JP5549479B2 - 電池管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池の電力により動作する電池動作機器に設けられる電池管理装置に関する。

特許文献１は、電池の電力により動作する電池動作機器を開示している。特許文献１の電池動作機器は、電池の使用期間が電池の有効期限を超えると、電池への充電を禁止する。

この装置によると、有効期限切れの電池を使用すること、すなわち非正規電池の使用を防止することができる。

特開２００８−４２９８５号公報

従来技術の装置は、非正規電池への充電を禁止する。しかし、この従来技術によると、使用者は電池動作機器を使用することができない。このため、使用者にとっての利便性が大きく損なわれる。例えば、電池動作機器が車両である場合、使用者は車両を移動することができない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池が正規ではない場合に、そのような非正規電池の使用を抑制しながら、使用者の利便性を改善することができる電池管理装置を提供することである。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明は、電池から供給される電力によって車両を走行させる走行装置が搭載された車両のための電池管理装置において、電池が正規か否かを判定する電池判定手段と、電池判定手段において肯定的に判定されたとき、電池を充電する通常充電手段と、電池判定手段において否定的に判定されたとき、通常充電手段による充電より制限された充電条件の下で電池を充電する制限充電手段とを備え、電池判定手段は、電池が非純正電池である場合に否定的に判定する手段と、電池が機能的に無効な電池である場合に否定的に判定する手段と、電池が不正入手電池である場合に否定的に判定する手段とを備え、制限充電手段は、通常充電手段による充電量より少なく制限され、車両を所定距離だけ走行させることができるように設定された制限充電量まで電池を充電することを特徴とする。この構成によると、非正規電池が使用されるときにも電池を充電することができる。このため、電池動作機器を使用可能状態におくことができる。また、充電条件を制限することによって、いくらかの不便さを与えることができる。よって、非正規電池の使用を抑制しながら、使用者の利便性を改善することができる。この構成によると、充電量を制限することによって、使用者にいくらかの不便さを与えて、非正規電池の使用を抑制することができる。しかも、制限充電量までの充電を許容するので、使用者の利便性を改善することができる。

請求項２に記載の発明は、非純正電池は、保証が十分でない電池、および信頼できる組織による認定がない電池を含み、機能的に無効な電池は、保証期間または使用回数制限を越えて使用される電池、および一部に故障を含む電池を含み、不正入手電池は、正規の流通経路を経由することなく不正に入手された電池であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、制限充電量は電池に記録されている値に基づいて設定されることを特徴とする。この構成によると、適正な制限充電量を予め設定することができる。

請求項４に記載の発明は、制限充電量は電池の充電率に基づいて設定されることを特徴とする。この構成によると、電池の状態を反映することができる。

請求項５に記載の発明は、制限充電手段は、電池判定手段において否定的に判定された電池の状態に応じて、制限された充電条件を設定することを特徴とする。この発明によると、非正規電池の状態に応じて充電条件を制限することができる。

請求項６に記載の発明によると、制限された充電条件は、電池の充電量および／または充電回数であることを特徴とする。この発明によると、非正規電池の充電を、充電量および／または充電回数によって制限することができる。

請求項７に記載の発明は、制限充電手段は、通常充電手段による充電速度より遅く制限された制限充電速度で電池を充電することを特徴とする。この構成によると、充電速度を遅く制限することによって、使用者にいくらかの不便さを与えて、非正規電池の使用を抑制することができる。しかも、遅い充電を許容するので、使用者の利便性を改善することができる。

請求項８に記載の発明は、制限充電手段は、電池判定手段において否定的に判定された後、所定回数だけ充電を許可することを特徴とする。この構成によると、充電の回数を制限することによって使用者にいくらかの不便さを与えて、非正規電池の使用を抑制することができる。

請求項９に記載の発明は、さらに、制限充電手段により充電されることを表示する表示手段を備えることを特徴とする。この構成によると、非正規電池の使用に起因して、制限された充電が実施されることを使用者に知らせることができる。

本発明を適用した第１実施形態に係る電池管理システムを示すブロック図である。 第１実施形態に係る電池管理システムの車両部分を示すブロック図である。 第１実施形態に係る電池管理システムの制御を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る電池管理システムの制御を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る電池管理システムの制御を示すフローチャートである。 本発明を適用した第２実施形態に係る電池管理システムの制御を示すフローチャートである。 本発明を適用した第３実施形態に係る電池管理システムの制御を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る電池管理システムの制御を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る電池管理システムを示すブロック図である。電池管理システム１は、車両（ＥＶＨＣ）１０と地上施設２０とを備える。車両１０は、電池によって作動する電池動作機器である。車両１０は、走行用動力の少なくとも一部を電動機によって発生する。車両１０は、例えば、電動機のみによって走行する電気自動車、または電動機と内燃機関とを併用して走行するハイブリッド自動車である。

地上施設２０は、充電スタンド（ＣＨＲＳ）２１と、通信施設（ＣＯＭＳ）２２とを備える。充電スタンド２１は、車両１０に搭載された電池１１に充電するための充電装置と、広域ネットワーク（ＷＡＮ）２３に接続するためのデータ通信装置とを備えている。通信施設２２は、車両１０に搭載された通信機器と無線通信が可能な通信会社の施設である。通信施設２２は、例えば、携帯電話サービス提供会社の地上局である。通信施設２２は、広域ネットワーク２３に接続するためのデータ通信装置を備えている。広域ネットワーク２３は、通信回線を提供する。広域ネットワーク２３は、例えば、インターネットによって提供される。

地上施設２０は、車両製造者のサーバ（ＶＨＭＳ）２４、電池製造者のサーバ（ＢＴＭＳ）２５、管理組織のサーバ（ＡＤＯＳ）２６、および関連組織のサーバ（ＲＯＧＳ）２７を備える。これらのサーバ２４、２５、２６、２７は、広域ネットワーク２３に接続されている。地上施設２０の構成要素である充電スタンド２１、通信施設２２、サーバ２４、２５、２６、２７は、広域ネットワーク２３を介して、互いにデータ通信が可能である。

車両製造者のサーバ２４は、広域ネットワーク２３から得られる情報を記録する記録装置を備える。記録装置の内容は、サーバ２４において利用可能であり、さらに車両１０の製造者が内容を閲覧可能である。電池製造者のサーバ２５は、広域ネットワーク２３から得られる情報を記録する記録装置を備える。記録装置の内容は、サーバ２５において利用可能であり、さらには、電池１１の製造者が内容を閲覧可能である。

車両１０の製造者は、電池動作機器に関連する組織である。車両１０の製造者は、車両に関して何らかの責任を負うべき責任組織ということができる。また、電池１１の製造者は、電池に関連する組織である。電池１１の製造者は、電池１１に関して何らかの責任を負うべき責任組織ということができる。何らかの責任には、製造物責任、サービス提供契約におけるサービスを提供する義務、さらには、損害または事故の発生を未然に防止するための社会的な責務といった多岐にわたる責任が含まれる。例えば、車両１０の製造者、電池１１の製造者は、それらの製品に関して、そしてそれらの製品の使用に関して、いくつかの責任を負っていると考えられる。

管理組織のサーバ２６は、広域ネットワーク２３から得られる情報を記録する記録装置を備える。記録装置の内容は、サーバ２６において利用可能であり、さらには、管理組織の者が内容を閲覧可能である。管理組織は、電池動作機器または電池に関連する組織である。管理組織は、車両１０または電池１１に関して何らかの責任を負うべき責任組織を実質的に指導する立場にある公的組織である。公的組織には、政府、地方自治体に属する組織が含まれる。例えば、道路交通を所管する政府系組織、消費者の安全を所管する政府系組織である。さらに、公的組織には、公的な側面を有する組織が含まれる。例えば、公的組織には、所定の品質、性能を満たす電池に対して認証を与える組織が含まれる。例えば、公的組織には、道路交通または消費者の安全に関連する非政府組織、非営利組織、または企業が含まれる。例えば、公的組織には、車両１０または電池１１のセキュリティを提供する企業、車両１０または電池１１に関する保険を扱う保険会社、車両使用者を会員に有する組織などが含まれる。例えば、公的組織には、車両の安全を増進するために広報啓発活動を行う非営利団体などが含まれる。これらの公的組織は、責任組織に対して直接的に、または間接的に、責任組織を実質的に指導する立場にある点で共通している。例えば、政府系組織は、法律に基づいて、車両製造者または電池製造者を管理し、指導する立場にある場合がある。また、企業、非営利団体であっても、大衆への情報発信を通じて、間接的に、車両製造者または電池製造者を管理し、指導する立場にある場合がある。

関連組織のサーバ２７は、広域ネットワーク２３から得られる情報を記録する記録装置を備える。記録装置の内容は、サーバ２７において利用可能であり、さらには、関連組織の者が内容を閲覧可能である。関連組織には、車両１０および電池１１に関連する組織が含まれる。例えば、関連組織には、警察が含まれる。また、関連組織には、車両１０の使用者の信用情報に関連する組織が含まれる。例えば、使用者の個人情報に関して認証を与える企業などが含まれる。また、関連組織には、車両１０または電池１１に関する保険を提供する保険会社が含まれる。

さらに、地上施設２０は、入力端末（ＴＲＭＤ）２８を備えることができる。入力端末２８は、広域ネットワーク２３に接続可能なパーソナルコンピュータ、携帯端末機、および携帯電話機によって提供される。入力端末２８は、地上施設２０に含まれるサーバと通信可能に構成されている。例えば、入力端末２８は、管理組織のサーバ２６と通信することにより、電池１１の認証処理に関連する情報の新設定、修正、リセットなどの処理を実行することができる。入力端末２８は、車両１０に搭載された表示装置１５を含むナビゲーション装置などによって提供することができる。

図２は、車両１０に搭載された電池管理システムの一部を示すブロック図である。車両１０には、電池１１が搭載されている。電池１１は、電池パッケージ（ＢＴＰＫ）１１とも呼ばれる。電池１１には、複数の電池モジュール（ＢＴＭＤ）１１ａが搭載されている。それぞれの電池モジュール１１ａは交換可能である。電池モジュール１１ａは、電池セル（ＢＴＣＬ）１１ｂと、記憶装置（ＢＴＭＭ）１１ｃとを備える。電池セル１１ｂは、電池としての基本構成部分である。電池セル１１ｂは、リチウムイオン電池である。記憶装置１１ｃは、電池モジュール１１ａを破壊せずには分離できないように構成されている。記憶装置１１ｃは、電池モジュール１１ａを認証するための情報を記憶している。この情報には、電池モジュール１１ａの識別情報（ＩＤ）と、管理情報とを含むことができる。識別情報は、その電池モジュール１１ａが純正電池であることを示すコード、およびその電池モジュール１１ａが正規の流通経路に供給されたことを示すコードを含むことができる。管理情報は、その電池モジュール１１ａを正規に使用するための情報である。管理情報には、電池モジュール１１ａの保障期間、上限使用回数、充電条件、放電条件などが含まれている。記憶装置１１ｃは、電池に関連するセキュリティ情報を記憶している。

さらに、電池パッケージ１１は、記憶装置（ＢＴＰＭ）１１ｄを備える。記憶装置１１ｄは、電池パッケージ１１の全体に関する管理情報を記憶している。この管理情報には、電池パッケージ１１の全体としての保障期間、充電条件、放電条件などが含まれている。さらに、電池パッケージ１１の充電条件には、制限された充電を実行するための条件として、制限充電量、および制限充電回数が記憶されている。

電池動作機器である車両１０に使用可能な電池１１または電池モジュール１１ａには、車両１０の製造者などにより指定された純正電池と、純正電池と互換性をもつ非純正電池とが含まれている。純正電池は、例えば、車両１０の製造または販売に関わる者によって指定された電池を意味することがある。また、純正電池は、車両１０の製造者と、電池の製造者との両方によって、その車両１０への使用に適したものとして指定された電池を意味することがある。また、純正電池は、車両１０の製造者らおよび／または電池の製造者らによって組織された組織によって指定された電池を意味することがある。純正電池には、例えば、公的な組織によって指定された準純正電池、または製造者または製造者などを構成員に含む組織によって指定された準純正電池を包含することができる。つまり、純正電池は、純正の表示によって特定されるものではない。純正電池は、車両１０においてコンピュータによって認証することができる。

非純正電池には、保証が十分でない電池や、信頼できる組織による認定がない電池が含まれる。それらの電池は、無指定電池と呼ぶこともできる。非純正電池には、電池に関して責任を負うべき責任者を特定できる情報がコンピュータによって読み取り可能に記録されている場合と、電池に関して責任を負うべき責任者を特定できる情報が記録されていない場合とがある。これら非純正電池は、車両１０においてコンピュータによって認証することができない。非純正電池は、サードパーティー品、模造品などとも呼ばれることがある。

また、電池を、その保障期間、または使用回数制限を越えて使用する場合には、有効な電池とは呼べない。純正電池または準純正電池であっても、保証期間、または使用回数制限を越えて使用する場合には、有効な電池とは呼べない。一部に故障を含む電池も、有効な電池とは言いがたい。これらの電池は、有効に使用できない状態にある、または有効に使用できることを保証できない状態にある。よって、これらの電池は、無効電池とも呼ぶことができる。有効電池は、車両１０においてコンピュータによって認証することができる。

さらに、純正電池には、正規入手電池と、不正入手電池とが含まれる。正規入手電池は、正規の流通経路を経て入手され、正規の手順を経て車両１０に装着されたものである。不正入手電池は、正規の流通経路を経由することなく、不正に入手された電池である。例えば、盗品が不正入手電池に該当する。正規入手電池は、車両１０においてコンピュータによって認証することができる。

電池が正規であるとは、純正電池を意味する場合と、機能的に有効な電池を意味する場合と、正規入手電池を意味する場合とがある。電池が非正規であるとは、非純正電池を意味する場合と、機能的に無効な電池を意味する場合と、不正入手電池を意味する場合とがある。よって、正規電池の語は、純正電池と、有効電池と、正規入手電池との少なくともひとつ、または２つ以上の条件を満たした電池を意味する上位概念として使用されている。正常な電池と表現するとき、それは、純正電池であり、機能的に有効な電池であり、かつ正規入手電池であることを意味する。異常な電池と表現するとき、非純正電池であるか、機能的に無効な電池であるか、または不正入手電池であることを意味する。

車両１０には、走行装置（ＶＨＤＭ）１２が搭載されている。走行装置１２は、電池１１から供給される電力によって車両１０を走行させる。走行装置１２には、電動機が含まれている。さらに、走行装置１２には、車両１０を走行させる動力を発生する内燃機関を含むことができる。

車両１０には、充電装置（ＣＨＲＤ）１３が搭載されている。充電装置１３は、電池１１への充電を制御する。充電装置１３は、充電スタンド２１と車両１０とが充電線によって接続されているときに、充電スタンド２１から電池１１への充電を制御する。充電装置１３は、外部から入力される信号に応じて電池１１への充電を許可、または禁止する断続手段を備えることができる。充電装置１３は、外部から入力される信号に応じて電池１１への充電量を最低充電量と満充電との間の所定の充電量に制御する充電量調節手段を備えることができる。

車両１０には、通信装置（ＣＯＭＭ）１４が搭載されている。通信装置１４は、有線または無線によって少なくともひとつのサーバと通信可能に構成されている。通信装置１４は、充電線を介して充電スタンド２１と通信する有線通信装置（ＷＲＣＭ）１４ａを備える。さらに、通信装置１４は、携帯電話網を利用して、無線で通信施設２２と通信する無線通信装置（ＷＬＣＭ）１４ｂを備える。通信装置１４は、有線通信装置１４ａと無線通信装置１４ｂとのいずれか一方を用いて、外部のサーバ、すなわち外部機器である記憶装置にデータを送信する。通信装置１４は、少なくとも車両製造者のサーバ２４、および管理組織のサーバ２６と通信可能に構成されている。

車両１０には、表示装置（ＶＨＤＰ）１５が搭載されている。表示装置１５は、車両１０の運転者などの使用者に対してメッセージを表示する。なお、車両の使用者は、車両の所有者、管理者、運転者、または同乗者などのいずれかを意味するものとする。表示装置１５は、車両１０に搭載されたメータ装置、ナビゲーション装置、または映像装置によって提供することができる。

車両１０には、電池制御装置（ＢＴＣＴ）１６が搭載されている。電池制御装置１６は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを格納している。記憶媒体は、メモリによって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、電池制御装置１６をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように電池制御装置１６を機能させる。電池制御装置１６は、記憶部（ＶＨＭＭ）１６ａ、認証部（ＶＲＦＣ）１６ｂ、および制御部（ＣＯＮＴ）１６ｃを備える。これらの構成要素１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、マイクロコンピュータの回路とプログラムとによって提供される。

電池制御装置１６は、電池１１が適切に使用されるように電池１１、走行装置１２、および充電装置１３を制御する。電池制御装置１６は、電池１１の状態に応じて上記制御を実行するように構成される。電池制御装置１６は、さらに、使用者に与える不便を抑制しながら、非正規電池の使用を抑制するために、認証制御を実行する。認証制御を実行するために、電池制御装置１６は、正規の電池であるか否かを判定する電池判定手段を備える。さらに、電池制御装置１６は、電池判定手段の判定結果に応じて充電装置および／または走行装置を制御する制御手段と、電池判定手段の判定結果に応じて所定の情報を通信回線を介して送信する送信手段とを備える。電池制御装置１６が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。

電池管理装置は、車両に搭載された電池制御装置１６を中心とする機器によって構成されている。電池管理装置の一部は、地上施設２０に含まれている。例えば、電池制御装置１６が提供する判定手段の一部は地上施設２０に設けることができる。また、非正規電池の使用を示す情報を複数のサーバを経由して目的とする記録装置に到達させる構成を採用してもよい。かかる構成においては、送信手段の一部が地上施設２０に設けられる。

記憶部１６ａは、電池を認証するための認証情報を記憶している。認証情報には、純正電池を認証するためのコードと、有効電池を認証するためのコードと、正規入手電池を認証するためのコードとを含むことができる。

認証部１６ｂは、正規の電池であるか否かを判定する電池判定手段を提供する。認証部１６ｂは、電池１１から識別情報と、管理情報とを読み出す手段を備える。さらに、認証部１６ｂは、記憶部１６ａに記憶された認証情報を読み出す手段を備える。

認証部１６ｂは、認証情報と識別情報とに基づいて、電池が純正電池か否かを判定する手段を備える。認証部１６ｂは、複数の電池モジュール１１ａのそれぞれに関して、電池が正規か否かを判定する。

電池が純正電池であるか否かの判定は、以下の処理によって実行することができる。例えば、純正電池にのみ所定の識別情報を交付する。電池の製造者は、交付された識別情報を記憶装置１１ｃに記憶させる。一方、記憶部１６ａには、識別情報と同じ認証情報が登録される。認証部１６ｂは、識別情報と認証情報とが一致する場合に、電池を正規のものと認証する。電池モジュール１１ａを車両１０に搭載したときに、識別情報と同じコードを認証情報として記憶部１６ａに登録してもよい。記憶装置１１ｃからの識別情報の読み出し、または記憶部１６ａへの認証情報の登録に、特殊な手順または装置を用いることにより、不正な登録行為を防止することができる。また、別の手法においては、純正電池にのみ、予め所定のコードによって暗号化された識別情報を交付する。電池の製造者は、交付された識別情報を記憶装置１１ｃに記憶させる。記憶部１６ａには、識別情報を解読するためのコードが認証情報として登録される。認証部１６ｂは、認証情報によって識別情報を解読でき、所定の情報が読み出された場合に、電池を正規のものと認証する。さらに、別の手法においては、純正電池にのみ所定の識別情報を交付する。認証部１６ｂは、通信装置１４を介して関連組織のサーバ２７にアクセスし、識別情報が純正電池のものか否かを判定する。この場合、判定手段は、認証部１６ｂとサーバ２７とによって構成される。識別情報を用いた純正電池の認証手段は、種々の認証技術を用いて構成することができる。

認証部１６ｂは、管理情報に基づいて電池が有効か否かを判定する手段を備える。認証部１６ｂは、複数の電池モジュール１１ａのそれぞれに関して、電池が有効か否かを判定する。

電池が有効か否かの判定は、以下の処理によって実行することができる。例えば、管理情報として電池の保障期間を示す情報を記憶装置１１ｃに記憶させる。認証部１６ｂは、保障期間が満了したか否かを判定する。保障期間中であれば、電池は有効である、すなわち電池は正規であると判定される。保障期間が満了した後であれば、電池は無効である、すなわち電池は非正規であると判定される。例えば、別の手法においては、管理情報として上限充電回数を示す情報を記憶装置１１ｃに記憶させる。認証部１６ｂは、上限充電回数を越えたか否かを判定する。上限充電回数以下であれば、電池は有効である、すなわち電池は正規であると判定される。上限充電回数を越えると、電池は無効である、すなわち電池は非正規であると判定される。

認証部１６ｂは、認証情報と識別情報とに基づいて電池が正規入手電池であるか否かを判定する手段を備える。認証部１６ｂは、複数の電池モジュール１１ａのそれぞれに関して、電池が正規入手電池であるか否かを判定する。

電池が正規入手電池であるか否かの判定は、以下の処理によって実行することができる。例えば、正規の流通経路を流通する純正電池にのみ所定の識別情報を交付する。電池の製造者は、交付された識別情報を記憶装置１１ｃに記憶させる。一方、正規の流通経路を経て入手された電池モジュール１１ａを車両１０に搭載するときには、正規の所定の登録処理が実行される。この登録処理により、記憶部１６ａには、識別情報と同じ認証情報が登録される。認証部１６ｂは、識別情報と認証情報とが一致する場合に、電池モジュール１１ａを正規入手品と認証する。識別情報を用いた正規入手電池の認証手段は、種々の認証技術を用いて構成することができる。

制御部１６ｃは、認証部１６ｂによる認証結果に応じて、電池１１、充電装置１３、および走行装置１２を制御する。制御部１６ｃは、認証結果に応じて充電を許可または禁止する手段、認証結果に応じて充電量を制限する手段、および認証結果に応じて電池１１を用いた走行を制限する手段などを含むことができる。制御部１６ｃと通信装置１４とは、非正規の電池が使用されている場合に、非正規電池の使用を示す情報を広域ネットワーク２３を介して外部のサーバ２４、２６に送信する送信手段を提供する。

次に、第１実施形態の電池管理システムの作動、および電池管理方法をフローチャートを参照しながら説明する。図３、図４、および図５は、第１実施形態に係る電池管理システムの制御を示すフローチャートである。

図３は、車両１０に搭載された電池管理装置の作動を示すフローチャートである。まず、ステップ２３０では、車両１０の使用開始か否かが判定される。すなわち、車両１０に乗員が乗り込んで、車両１０の電源スイッチがオン位置に操作されたか否かの判定が実行される。車両の使用が開始されない場合、ステップ２３０に戻る。車両の使用が開始された場合、ステップ２３１に進む。ステップ２３１では、車両１０を使用しようとする者が正当な権限を有しているか否かを判定する使用者認証処理が実行される。例えば、使用者が所有する鍵、または電子コードが正当なものか否かが判定される。ステップ２３２では、ステップ２３１の使用者認証処理によって車両１０の使用が承認されたか否かが判定される。車両１０の使用が禁止された場合、ステップ２３０へ戻る。車両１０の使用が許容された場合、ステップ２３３に進む。

ステップ２３０ないしステップ２３２における処理は、車両１０に属するセキュリティ装置、または走行装置１２に属するイモビライザ装置によって実行される。ステップ２３１における使用者認証処理と後述のステップ２３４における電池認証処理とは、異なる認証処理である。使用者認証において肯定的な判定がされた後に、電池認証処理を実行することにより電池情報のセキュリティが高められる。

ステップ２３３では、使用者が充電を実施しようとしているか否かが判定される。使用者が車両１０を充電スタンド２１の前に停車し、充電線を車両１０に接続すると、ステップ２３４に進む。ステップ２３４では、電池認証処理が実行される。電池認証処理は、認証部１６ｂと制御部１６ｃとによって実行される。ステップ２３５では、電池１１を充電する充電処理が実行される。充電処理は、充電装置１３に属する制御装置によって実行される。さらに、この充電処理においては、電池認証処理における認証結果が参照され、認証結果に応じた充電処理が実行される。

一方、充電ではない場合、ステップ２３６に進む。ステップ２３６では、電池１１を電源として使用する走行制御処理が実行される。この走行制御処理は、走行装置１２に属する制御装置によって実行される。さらに、この走行制御処理の前に、電池認証処理を実行してもよい。この場合、走行制御処理において、電池認証処理における認証結果が参照され、認証結果に応じた走行制御処理が実行される。

図４は、電池認証処理を示すフローチャートである。電池認証処理においては、まず、ステップ２４０において、電池１１から識別情報と管理情報とを含む電池情報が読み出される。さらに、ステップ２４０では、記憶部１６ａに記憶されている認証情報も読み出される。

ステップ２４１では、識別情報と認証情報とに基づいて、電池１１が車両１０に適合する純正品であるか否かが判定される。この判定は、例えば、純正品を示すコードが識別情報に含まれているか否かを判定することによって実施できる。ステップ２４１の処理は、電池が純正の電池か否かを判定する第１判定手段を提供する。ステップ２４１の処理は、電池モジュール１１ａごとに実行される。そして、ひとつでも非純正の電池モジュール１１ａが発見されると、ステップ２４５に進む。

ステップ２４２では、電池１１から読み出された管理情報に基づいて電池１１が有効であるか否かが判定される。すなわち、電池が機能的に有効か否かが判定される。ステップ２４２の処理は、電池が機能的に有効か否かを判定する第２判定手段を提供する。ステップ２４２の処理は、電池モジュール１１ａごとに実行される。そして、ひとつでも無効の電池モジュール１１ａが発見されると、ステップ２４５に進む。

ステップ２４３では、識別情報と認証情報とに基づいて、電池１１が正規に入手された電池であるか否かが判定される。すなわち、電池１１が正規の流通経路を経て入手され、正規の手順を経て車両１０に装着されたものであるか否かが判定される。この判定は、例えば、識別情報が車両１０に固有の情報と関連付けられているか否かを判定することによって実施できる。ステップ２４３の処理は、電池が正規に入手されたものであるか否かを判定する第３判定手段を提供する。ステップ２４３の処理は、電池モジュール１１ａごとに実行される。そして、ひとつでも不正入手に係る電池モジュール１１ａが発見されると、ステップ２４５に進む。

ステップ２４１で純正電池であると判定され、ステップ２４２で有効電池であると判定され、かつステップ２４３で不正入手電池ではないと判定されると、電池１１は正常な電池であると考えられる。よって、ステップ２４４では、電池１１が認証されたことを記憶する。ステップ２４４を経由した場合は、正常な電池である。よって、以後、通常の充電制御と、通常の走行制御とが許容される。

ステップ２４１で非純正電池であると判定されるか、ステップ２４２で無効電池であると判定されるか、またはステップ２４３で不正入手電池であると判定されると、電池１１は異常な電池であると考えられる。よって、ステップ２４５およびステップ２４６によって対策処理を実行する。

ステップ２４５は、車両１０に非正規電池が使用されていることを車両１０の運転者に対して通知する。ステップ２４５では、異常な電池が使用されていることを表示装置１５に表示する。ステップ２４６では、電池１１が認証されなかったこと、すなわち電池１１が非正規電池であることを記憶する。ステップ２４６を経由した場合は、異常な電池である。よって、以後、非正規電池の使用を抑制するように設定された対策制御が実行される。対策制御の一例は、通常の充電制御に比べて制限された充電制御によって提供される。

図５は、充電制御を示すフローチャートである。まず、ステップ２５０では、電池１１が認証されたか否かを判定する。この判定は、ステップ２４４またはステップ２４６で記憶された認証結果を参照することで実施される。電池１１が正規電池として認証された場合、ステップ２５１およびステップ２５２により通常の充電制御を実行する。ステップ２５１およびステップ２５２により、電池判定手段において肯定的に判定されたとき、通常の充電条件の下で電池を充電する通常充電手段が提供される。

ステップ２５１では、目標充電量を設定する。ステップ２５１では、電池１１に許容された最大の充電量である許容充電量ＣＰが目標充電量に設定される。目標充電量は、電池１１の充電量を示す指標、または充電量に関連する指標によって設定することができる。例えば、指標のひとつとして、電池容量（Ａｈ）を用いることができる。この場合、ステップ２５１では、電池１１に許容されている最大の容量（ＢｖｅｈＭａｘ）を目標充電量に設定することができる。電池容量は、電池１１または電池モジュール１１ａに固有の指標である。許容充電量ＣＰは、電池制御装置１６に記憶させておくことができる。これに代えて、許容充電量ＣＰを電池モジュール１１ａの記憶装置１１ｃ、または電池１１の記憶装置１１ｄに記憶させておいてもよい。

ステップ２５２では、充電装置１３によって電池１１を目標充電量まで急速充電する。使用者によって充電が中断された場合、電池１１は目標充電量までは充電されない。しかし、急速充電によって、電池１１は早期に高い充電量を獲得する。なお、急速充電の速さは、後述する制限された充電制御における速さより速いことを意味している。よって、急速充電は、最高の充電速度に限定されるものではない。ステップ２５１および２５２を含む通常の充電制御によると、使用者は電池１１を、電池１１に許容された最大の充電量まで充電することができる。言い換えると、正規電池が使用される場合、使用者は電池１１を、利用可能な範囲内で無制限に充電することができる。

電池１１が正規電池として認証されなかった場合、ステップ２５３ないしステップ２５７により制限された充電制御を実行する。つまり、非正規電池が使用されている場合は、制限された充電制御を実行する。ステップ２５３ないしステップ２５７により、電池判定手段において否定的に判定されたとき、通常充電手段による充電より制限された充電条件の下で電池を充電する制限充電手段が提供される。

制限された充電制御は、通常の充電制御とは異なる充電を実行する。制限された充電制御は、通常の充電制御に比べて、使用者にとって不便な充電を提供する。例えば、制限された充電制御によって与えられる制限充電量は、通常の充電制御によって与えられる通常充電量より少なく設定される。この場合、制限充電手段は、通常充電手段による充電量より少なく制限された制限充電量まで電池を充電する。制限された充電制御は、充電量をゼロに制限するものではない。制限された充電制御においては、電池１１は依然として充電される。ただし、制限充電量は、電池１１に許容され、かつ電池１１が受け入れ可能な最大の充電量よりも少ない。しかも、制限充電量は、車両を所定距離だけ走行させることができるように設定されている。この場合、使用者は一定の不便を感じるが、電池１１を制限充電量だけ充電することによって、車両１０を制限された距離だけ走行させることができる。しかも、使用者に対して、正規電池への切替を促すことができる。

制限された充電制御は、通常の充電制御よりも長い充電時間を要するように設定されてもよい。かかる充電速度による制限は、それ単独で実施することができ、また、制限充電量による制限に併用することもできる。具体的には、急速充電を禁止し、ゆっくりとした低速充電だけを許可する。この場合、制限充電手段は、通常充電手段による充電速度より遅く制限された制限充電速度で電池を充電する。この場合、使用者は一定の不便を感じるが、電池１１を充電することによって車両１０を走行させることができる。しかも、使用者に対して、正規電池への切替を促すことができる。

さらに、制限された充電制御の回数を制限することができる。制限された充電制御の回数は、制限充電回数とも呼ばれる。制限充電回数は、電池１１に許容され、電池１１が耐えることのできる充電回数より明らかに少ない回数である。制限充電回数は、例えば、ゼロではない、数回に設定することができる。制限充電回数は、例えば、２〜１０回程度に設定することができる。この場合、制限充電手段は、電池判定手段において否定的に判定された後、所定回数だけ制限された充電条件の下での充電を許可する。この場合、充電の回数を制限することによって、使用者にいくらかの不便さを与えて、非正規電池の使用を抑制することができる。

ステップ２５３では、制御部１６ｃは、制限された充電制御のために必要な制限情報を入力する。例えば、制御部１６ｃは、記憶装置１１ｄから電池１１の管理情報を読み出す。記憶装置１１ｄには、電池１１の管理情報が記憶されている。管理情報には、制限充電量ＣＬと、制限充電回数ＮＬとが含まれている。記憶装置１１ｄから電池１１の管理情報を読み出せない場合は、記憶部１６ａに保存されているデフォルト値を用いる。制限充電量ＣＬは、車両１０の特性および搭載可能な電池の性能を考慮して、予め設定され、電池１１の記憶装置１１ｄに記憶されている。制限充電量ＣＬは、車両１０を所定距離だけ、または所定時間だけ走行させることができるように設定することができる。上記所定距離または所定時間は、使用者が過度の不利益を蒙ることを回避できる程度の距離、または時間に設定することができる。例えば、電池１１が非正規電池であると判定された後に、使用者が車両１０をサービス工場まで走行させることができる程度の制限充電量ＣＬが設定される。制限充電量ＣＬは、電池１１の容量の１０％以上、５０％以下の範囲内に設定することができる。例えば、制限充電量ＣＬは、予め設定された最小の容量（ＢｖｅｈＭｉｎ）とすることができる。さらに、制御部１６ｃは、電池１１が非正規電池であると判定されてから、その判定が継続する間の充電回数である実充電回数ＮＲを入力する。実充電回数ＮＲも、管理情報のひとつとして、記憶装置１１ｄに記憶させることができる。

ステップ２５４では、実充電回数ＮＲが制限充電回数ＮＬ以下か否かが判定される。言い換えると、電池１１が非正規電池であると判定されてから、その判定が継続する間の実充電回数ＮＲが、制限された充電回数ＮＬ以下か否かが判定される。つまり、非正規電池の使用を開始した後に許容された充電回数の残り回数があるか否かを判定する。残り回数がある場合、ステップ２５５へ進む。

ステップ２５５では、目標充電量を設定する。ステップ２５５では、制限充電量ＣＬが目標充電量に設定される。制限充電量ＣＬは、電池１１の容量に基づいて予め設定されているから、非正規電池の使用下においても不具合を抑制することができる適切な制限充電量を設定することができる。

ステップ２５６では、非正規電池の使用に起因して、制限された充電制御が実行されることを車両１０の運転者に対して通知する。ステップ２５６では、制限された充電制御が実行されることを示す警告メッセージを表示装置１５に表示する。さらに、制限された充電制御の内容を表示装置１５に表示してもよい。例えば、制限充電量ＣＬおよび／または期待される走行可能距離が表示される。さらに、ステップ２５６では、制限充電回数ＮＬと実充電回数ＮＲとの差を車両１０の運転者に対して通知する。制限充電回数ＮＬと実充電回数ＮＲとの差は、表示装置１５に表示される。制限充電回数ＮＬと実充電回数ＮＲとの差は、残された充電回数である。ステップ２５６により、制限充電手段により充電されることを表示する表示手段が提供される。

ステップ２５７では、充電装置１３によって電池１１を目標充電量まで低速充電する。低速充電の速さは、通常の充電制御における急速充電の速さより遅いことを意味している。よって、低速充電は、最低の充電速度に限定されるものではない。ステップ２５３ないしステップ２５７によって提供される制限された充電制御によると、使用者は電池１１を、電池１１に許容された制限充電量ＣＬまで充電することができる。言い換えると、非正規電池が使用される場合、使用者は電池１１を、所定の制限された充電条件の下で充電することができる。

さらに、制限された充電制御が所定回数だけ実行されると、ステップ２５８およびステップ２５９により充電禁止制御が実行される。ステップ２５８およびステップ２５９により、充電を禁止する充電禁止手段が提供される。ステップ２５４において実充電回数ＮＲが制限充電回数ＮＬを越えたと判定されると、ステップ２５８へ進む。ステップ２５８では、充電が禁止されたことを車両１０の運転者に通知する。ステップ２５８では、充電が禁止されたことを示す警告メッセージを表示装置１５に表示する。ステップ２５９では、充電を禁止する。ステップ２５９では、充電装置１３から電池１１への充電を停止する。

この実施形態によると、非正規電池が使用されるときにも電池を充電することができる。このため、電池動作機器を使用可能状態におくことができる。また、充電量、および／または充電速度といった充電条件を制限することによって、いくらかの不便さを与えることができる。よって、非正規電池の使用を抑制しながら、使用者の利便性を改善することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態の図５に代えて、図６のフローチャートに示された充電制御を採用する。第２実施形態も、図１から図４に図示された構成および手段を備えている。

図６は、充電制御を示すフローチャートである。図５のステップと同じステップには、同じ符号を付した。この実施形態では、充電量を示す指標として、充電率を用いる。充電率は、充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）とも呼ばれる。この場合、ステップ２６１では、ＳＯＣ＝１００％、すなわち満充電を目標充電量に設定する。充電率は、電池１１の充放電特性から計測することができる。充電装置１３は、充電率を計測し、目標充電量として設定された充電率になるように電池１１を充電する。

ステップ２６３では、制限充電回数ＮＬと実充電回数ＮＲとが入力される。ステップ２６５では、ＳＯＣ＝５０％、すなわち半充電を目標充電量に設定する。

充電率は、電池１１の今現在の能力を反映している。よって、この実施形態によると、電池１１の能力に応じた制限充電量が設定される。

（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態の図４に代えて、図７のフローチャートに示された認証処理を採用する。さらに、第１実施形態の図５に代えて、図８のフローチャートに示された充電制御を採用する。この実施形態も、図１から図３に図示された構成および手段を備えている。

図７は、認証処理を示すフローチャートである。図４のステップと同じステップには、同じ符号を付した。ステップ２７７では、非正規電池の状態を記憶する。非正規電池の状態は、正常な電池との差を示すレベルとして記憶することができる。例えば、電池が純正ではない場合は、レベル１とする。電池が純正ではあるが、機能的に無効な場合は、レベル２とする。さらに、電池が純正且つ有効であるが、不正入手にかかる電池である場合は、レベル３とする。この例では、レベルの数値が高い方がより正常な電池に近いといえる。ステップ２７７は、電池判定手段において否定的に判定された電池の状態を記憶する記憶手段を提供する。

図８は、充電処理を示すフローチャートである。図５のステップと同じステップには、同じ符号を付した。ステップ２８３では、制限充電量ＣＬは非正規電池の状態に応じて可変に設定される。この実施形態では、ステップ２７７で記憶されたレベルに応じた制限充電量ＣＬと制限充電回数ＮＬとを設定する。ステップ２８５では、ステップ２８３で設定された制限充電量ＣＬが目標充電量に設定される。

例えば、レベル１の場合は、制限充電量ＣＬを予め設定された最小の容量（ＢｖｅｈＭｉｎ）とし、制限充電回数ＮＬを３回とする。レベル２の場合は、制限充電量ＣＬを最小の容量（ＢｖｅｈＭｉｎ）の２倍とし、制限充電回数ＮＬを６回とする。レベル３の場合は、制限充電量ＣＬを最小の容量（ＢｖｅｈＭｉｎ）の３倍とし、制限充電回数ＮＬを１０回とする。また、レベルに応じた充電回数の制限は、上記の例に限られない。例えば、制限充電回数ＮＬは、車両または電池により個別に設定してもよい。

ステップ２８３は、非正規電池の状態に応じて、制限された充電条件を設定する手段を提供する。これより、非正規電池の状態に応じて充電条件を制限することができる。例えば、非正規電池の正常さの度合いに応じて、充電条件が制限される。具体的には、非正規電池が正常な電池に近いほど、充電条件の制限が緩やかに設定される。また、充電条件は、電池の充電量および／または充電回数によって制限することができる。例えば、この実施形態では、非正規電池が正常な電池に近いほど、多くの充電量が許容される。また、非正規電池が正常な電池に近いほど、多くの充電回数が許容される。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

例えば、上記実施形態では、非正規電池が使用されるときには、電池１１の全体としての充電量を制限した。これに代えて、非正規と判定された電池モジュール１１ａだけの充電量を制限してもよい。かかる構成においては、電池モジュール１１ａの記憶装置１１ｃに制限充電量ＣＬと制限充電回数ＮＬとを記憶することが望ましい。

例えば、非正規の電池が使用されるときに、その情報を、車両製造者のサーバ２４、電池製造者のサーバ２５、および／または管理組織のサーバ２６に通報してもよい。さらに、不正に入手された電池が使用されるときに、警察等の捜査機関に通報する手段を設けてもよい。例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。

１ 電池管理システム、１０ 車両、１１ 電池（電池パッケージ）、１２ 走行装置、１３ 充電装置、１４ 通信装置、１５ 表示装置、１６ 電池制御装置、２０ 地上施設、２１ 充電スタンド、２２ 通信施設、２３ 広域ネットワーク、２４ 車両製造者のサーバ、２５ 電池製造者のサーバ、２６ 管理組織のサーバ、２７ 関連組織のサーバ。

Claims (9)

1. 電池から供給される電力によって車両を走行させる走行装置が搭載された車両のための電池管理装置において、
   前記電池が正規か否かを判定する電池判定手段と、
   前記電池判定手段において肯定的に判定されたとき、前記電池を充電する通常充電手段と、
   前記電池判定手段において否定的に判定されたとき、前記通常充電手段による充電より制限された充電条件の下で前記電池を充電する制限充電手段と
   を備え、
   前記電池判定手段は、
   前記電池が非純正電池である場合に否定的に判定する手段と、
   前記電池が機能的に無効な電池である場合に否定的に判定する手段と、
   前記電池が不正入手電池である場合に否定的に判定する手段とを備え、
   前記制限充電手段は、前記通常充電手段による充電量より少なく制限され、前記車両を所定距離だけ走行させることができるように設定された制限充電量まで電池を充電することを特徴とする電池管理装置。
2. 前記非純正電池は、保証が十分でない電池、および信頼できる組織による認定がない電池を含み、
   前記機能的に無効な電池は、保証期間または使用回数制限を越えて使用される電池、および一部に故障を含む電池を含み、
   前記不正入手電池は、正規の流通経路を経由することなく不正に入手された電池であることを特徴とする請求項１に記載の電池管理装置。
3. 前記制限充電量は前記電池に記録されている値に基づいて設定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池管理装置。
4. 前記制限充電量は前記電池の充電率に基づいて設定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池管理装置。
5. 前記制限充電手段は、前記電池判定手段において否定的に判定された電池の状態に応じて、前記制限された充電条件を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電池管理装置。
6. 前記制限された充電条件は、前記電池の充電量および／または充電回数であることを特徴とする請求項５に記載の電池管理装置。
7. 前記制限充電手段は、前記通常充電手段による充電速度より遅く制限された制限充電速度で前記電池を充電することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の電池管理装置。
8. 前記制限充電手段は、前記電池判定手段において否定的に判定された後、所定回数だけ充電を許可することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電池管理装置。
9. さらに、前記制限充電手段により充電されることを表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の電池管理装置。

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