置１４の詳細な構成については、図４において後述する。

電動機・発電機１３は、電動機として作動するときは、バッテリパック１２からの給電を受けて、前輪１７及び／又は後輪１８を駆動して、電気自動車１０を走行させる。電動機・発電機１３は、電気自動車１０の制動期間では、発電機として作動し、バッテリパック１２を回生充電する。

バッテリパック１２は、複数のバッテリセルが収納されている箱状のパック本体２０と、パック本体２０の上面に取り付けられてパック本体２０の充放電を制御するバッテリＥＣＵ（ＥＣＵ：電子制御ユニット）２１とを備える。パック本体２０は、その側面にバッテリパック１２の製造番号を示すバーコード２２を有している。

充電装置２５は、典型的には電気自動車１０の所有者の自宅や事業所に設置され、将来的には市街地に開設される給電スタンドにも設置される。充電装置２５は、本体２６と、本体２６から延び出すコードの先端に設けられて電気自動車１０側のコネクタ（図示せず）に装着されるプラグ２７とを備えている。充電装置２５は、電気自動車１０との接続期間にバッテリパック１２に電力を供給して、バッテリパック１２を充電する。

ディーラ店３０は、電気自動車１０の販売及びメインテナンスの他に、電気自動車１０に搭載する純正のバッテリパック１２の販売及び交換作業を行う場所となっている。電気自動車１０のバッテリパック１２の寿命が切れそうになると、その旨が、電気自動車１０に搭載されているナビゲーション装置１４の表示部５９（図４）に表示されたり、管理サーバ５６（図３）から電気自動車１０の所有者の携帯電話機へ通知されたりする。したがって、電気自動車１０の所有者は、その通知に従い、電気自動車１０をディーラ店３０まで運転し、ディーラ店３０においてバッテリパック１２を新規の純正品に交換することになる。

図２において、バッテリ認証システム１１は、バッテリＥＣＵ２１の他に、ＭＧ（ＭＧ：電動機発電機）−ＥＣＵ３５、通信制御ユニット３６、イモビユニット３７及び書き換えポート３８を備えている。ＭＧ−ＥＣＵ３５は電動機・発電機１３を制御する。通信制御ユニット３６は、ネット通信の他に、ブルートゥースや赤外線通信等の近距離無線通信に対応しており、外部とバッテリＥＣＵ２１及びＭＧ−ＥＣＵ３５との間のデータの授受を可能にする。

バッテリ認証システム１１がナビゲーション装置１４とは別個に設けられるときには、通信制御ユニット３６の内、インターネット５３との通信部分はナビゲーション装置１４の無線通信機６６（図４）を使用する。

また、バッテリ認証システム１１の全体がナビゲーション装置１４に組み込まれるときには、通信制御ユニット３６の内、インターネット５３との通信部分はナビゲーション装置１４の無線通信機６６により構成される。

イモビユニット３７は、電気自動車１０のエンジンキーからの信号に基づきＭＧ−ＥＣＵ３５の作動の許可及び禁止を制御する外に、電気自動車１０の起動に先立ち、バッテリパック１２が純正品であるか否かを検査し、純正品であれば、ＭＧ−ＥＣＵ３５の作動やバッテリパック１２の充電開始を許可し、純正品でなければ、禁止する。

ノートパソコン４４は、その全体又は一部のアプリケーションが起動時のパスワードの入力等によりディーラ店３０の特定の作業員に限定して使用可能となるように、設定されている。ノートパソコン４４は、ブルートゥースや赤外線通信等の近距離無線通信を利用して通信制御ユニット３６との間でデータの授受が可能になっている。バッテリ認証システム１１のデータ変更について所定の権限をもつ作業員は、ノートパソコン４４において特定のアプリケーションの起動を許可され、該アプリケーションを使って、通信制御ユニット３６との近距離無線通信によりバッテリ認証システム１１内の所定のデータの読書きをすることができる。該所定のデータには、ＭＧ−ＥＣＵ３５のバッテリパックＩＤ４８及びバッテリＥＣＵ２１のバッテリパックＩＤ４９が含まれる。

ノートパソコン４４は、また、ケーブルにより書き換えポート３８へ接続可能になっている。したがって、所定の権限をもつ作業員は、書き換えポート３８を介してバッテリＥＣＵ２１のバッテリパックＩＤ４９を書き換えることができる。なお、このバッテリ認証システム１１は、通信制御ユニット３６及び書き換えポート３８の両方を有しているが、一方のみを有していてもよい。また、書き換えポート３８を介してのデータ書き換えの場合には、バッテリパックＩＤが外部へ漏れることがないので、暗号化を省略することができる。

図３において、電気自動車１０は通信制御ユニット３６の一部としての無線通信機６６（図４）を介してインターネット５３へ無線接続可能となっている。ノートパソコン４４は、無線やＬＡＮケーブルを介してディーラ店３０内のＬＡＮ（図示せず）へ接続され、ＬＡＮ経由でインターネット５３へ接続可能になっている。

管理サーバ５４は、データベース５５を装備し、電気自動車１０のメーカー又はその委託先により管理される。管理サーバ５４は、インターネット５３を介して電気自動車１０やノートパソコン４４との間でデータを授受して、バッテリパック１２を含む電気自動車１０のトレーサビリティの管理や、バッテリパック１２の交換時のバッテリパックＩＤの発行を行う。バッテリパック１２のトレーサビリティには、メーカーにおける電気自動車１０の出荷後のバッテリパック１２の充電日時や各充電時の充電量等の情報を含めることができる。

管理サーバ５４は、このような情報に基づきバッテリパック１２の交換時期の到来を把握して、該到来を電気自動車１０へ通知することができる。管理サーバ５４は、電気自動車１０及びその主要部品についてのトレーサビリティの管理をバッテリパック１２等の交換時期についてのユーザへのお知らせだけでなく、その他、種々の顧客サービス提供（例：下取り価格の見積もり）に利用する。

図４において、ナビゲーション装置１４は、制御装置５８と、制御装置５８との間で制御信号を含む種々の信号を授受する表示部５９、操作部６０、音声出力部６１、情報記憶部６２、車両信号Ｉ／Ｆ６３、無線Ｉ／Ｆ６４及びＧＰＳ受信部６５とを備えている。

表示部５９は、制御装置５８からのデータに基づき地図や、現在地や推奨ルートを表示する。操作部６０は、ユーザがナビゲーション装置１４に対して各種指示を出す際にユーザにより操作される。タッチパネルが表示部５９と操作部６０とを兼用するようになっていてもよい。音声出力部６１は、経路案内や各種情報通知等に係る音声を出力する。情報記憶部６２は地図データ等のデータを格納する。車両信号Ｉ／Ｆ６３は制御装置５８と現在地測位等に係る情報を検出する車速センサ等のセンサ（図示せず）との間の信号授受に寄与する。

無線Ｉ／Ｆ６４は制御装置５８と無線通信機６６との間の信号授受に寄与する。無線通信機６６は、アンテナ６７を介して電波を送受して、インターネット５３（図３）との間で通信を行う。ＧＰＳ受信部６５は、アンテナ６８において測位衛星からのＧＰＳ電波を捕捉し、該ＧＰＳ電波に基づき電気自動車１０の現在地を測位する。

次に、図２を参照してバッテリ認証システム１１の作用を詳細に説明する。なお、イモビユニット３７は本発明における照合部、作動制御部、認証子取得部及び認証子格納部に相当し、ＭＧ−ＥＣＵ３５の不揮発メモリ及びバッテリＥＣＵ２１の不揮発メモリはそれぞれ本発明における車両のメモリ及びバッテリのメモリに相当する。また、バッテリパックＩＤ４８，４９は本発明におけるバッテリ認証子及び車両認証子にそれぞれ相当する。ディーラ店３０のＩＤは本発明における作業要素（生成因子の１つ）に相当する。

バッテリ認証システム１１が実施する主な処理にはバッテリパック１２の認証処理とバッテリパック１２の交換時のバッテリパックＩＤ４８，４９の書き換え処理との２つの処理がある。バッテリパック１２の認証処理には２通り存在する。

第１認証処理では、バッテリパックＩＤ４８，４９が一致するときは、電気自動車１０の起動及びバッテリパック１２の充電開始を許可し、不一致であるときは、電気自動車１０の起動及びバッテリパック１２の充電開始を禁止する。

第２認証処理は、バッテリパックＩＤ４８，４９が一致するときは、第１認証処理と同様に、電気自動車１０の起動及びバッテリパック１２の充電開始を許可するが、不一致であるときは、第１認証処理とは異なり、電気自動車１０の使用に制限を付けつつ、電気自動車１０の起動及びバッテリパック１２の充電開始を許可する。

第１及び第２認証処理は、共にイモビユニット３７に実装されたプログラムにより実行される。本発明の照合部、作動制御部、認証子取得部、及び認証子格納部は該プログラムにより実現される。

最初にバッテリパック１２の第１認証処理について説明する。第１認証処理は、ユーザが、エンジンキーを使って電気自動車１０を起動する時にユーザ認証と併せて該ユーザ認証の前又は後に実施される。又は、電気自動車１０に充電装置２５のプラグ２７が接続され、バッテリパック１２を充電開始しようとする時に、充電開始に先立って実施される。

イモビユニット３７は、ＭＧ−ＥＣＵ３５及びバッテリＥＣＵ２１の不揮発メモリからそれぞれバッテリパックＩＤ４８，４９を読み込んで、照合する。なお、ユーザが新車の電気自動車１０を購入してからバッテリパック１２を１度も交換しない間は、バッテリパックＩＤ４８，４９は、電気自動車１０のメーカーが、作成して、ＭＧ−ＥＣＵ３５及びバッテリＥＣＵ２１の不揮発メモリに書き込んだものとなっている。

バッテリパックＩＤ４８，４９の照合の結果、両者が一致すると判断される場合には、現在のバッテリパック１２は問題のないバッテリであるとして、電気自動車１０の起動を許可する。又は、バッテリＥＣＵ２１にバッテリパック１２の充電を許可する。結果、ユーザは、電気自動車１０を走行させたり、バッテリパック１２を充電したりすることができる。なお、問題のないバッテリとは、例えば純正のバッテリであり、すなわち電気自動車１０のメーカーが充放電について保証しているバッテリである。

逆に、両者が不一致であると判断される場合には、現在のバッテリパック１２は問題のあるバッテリであるとして、電気自動車１０の起動を禁止する。又は、バッテリＥＣＵ２１にバッテリパック１２の充電を禁止させる。結果、電気自動車１０の走行及びバッテリパック１２の充電が不能になる。なお、問題のあるバッテリとは、例えば純正でないバッテリのように、電気自動車１０のメーカーが使用について保証していないバッテリである。

以上の第１認証処理を図５のフローチャートにより説明する。ＳＴＥＰ７１では、ＭＧ−ＥＣＵ３５及びバッテリＥＣＵ２１のメモリからそれぞれバッテリパックＩＤ４８，４９を読み込む。ＳＴＥＰ７２では、読込みが不能であるか否かを判定し、読込みができたならば、ＳＴＥＰ７３へ進み、不能であれば、ＳＴＥＰ７５へ進む。なお、読込み不能には、バッテリパックＩＤ４８，４９の両方又は一方が不存在（不存在には消去も含む。）である場合も含む。

ＳＴＥＰ７３では、バッテリパックＩＤ４８，４９を照合して、一致しているか否かを判定する。一致している場合には、ＳＴＥＰ７４へ進み、不一致である場合には、ＳＴＥＰ７５へ進む。

ＳＴＥＰ７４では、電気自動車１０の起動を許可すると共に、バッテリパック１２の充電開始を許可する。ＳＴＥＰ７５では、電気自動車１０の起動を禁止すると共に、バッテリパック１２の充電開始を禁止する。なお、ＳＴＥＰ７５では、電気自動車１０の起動及びバッテリパック１２の充電開始の一方のみは禁止しなくても、すなわち一方に限り許可してもよい。

バッテリパック１２の交換時のバッテリパックＩＤ４８，４９の書き換え処理について説明する。バッテリパック１２が電気自動車１０から取り外されると、イモビユニット３７の不揮発メモリにおけるバッテリパックＩＤ４８を消去する。なお、バッテリパック１２が電気自動車１０から取り外されたことは、バッテリパック１２の電圧レベルを検出するレベリングゲージの出力変化や、バッテリパック１２の＋電極へ接続されている電気自動車１０側の所定端子の地絡電圧への低下等から検出することができる。

また、イモビユニット３７は、バッテリパックＩＤ４８が消失している期間では、バッテリパックＩＤ４８，４９の照合が不能になり、バッテリパックＩＤ４８，４９が一致する判断は行われず、結果、電気自動車１０の起動を許可したり、バッテリＥＣＵ２１にバッテリパック１２の充電を許可したりできなくなる。すなわち、電気自動車１０の起動及びバッテリパック１２の充電開始は共に禁止されか、一方のみ禁止される。

バッテリパック１２の交換が行われたときには、新しいバッテリパック１２の取付け後、該バッテリパック１２についての新しいバッテリパックＩＤが新しいバッテリパックＩＤ４８，４９として登録される。もし登録されなかったときには、電気自動車１０のユーザが、バッテリパック１２の交換後に初めて電気自動車１０を起動しようとする際、又はバッテリパック１２を充電しようとする際、電気自動車１０のナビゲーション装置１４の表示部５９に、新しいバッテリパックＩＤについてその登録を促す画面が表示される。そして、未登録の状態が継続している間は、図５のＳＴＥＰ７２において読込み不能と判定され、電気自動車１０の起動及びバッテリパック１２の充電開始が行われないことになる。

ユーザが、バッテリパック１２をディーラ店３０で購入して、ディーラ店３０で交換して貰う場合には、ディーラ店３０の作業員が新しいバッテリパック１２を電気自動車１０に取付け後、ノートパソコン４４を使って電気自動車１０へのバッテリパックＩＤの登録も行う。作業員は、インターネット５３を介してノートパソコン４４を管理サーバ５４へ接続し、管理サーバ５４へバッテリパックＩＤの生成因子を暗号化して送信する。

バッテリパックＩＤの生成因子としては、車両ＩＤ（車両製造番号）と、パック本体２０のＩＤとしてのパック本体２０のシリアル番号又は製造番号と、ディーラ店３０のＩＤとの全部、又は車両ＩＤとパック本体２０のＩＤとの少なくとも一方が選択される。なお、これら生成因子は、管理サーバ５４において、電気自動車１０やバッテリパック１２のトレーサビリティを管理する項目として選択されているものであり、管理サーバ５４は、ノートパソコン４４からのそれら生成因子が真正なものであるかを検査して、真正でないときには、バッテリパックＩＤの発行を拒否する。

管理サーバ５４は、ノートパソコン４４から受信したデータを復号して、生成因子を取得し、該生成因子から所定の生成式を使って、バッテリパックＩＤを生成する。所定の生成式としては、ビット数が決まっているバッテリパックＩＤに対し、生成因子から高いユニーク性のバッテリパックＩＤが得られるものが採用され、該生成式は管理サーバ５４において秘匿される。

生成因子は数値が望ましいが、文字が含まれる場合には、管理サーバ５４は、該生成因子の文字を所定の変換表（該変換表も秘匿される。）で数値に変換してから、その変換数値を生成式に代入したり、１６進コードを１６進数値として、生成式に代入したりする。生成式は、単一ではなく、複数、用意することもできる。また、複数入力・単一出力の複数の生成式を縦続接続や並列接続により組み合わせて最終段の生成式からバッテリパックＩＤを出力させることもできる。

パック本体２０のＩＤとしてパック本体２０の電気特性を採用することができる。パック本体２０の電気特性の一例としてはパック本体２０の周波数−インピーダンス特性がある。図６（ａ）は１つのバッテリにおける周波数とインピーダンスとの関係についての説明図、図６（ｂ）はパック本体２０についてインピーダンスを、その経日変化を対比しつつ、コールコールプロットの複素平面に示す図である。

図６（ａ）及び（ｂ）において、横軸及び縦軸はそれぞれパック本体２０のインピーダンスの実数成分Ｚreal及び虚数成分Ｚimgとなっている。パック本体２０の両端に一定電圧の交流を印加し、該交流の周波数を一定間隔で増大しつつ、パック本体２０のインピーダンスを測定すると、図６に示す特性線が得られる。コールコールプロットによるパック本体２０のインピーダンスの特性は正極成分、負極成分及び電解液により変化する。

図６を参照して、パック本体２０のインピーダンスについて説明する。Ｒｐ，Ｃｐは正極の抵抗成分及び容量成分の変化範囲、Ｒｎ，Ｃｎは負極の抵抗成分及び容量成分の変化範囲を示している。パック本体２０の両極に一定電圧の交流を印加して、該交流の周波数を徐々に増大させて行くと、パック本体２０のＺimgは、Ｃｐ関与分とＣｎ関与分との重畳となるが、低周波側ではＣｐが大きく関与し、高周波側ではＣｎが大きく関与する。周波数のさらなる増大を続けると、パック本体２０のＺimgは、Ｃｎ関与分が低下してから、再び上昇に転ずる。この上昇に転ずる時の抵抗成分をＲｃとすると、Ｒｃは、図６（ｂ）に示すように、パック本体２０を使用するに連れて、増大する。

純正品のパック本体２０については、パック本体２０ごとに図６（ｂ）の特性が相違するので、該特性を各パック本体２０のＩＤとして選択することができる。具体的には、パック本体２０のＩＤとして、例えば、パック本体２０についてインピーダンス測定を行って、インピーダンスＺｃを求める。なお、ＺｃとはＲｃに対応するインピーダンスと定義する。ＲｃはＺｃの実数成分であるのに対し、ＣｃはＺｃの虚数成分とする。さらに、パック本体２０のＩＤとして、Ｒｃのみを使用する場合には、Ｚｃに代えて、Ｒｃのみを測定することもできる。

ここで、電気自動車１０の旧バッテリパックに交換されて新規に搭載されるバッテリパック１２は必ずしも新品に限定しない。純正品ではあるが、他車から取り外された中古品のバッテリパックが新規搭載のバッテリパック１２とされることがあり、該電気自動車１０は、中古品のバッテリパックであっても、その新規搭載を許可する。したがって、各パック本体２０のＩＤとして採用されてユニークな電気特性として測定されるパック本体２０についてのＺｃは、該パック本体２０の使い込み状態によって異なる。もし該パック本体２０が新品であれば、該パック本体２０についてのＺｃは、図６（ｂ）のＲｃの内、"０日経過"特性のＲｃに対応付けられているＺｃとなる。これに対し、もし該パック本体２０が中古品であれば、該パック本体２０についてのＺｃは、図６（ｂ）のＲｃの内、"０日経過"以降の"６０日経過"、"８０日経過"、・・・等の使い込み期間に応じた特性におけるＲｃに対応付けられるＺｃとなる。

中古品のバッテリパックであっても、純正品のバッテリパックであれば、その周波数−インピーダンス特性について所定の特徴（例：ＲｃとＣｃとの関係、又はＲｃやＣｃの範囲）を備えており、バッテリパックについてそれが該所定の特徴をもっているならば、新品又は中古品に関係なく純正品であるか否かを判別することができる。管理サーバ５４は、インターネット５３を介して電気自動車１０又はノートパソコン４４から受信したバッテリパック１２についてのＲｃ等について該所定の特徴を持っているか否かを判断し、該特徴をもっていると判断したときのみバッテリパックＩＤを生成し、もっていないと判断したときは、バッテリパックＩＤの生成を拒否する。

メーカー保証外のパック本体２０についてのコールコールプロットによるインピーダンスの特性は、新品又は中古の純正品のパック本体２０のそれに比して大きくずれることになるので、新品又は中古のパック本体２０が共通にもつ前述の所定の特徴を有さないことになり、管理サーバ５４は、メーカー保証外のパック本体２０に対しては該所定の特徴はもっていないと判断する。

例えば、Ｚｃについてその抵抗値Ｒｃと容量値Ｃｃとの各有効桁をそれぞれ上桁及び下桁とした１つの数値を該パック本体２０のＩＤとすることができる。

管理サーバ５４は、生成したバッテリパックＩＤを暗号化して、インターネット５３を介してノートパソコン４４へ送信する。ノートパソコン４４が取得したバッテリパックＩＤを電気自動車１０のＭＧ−ＥＣＵ３５及びバッテリＥＣＵ２１へバッテリパックＩＤ４８，４９として書き込む方式として例えば次の（ａ１）〜（ａ３）の３通りが挙げられる。

（ａ１）インターネット利用方式：ノートパソコン４４は、インターネット５３を介して管理サーバ５４から受信したバッテリパックＩＤを、暗号化して、インターネット５３を介して電気自動車１０の無線通信機６６（図４）へ送信する。

（ａ２）近距離無線通信方式：作業員は、ノートパソコン４４を携帯しつつ、電気自動車１０との間で近距離無線通信（例：ブルートゥース等）が可能な場所まで、移動する。そして、近距離無線通信を利用して、バッテリパックＩＤをノートパソコン４４から通信制御ユニット３６へ送信する。

（ａ３）ケーブル方式：作業員は、ノートパソコン４４をインターネット５３から切り離すと共に、ノートパソコン４４を携帯して、電気自動車１０の場所へ移動する。そして、所定のケーブルによりノートパソコン４４を書き換えポート３８へ接続してから、ノートパソコン４４から電気自動車１０へ該ケーブルを介してバッテリパックＩＤのデータを送る。

（ａ１）及び（ａ２）の方式では、通信制御ユニット３６が受信したバッテリパックＩＤのデータは、通信制御ユニット３６からＭＧ−ＥＣＵ３５及びバッテリＥＣＵ２１へ送られて、バッテリパックＩＤ４８，４９としてＭＧ−ＥＣＵ３５及びバッテリＥＣＵ２１のメモリに格納される。（ａ３）の方法では、書き換えポート３８に入力されたバッテリパックＩＤのデータは、バッテリＥＣＵ２１のメモリにバッテリパックＩＤ４９として書き込まれると共に、イモビユニット３７へ送られ、イモビユニット３７は、バッテリパックＩＤ４８の新規登録としてバッテリパックＩＤのデータをＭＧ−ＥＣＵ３５のメモリにバッテリパックＩＤ４８として書き込む。

図７のフローチャートを参照して、第２認証処理について説明する。なお、第１認証処理についての図５のフローチャートに対し、第２認証処理について図７のフローチャートの相違点はＳＴＥＰ８１〜８３である。それらの相異するＳＴＥＰのみについて説明する。

ＳＴＥＰ８１は、ＳＴＥＰ７２の判定が正である場合又は７３の判定が否である場合に、実施され、仮認証中か否かを判定し、仮認証中であれば、ＳＴＥＰ８２へ進み、仮認証中でなければ、ＳＴＥＰ７５へ進む。仮認証とは、バッテリパックＩＤ４８，４９の少なくとも一方の読出しが不能であったり、両者の読出しは可能であるものの、両者が不一致であったりしたときに、行う認証であり、電気自動車１０の使用を制限付きで許可するものである。仮認証は、間違って又は止むを得ず純正でないバッテリパック１２に交換してしまった善意のユーザを救済するために、実施されるものであり、電気自動車１０が純正のバッテリパック１２の交換場所まで走行することを確保するものになっている。

ＳＴＥＰ８２では、電気自動車１０の起動及びバッテリパック１２の充電開始の少なくとも一方を許可する。ＳＴＥＰ８３では、電気自動車１０の使用を制限付きで許可する。電気自動車１０の使用の制限としては、例えば次のものが個々に又は組合わせて選択される。

（ｂ１）電気自動車１０の使用期間（仮認証期間）を、今回のバッテリ交換後のバッテリパックＩＤ４８，４９の最初の読出し不能時又は両者の最初の不一致判断時から所定時間経過するまでとする。

（ｂ２）バッテリパックＩＤ４８，４９の最初の読出し不能時又は両者の最初の不一致判断時からの走行距離を所定値までとする。

（ｂ３）電気自動車１０において使用できる機能の一部を使用不可とする。使用制限される機能には、電気自動車１０の走行の安全性には支障がなく、かつユーザには不便を与えることにより、純正のバッテリパック１２への交換を促進できるような機能、例えばエアコンの使用等が選択される。

以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の実施の形態では、電気自動車１０について説明しているが、本発明は、ハイブリッド自動車にも適用することができる。バッテリパックＩＤの生成因子として、本発明の実施の形態では、交換時のディーラ店３０のＩＤを使用しているが、それに代えて又はそれに加えて、作業員のＩＤやノートパソコン４４のＩＤを使用することができる。本発明の実施態では、ノートパソコン４４を使用しているが、電気自動車１０とインターネット５３との通信が確保されていれば、デスクトップパソコンを使用して、ディーラ店３０の室内からバッテリパック１２の交換現場の電気自動車１０にバッテリパックＩＤを書き込んだり、管理サーバ５４から直接、電気自動車１０にバッテリパックＩＤを書き込んだりすることもできる。

１０・・・電気自動車、１１・・・バッテリ認証システム、１２・・・バッテリパック、１３・・・電動機・発電機、２０・・・パック本体、２１・・・バッテリＥＣＵ、２２・・・バーコード（製造番号）、２５・・・充電装置、３０・・・ディーラ店（作業所）、３５・・・ＭＧ−ＥＣＵ、３６・・・通信制御ユニット、３７・・・イモビユニット、３８・・・書き換えポート、４４・・・ノートパソコン、４８，４９・・・バッテリパックＩＤ、５３・・・インターネット、５４・・・管理サーバ。

Claims (6)

1. 車両の起動又は該車両に搭載されたバッテリへの充電開始に先立ち、該バッテリのメモリに格納されているバッテリ認証子と該車両のメモリに格納された車両認証子とを照合する照合部と、
   前記照合部における照合により前記バッテリ認証子と前記車両認証子とが一致すると判断されたときにのみ、該車両の起動又は前記バッテリへの充電開始を許可する作動制御部と
   を備えた車両のバッテリ認証システムであって、
   前記車両への新規バッテリの搭載時に前記車両の識別情報及び／又は該新規バッテリの識別情報を生成因子として生成された認証子を取得する認証子取得部と、
   該認証子取得部により取得された認証子を、前記バッテリ認証子として前記新規バッテリのメモリに格納すると共に、前記車両認証子として前記車両のメモリに格納する認証子格納部と
   を備えたことを特徴とする車両のバッテリ認証システム。
2. 請求項１記載の車両のバッテリ認証システムにおいて、
   前記車両の識別情報には前記車両の識別番号が含まれ、前記新規バッテリの識別情報には前記新規バッテリの製造番号又は電気的特性が含まれることを特徴とする車両のバッテリ認証システム。
3. 請求項１又は２記載の車両のバッテリ認証システムにおいて、
   前記生成因子には、バッテリの搭載に関わる特定の作業要素に対して設定された識別子がさらに含まれることを特徴とする車両のバッテリ認証システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のバッテリ認証システムにおいて、
   前記認証子取得部は、前記認証子の取得処理として、前記生成因子のデータを通信回線を介して認証子生成サーバに送信し、前記生成因子に基づいて生成された認証子のデータを該認証子生成サーバから通信回線を介して受信することによって、前記認証子を取得することを特徴とする車両のバッテリ認証システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両のバッテリ認証システムにおいて、
   前記認証子格納部は、前記車両からのバッテリの取り外しに伴い該車両のメモリの車両認証子を消去し、
   前記作動制御部は、前記照合部が車両のメモリから車両認証子を読出しできないときには、車両認証子とバッテリ認証子とが不一致であると判断することを特徴とする車両のバッテリ認証システム。
6. 車両の起動又は該車両に搭載されたバッテリへの充電開始に先立ち、該バッテリのメモリに格納されているバッテリ認証子と該車両のメモリに格納された車両認証子とを照合する照合部と、
   前記照合部における照合により前記バッテリ認証子と前記車両認証子とが一致すると判断されたときにのみ、該車両の起動又は前記バッテリへの充電開始を許可する作動制御部と
   を備えた車両のバッテリ認証システムであって、
   前記作動制御部は、前記照合部における照合により前記バッテリ認証子と前記車両認証子とが不一致であると判断されたときには、前記車両の使用に所定の制限を付けつつ前記車両の起動又は前記バッテリへの充電開始を許可することを特徴とする車両のバッテリ認証システム。

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