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

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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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