JP2016192840A - バッテリ制御ic、バッテリパック及びその認証方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態の説明に先立って、本実施の形態との比較例について説明する。
非正規のバッテリパックの使用を制限するため、バッテリパックが電子機器に装着されたときに、例えばSHA−1(Secure Hash Algorithm 1)方式を用いた共通鍵方式によってバッテリパックの認証が行われる。そして、認証が成立し、バッテリパックが正規品であることが検証されると、バッテリパックの使用(充放電)が許可される。
以下、図面を参照しながら本実施の形態について説明する。
図1は、実施の形態1にかかるバッテリ認証システム1を示す図である。図1に示すように、バッテリ認証システム1は、ホストデバイス10及びバッテリパック20を有する。ホストデバイス10は、例えばノートパソコン等の電子機器である。バッテリパック20は、ホストデバイス10に着脱可能に構成されている。
ホストデバイス10は、AC電源等の外部電源から電源を供給される。具体的には、電源プラグ14がAC電源のコンセントに接続されると、ACアダプタ12によって、AC電源がDC電源に変換される。このDC電源が、ホストデバイス10に供給される。ホストデバイス10は、外部電源から供給された電源によって、バッテリパック20を充電することが可能である。一方、電源プラグ14がAC電源のコンセントに接続されておらず、ホストデバイス10が外部電源から電源を供給されていない場合には、ホストデバイス10は、バッテリパック20から放電電流を供給されることによって、電源を供給され得る。
ホストデバイス10は、内蔵コントローラ100を有する。内蔵コントローラ100は、ホストデバイス10の電源の管理及びバッテリパックの認証を行うエンベデッドコントローラ(EC:Embedded Controller)である。内蔵コントローラ100は、マイコン、半導体集積回路又は半導体装置として構成され得る。
バッテリパック20は、バッテリ22及び配線基板24を有する。バッテリ22は、充電可能な二次電池等である。配線基板24上には、バッテリ22を制御するバッテリ制御IC200、抵抗素子R1、放電スイッチ26及び充電スイッチ28が搭載されている。本実施の形態においては、バッテリ制御IC200、放電スイッチ26及び充電スイッチ28はそれぞれ異なる半導体チップに形成されている。ただし、必ずしも異なる半導体チップでなくてもよい。
図2は、図1に示したバッテリ制御IC200の詳細を示す図である。説明のため、図2には、バッテリ制御IC200の周囲の構成要素についても示されている。バッテリ制御IC200は、例えば電池監視IC(FGIC:Fuel Gauge Integrated Circuit)である。バッテリ制御IC200は、CPU202、メモリ204、バスインタフェース206(バスIF)、認証回路208、充放電制御回路210、電池電圧検出回路212及び電流積算回路214を有する。
図3は、図1に示したバッテリ認証システム1におけるバッテリパック20の認証処理を示すシーケンス図である。図3に示すように、実施の形態1においては、まず、第1段階として、ホストデバイス10とバッテリパック20との間で、共通鍵方式で第1認証処理が行われる(ステップS10)。第1認証処理において認証が成立した場合には、バッテリパック20において放電動作が行われる(ステップS12)。
図4は、図1に示したバッテリ認証システム1における第1認証処理及び放電動作を実現する機能ブロック図である。図4には、内蔵コントローラ100及びバッテリ制御IC200それぞれにおける機能ブロックが記載されている。
図6は、図1に示したバッテリ認証システム1における第2認証処理及び充電動作を実現する機能ブロック図である。図4と同様に、図6には、内蔵コントローラ100及びバッテリ制御IC200それぞれにおける機能ブロックが記載されている。
上述した比較例のように公開鍵方式の認証方式のみを用いて認証を行うと、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち、ホストデバイスが外部電源から電源を供給されていない場合には、ホストデバイスの電源をオンするためには、バッテリパックから電源の供給を受ける必要がある。しかしながら、公開鍵方式による認証方式では、バッテリパックがホストデバイスに接続されてからホストデバイスがバッテリパックから電源を供給されるまでに、長い時間を要する。特に、内蔵コントローラ100にローエンドコントローラを採用した場合には、約30秒程度という長い時間を要する。
なお、本実施の形態は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記の実施の形態に係る内蔵コントローラ100及びバッテリ制御IC200等の半導体装置では、半導体基板、半導体層、拡散層(拡散領域)などの導電型(p型もしくはn型)を反転させた構成としてもよい。そのため、n型、及びp型の一方の導電型を第1の導電型とし、他方の導電型を第2の導電型とした場合、第1の導電型をp型、第2の導電型をn型とすることもできるし、反対に第1の導電型をn型、第2の導電型をp型とすることもできる。
10 ホストデバイス
100 内蔵コントローラ
102 CPU
104 メモリ
106 バスインタフェース(IF)
108 補助電源
120 第1認証プログラム
122 ランダムデータ生成部
124 共通鍵方式認証部
126 第1認証完了コマンド生成部
140 第2認証プログラム
142 ランダムデータ生成部
144 公開鍵方式認証部
146 第2認証完了コマンド生成部
20 バッテリパック
22 バッテリ
26 放電スイッチ
28 充電スイッチ
200 バッテリ制御IC
202 CPU
204 メモリ
206 バスインタフェース(IF)
208 認証回路
210 充放電制御回路
220 放電制御プログラム
222 第1認証開始コマンド受信部
224 第1認証動作指示部
226 署名データ送信部
228 第1認証完了コマンド受信部
230 放電動作指示部
240 充電制御プログラム
242 第2認証開始コマンド受信部
244 第2認証動作指示部
246 署名データ送信部
248 第2認証完了コマンド受信部
250 充電動作指示部
Claims (11)
- (a)バッテリパックとホストデバイスとの間で、共通鍵方式で第1の認証を行うステップと、
(b)前記第1の認証が成立したときに、前記バッテリパックが放電動作を行うことが可能となるように制御するステップと
を含むバッテリパックの認証方法。 - (c)前記バッテリパックと前記ホストデバイスとの間で、公開鍵方式で第2の認証を行うステップと、
(d)前記第2の認証が成立したときに、前記バッテリパックが充電動作を行うことが可能となるように制御するステップと
をさらに含む請求項1に記載のバッテリパックの認証方法。 - 前記ステップ(c)は、前記第1の認証が成立した後で行われる
請求項2に記載のバッテリパックの認証方法。 - 前記バッテリパックにおける前記第1の認証に関する処理及び前記第2の認証に関する処理は、同じ認証回路によって行われる
請求項2に記載のバッテリパックの認証方法。 - バッテリの放電及び充電を制御する充放電制御回路と、
ホストデバイスとの間で認証を行うための処理を行う認証回路と
を有し、
前記認証回路は、共通鍵方式で第1の認証に関する処理を行うように構成されており、
前記充放電制御回路は、前記第1の認証が成立したときに放電動作が可能となるように制御するように構成されている
バッテリ制御IC。 - 前記認証回路は、公開鍵方式で第2の認証に関する処理を行うように構成されており、
前記充放電制御回路は、前記第2の認証が成立したときに充電動作が可能となるように制御するように構成されている
請求項5に記載のバッテリ制御IC。 - 前記認証回路は、前記第1の認証が成立した後で、前記第2の認証に関する処理を行うように構成されている
請求項6に記載のバッテリ制御IC。 - 前記認証回路は、前記バッテリ制御ICに1つ設けられており、
前記1つの認証回路が、前記バッテリパックにおける前記第1の認証に関する処理及び前記第2の認証に関する処理を行う
請求項6に記載のバッテリ制御IC。 - 前記充放電制御回路及び前記認証回路の動作を制御するCPU
をさらに有する請求項5に記載のバッテリ制御IC。 - バッテリと、
前記バッテリの放電をオンオフするための放電スイッチと、
前記バッテリの充電をオンオフするための充電スイッチと、
前記バッテリを制御する制御ICと
を有し、
前記制御ICは、
前記放電スイッチ及び前記充電スイッチを制御する充放電制御回路と、
ホストデバイスとの間で認証を行うための処理を行う認証回路と
を有し、
前記認証回路は、共通鍵方式で第1の認証に関する処理を行うように構成されており、
前記充放電制御回路は、前記第1の認証が成立したときに前記放電スイッチをオン状態に制御するように構成されている
バッテリパック。 - 前記認証回路は、公開鍵方式で第2の認証に関する処理を行うように構成されており、
前記充放電制御回路は、前記第2の認証が成立したときに前記充電スイッチをオン状態に制御するように構成されている
請求項10に記載のバッテリパック。
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