JP2014082136A - 電池管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷装置から電池が不正に取り外され盗難されるのを防いで、電池の防犯性を向上させる。
【解決手段】電池管理装置１００は、利用者を認証したことを示す信号を受け付ける利用者認証信号受付部２０と、電池１０の接続を検出する接続検出部４と、電池１０の固定と固定解除を行う固定・解除機構６に命令を送信する固定・解除命令部１ｆと、電池１０の固定解除を指示する固定解除指示部５と、電池１０のＩＤ記憶部１１に記憶された識別ＩＤを読み取る読み取り部１ｂと、ＩＤ記憶部１１から識別ＩＤを消去する消去部１ｄと、負荷８への電池１０の電力供給を制御する給電制御部１ｅとを備える。電池の固定状態で、利用者を認証したことを示す信号を受け付け、かつ電池１０の固定解除が指示された場合に、消去部１ｄによりＩＤ記憶部１１から識別ＩＤを消去した後、固定解除命令部１ｆにより電池固定・解除機構に対して電池１０の固定解除命令を送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、負荷装置に対して接続と取り外しが可能な電池の防犯技術に関する。

たとえば、電気自動二輪車などの負荷装置には、リチウムイオンバッテリなどの電池が接続されている。電池は、負荷装置に対して接続と取り外しが可能であって、充電器により充電される。負荷装置に備わる走行モータなどの負荷は、電池の電力を消費する。負荷装置には、電池を管理する電池管理装置が実装されている。

電池が負荷装置から取り外されて、盗難された場合に、その後の電池の不正使用を防止する技術が、特許文献１および特許文献２に開示されている。

特許文献１では、二次電池と二次電池使用機器に個別識別符号を付している。また、充電装置に、充電回路と、個別識別符号認識回路と、充電制御回路とを備えている。個別識別符号認識回路は、二次電池または二次電池使用機器から個別識別符号を検出する。充電制御回路は、個別識別符号認識回路で検出した個別識別符号と、予め記憶された充電可能な二次電池の個別識別符号とを比較する。そして、両個別識別符号が一致した場合、充電回路を充電状態に切り替え、両個別識別符号が一致しなかった場合、充電回路を充電停止状態に切り替える。

特許文献２では、管理センタの情報データベースに、車両特定情報とバッテリ特定情報とを関連付けて記憶している。そして、車両においてバッテリを充電する際に、充電装置または車両から、車両特定情報およびバッテリ特定情報を管理センタに送信する。管理センタは、受信した車両特定情報とバッテリ特定情報とが、情報データベースに記憶している所定の関係と一致しない場合、充電禁止信号を送信して、バッテリの充電を禁止する。

特許文献１および特許文献２のように、電池と負荷装置にそれぞれ識別情報を付しておくと、たとえば、両者の識別情報が一致する場合にのみ、電池から負荷に電力を供給できる。このため、盗難された電池の不正使用が防止される。

特開２００３−２５７４９７号公報 特開２０１２−２７５９４号公報

本発明の課題は、負荷装置から電池が不正に取り外され盗難されるのを防いで、電池の防犯性を向上させることである。

本発明に係る電池管理装置は、電池の接続と取り外しが可能な負荷装置に実装される電池管理装置であって、負荷装置の利用者を認証したことを示す信号を受け付ける利用者認証信号受付部と、電池が負荷装置に接続されたことを検出する電池接続検出部と、負荷装置に対して電池を固定し、該固定を解除する電池固定・解除機構に固定・解除命令を送信する固定・解除命令部と、電池の固定解除を指示する電池固定解除指示部と、電池に設けられた第１記憶部に記憶された第１識別情報を読み取る読み取り部と、第１記憶部から第１識別情報を消去する消去部と、負荷装置に設けられた負荷に対する電池の電力供給を制御する給電制御部とを備える。そして、電池固定・解除機構により電池が固定された状態で、利用者認証信号受付部により利用者を認証したことを示す信号を受け付け、かつ、電池固定解除指示部により電池の固定解除が指示された場合に、消去部により第１識別情報を消去してから、固定・解除命令部により電池固定・解除機構に対して電池の固定を解除する命令を送信する。

上記によると、利用者を認証し、かつ、電池の固定解除が指示された場合にのみ、電池の第１記憶部から第１識別情報が消去されて、電池の固定が解除される。このため、認証されない者により、電池が負荷装置から不正に取り外されて、盗難されるのを防ぐことができる。また、認証されない者が負荷装置から電池を無理矢理取り外した場合は、電池の第１記憶部に第１識別情報が記憶されたままとなる。このため、不正に取り外されて、盗難された電池を第１識別情報により識別することができるとともに、盗難された電池の不正使用を防ぐことができる。よって、電池の防犯性を向上させることが可能となる。

また、本発明では、上記電池管理装置において、電池接続検出部により電池の接続を検出した場合に、読み取り部により第１識別情報の読み取りを行い、第１記憶部に第１識別情報が記憶されていなければ、給電制御部により電池の電力を負荷に供給してもよい。

また、本発明では、上記電池管理装置において、第２識別情報を記憶する第２記憶部と、第１記憶部に第２識別情報を書き込む書き込み部と、をさらに備え、電池接続検出部により電池の接続を検出し、かつ、該電池の第１記憶部に第１識別情報が記憶されていない場合に、第２記憶部に記憶された第２識別情報を、書き込み部により第１記憶部に書き込んでもよい。

さらに、本発明では、上記電池管理装置において、読み取り部により読み取った第１識別情報と、第２記憶部に記憶された第２識別情報とが一致しているか否かを判定する判定部をさらに備え、判定部により第１および第２識別情報が一致していると判定された場合に、給電制御部により電池の電力を負荷に供給し、判定部により第１および第２識別情報が一致していないと判定された場合に、給電制御部により電池の電力を負荷に供給しないようにしてもよい。

本発明によれば、電池の盗難や不正使用を防止して、防犯性を向上させることができる。

本発明の実施形態による電池管理装置の構成を示した図である。 図１の電池固定・解除機構の一例を示した図である。 図１の電池管理装置の電池接続時の動作を示したフローチャートである。 図１の電池管理装置の電池取り外し時の動作を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、本実施形態の電池管理装置１００の構成を、図１および図２を参照しながら説明する。

電池管理装置１００は、負荷装置２００に実装されている。負荷装置２００は、たとえば電気自動二輪車から成る。負荷装置２００には、電池管理装置１００の他に、利用者認証部２、電池固定・解除機構６、負荷駆動部７、負荷８、給電スイッチ９、および電池１０が備わっている。

利用者認証部２は、たとえば、機械的キー方式またはパッシブエントリ方式のイモビライザから成り、負荷装置２００の利用者を認証する。たとえば、パッシブエントリ方式の場合、利用者認証部２は、ＦＯＢ（携帯機）から送信された識別情報を受信して、あらかじめ設定された認証用の識別情報と照合し、両者が一致した場合に、正規の利用者であることを認証する。

負荷８は、たとえば走行モータなどから成る。負荷駆動部７は、負荷８を駆動するための回路から成る。

電池１０は、たとえば、リチウムイオンバッテリなどのような、複数の電池から構成される組電池から成る。電池１０は、負荷装置２００に対する接続と取り外しが可能であって、図示しない充電器により充電される。

電池１０には、電池１０のＩＤ（識別情報）を記憶するＩＤ記憶部１１が設けられている。ＩＤ記憶部１１は、情報の読み書きが可能なメモリから成る。ＩＤ記憶部１１は、本発明における「第１記憶部」の一例であり、ＩＤ記憶部１１に記憶されるＩＤは、本発明における「第１識別情報」の一例である。

電池固定・解除機構６は、図２に示すように、ホルダ１２、蓋１３、フック１４、およびアクチュエータ１５から構成されている。

ホルダ１２は、負荷装置２００の車体に取り付けられている。ホルダ１２には、電池１０を収納する収納部１２ａが形成されている。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、収納部１２ａに電池１０を収納することで、電池１０が、図示しないコネクタにより負荷装置２００および電池管理装置１００に接続される。

蓋１３の根元は、軸１７を介してホルダ１２に回転可能に取り付けられている。蓋１３の先端には、貫通孔１３ａが形成されている。蓋１３は、軸１７を中心に回転することで、収納部１２ａを開閉する。蓋１３の開閉操作は、人手により行われる。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、蓋１３を閉じることで、収納部１２が閉塞され、収納部１２ａに収納された電池１０が蓋１３で押さえ付けられる。

フック１４は、軸１６を介してホルダ１２に回転可能に取り付けられている。アクチュエータ１５は、たとえばモータまたはロータリソレノイドから成り、軸１６を正方向と逆方向に回転させて、フック１４を図２で時計回りと反時計回りに回転させる。アクチュエータ１５の駆動制御は、図１の制御部１により行われる。

図２（ａ）に示すように、蓋１３が閉じた状態で、アクチュエータ１５によりフック１４を時計回りに回転させることで、フック１４の先端部１４ａが蓋１３の貫通孔１３ａに入り込む。これにより、蓋１３の開操作が阻止され、収納部１２ａに収納された電池１０が、ホルダ１２を介して負荷装置２００に固定される。

そして、図２（ｂ）に示すように、アクチュエータ１５によりフック１４を反時計回りに回転させることで、フック１４の先端部１４ａが蓋１３の貫通孔１３ａから抜け出す。これにより、図２（ｃ）に示すように、蓋１３の開操作が可能になり、負荷装置２００に対する電池１０の固定が解除される。そして、電池１０を収納部１２ａから引き出すことで、負荷装置２００から電池１０を取り外すことができる。

電池１０を負荷装置２００に接続することで、電池１０と電池管理装置１００とが電気的に接続される。また、電池１０を負荷装置２００から取り外すことで、電池１０と電池管理装置１００とが電気的に切断される。

給電スイッチ９は、電池１０から負荷８への給電ライン上に設けられている。給電スイッチ９をオンまたはオフに切り替えることで、電池１０の電力が負荷８に対して供給または遮断される。負荷８は、電池１０の電力が供給されることにより駆動される。

電池管理装置１００には、制御部１、利用者認証信号受付部２０、ＩＤ記憶部３、電池接続検出部４、および電池固定解除指示部５が備わっている。

制御部１は、マイクロコンピュータから成る。制御部１には、判定部１ａ、読み取り部１ｂ、書き込み部１ｃ、消去部１ｄ、給電制御部１ｅ、および固定・解除命令部１ｆが設けられている。

利用者認証信号受付部２０は、通信回路やメモリなどから成る。利用者認証部２により負荷装置２００の利用者が認証されると、該認証したことを示す信号が利用者認証部２から送信されて、利用者認証信号受付部２０により受け付けられる。

ＩＤ記憶部３は、情報の読み書きが可能なメモリから成る。ＩＤ記憶部３には、負荷装置２００のＩＤが記憶されている。ＩＤ記憶部３は、本発明における「第２記憶部」の一例であり、ＩＤ記憶部３に記憶されるＩＤは、本発明における「第２識別情報」の一例である。

電池接続検出部４は、たとえば、押しボタンスイッチまたは光センサから成り、電池１０が負荷装置２００に接続されたことを検出する。他の例として、電池１０が負荷装置２００に接続されることにより通電する回路により、電池接続検出部４を構成してもよい。

電池固定解除指示部５は、たとえば押しボタンスイッチから成る。負荷装置２００に対する電池１０の固定解除を指示するために、電池固定解除指示部５は操作される。

制御部１の読み取り部１ｂは、ＩＤ記憶部１１に記憶された電池１０のＩＤを読み取る。

判定部１ａは、ＩＤ記憶部３に記憶された負荷装置２００のＩＤと、読み取り部１ｂにより読み取った電池１０のＩＤとが一致しているか否かを判定する。

書き込み部１ｃは、電池１０のＩＤ記憶部１１にＩＤを書き込む。消去部１ｄは、電池１０のＩＤ記憶部１１からＩＤを消去する。

給電制御部１ｅは、給電スイッチ９をオンまたはオフに切り替えることにより、負荷８に対する電池１０の電力供給を制御する。詳しくは、給電スイッチ９をオンに切り替えることにより、電池１０の電力が負荷８に供給される（給電状態）。また、給電スイッチ９をオフに切り替えることにより、電池１０の電力が負荷８に供給されなくなる（断電状態）。

固定・解除命令部１ｆは、電池固定・解除機構６に電池１０の固定命令または固定解除命令を送信する。電池固定・解除機構６は、固定・解除命令部１ｆからの命令に従って、電池１０の固定または固定解除を行う。

次に、負荷装置２００へ電池１０を接続する時の、電池管理装置１００の動作を、図３を参照しながら説明する。

利用者が電池１０をホルダ１２の収納部１２ａに収納して、蓋１３を閉じると、電池接続検出部４により、電池１０が負荷装置２００に接続されたことが検出される（ステップＳ１）。すると、制御部１は、読み取り部１ｂにより、電池１０のＩＤ記憶部１１に記憶されたＩＤを読み取る（ステップＳ２）。

このとき、ＩＤ記憶部１１にＩＤが記憶されていなければ（ステップＳ３：ＮＯ）、制御部１は、書き込み部１ｃにより、ＩＤ記憶部３に記憶されたＩＤを、電池１０のＩＤ記憶部１１に書き込む（ステップＳ４）。

そして、制御部１は、固定・解除命令部１ｆにより、電池固定・解除機構６に対して電池１０の固定命令を送信する（ステップＳ７）。電池固定・解除機構６は、電池１０の固定命令を受信すると、アクチュエータ１５を駆動して、図２（ａ）に示したように、電池１０を負荷装置２００に固定する。また、制御部１は、給電制御部１ｅにより、給電スイッチ９をオンに切り替えて、電池１０の電力を負荷８に供給し、負荷駆動部７による負荷８の駆動を許可する（ステップＳ８）。

一方、電池１０のＩＤ記憶部１１にＩＤが記憶されていれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御部１は、読み取り部１ｂにより読み取った電池１０のＩＤと、ＩＤ記憶部３に記憶された負荷装置２００のＩＤとを、判定部１ａにより比較する（ステップＳ５）。

比較の結果、電池１０のＩＤと負荷装置２００のＩＤとが一致していると判定部１ａで判定されると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御部１は、固定・解除命令部１ｆにより、電池固定・解除機構６に対して電池１０の固定命令を送信する（ステップＳ７）。電池固定・解除機構６は、電池１０の固定命令を受信して、電池１０を負荷装置２００に固定する。また、制御部１は、給電制御部１ｅにより給電スイッチ９をオンに切り替えて、電池１０の電力を負荷８に供給し、負荷駆動部７による負荷８の駆動を許可する（ステップＳ８）。

一方、電池１０のＩＤと負荷装置２００のＩＤとが一致していないと判定部１ａで判定されると（ステップＳ６：ＮＯ）、制御部１は、給電制御部１ｅにより給電スイッチ９をオフに切り替えて、電池１０の電力を負荷８に供給しないようにし、負荷駆動部７による負荷８の駆動を禁止する（ステップＳ９）。

次に、負荷装置２００から電池１０を取り外す時の、電池管理装置１００の動作を、図４を参照しながら説明する。

電池１０が負荷装置２００に接続および固定された状態で、利用者が電池固定解除指示部５を操作すると、制御部１は、電池１０の固定解除の指示が有ったと判断する（ステップＳ１１：ＹＥＳ）。

このとき、利用者認証信号受付部２０が、利用者認証部２から、負荷装置２００の利用者を認証したことを示す信号を既に受け付けていれば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御部１は、消去部１ｄにより電池１０のＩＤ記憶部１１からＩＤを消去する（ステップＳ１３）。

この後、制御部１は、固定・解除命令部１ｆにより、電池固定・解除機構６に対して電池１０の固定解除命令を送信する（ステップＳ１４）。電池固定・解除機構６は、電池１０の固定解除命令を受信すると、アクチュエータ１５を駆動して、図２（ｂ）に示したように、電池１０の固定を解除する。これにより、図２（ｃ）に示したように、電池１０が負荷装置２００から取り外し可能になる。

一方、電池１０の固定解除の指示が無い場合（ステップＳ１１：ＮＯ）や、電池１０の固定解除の指示が有っても、利用者を認証したことを示す信号を利用者認証信号受付部２０で受け付けていない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）は、電池１０のＩＤ記憶部１１でＩＤが保持（記憶）されたままとなる（ステップＳ１５）。

上記実施形態によると、利用者認証部２により利用者を認証し、かつ、電池固定解除指示部５により電池１０の固定解除が指示された場合にのみ、電池固定・解除機構６により負荷装置２００に対する電池１０の固定が解除される。このため、利用者認証部２により認証されない者により、電池１０が負荷装置２００から不正に取り外されて、盗難されるのを防ぐことができる。

また、電池固定・解除機構６により電池１０の固定を解除する前に、消去部１ｄにより電池１０のＩＤ記憶部１１からＩＤが消去される。そして、このような正しい手順で固定解除された電池１０を、利用者が負荷装置２００から取り外した後、同一または異なる負荷装置２００に接続する。すると、電池１０のＩＤ記憶部１１にはＩＤが記憶されていないので、図３のステップＳ４、Ｓ７を経て、ステップＳ８で給電制御部１ｅにより電池１０の電力が負荷８に供給され、電池１０を使用することができる。

このため、利用者は、電池１０や負荷装置２００を複数所有して、任意の組み合わせで使用することができる。たとえば、電池１０を複数所有し、負荷装置２００で電池１０の電力を消費する度に、電池１０を交換することができる。また、１つの電池１０を複数の負荷装置２００で使い回すこともできる。

一方、利用者認証部２により認証されない者が、負荷装置２００から電池１０を無理矢理取り外した場合には、電池１０のＩＤ記憶部１１にＩＤが記憶されたままとなる。このため、不正に取り外されて盗難された電池１０を、ＩＤ記憶部１１に記憶されたＩＤにより識別することができる。

また、認証されない者が、負荷装置２００から無理矢理取り外した電池１０を、その後異なる負荷装置２００に接続したとする。この場合、当該異なる負荷装置２００のＩＤと一致しないＩＤが、電池１０のＩＤ記憶部１１に記憶されたままになっているので、図３のステップＳ５、Ｓ６を経て、ステップＳ９で給電制御部１ｅにより電池１０の電力が負荷８に供給されず、電池１０の不正使用を防ぐことができる。

よって、電池１０の防犯性と使い勝手を向上させることが可能となる。

また、負荷装置２００への電池１０の接続を検出し、かつ、電池１０のＩＤ記憶部１１にＩＤが記憶されていない場合に、電池管理装置１００のＩＤ記憶部３に記憶されたＩＤを、書き込み部１ｃによりＩＤ記憶部１１に書き込んでいる。このため、ＩＤが記憶されていない電池１０が負荷装置２００に接続されたときに、電池管理装置１００から電池１０に対して、負荷装置２００と同一のＩＤを付与することができる。

さらに、ＩＤ記憶部１１に記憶された電池１０のＩＤと、ＩＤ記憶部３に記憶された負荷装置２００のＩＤとが一致した場合に、電池１０の電力を負荷８に供給している。また、上記電池１０のＩＤと負荷装置２００のＩＤとが一致しなかった場合に、電池１０の電力を負荷８に供給しないようにしている。このため、たとえば盗難されて、一致しないＩＤがそれぞれ記憶された電池１０や負荷装置２００の不正使用を防止して、電池１０や負荷装置２００の防犯性をより向上させることが可能となる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、図２に示した、ホルダ１２、蓋１３、フック１４、およびアクチュエータ１５から構成された電池固定・解除機構６を用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外の構成による固定・解除機構を用いて、負荷装置２００に対する電池１０の固定および固定解除を行ってもよい。また、負荷装置２００に対する電池１０の固定を、ばねなどの弾性力により自然に行い、負荷装置２００に対する電池１０の固定解除を、アクチュエータの駆動を制御することにより行ってもよい。

また、図３の実施形態では、電池１０のＩＤ記憶部１１にＩＤが未記憶の場合に、ＩＤ記憶部１１にＩＤを書き込んでから、電池１０を固定した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、電池１０を固定してからＩＤ記憶部１１にＩＤを書き込んだり、ＩＤの書き込みと電池１０の固定を同時に行ったりしてもよい。

また、図４の実施形態では、電池１０の固定解除指示を受けてから、利用者の認証が完了していることを確認した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、利用者の認証が完了していることを先に確認し、その後に、電池固定解除指示部５により電池１０の固定解除が指示されたことを検出するようにしてもよい。

さらに、以上の実施形態では、電気自動二輪車から成る負荷装置２００用の電池管理装置１００と電池１０に、本発明を適用した例を挙げたが、これに限るものではない。これ以外の車両用や電子機器用などの電池管理装置１００と電池１０に対しても、本発明を適用することは可能である。

１ａ 判定部
１ｂ 読み取り部
１ｃ 書き込み部
１ｄ 消去部
１ｅ 給電制御部
１ｆ 固定・解除命令部
２ 利用者認証付部
３ ＩＤ記憶部
４ 電池接続検出部
５ 電池固定解除指示部
６ 電池固定・解除機構
８ 負荷
１０ 電池
１１ ＩＤ記憶部
２０ 利用者認証信号受付部
１００ 電池管理装置
２００ 負荷装置

Claims (4)

1. 電池の接続と取り外しが可能な負荷装置に実装される電池管理装置であって、
   前記負荷装置の利用者を認証したことを示す信号を受け付ける利用者認証信号受付部と、
   前記電池が前記負荷装置に接続されたことを検出する電池接続検出部と、
   前記負荷装置に対して前記電池を固定し、該固定を解除する電池固定・解除機構に固定・解除命令を送信する固定・解除命令部と、
   前記電池の固定解除を指示する電池固定解除指示部と、
   前記電池に設けられた第１記憶部に記憶された第１識別情報を読み取る読み取り部と、
   前記第１記憶部から前記第１識別情報を消去する消去部と、
   前記負荷装置に設けられた負荷に対する前記電池の電力供給を制御する給電制御部と、を備え、
   前記電池固定・解除機構により前記電池が固定された状態で、前記利用者認証信号受付部により前記利用者を認証したことを示す信号を受け付け、かつ、前記電池固定解除指示部により前記電池の固定解除が指示された場合に、前記消去部により前記第１識別情報を消去してから、前記固定・解除命令部により前記電池固定・解除機構に対して前記電池の固定を解除する命令を送信する、ことを特徴とする電池管理装置。
2. 請求項１に記載の電池管理装置において、
   前記電池接続検出部により前記電池の接続を検出した場合に、前記読み取り部により前記第１識別情報の読み取りを行い、前記第１記憶部に前記第１識別情報が記憶されていなければ、前記給電制御部により前記電池の電力を前記負荷に供給する、ことを特徴とする電池管理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池管理装置において、
   第２識別情報を記憶する第２記憶部と、
   前記第１記憶部に前記第２識別情報を書き込む書き込み部と、をさらに備え、
   前記電池接続検出部により前記電池の接続を検出し、かつ、該電池の前記第１記憶部に前記第１識別情報が記憶されていない場合に、前記第２記憶部に記憶された前記第２識別情報を、前記書き込み部により前記第１記憶部に書き込む、ことを特徴とする電池管理装置。
4. 請求項３に記載の電池管理装置において、
   前記読み取り部により読み取った第１識別情報と、前記第２記憶部に記憶された第２識別情報とが一致しているか否かを判定する判定部を、さらに備え、
   前記判定部により前記第１および第２識別情報が一致していると判定された場合に、前記給電制御部により前記電池の電力を前記負荷に供給し、
   前記判定部により前記第１および第２識別情報が一致していないと判定された場合に、前記給電制御部により前記電池の電力を前記負荷に供給しない、ことを特徴とする電池管理装置。

Images