WO2021149467A1 - 蓄電パックの認証方法、蓄電パック、充電装置、電動移動体、及び電動移動体の制御装置 - Google Patents

蓄電パックの認証方法、蓄電パック、充電装置、電動移動体、及び電動移動体の制御装置 Download PDF

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克昭 濱本
倉貫 正明
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Definitions

  • the present invention relates to an authentication method for a storage pack that can be attached to and detached from an electric mobile body, a power storage pack, a charging device, an electric mobile body, and a control device for the electric mobile body.
  • the time required for energy supply can be reduced by replacing the pre-charged battery pack with the battery pack having the low remaining capacity at the nearest charging stand. It is conceivable to build a mechanism to shorten it.
  • the above method is based on the premise that the power storage device is fixed inside the vehicle, and is not expected to be removed outside the vehicle.
  • a situation may occur in which a plurality of vehicles or a plurality of chargers exist in a range in which wireless communication with the battery pack is possible.
  • control unit of one vehicle may erroneously control the battery pack installed in another nearby vehicle.
  • control unit of the charger may erroneously control an uncontrolled battery pack installed in another charging slot without controlling the battery pack to be controlled installed in one charging slot. .. In such a case, the safety and security of the entire charging system cannot be guaranteed.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for an electric mobile body or a charging device that controls a storage pack by using wireless communication to correctly identify a mounted storage pack. There is.
  • the control unit of the charging device when the power storage pack detached from the electric moving body is installed in the charging slot of the charging device, the control unit of the charging device causes the charging device. , The step of transmitting the identification information to the control unit of the storage pack mounted in the charging slot via a wire, and the control unit of the storage pack transmit a signal including the identification information received from the charging device by short-range wireless communication.
  • the control unit of the charging device receives the signal transmitted by the short-range wireless communication, the identification information included in the received signal matches the identification information transmitted via the wire. It has a step of verifying whether or not, and if they match, a step of authenticating that the storage pack installed in the charging slot and the communication partner of the short-range wireless communication are the same.
  • an electric mobile body or a charging device that controls a storage pack using wireless communication can correctly identify the mounted storage pack.
  • FIG. 1 It is a conceptual diagram of the vehicle system using the replaceable battery pack which concerns on embodiment. It is a figure which shows the structural example of the charging device which concerns on embodiment. It is a figure which shows the structural example of the vehicle which concerns on embodiment. It is a figure which shows the system configuration example 1 of the battery pack mounted on the vehicle, and the vehicle control part which concerns on embodiment. It is a figure which shows the system configuration example 2 of the battery pack mounted on the vehicle, and the vehicle control part which concerns on embodiment. It is a figure which shows the basic concept of the process which the vehicle control part authenticates the battery pack installed in the installation slot of a vehicle. It is a figure which shows roughly the flow of ID assignment to the battery pack after replacement at the time of exchanging the battery pack mounted in the mounting slot of a vehicle.
  • FIG. 1 it is a sequence diagram which shows the detailed process flow at the time of exchanging the battery pack installed in the installation slot of a vehicle (the 1).
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing a detailed processing flow when replacing a battery pack mounted in a vehicle mounting slot in system configuration example 1 (No. 2). It is a sequence diagram which shows the flow of the process which concerns on the modification of the process shown in FIG. 8 (the 1). It is a sequence diagram which shows the flow of the process which concerns on the modification of the process shown in FIG. 9 (the 2). It is a sequence diagram which shows the detailed process flow at the time of exchanging the battery pack installed in the installation slot of a vehicle in system configuration example 2 (the 1).
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing a detailed processing flow when replacing a battery pack mounted in a vehicle mounting slot in system configuration example 1 (No. 2). It is a sequence diagram which shows the flow of the process which concerns on the modification of the process shown in FIG. 8 (the 1). It is a sequence diagram which shows the flow
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing a detailed processing flow when replacing a battery pack mounted in a vehicle mounting slot in system configuration example 2 (No. 2). It is a sequence diagram which shows the flow of the process which concerns on the modification of the process shown in FIG. 12 (the 1). It is a sequence diagram which shows the flow of the process which concerns on the modification of the process shown in FIG. 13 (the 2).
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a vehicle system 1 using the replaceable battery pack 10 according to the embodiment.
  • a plurality of battery packs 10, at least one charging device 20, and a plurality of vehicles 30 are used.
  • an electric motorcycle (electric scooter) is assumed as the vehicle 30.
  • the battery pack 10 is a removable, portable and replaceable battery pack, and can be installed in both the mounting slot of the vehicle 30 and the charging slot of the charging device 20.
  • the battery pack 10 is charged while being mounted in the charging slot of the charging device 20.
  • the charged battery pack 10 is taken out by a user (usually, the driver of the vehicle 30) and installed in the mounting slot of the vehicle 30.
  • the battery pack 10 mounted in the mounting slot of the vehicle 30 is discharged when the vehicle 30 is running, and the remaining capacity decreases with the discharge.
  • the battery pack 10 having a reduced remaining capacity is taken out by the user and installed in the charging slot of the charging device 20.
  • the user takes out the charged battery pack 10 from another charging slot of the charging device 20 and installs it in the mounting slot of the vehicle 30. By this operation, the battery pack 10 having a reduced remaining capacity is replaced with a charged battery pack 10.
  • the user does not have to wait while the battery pack 10 is charged, and the vehicle 30 can be restarted in a short time.
  • the battery pack 10 is frequently attached and detached, so that the connector portion of the mounting slot of the vehicle 30 or the connector portion of the battery pack 10 in contact with the connector portion of the charging slot of the charging device 20 is likely to deteriorate. ..
  • control signals are exchanged between the vehicle 30 or the charging device 20 and the battery pack 10 by wireless communication.
  • the terminal for the communication line can be eliminated from the connector. It suffices if the connector is provided with terminals for power lines.
  • the wired communication via the connector is not used for sending and receiving the control signal, it is possible to prevent the control signal from being cut off due to a defective connector.
  • Short-range wireless communication is used for wireless communication between the vehicle 30 and the battery pack 10, wireless communication between the charging device 20 and the battery pack 10, and wireless communication between the vehicle 30 and the charging device 20.
  • Bluetooth registered trademark
  • Wi-Fi registered trademark
  • infrared communication etc.
  • BLE Bluetooth (registered trademark) Low Energy
  • BLE is one of the extended standards of Bluetooth (registered trademark), and is a low power consumption short-range wireless communication standard using the 2.4 GHz band. Since BLE has low power consumption so that it can be driven by a single button battery for several years, it is suitable for battery driving and can be considered by ignoring the influence on the remaining capacity of the battery pack 10. In addition, since many modules for BLE communication are shipped to the market, they can be obtained at low cost. In addition, BLE has a high affinity with smartphones and can provide various services linked with smartphones.
  • the radio wave range of BLE is about 10 m. Therefore, a state in which a plurality of vehicles 30, a plurality of battery packs 10, and a charging device 20 exist within the communication range of BLE may occur. Since the charging device 20 is provided with a plurality of charging slots, the charging device 20 needs to wirelessly communicate with a plurality of battery packs 10 mounted in the plurality of charging slots. That is, a 1: N network is formed between the charging device 20 and the plurality of battery packs 10. Similarly, when the vehicle 30 is provided with a plurality of mounting slots, the vehicle 30 needs to wirelessly communicate with the plurality of battery packs 10 mounted in the plurality of mounting slots. That is, a 1: N network is formed between the vehicle 30 and the plurality of battery packs 10.
  • the identification information (ID) is used to confirm the identity between the physically connected battery pack 10 and the battery pack 10 connected by wireless communication.
  • This identification information (ID) may be temporary identification information.
  • the identification information (ID) may include identification information unique to each device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the charging device 20 according to the embodiment.
  • the charging device 20 includes a charging stand 21, a control unit 22, a display unit 27, an operation unit 28, and a charging unit 29.
  • the control unit 22 includes at least a processing unit 23, an antenna 25, and a wireless communication unit 26.
  • the charging stand 21 has a plurality of charging slots SLc1-SLc8 for mounting the plurality of battery packs 10.
  • the number of charging slots is 8, but the number of charging slots may be 2 or more, and may be 4, for example.
  • Each charging slot SLc1-SLc8 has a connector including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and when the battery pack 10 is attached, it conducts with the positive electrode terminal and the negative electrode terminal included in the connector of the battery pack 10, respectively.
  • the negative electrode terminal portion included in the connector of each charging slot SLc1-SLc8 and the negative electrode terminal portion included in the connector of the battery pack 10 may be respectively composed of solid GND. In that case, the pin included in the connector of the battery pack 10 can be made into one of the positive electrode terminal pins, and the protruding portion of the connector that tends to cause a problem can be reduced.
  • the processing unit 13 (see FIG. 4) of each battery pack 10 mounted on the charging stand 21 transmits and receives a control signal to and from the processing unit 23 in the control unit 22 by using short-range wireless communication and a power line.
  • the specific method of transmitting and receiving the Gobe signal between the two will be described later.
  • the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each charging slot SLc1-SLc8 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charging unit 29, respectively.
  • the charging unit 29 is connected to the commercial power system 2 and can charge the battery pack 10 mounted on the charging stand 21.
  • the charging unit 29 generates DC power by full-wave rectifying the AC power supplied from the commercial power system 2 and smoothing it with a filter.
  • a relay (not shown) is provided between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charging unit 29 and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each charging slot SLc1-SLc8, respectively.
  • the processing unit 23 controls the continuity / interruption of each charging slot SLc1-SLc8 by controlling the on (closed) / off (open) of the relay.
  • a DC / DC converter (not shown) may be provided between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charging unit 29 and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each charging slot SLc1-SLc8, respectively.
  • the processing unit 23 can control the charging voltage or charging current of each battery pack 10 by controlling the DC / DC converter. For example, constant current (CC) charging or constant voltage (CV) charging can be performed.
  • the DC / DC converter may be provided in the battery pack 10. When the AC / DC converter is mounted in the battery pack 10, the battery pack 10 can be charged by AC power from the charging unit 29.
  • the processing unit 23 is composed of, for example, a microcomputer.
  • the wireless communication unit 26 executes short-range wireless communication processing.
  • the wireless communication unit 26 is composed of a BLE module, and the antenna 25 is composed of a chip antenna or a pattern antenna built in the BLE module.
  • the wireless communication unit 26 outputs the data received by the short-range wireless communication to the processing unit 23, and transmits the data input from the processing unit 23 by the short-range wireless communication.
  • the processing unit 23 can acquire battery status information from the battery pack 10 mounted on the charging stand 21.
  • battery state information at least one information of voltage, current, temperature, SOC (State Of Charge), and SOH (State Of Health) of a plurality of cells E1-En (see FIG. 4) in the battery pack 10 is acquired. be able to.
  • the display unit 27 includes a display, and displays guidance to the user (usually the driver of the vehicle 30) who uses the charging device 20 on the display.
  • the operation unit 28 is a user interface such as a touch panel, and accepts user operations.
  • the charging device 20 may further include a speaker (not shown) and output voice guidance from the speaker to the user.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the vehicle 30 according to the embodiment.
  • the vehicle 30 includes a battery mounting unit 31, a vehicle control unit 32, a meter panel 39, an inverter 310, a motor 311 and a tire 312.
  • the vehicle control unit 32 includes at least a processing unit 33, an antenna 35, and a wireless communication unit 36.
  • the battery mounting unit 31 has at least one mounting slot SLa1-SLa2 for mounting at least one battery pack 10.
  • the number of mounting slots is 2, but the number of mounting slots may be 1 or 3 or more.
  • Each mounting slot SLa1-SLa2 has a connector including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and when the battery pack 10 is mounted, it conducts with the positive electrode terminal and the negative electrode terminal included in the connector of the battery pack 10, respectively.
  • the negative electrode terminal portion included in the connector of each mounting slot SLa1-SLa2 may be composed of a solid GND.
  • the processing unit 13 (see FIG. 4) of each battery pack 10 mounted on the battery mounting unit 31 transmits and receives a control signal to and from the processing unit 33 in the vehicle control unit 32 using short-range wireless communication and a power line.
  • the specific method of transmitting and receiving the Gobe signal between the two will be described later.
  • the plurality of positive electrode terminals of the plurality of mounting slots SLa1-SLa2 are connected to the power bus on the positive side, and the plurality of negative electrode terminals are connected to the power bus on the negative side, respectively. Therefore, the plurality of battery packs 10 mounted in the plurality of mounting slots SLa1-SLa2 are electrically connected in parallel. Therefore, as the number of battery packs 10 mounted on the battery mounting portion 31 increases, the capacity increases.
  • a plurality of battery packs 10 mounted in the plurality of mounting slots SLa1-SLa2 may be electrically connected in series. In that case, the output voltage can be increased.
  • the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery mounting portion 31 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the inverter 310 via the main relay RYm.
  • the main relay RYm functions as a contactor between the vehicle 30 and the battery pack 10.
  • the processing unit 33 controls the conduction / disconnection between the vehicle 30 and the battery pack 10 by controlling the on / off of the main relay RYm.
  • the inverter 310 converts the DC power supplied from the battery pack 10 mounted on the battery mounting portion 31 into AC power and supplies it to the motor 311 during power running.
  • the AC power supplied from the motor 311 is converted into DC power and supplied to the battery pack 10 mounted on the battery mounting portion 31.
  • the motor 311 is a three-phase AC motor, and rotates according to the AC power supplied from the inverter 310 during power running.
  • the rotational energy due to deceleration is converted into AC power and supplied to the inverter 310.
  • the rotating shaft of the motor 311 is connected to the rotating shaft of the tire 312 of the rear wheels.
  • a transmission may be provided between the rotation shaft of the motor 311 and the rotation shaft of the tire 312.
  • the vehicle control unit 32 is a vehicle ECU (Electronic Control Unit) that controls the entire vehicle 30.
  • the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 is composed of a microcomputer.
  • the wireless communication unit 36 executes short-range wireless communication processing.
  • the wireless communication unit 36 is composed of a BLE module, and the antenna 35 is composed of a chip antenna or a pattern antenna built in the BLE module.
  • the wireless communication unit 36 outputs the data received by the short-range wireless communication to the processing unit 33, and transmits the data input from the processing unit 33 by the short-range wireless communication.
  • the processing unit 33 can acquire the battery status information from the battery pack 10 mounted on the battery mounting unit 31.
  • As battery status information at least one information of voltage, current, temperature, SOC, and SOH of a plurality of cells E1-En (see FIG. 4) in the battery pack 10 can be acquired. Further, the processing unit 33 can acquire the speed of the vehicle 30.
  • the meter panel 39 displays the state information of the vehicle 30. For example, the speed of the vehicle 30 and the remaining capacity (SOC) of the battery pack 10 are displayed. The driver can determine the necessity of replacing the battery pack 10 by looking at the remaining capacity (SOC) of the battery pack 10 displayed on the meter panel 39.
  • SOC remaining capacity
  • FIG. 4 is a diagram showing a system configuration example 1 of the battery pack 10 mounted on the vehicle 30 and the vehicle control unit 32 according to the embodiment.
  • two battery packs 10a and 10b are mounted on the battery mounting portion 31 of the vehicle 30 (see FIG. 3).
  • the battery pack 10 includes a battery module 11 and a battery control unit 12.
  • the battery module 11 is connected on a power line that internally connects the positive electrode terminal Tp and the negative electrode terminal Tm of the battery pack 10.
  • the positive electrode terminal Tp of the battery pack 10 is connected to the power bus on the positive side via the slot relay RYs, and the negative electrode terminal Tm of the battery pack 10 is connected to the power bus on the negative side.
  • the power bus on the positive side and the power bus on the negative side are connected to the inverter 310 via the main relay RYm (see FIG. 3).
  • the battery module 11 includes a plurality of cells E1-En connected in series.
  • the battery module 11 may be configured by connecting a plurality of battery modules in series or in series or parallel.
  • a lithium ion battery cell a nickel hydrogen battery cell, a lead battery cell or the like can be used.
  • a lithium ion battery cell nominal voltage: 3.6-3.7 V
  • the number of cells E1-En in series is determined according to the drive voltage of the motor 311.
  • the communication path is branched from the node N1 between the positive electrode terminal Tp of the battery pack 10 and the battery module 11.
  • a power relay RYp is inserted between the node N1 and the battery module 11.
  • the current sensor 17 is installed on a power line that internally connects the positive electrode terminal Tp and the negative electrode terminal Tm of the battery pack 10.
  • the current sensor 17 is installed at a position on the negative electrode terminal Tm side of the power relay RYp.
  • the current sensor 17 measures the current flowing through the battery module 11 and outputs the measured current value to the processing unit 13 of the battery control unit 12.
  • the current sensor 17 can be composed of, for example, a combination of a shunt resistor, a differential amplifier and an A / D transmission.
  • a Hall element may be used instead of the shunt resistor.
  • the battery control unit 12 includes a processing unit 13, a voltage measuring unit 14, an antenna 15, and a wireless communication unit 16.
  • the voltage measuring unit 14 and each node of the plurality of cells E1-En connected in series are connected by a plurality of voltage measuring lines.
  • the voltage measuring unit 14 measures the voltage of each cell E1-En by measuring the voltage between two adjacent voltage measuring lines.
  • the voltage measuring unit 14 transmits the measured voltage value of each cell E1-En to the processing unit 13.
  • the voltage measuring unit 14 Since the voltage measuring unit 14 has a high voltage with respect to the processing unit 13, the voltage measuring unit 14 and the processing unit 13 are connected by a communication line in an insulated state.
  • the voltage measuring unit 14 can be configured by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or a general-purpose analog front-end IC.
  • the voltage measuring unit 14 includes a multiplexer and an A / D converter.
  • the multiplexer outputs the voltage between two adjacent voltage measuring lines to the A / D converter in order from the top.
  • the A / D converter converts the analog voltage input from the multiplexer into a digital value.
  • At least one temperature sensor is installed in the vicinity of a plurality of cells E1-En.
  • the temperature sensor measures the temperatures of the plurality of cells E1-En and outputs the measured temperature values to the processing unit 13.
  • the temperature sensor can be composed of, for example, a combination of a thermistor, a voltage dividing resistor, and an A / D transmission.
  • the mating detection unit 18 detects the mating state of the connector of the battery pack 10 and the connector of the battery mounting portion 31 of the vehicle 30.
  • the connector on the battery pack 10 side may be composed of a female connector
  • the connector on the battery mounting portion 31 side of the vehicle 30 may be composed of a male connector.
  • the mating detection unit 18 outputs a start signal according to the connection state between the two to the processing unit 13.
  • the start signal is defined by a binary signal, an on signal is output when both are connected, and an off signal is output when both are separated.
  • the fitting detection unit 18 can be configured by, for example, a reed switch. In this case, the fitting detection unit 18 magnetically determines whether or not the two are connected.
  • a sensor that mechanically detects the presence or absence of a connection between the two may be used.
  • the wireless communication unit 16 executes short-range wireless communication processing.
  • the wireless communication unit 16 is composed of a BLE module, and the antenna 15 is composed of a chip antenna or a pattern antenna built in the BLE module.
  • the wireless communication unit 16 outputs the data received by the short-range wireless communication to the processing unit 13, and transmits the data input from the processing unit 13 by the short-range wireless communication.
  • the node N1 between the positive electrode terminal Tp of the battery pack 10 and the battery module 11 and the processing unit 13 are connected by a communication path.
  • a fuse F1, a resistor R1, and a pack-side communication relay RYc are connected in series on the communication path.
  • the fuse F1 is a protective element for preventing an overcurrent from flowing into the processing unit 13 from the power line.
  • the processing unit 13 is composed of a microcomputer.
  • the processing unit 13 starts when the start signal input from the mating detection unit 18 is turned on, and shuts down when the start signal is turned off. Instead of shutting down, it may shift to a standby state or a sleep state.
  • the processing unit 13 controls the continuity / interruption of the communication path between the node N1 and the processing unit 13 by controlling the on / off of the pack-side communication relay RYc.
  • the processing unit 13 manages the states of the plurality of cells E1-En based on the voltage value, the current value, and the temperature value of the plurality of cells E1-En measured by the voltage measuring unit 14, the current sensor 17, and the temperature sensor. do. For example, when an overvoltage, an undervoltage, an overcurrent, a high temperature abnormality, or a low temperature abnormality occurs, the processing unit 13 turns off the power relay RYp to protect a plurality of cells E1-En.
  • the processing unit 13 can estimate the SOC and SOH of each of the plurality of cells E1-En.
  • the processing unit 13 can estimate the SOC by the OCV (Open Circuit Voltage) method or the current integration method.
  • SOH is defined by the ratio of the current full charge capacity to the initial full charge capacity, and the lower the value (closer to 0%), the more the deterioration progresses.
  • SOH may be obtained by capacity measurement by full charge / discharge, or may be obtained by adding storage deterioration and cycle deterioration.
  • Storage deterioration can be estimated based on SOC, temperature, and storage deterioration rate.
  • Cycle degradation can be estimated based on the SOC range used, temperature, current rate, and cycle degradation rate.
  • the storage deterioration rate and the cycle deterioration rate can be derived in advance by experiments or simulations.
  • the SOC, temperature, SOC range, and current rate can be determined by measurement.
  • the SOH can also be estimated based on the correlation with the internal resistance of the cell.
  • the internal resistance can be estimated by dividing the voltage drop that occurs when a predetermined current is passed through the cell for a predetermined time by the current value.
  • the internal resistance is related to decrease as the temperature rises, and increases as the SOH decreases.
  • the vehicle control unit 32 includes a processing unit 33, a relay control unit 34, an antenna 35, a wireless communication unit 36, and a pack detection unit 37.
  • the relay control unit 34 controls each of the main relay RYm, the first slot relay RYsa, and the second slot relay RYsb on / off in response to an instruction from the processing unit 33.
  • the node Na between the positive electrode terminal Tp of the first battery pack 10a and the first slot relay RYsa and the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 are connected by a communication path.
  • the fuse F2a and the first vehicle-side communication relay RYca are connected in series on the communication path.
  • the processing unit 33 controls the continuity / interruption of the communication path between the node Na and the processing unit 33 by controlling the on / off of the first vehicle-side communication relay RYca.
  • the node Nb between the positive electrode terminal Tp of the second battery pack 10b and the second slot relay RYsb and the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 are connected by a communication path.
  • a fuse F2b and a second vehicle-side communication relay RYcb are connected in series on the communication path.
  • the processing unit 33 controls the continuity / interruption of the communication path between the node Nb and the processing unit 33 by controlling the on / off of the second vehicle-side communication relay RYcb.
  • the slot relay RYs and the communication path are provided in parallel with each other.
  • the first mating detection unit 38a detects the mating state of the connector of the first mounting slot SLa1 of the battery mounting unit 31 and the connector of the first battery pack 10a, and outputs a detection signal indicating the presence or absence of mating to the pack detection unit. Output to 37.
  • the second fitting detection unit 38b detects the fitting state of the connector of the second mounting slot SLa2 of the battery mounting portion 31 and the connector of the second battery pack 10b, and outputs a detection signal indicating the presence or absence of fitting. Output to the pack detection unit 37.
  • the first fitting detection unit 38a and the second fitting detection unit 38b may detect the presence or absence of connection with the connector on the battery pack 10 side by a magnetic method or a mechanical method. good.
  • the pack detection unit 37 outputs a start signal corresponding to a plurality of detection signals input from the plurality of fitting detection units 38a and 38b to the processing unit 33. When at least one of the plurality of detection signals indicates a connection state, the pack detection unit 37 outputs a start signal including the slot number of the connection state. The pack detection unit 37 controls the start signal to the off state when all of the plurality of detection signals indicate a non-connected state.
  • the processing unit 33 starts when the start signal input from the pack detection unit 37 is turned on, and shuts down when the start signal is turned off. Instead of shutting down, it may shift to a standby state or a sleep state.
  • the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 can exchange control signals with the processing unit 13 of the battery control unit 12 by using short-range wireless communication.
  • the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 can exchange control signals with the processing unit 13 of the battery control unit 12 via a wired path.
  • the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 turns off the first slot relay RYsa and turns on the first vehicle side communication relay RYca.
  • the processing unit 13 of the first battery pack 10a turns off the power relay RYp in the first battery pack 10a and turns on the pack-side communication relay RYc.
  • the wired path between the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 and the processing unit 13 of the first battery pack 10a conducts in a state of being insulated from the high voltage portion of the vehicle 30 and the battery pack 10. Therefore, serial communication can be performed between the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 and the processing unit 13 of the first battery pack 10a at a voltage corresponding to the operating voltage of the processing unit (for example, a voltage of 5 V or less).
  • the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 when communicating with the processing unit 13 of the second battery pack 10b via a wire, the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 turns off the second slot relay RYsb and turns on the second vehicle side communication relay RYcc.
  • the processing unit 13 of the second battery pack 10b turns off the power relay RYp in the second battery pack 10b and turns on the pack-side communication relay RYc.
  • the wired path between the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 and the processing unit 13 of the second battery pack 10b conducts in a state of being insulated from the high voltage portion of the vehicle 30 and the battery pack 10.
  • the same configuration as the vehicle control unit 32 shown in FIG. 4 is also provided in the control unit 22 of the charging device 20.
  • the processing unit 23 of the charging device 20 communicates with the processing unit 13 of the battery control unit 12 and the control signal via short-range wireless communication between the wireless communication unit 26 of the charging device 20 and the wireless communication unit 16 of the battery control unit 12. Can be exchanged. Further, the processing unit 23 of the charging device 20 can exchange control signals with the processing unit 13 of the battery control unit 12 via a wired path.
  • FIG. 5 is a diagram showing a system configuration example 2 of the battery pack 10 mounted on the vehicle 30 and the vehicle control unit 32 according to the embodiment.
  • the node N1 between the positive electrode terminal Tp of the battery pack 10 and the battery module 11 and the communication path (including the fuse F1, the resistor R1, and the pack-side communication relay RYc) between the processing units 13 are provided. Not provided. Further, the node Na between the positive electrode terminal Tp of the first battery pack 10a and the first slot relay RYsa and the communication path (fuse F2a and the first vehicle side communication relay RYca) between the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 are provided. Including) is not provided.
  • a communication path (fuse F2b and second vehicle side communication relay RYcc) between the node Nb between the positive electrode terminal Tp of the second battery pack 10b and the second slot relay RYsb and the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 is provided. Including) is not provided.
  • a discharge path is provided between the power bus on the positive side and the power bus on the negative side.
  • a fuse F2, a resistor R2, and a discharge relay RYd are connected in series on the discharge path.
  • the processing unit 33 can conduct conduction between the power bus on the positive side and the power bus on the negative side.
  • the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 can exchange control signals with the processing unit 13 of the battery control unit 12 by using short-range wireless communication.
  • the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 can transmit control information to the processing unit 13 of the battery control unit 12 via a wired path.
  • the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 turns on the first slot relay RYsa and turns off the second slot relay RYsb.
  • the processing unit 33 controls the discharge relay RYd on / off according to the pulse pattern indicating the control information.
  • a discharge current including the pulse pattern flows from the positive electrode of the first battery pack 10a to the negative electrode of the first battery pack 10a via the discharge path described above.
  • the current sensor 17 of the first battery pack 10a detects the current including the pulse pattern and outputs the current to the processing unit 13.
  • the processing unit 13 receives the control information corresponding to the pulse pattern based on the current value including the pulse pattern input from the current sensor 17.
  • the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 turns on the second slot relay RYsb and turns off the first slot relay RYsa. In this state, the processing unit 33 controls the discharge relay RYd on / off according to the pulse pattern indicating the control information. As a result, a discharge current including the pulse pattern flows from the positive electrode of the second battery pack 10b to the negative electrode of the second battery pack 10b via the above discharge path.
  • the current sensor 17 of the second battery pack 10b detects the current including the pulse pattern and outputs the current to the processing unit 13.
  • the processing unit 13 receives the control information corresponding to the pulse pattern based on the current value including the pulse pattern input from the current sensor 17.
  • a configuration similar to that of the vehicle control unit 32 shown in FIG. 5 is also provided in the control unit 22 of the charging device 20.
  • the processing unit 23 of the charging device 20 can exchange control signals with the processing unit 13 of the battery control unit 12 by using short-range wireless communication. Further, the processing unit 23 of the charging device 20 can exchange control signals with the processing unit 13 of the battery control unit 12 via a wired path.
  • wireless communication is performed between the processing unit 33 of the vehicle control unit 32 and the processing unit 13 of the battery control unit 12. Wired communication can be performed with.
  • the wireless communication method is the same in the system configuration example 1 and the system configuration example 2.
  • the wired communication method is voltage communication in system configuration example 1 and current communication in system configuration example 2.
  • FIG. 6 is a diagram showing a basic concept of a process in which the vehicle control unit 32 authenticates the battery pack 10 mounted in the mounting slot SLa of the vehicle 30.
  • the vehicle control unit 32 basically identifies the battery pack 10 by searching for a radio wave of short-range wireless communication transmitted from the battery pack 10. Specifically, when the battery pack 10 is mounted in the mounting slot SLa, the vehicle control unit 32 transmits ID1 via a wire.
  • the battery control unit 12 of the battery pack 10 receives the ID1 from the vehicle control unit 32 via a wire, the battery control unit 12 transmits a signal including the ID1 by short-range wireless communication.
  • the vehicle control unit 32 When the vehicle control unit 32 receives the short-range wireless communication signal, it collates the ID included in the received signal with the ID1 previously transmitted via the wire. When the two match, the vehicle control unit 32 authenticates that the battery pack 10 mounted in the mounting slot SLa and the communication partner of the short-range wireless communication are the same. If they do not match, the vehicle control unit 32 determines that the battery pack 10 mounted in the mounting slot SLa and the communication partner for short-range wireless communication are not the same, and does not authenticate the battery pack 10 of the communication partner. For example, when a signal including ID2 is received, the battery pack 10 to which the signal including ID2 is transmitted is not authenticated because it does not match the ID1 transmitted via the wire.
  • the vehicle control unit 32 transmits an ID by short-range wireless communication, and the transmitted ID is collated with the ID received from the battery control unit 12 of the battery pack 10 via wire to the mounting slot SLa.
  • the identity of the mounted battery pack 10 and the communication partner of the short-range wireless communication may be determined.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a flow of assigning an ID to the battery pack 10 after replacement when the battery pack 10 mounted in the mounting slot SLa of the vehicle 30 is replaced.
  • the first charging slot SLc1 of the charging device 20 is an empty slot
  • the charged second battery pack 10b is mounted in the second charging slot SLc2.
  • the first battery pack 10a having a reduced remaining capacity is mounted in the first mounting slot SLa1 of the vehicle 30.
  • the first battery pack 10a contains a vehicle ID authenticated by the vehicle control unit 32.
  • the vehicle ID guarantees the identity of the first battery pack 10a as a physical connection partner and the first battery pack 10a as a connection partner for wireless communication as seen from the vehicle 30.
  • the first battery pack 10a is detached from the first mounting slot SLa1 of the vehicle 30 by the user (usually the driver of the vehicle 30), and the detached first battery pack 10a is the first charge of the charging device 20. It is installed in slot SLc1.
  • the work is to return the first battery pack 10a to the charging device 20.
  • the battery control unit 12 of the first battery pack 10a deletes the held vehicle ID.
  • the second battery pack 10b is detached from the second charging slot SLc2 of the charging device 20 by the user, and is mounted in the first mounting slot SLa1 of the vehicle 30.
  • the battery pack 10 mounted in the first mounting slot SLa1 of the vehicle 30 is physically replaced.
  • the vehicle control unit 32 assigns a new vehicle ID to the second battery pack 10b mounted in the first mounting slot SLa1. With this new vehicle ID, the identity of the second battery pack 10b as a physical connection partner and the second battery pack 10b as a wireless communication connection partner as seen from the vehicle 30 side is guaranteed.
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing a detailed processing flow when the battery pack 10 mounted in the mounting slot SLa of the vehicle 30 is replaced in the system configuration example 1 (No. 1).
  • FIG. 9 is a sequence diagram showing a detailed processing flow when the battery pack 10 mounted in the mounting slot SLa of the vehicle 30 is replaced in the system configuration example 1 (No. 2).
  • the thin dotted line indicates wireless communication
  • the thin solid line indicates wired communication
  • the thick dotted line indicates the physical movement of the battery pack
  • the thick solid line indicates charge / discharge to the battery pack.
  • the first charging slot SLc1 of the charging device 20 is an empty slot, and the second battery pack 10b is mounted in the second charging slot SLc2.
  • the second battery pack 10b includes a charging ID 1 authenticated by the control unit 22 of the charging device 20.
  • the charging ID 1 guarantees the identity of the second battery pack 10b as a physical connection partner and the second battery pack 10b as a wireless communication connection partner as seen from the charging device 20 side.
  • the charging device 20 charges the second battery pack 10b mounted in the second charging slot SLc2. That is, a charging current is flowing from the charging unit 29 to the second battery pack 10b mounted in the second charging slot SLc2. Charging ends when the SOC of the second battery pack 10b reaches the upper limit.
  • the upper limit may be an SOC corresponding to the full charge capacity, or an SOC lower than the full charge capacity (for example, 90%).
  • the first battery pack 10a is mounted in the first mounting slot SLa1 of the vehicle 30.
  • the first battery pack 10a contains a vehicle ID authenticated by the vehicle control unit 32.
  • the vehicle ID guarantees the identity of the first battery pack 10a as a physical connection partner and the first battery pack 10a as a connection partner for wireless communication as seen from the vehicle 30 side.
  • a discharge current is flowing from the first battery pack 10a to the motor 311 via the inverter 310.
  • the SOC of the first battery pack 10a decreases as the vehicle 30 travels.
  • the vehicle control unit 32 When the ignition off operation is performed by the user (usually the driver of the vehicle 30), the vehicle control unit 32 accepts the ignition off operation (P1a). When the vehicle control unit 32 receives the ignition off operation, the vehicle control unit 32 transmits a shutdown instruction to the battery control unit 12 of the first battery pack 10a by short-range wireless communication. The battery control unit 12 of the first battery pack 10a shuts down when it receives a shutdown instruction from the vehicle control unit 32 (P1b).
  • the first battery pack 10a When the first battery pack 10a is detached from the first mounting slot SLa1 of the vehicle 30 and the first battery pack 10a is mounted in the first charging slot SLc1 of the charging device 20, the first battery pack 10a is fitted.
  • the detection unit 18 detects the fitting with the first charging slot SLc1 (P1c), and the battery control unit 12 of the first battery pack 10a is activated (P1e).
  • the control unit 22 of the charging device 20 detects that the battery pack 10 is mounted in the first charging slot SLc1 (P1d).
  • the battery control unit 12 of the first battery pack 10a deletes the vehicle ID when it recognizes that it has been detached from the first mounting slot SLa1.
  • the control unit 22 of the charging device 20 transmits the charging ID 2 to the battery control unit 12 of the first battery pack 10a mounted in the first charging slot SLc1 via a wire, and the battery control unit 12 of the first battery pack 10a.
  • the charging ID 2 is written in (P1f).
  • the battery control unit 12 of the first battery pack 10a receives the charging ID 2
  • the battery control unit 12 becomes a beacon terminal (peripheral terminal) and advertises short-range wireless communication (P1g).
  • the battery control unit 12 transmits an advertisement packet including the charging ID 2 received via a wire as a beacon packet at regular time intervals.
  • the advertisement packet functions as a signal for notifying the control unit 22 of the charging device 20 as a central terminal or the vehicle control unit 32 of the vehicle 30 of its existence.
  • the control unit 22 of the charging device 20 When the control unit 22 of the charging device 20 receives the advertisement packet, it collates the charging ID included in the received advertisement packet with the charging ID previously transmitted via wire (P1h). In the example shown in FIG. 8, if the charging ID included in the received advertisement packet is charging ID2, the matching is successful, and if it is not charging ID2, the matching fails. If the collation fails, the control unit 22 of the charging device 20 continues scanning the advertised packet. If the collation is successful, the control unit 22 of the charging device 20 starts the connection process with the battery control unit 12 of the first battery pack 10a (P1i).
  • the control unit 22 of the charging device 20 transmits a connection request to the battery control unit 12 of the first battery pack 10a.
  • the encryption parameters (for example, the number of digits of the encryption key and the encryption level) are exchanged between the control unit 22 of the charging device 20 and the battery control unit 12 of the first battery pack 10a.
  • the battery control unit 12 of the first battery pack 10a generates an encryption key used for encrypting communication data based on the exchanged encryption parameters (P1j).
  • the control unit 22 of the charging device 20 generates an encryption key used for encrypting communication data based on the exchanged encryption parameters (P1k).
  • the generated encryption key is exchanged between the control unit 22 of the charging device 20 and the battery control unit 12 of the first battery pack 10a.
  • the control unit 22 of the charging device 20 selects another battery pack 10 to be replaced with the first battery pack 10a (P1n). Specifically, the control unit 22 of the charging device 20 selects one from the charged battery packs 10 mounted in the plurality of charging slots SLc of the charging stand 21. In the example shown in FIG. 8, the charged second battery pack 10b installed in the second charging slot SLc2 is selected.
  • the control unit 22 of the charging device 20 transmits a shutdown instruction to the selected battery control unit 12 of the second battery pack 10b by short-range wireless communication, and performs a disconnection process with the battery control unit 12 of the second battery pack 10b. Execute (P1o).
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b shuts down when it receives a shutdown instruction from the control unit 22 of the charging device 20 (P1p).
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b transmits a shutdown completion notification to the control unit 22 of the charging device 20.
  • the control unit 22 of the charging device 20 Upon receiving the shutdown completion notification from the battery control unit 12 of the second battery pack 10b, the control unit 22 of the charging device 20 asks the user of the vehicle 30 to remove the second battery pack 10b mounted in the second charging slot SLc2. Instruct (P1q). For example, the control unit 22 of the charging device 20 causes the display unit 27 to display a message instructing the display unit 27 to remove the second battery pack 10b mounted in the second charging slot SLc2. At that time, the control unit 22 of the charging device 20 may output voice guidance from the speaker (not shown) to the user. Further, only the lamp (not shown) of the second charging slot SLc2 may be turned on or blinked. Further, only the lamp of the second charging slot SLc2 (not shown) may be lit in a color different from that of the lamps of the other charging slots.
  • the fitting detection unit 18 of the second battery pack 10b Detects the fitting with the first mounting slot SLa1 (P1r), and the battery control unit 12 of the second battery pack 10b is activated (P1t).
  • the fitting detection unit 38 of the vehicle 30 detects that the battery pack 10 is mounted in the first mounting slot SLa1 (P1s)
  • the vehicle control unit 32 is activated (P1u).
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b deletes the charging ID 2 when it recognizes that it has been detached from the second charging slot SLc2.
  • the control unit 22 of the charging device 20 starts charging control of the first battery pack 10a mounted in the first charging slot SLc1 (P1v). Specifically, the control unit 22 of the charging device 20 transmits a charging instruction to the battery control unit 12 of the first battery pack 10a and turns on the second slot relay RYsb by short-range wireless communication. Upon receiving the charging instruction, the battery control unit 12 of the first battery pack 10a turns on the power relay RYp. As a result, a charging current flows from the charging unit 29 of the charging device 20 to the first battery pack 10a mounted in the first charging slot SLc1.
  • the vehicle control unit 32 transmits the vehicle ID to the second battery pack 10b mounted in the first mounting slot SLa1 via a wire, and writes the vehicle ID in the battery control unit 12 of the second battery pack 10b (P1y). ).
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b receives the vehicle ID
  • the battery control unit 12 serves as a beacon terminal and executes advertisement of short-range wireless communication (P1z).
  • the battery control unit 12 transmits an advertisement packet including a vehicle ID received via a wire as a beacon packet at regular time intervals.
  • the vehicle control unit 32 When the vehicle control unit 32 receives the advertisement packet, it collates the vehicle ID included in the received advertisement packet with the vehicle ID previously transmitted via wire (P1A). If the matching of the vehicle ID fails, the vehicle control unit 32 continues scanning the advertisement packet. When the matching of the vehicle ID is successful, the vehicle control unit 32 starts the connection process with the battery control unit 12 of the second battery pack 10b (P1B).
  • the vehicle control unit 32 transmits a connection request to the battery control unit 12 of the second battery pack 10b.
  • the encryption parameters are exchanged between the vehicle control unit 32 and the battery control unit 12 of the second battery pack 10b.
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b generates an encryption key used for encrypting communication data based on the exchanged encryption parameters (P1C).
  • the vehicle control unit 32 generates an encryption key used for encrypting communication data based on the exchanged encryption parameters (P1D).
  • the generated encryption key is exchanged between the vehicle control unit 32 and the battery control unit 12 of the second battery pack 10b.
  • the pairing between the vehicle control unit 32 and the battery control unit 12 of the second battery pack 10b is completed (P1F).
  • the vehicle control unit 32 transmits a shutdown instruction to the battery control unit 12 of the second battery pack 10b by short-range wireless communication.
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b shuts down when it receives a shutdown instruction from the vehicle control unit 32 (P1G).
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing a processing flow according to a modified example of the processing shown in FIG. 8 (No. 1).
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing a processing flow according to a modified example of the processing shown in FIG. 10 (No. 2).
  • the battery pack 10 mounted on one vehicle 30 can be detached and mounted on another vehicle 30 for use. That is, one battery pack 10 can be shared by a plurality of vehicles 30.
  • an illegally acquired battery pack 10 for example, a stolen battery pack 10) can also be attached to the vehicle 30 for use.
  • the battery control unit 12 of the first battery pack 10a rewrites the mounting permission flag to ON (P1l).
  • the mounting permission flag is a state in which use in the vehicle 30 is permitted when it is on (for example, 1), and a state in which use in the vehicle 30 is prohibited when it is off (for example, 0).
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b When the battery control unit 12 of the second battery pack 10b is activated in the process P1t and the vehicle control unit 32 is activated in the process P1u, the battery control unit 12 of the second battery pack 10b sets the mountability flag to the vehicle control unit via a wire. Send to 32.
  • the vehicle control unit 32 executes the mounting availability determination of the second battery pack 10b based on the received state of the mounting permission flag (P1x).
  • the vehicle control unit 32 interrupts the process and warns the meter panel 39 that the illegal battery pack 10 has been installed. Further, the vehicle control unit 32 may output a warning sound indicating that an illegal battery pack 10 is installed from a speaker (not shown).
  • the battery control unit 12 executes the mounting propriety determination of the second battery pack 10b based on the state of the mounting permission flag (P1w). When the mounting permission flag is off, the battery control unit 12 of the second battery pack 10b interrupts the process.
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b rewrites the mounting permission flag to off (P1E).
  • FIG. 12 is a sequence diagram showing a detailed processing flow when the battery pack 10 mounted in the mounting slot SLa of the vehicle 30 is replaced in the system configuration example 2 (No. 1).
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing a detailed processing flow when the battery pack 10 mounted in the mounting slot SLa of the vehicle 30 is replaced in the system configuration example 2 (No. 2).
  • the processing from the processing P2a to the processing P2e in FIG. 12 is the same as the processing from the processing P1a to the processing P1e in FIG.
  • the battery control unit 12 of the first battery pack 10a After the battery control unit 12 of the first battery pack 10a is activated in the process P2e, the battery control unit 12 of the first battery pack 10a becomes a beacon terminal and executes advertisement of short-range wireless communication (P2f).
  • the advertisement packet does not include the charging ID or the vehicle ID.
  • the control unit 22 of the charging device 20 When the control unit 22 of the charging device 20 receives the advertisement packet, it starts the connection process with the battery control unit 12 of the first battery pack 10a (P2g). First, the control unit 22 of the charging device 20 transmits a connection request to the battery control unit 12 of the first battery pack 10a. Next, the encryption parameters are exchanged between the control unit 22 of the charging device 20 and the battery control unit 12 of the first battery pack 10a. The battery control unit 12 of the first battery pack 10a generates an encryption key used for encrypting communication data based on the exchanged encryption parameters (P2h). The control unit 22 of the charging device 20 generates an encryption key used for encrypting communication data based on the exchanged encryption parameters (P2i).
  • the generated encryption key is exchanged between the control unit 22 of the charging device 20 and the battery control unit 12 of the first battery pack 10a.
  • the control unit 22 of the charging device 20 and the battery control unit 12 of the first battery pack 10a are temporarily connected.
  • the control unit 22 of the charging device 20 starts the discharge control of the first battery pack 10a (P2j). Specifically, the control unit 22 of the charging device 20 transmits a discharge instruction to the battery control unit 12 of the first battery pack 10a by short-range wireless communication, and turns on the discharge relay and the first slot relay RYsa of the charging device 20. do. Upon receiving the discharge instruction, the battery control unit 12 of the first battery pack 10a turns on the power relay RYp. As a result, a discharge path is formed between both ends of the first battery pack 10a, and a discharge current flows through the first battery pack 10a.
  • the control unit 22 of the charging device 20 controls the on / off of the discharge relay of the charging device 20 according to the discharge pattern according to the charging ID 2.
  • the battery control unit 12 of the first battery pack 10a reads the discharge pattern from the current value detected by the current sensor 17 and acquires the charge ID 2. By controlling the discharge current in this way, the charging ID 2 is written from the control unit 22 of the charging device 20 to the battery control unit 12 of the first battery pack 10a (P2k).
  • the battery control unit 12 of the first battery pack 10a transmits the discharge pattern corresponding to the read charging ID 2 to the control unit 22 of the charging device 20 by short-range wireless communication.
  • the control unit 22 of the charging device 20 When the control unit 22 of the charging device 20 receives a signal including a discharge pattern from the battery control unit 12 of the first battery pack 10a, the control unit 22 receives a charging ID indicated by the received discharge pattern and a charging ID previously transmitted via a wire. Match (P2l). In the example shown in FIG. 12, if the charging ID indicated by the discharge pattern included in the received signal is charging ID2, the matching is successful, and if it is not charging ID2, the matching fails.
  • the control unit 22 of the charging device 20 transmits the collation result to the battery control unit 12 of the first battery pack 10a by short-range wireless communication.
  • the control unit 22 of the charging device 20 disconnects the temporary connection from the battery control unit 12 of the first battery pack 10a, and restarts scanning of the advertisement packet after a lapse of a predetermined time.
  • the battery control unit 12 of the first battery pack 10a disconnects the temporary connection from the control unit 22 of the charging device 20 and resumes advertising of short-range wireless communication. If the collation is successful, the pairing between the control unit 22 of the charging device 20 and the battery control unit 12 of the first battery pack 10a is completed (P2n).
  • the processes from the processes P2o to the processes P2w in FIGS. 12 and 13 are the same as the processes from the processes P1n to the processes P1v in FIGS. 8 and 9.
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b After the battery control unit 12 of the second battery pack 10b is activated in the process P2u, the battery control unit 12 of the second battery pack 10b becomes a beacon terminal and executes advertisement of short-range wireless communication (P2z).
  • the advertisement packet does not include the charging ID or the vehicle ID.
  • the vehicle control unit 32 When the vehicle control unit 32 receives the advertisement packet, it starts the connection process with the battery control unit 12 of the second battery pack 10b (P2A). First, the vehicle control unit 32 transmits a connection request to the battery control unit 12 of the second battery pack 10b. Next, the encryption parameters are exchanged between the vehicle control unit 32 and the battery control unit 12 of the second battery pack 10b. The battery control unit 12 of the second battery pack 10b generates an encryption key used for encrypting communication data based on the exchanged encryption parameters (P2B). The vehicle control unit 32 generates an encryption key used for encrypting communication data based on the exchanged encryption parameters (P2C). Finally, the generated encryption key is exchanged between the vehicle control unit 32 and the battery control unit 12 of the second battery pack 10b. As a result, the vehicle control unit 32 and the battery control unit 12 of the second battery pack 10b are temporarily connected.
  • the vehicle control unit 32 starts the discharge control of the second battery pack 10b (P2D). Specifically, the vehicle control unit 32 transmits a discharge instruction to the battery control unit 12 of the second battery pack 10b by short-range wireless communication, and turns on the discharge relay RYd and the second slot relay RYsb. Upon receiving the discharge instruction, the battery control unit 12 of the second battery pack 10b turns on the power relay RYp. As a result, a discharge path is formed between both ends of the second battery pack 10b, and a discharge current flows through the second battery pack 10b.
  • the vehicle control unit 32 controls the on / off of the discharge relay RYd according to the discharge pattern according to the vehicle ID.
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b reads the discharge pattern from the current value detected by the current sensor 17 and acquires the vehicle ID. By controlling the discharge current in this way, the vehicle ID is written from the vehicle control unit 32 to the battery control unit 12 of the second battery pack 10b (P2E).
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b transmits the discharge pattern corresponding to the read vehicle ID to the vehicle control unit 32 by short-range wireless communication.
  • the vehicle control unit 32 When the vehicle control unit 32 receives a signal including a discharge pattern from the battery control unit 12 of the second battery pack 10b, the vehicle control unit 32 collates the vehicle ID indicated by the received discharge pattern with the vehicle ID previously transmitted via a wire (). P2F). The vehicle control unit 32 transmits the collation result to the battery control unit 12 of the second battery pack 10b by short-range wireless communication. If the collation fails, the vehicle control unit 32 disconnects the temporary connection of the second battery pack 10b from the battery control unit 12, and restarts scanning of the advertisement packet after a lapse of a predetermined time. The battery control unit 12 of the second battery pack 10b disconnects the temporary connection from the vehicle control unit 32 and resumes advertising of short-range wireless communication. If the collation is successful, the pairing between the vehicle control unit 32 and the battery control unit 12 of the second battery pack 10b is completed (P2H).
  • the vehicle control unit 32 transmits a shutdown instruction to the battery control unit 12 of the second battery pack 10b by short-range wireless communication.
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b shuts down when it receives a shutdown instruction from the vehicle control unit 32 (P2I).
  • FIG. 14 is a sequence diagram showing a processing flow according to a modified example of the processing shown in FIG. 12 (No. 1).
  • FIG. 15 is a sequence diagram showing a processing flow according to a modified example of the processing shown in FIG. 13 (No. 2).
  • the battery pack 10 that has not been removed by a legitimate process is mounted on the vehicle by providing the mounting permission flag in the battery pack 10 as in the process shown in FIGS. 10 and 11.
  • a mechanism has been introduced that prohibits the use of the battery pack 10 when it is attached to the battery pack 10.
  • FIGS. 12 and 13 will be described.
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b When the battery control unit 12 of the second battery pack 10b is activated in the process P2u and the vehicle control unit 32 is activated in the process P2v, the battery control unit 12 of the second battery pack 10b sets the mountability flag to the vehicle control unit via a wire. Send to 32.
  • the vehicle control unit 32 executes the mounting availability determination of the second battery pack 10b based on the received state of the mounting permission flag (P2y).
  • the vehicle control unit 32 interrupts the process and warns the meter panel 39 that the illegal battery pack 10 has been installed. Further, the vehicle control unit 32 may output a warning sound indicating that an illegal battery pack 10 is installed from a speaker (not shown).
  • the battery control unit 12 executes the mounting propriety determination of the second battery pack 10b based on the state of the mounting permission flag (P2x). When the mounting permission flag is off, the battery control unit 12 of the second battery pack 10b interrupts the process.
  • the battery control unit 12 of the second battery pack 10b rewrites the mounting permission flag to off (P2G). ).
  • the ID is written from the vehicle 30 or the charging device 20 to the battery pack 10 via a wire, and the ID is looped back from the battery pack 10 to the vehicle 30 or the charging device 20 by short-range wireless communication. Will be done.
  • the vehicle 30 or the charging device 20 that controls the battery pack 10 using short-range wireless communication can correctly identify the mounted battery pack 10.
  • the vehicle control unit 32 of one vehicle 30 eliminates malfunctions such as erroneously controlling the battery pack 10 mounted on another nearby vehicle 30, and the vehicle system 1 using the charging device 20 and the replaceable battery pack 10 is eliminated. The overall safety and security can be guaranteed. The user can safely drive the vehicle 30 simply by taking out the battery pack 10 mounted on the charging device 20 and mounting the battery pack 10 on the vehicle 30.
  • the number of pins included in the connector of the battery pack 10 can be reduced. Thereby, the mechanical connection failure between the vehicle 30 or the charging device 20 and the battery pack 10 can be reduced. Further, the firmware used by the battery control unit 12 of the battery pack 10 can be updated via wireless communication, which facilitates the firmware update.
  • the mounting permission flag is provided in the battery pack 10 as in the processes shown in FIGS. 10, 11, 14, and 15, the use of the battery pack 10 acquired by an illegal means can be prohibited. can.
  • a battery pack 10 including a battery module 11 including a lithium ion battery cell, a nickel hydrogen battery cell, a lead battery cell, and the like has been described.
  • a capacitor pack containing a capacitor module including an electric double layer capacitor cell, a lithium ion capacitor cell, and the like may be used.
  • the battery pack and the capacitor pack are collectively referred to as a storage pack.
  • each relay in the above-described embodiment may be appropriately replaced with a semiconductor switch.
  • an electric motorcycle (electric scooter) is assumed as the vehicle 30 powered by the replaceable battery pack 10.
  • the vehicle 30 may be an electric bicycle.
  • the vehicle 30 may be a four-wheel electric vehicle (EV).
  • Electric vehicles include not only full-standard electric vehicles, but also low-speed electric vehicles such as golf carts and land cars used in shopping malls and entertainment facilities.
  • the electric moving body powered by the replaceable battery pack 10 is not limited to the vehicle 30.
  • the electric moving body also includes an electric ship.
  • the power source of the water bus or the water taxi may be a replaceable battery pack 10.
  • the electric moving body also includes a train.
  • trains equipped with the replaceable battery pack 10 can be used.
  • the electric moving body also includes an electric flying body.
  • Electric aircraft include multicopters (drones).
  • the multicopter also includes so-called flying vehicles. With any of the electric moving bodies, the time for replenishing energy can be shortened.
  • the embodiment may be specified by the following items.
  • the control unit (22) of the charging device (20) accurately determines whether or not the communication partner of the short-range wireless communication is the same as the storage pack (10) installed in the charging slot (SLc1). Can be authenticated to. [Item 2] When the storage pack (10) detached from another charging slot (SLc2) of the charging device (20) is attached to the electric moving body (30), the control unit (32) of the electric moving body (30) is attached.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) receives the signal transmitted by the short-range wireless communication, the identification information included in the received signal matches the identification information transmitted via the wire. If they match, the storage pack (10) attached to the electric mobile body (30) and the step of authenticating that the communication partner of the short-range wireless communication is the same, The method for authenticating a storage pack (10) according to item 1 of the storage pack (10).
  • control unit (32) of the electric mobile body (30) can accurately authenticate whether or not the mounted storage pack (10) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same. can. [Item 3] After the control unit (22) of the charging device (20) authenticates that the storage pack (10) mounted in the charging slot (SLc1) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same, the storage is stored.
  • Steps to turn on the mounting permission flag held by the pack (10) After the control unit (32) of the electric mobile body (30) authenticates that the storage pack (10) attached to the electric mobile body (30) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same, The step of turning off the mounting permission flag held by the storage pack (10) and The method for authenticating the storage pack (10) according to item 2, further comprising. According to this, it is possible to prevent the use of the storage pack (10) acquired by improper means.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) identifies the control unit (12) of the power storage pack (10) via a wire.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) receives the signal transmitted by the short-range wireless communication, the identification information included in the received signal matches the identification information transmitted via the wire. If they match, the storage pack (10) attached to the electric mobile body (30) and the step of authenticating that the communication partner of the short-range wireless communication is the same, A method for authenticating a storage pack (10), which comprises. According to this, the control unit (32) of the electric mobile body (30) can accurately authenticate whether or not the mounted storage pack (10) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same. can.
  • the control unit (12) of the temporarily connected power storage pack (10) receives the identification information from the control unit (22) of the charging device (20) via a wire
  • the charging device (20) is subjected to the identification information.
  • Steps to authenticate that the communication partner is the same A method for authenticating a power storage pack (10).
  • the control unit (22) of the charging device (20) accurately determines whether or not the communication partner of the short-range wireless communication is the same as the storage pack (10) installed in the charging slot (SLc1). Can be authenticated to.
  • the control unit (12) of the temporarily connected power storage pack (10) receives the identification information from the control unit (32) of the electric mobile body (30) via a wire, the electric mobile body (30) ), The step of transmitting the signal including the identification information received from the control unit (32) to the control unit (32) of the electric mobile body (30) by the short-range wireless communication.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) receives the signal transmitted by the short-range wireless communication from the control unit (12) of the temporarily connected storage pack (10), the signal is received. It is collated whether or not the identification information included in the signal matches the identification information transmitted via the wire, and if they match, the storage pack (10) mounted on the electric mobile body (30) and the short distance.
  • Steps to authenticate that the wireless communication partner is the same The authentication method of the storage pack (10) according to item 5, further comprising.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) can accurately authenticate whether or not the mounted storage pack (10) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same. can. [Item 7] After the control unit (22) of the charging device (20) authenticates that the storage pack (10) mounted in the charging slot (SLc1) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same, the storage is stored.
  • Steps to turn on the mounting permission flag held by the pack (10) After the control unit (32) of the electric mobile body (30) authenticates that the storage pack (10) attached to the electric mobile body (30) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same, The step of turning off the mounting permission flag held by the storage pack (10) and The authentication method of the storage pack (10) according to item 6, further comprising. According to this, it is possible to prevent the use of the storage pack (10) acquired by improper means. [Item 8] When the power storage pack (10) detached from the charging slot (SLc1) of the charging device (20) is attached to the electric mobile body (30), the control unit (12) of the power storage pack (10) becomes self-contained.
  • the step of transmitting a signal to notify the existence by short-range wireless communication When the control unit (32) of the electric mobile body (30) receives the signal transmitted by the short-range wireless communication, the step of temporarily connecting to the control unit (12) of the transmission destination of the signal, and A step in which the control unit (32) of the electric mobile body (30) transmits identification information to the control unit (12) of the storage pack (10) mounted on the electric mobile body (30) via a wire.
  • the control unit (12) of the temporarily connected power storage pack (10) receives the identification information from the control unit (32) of the electric mobile body (30) via a wire, the electric mobile body (30) ), The step of transmitting the signal including the identification information received from the control unit (32) to the control unit (32) of the electric mobile body (30) by the short-range wireless communication.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) receives the signal transmitted by the short-range wireless communication from the control unit (12) of the temporarily connected storage pack (10), the signal is received. It is collated whether or not the identification information included in the signal matches the identification information transmitted via the wire, and if they match, the storage pack (10) mounted on the electric mobile body (30) and the short distance.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) can accurately authenticate whether or not the mounted storage pack (10) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same.
  • BLE Bluetooth (registered trademark) Low Energy
  • a power storage unit (11) for supplying power to the electric mobile body (30), and A control unit (32) of the electric mobile body (30) and a control unit (12) capable of communicating with the control unit (22) of the charging device (20) are provided.
  • the control unit (12) When the storage pack (10) is attached to the charging slot (SLc1) of the charging device (20) after being detached from the electric moving body (30), the control unit (22) of the charging device (20) Receive identification information, A signal including the identification information received from the charging device (20) is transmitted by short-range wireless communication, and the signal is transmitted. The signal transmitted by the short-range wireless communication is transmitted to the main storage pack (10) mounted in the charging slot (SLc1) in the control unit (22) of the charging device (20) and the short-range wireless communication.
  • a storage pack (10) Used to authenticate whether the communication partner is the same, A storage pack (10) characterized by this. According to this, the control unit (22) of the charging device (20) accurately determines whether or not the communication partner of the short-range wireless communication is the same as the storage pack (10) installed in the charging slot (SLc1). Can be authenticated to. [Item 11] The control unit (12) When the storage pack (10) is detached from the charging slot (SLc1) and attached to the electric mobile body (30), another identification information is obtained from the control unit (32) of the electric mobile body (30). Received via wire, A signal including the other identification information received from the electric mobile body (30) is transmitted by the short-range wireless communication.
  • the signal transmitted by the short-range wireless communication is transmitted to the main storage pack (10) mounted on the electric mobile body (30) and the short-range wireless in the control unit (32) of the electric mobile body (30). Used to authenticate whether the communication partner is the same,
  • the storage pack (10) according to item 10, wherein the storage pack (10) is characterized in that.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) can accurately authenticate whether or not the mounted storage pack (10) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same. can.
  • a power storage unit (11) for supplying power to the electric mobile body (30), and A control unit (32) of the electric mobile body (30) and a control unit (12) capable of communicating with the control unit (22) of the charging device (20) are provided.
  • the control unit (12) When the storage pack (10) is detached from the charging slot (SLc1) of the charging device (20) and attached to the electric moving body (30), the control unit (32) of the electric moving body (30) Received identification information from A signal including the identification information received from the electric mobile body (30) is transmitted by short-range wireless communication.
  • the signal transmitted by the short-range wireless communication is transmitted to the main storage pack (10) mounted on the electric mobile body (30) and the short-range wireless in the control unit (32) of the electric mobile body (30). Used to authenticate whether the communication partner is the same, A storage pack (10) characterized by this. According to this, the control unit (32) of the electric mobile body (30) can accurately authenticate whether or not the mounted storage pack (10) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same. can.
  • a power storage unit (11) for supplying power to the electric mobile body (30), and A control unit (32) of the electric mobile body (30) and a control unit (12) capable of communicating with the control unit (22) of the charging device (20) are provided.
  • the control unit (12) When the storage pack (10) is attached to the charging slot (SLc1) of the charging device (20) after being detached from the electric moving body (30), a signal for notifying its existence is sent at a short distance. Send by wireless communication, After being temporarily connected to the control unit (22) of the charging device (20), the identification information is received from the control unit (22) of the charging device (20) via a wire.
  • a signal including the identification information received from the control unit (22) of the charging device (20) is transmitted to the short-range radio. It is transmitted to the control unit (22) of the charging device (20) by communication, and is transmitted to the control unit (22).
  • the signal transmitted by the short-range wireless communication is transmitted to the main storage pack (10) mounted on the charging device (20) in the control unit (22) of the charging device (20) and the short-range wireless communication. Used to authenticate whether the other party is the same, A storage pack (10) characterized by this.
  • the control unit (22) of the charging device (20) accurately determines whether or not the communication partner of the short-range wireless communication is the same as the storage pack (10) installed in the charging slot (SLc1). Can be authenticated to.
  • the control unit (12) When the storage pack (10) is detached from the charging slot (SLc1) and attached to the electric mobile body (30), a signal for notifying its existence is transmitted by short-range wireless communication. After being temporarily connected to the control unit (32) of the electric mobile body (30), identification information is received from the control unit (32) of the electric mobile body (30) via a wire.
  • a signal including the identification information received from the control unit (32) of the electric mobile body (30) is transmitted to the near field. It is transmitted to the control unit (32) of the electric mobile body (30) by range wireless communication.
  • the signal transmitted by the short-range wireless communication is transmitted to the main storage pack (10) mounted on the electric mobile body (30) and the short-range wireless in the control unit (32) of the electric mobile body (30). Used to authenticate whether the communication partner is the same, The storage pack (10) according to item 13, wherein the storage pack (10) is characterized in that.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) can accurately authenticate whether or not the mounted storage pack (10) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same.
  • [Item 15] A power storage unit (11) for supplying power to the electric mobile body (30), and A control unit (32) of the electric mobile body (30) and a control unit (12) capable of communicating with the control unit (22) of the charging device (20) are provided.
  • the control unit (12) When the storage pack (10) is detached from the charging slot (SLc1) of the charging device (20) and attached to the electric mobile body (30), a signal for notifying its existence is sent at a short distance.
  • identification information is received from the control unit (32) of the electric mobile body (30) via a wire.
  • a signal including the identification information received from the control unit (32) of the electric mobile body (30) is transmitted to the near field. It is transmitted to the control unit (32) of the electric mobile body (30) by range wireless communication, and is transmitted to the control unit (32).
  • the signal transmitted by the short-range wireless communication is transmitted to the main storage pack (10) mounted on the electric mobile body (30) and the short-range wireless in the control unit (32) of the electric mobile body (30).
  • a storage pack (10) Used to authenticate whether the communication partner is the same, A storage pack (10) characterized by this. According to this, the control unit (32) of the electric mobile body (30) can accurately authenticate whether or not the mounted storage pack (10) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same. can.
  • Charging slot (SLc1) and A control unit (12) capable of communicating with the control unit (12) of the storage pack (10) is provided. The control unit (22) When the storage pack (10) detached from the electric moving body (30) is attached to the charging slot (SLc1), the control unit (12) of the storage pack (10) installed in the charging slot (SLc1).
  • the control unit (22) When the storage pack (10) is mounted in the charging slot (SLc1) and then a signal transmitted by short-range wireless communication is received, it is temporarily connected to the control unit (12) to which the signal is transmitted.
  • the identification information is transmitted to the control unit (12) of the storage pack (10) mounted in the charging slot (SLc1) via a wire, and the identification information is transmitted.
  • the identification information included in the received signal is the identification transmitted via the wire. It collates whether or not it matches the information, and if it matches, authenticates that the storage pack (10) installed in the charging slot (SLc1) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same.
  • the control unit (22) of the charging device (20) accurately determines whether or not the communication partner of the short-range wireless communication is the same as the storage pack (10) installed in the charging slot (SLc1). Can be authenticated to.
  • a control unit (12) capable of communicating with the control unit (12) of the storage pack (10) is provided.
  • the control unit (32) When the power storage pack (10) detached from the charging slot (SLc1) of the charging device (20) is attached to the electric mobile body (30), the power storage pack (10) attached to the electric mobile body (30) ), The identification information is transmitted to the control unit (12) via wire.
  • the control unit (32) When the power storage pack (10) is attached to the electric mobile body (30) and then a signal transmitted by short-range wireless communication is received, it is temporarily connected to the control unit (12) to which the signal is transmitted. Identification information is transmitted to the control unit (12) of the power storage pack (10) mounted on the electric mobile body (30) via a wire. When a signal transmitted by the short-range wireless communication is received from the control unit (12) of the temporarily connected storage pack (10), the identification information included in the received signal is the identification transmitted via the wire. It collates whether or not it matches the information, and if it matches, authenticates that the storage pack (10) attached to the electric mobile body (30) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same. An electric mobile body (30) characterized by the above.
  • the control unit (32) of the electric mobile body (30) can accurately authenticate whether or not the mounted storage pack (10) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same.
  • the power storage pack (10) detached from the charging slot (SLc1) of the charging device (20) is attached to the electric mobile body (30)
  • the power storage pack (10) mounted on the electric mobile body (30) The identification information is transmitted to the control unit (12) via wire.
  • a signal transmitted by short-range wireless communication is received, it is collated whether or not the identification information included in the received signal matches the identification information transmitted via the wired line, and if they match, the electric mobile body.
  • the identification information included in the received signal is the identification transmitted via the wire. It collates whether or not it matches the information, and if it matches, authenticates that the storage pack (10) attached to the electric mobile body (30) and the communication partner of the short-range wireless communication are the same.

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Abstract

蓄電パック(10)が装着されると、充電装置(20)は、蓄電パック(10)に有線経由で識別情報を送信する。蓄電パック(10)は、充電装置(20)から受信した識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信する。充電装置(20)は、近距離無線通信で受信した信号に含まれる識別情報が、有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合する。

Description

蓄電パックの認証方法、蓄電パック、充電装置、電動移動体、及び電動移動体の制御装置
 本発明は、電動移動体に着脱自在な蓄電パックの認証方法、蓄電パック、充電装置、電動移動体、及び電動移動体の制御装置に関する。
 近年、電動バイク(電動スクータ)や電動自転車が普及してきている。通常、電動バイクや電動自転車では、着脱自在な可搬型の電池パックが使用される。バイク(スクータ)の動力源として電池を使用する場合、ガソリン等の液体燃料を使用する場合より、エネルギ補給にかかる時間が長くなる(給油時間より充電時間のほうが長くなる)。
 そこで、電池パックの残容量が少なくなった場合、最寄りの充電スタンドにて、予め充電された電池パックと、当該残容量が少なくなった電池パックとを交換することにより、エネルギ補給にかかる時間を短縮する仕組みを構築することが考えられる。
 ところで、蓄電装置を搭載した車両と、外部の給電装置を充電ケーブルで接続した際、無線通信を利用して、車両と給電装置との間の接続確認を行う手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2011-125186号公報
 上記の手法では、蓄電装置が車両内に固定されていることを前提としており、車両外に取外されることは想定されていない。これに対して、電池パックの交換を伴う上記の仕組みでは、電池パックと無線通信可能な範囲に、複数の車両または複数の充電器が存在する状況が発生し得る。
 このような状況下では、ある車両の制御部が、近隣の別の車両に装着された電池パックを誤って制御する可能性がある。また、充電器の制御部が、ある充電スロットに装着された制御すべき電池パックを制御せずに、別の充電スロットに装着された制御すべきでない電池パックを誤って制御する可能性がある。このような場合、充電システム全体の安全、安心が担保できなくなる。
 本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、無線通信を用いて蓄電パックを制御する電動移動体または充電装置が、装着された蓄電パックを正しく識別するための技術を提供することにある。
 上記課題を解決するために、本開示のある態様の蓄電パックの認証方法は、充電装置の充電スロットに、電動移動体から脱着された蓄電パックが装着されると、前記充電装置の制御部が、前記充電スロットに装着された蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信するステップと、前記蓄電パックの制御部が、前記充電装置から受信した識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信するステップと、前記充電装置の制御部が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記充電スロットに装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、を有する。
 本開示によれば、無線通信を用いて蓄電パックを制御する電動移動体または充電装置が、装着された蓄電パックを正しく識別することができる。
実施の形態に係る、交換式の電池パックを用いた車両システムの概念図である。 実施の形態に係る充電装置の構成例を示す図である。 実施の形態に係る車両の構成例を示す図である。 実施の形態に係る、車両に搭載された電池パックと車両制御部のシステム構成例1を示す図である。 実施の形態に係る、車両に搭載された電池パックと車両制御部のシステム構成例2を示す図である。 車両の装着スロットに装着された電池パックを車両制御部が認証する処理の基本概念を示す図である。 車両の装着スロットに装着された電池パックを交換する際の、交換後の電池パックへのID付与の流れを概略的に示す図である。 システム構成例1において、車両の装着スロットに装着された電池パックを交換する際の、詳細な処理の流れを示すシーケンス図である(その1)。 システム構成例1において、車両の装着スロットに装着された電池パックを交換する際の、詳細な処理の流れを示すシーケンス図である(その2)。 図8に示した処理の変形例に係る処理の流れを示すシーケンス図である(その1)。 図9に示した処理の変形例に係る処理の流れを示すシーケンス図である(その2)。 システム構成例2において、車両の装着スロットに装着された電池パックを交換する際の、詳細な処理の流れを示すシーケンス図である(その1)。 システム構成例2において、車両の装着スロットに装着された電池パックを交換する際の、詳細な処理の流れを示すシーケンス図である(その2)。 図12に示した処理の変形例に係る処理の流れを示すシーケンス図である(その1)。 図13に示した処理の変形例に係る処理の流れを示すシーケンス図である(その2)。
 図1は、実施の形態に係る、交換式の電池パック10を用いた車両システム1の概念図である。当該車両システム1では、複数の電池パック10、少なくとも一つの充電装置20、複数の車両30が使用される。本実施の形態では、車両30として電動バイク(電動スクータ)を想定する。
 電池パック10は、着脱自在な可搬式・交換式の電池パックであり、車両30の装着スロットにも、充電装置20の充電スロットにも装着することができる。電池パック10は、充電装置20の充電スロットに装着された状態で充電される。充電済みとなった電池パック10は、ユーザ(通常、車両30の運転者)により取出され、車両30の装着スロットに装着される。車両30の装着スロットに装着された電池パック10は、車両30の走行時に放電し、放電に伴い残容量が低下する。残容量が低下した電池パック10は、ユーザにより取出され、充電装置20の充電スロットに装着される。ユーザは、充電装置20の別の充電スロットから充電済みの電池パック10を取出し、車両30の装着スロットに装着する。この作業により、残容量が低下した電池パック10が、充電済みの電池パック10に交換される。これにより、ユーザは電池パック10が充電される間、待つ必要がなく、短時間で車両30の走行を再開させることができる。
 この方式では電池パック10の着脱が頻繁に発生するため、車両30の装着スロットのコネクタ部分、又は充電装置20の充電スロットのコネクタ部分と接触する電池パック10のコネクタ部分の劣化が進行しやすくなる。この対策として本実施の形態では、車両30又は充電装置20と、電池パック10間の制御信号の授受を無線通信で行う。これにより、コネクタから通信線用の端子をなくすことができる。コネクタには電力線用の端子が設けられていれば足りる。本実施の形態では、制御信号の授受にコネクタを介した有線通信を使用しないため、コネクタ不良により制御信号が遮断されることを防止することができる。
 車両30と電池パック10間の無線通信、充電装置20と電池パック10間の無線通信、及び車両30と充電装置20間の無線通信には、近距離無線通信を使用する。近距離無線通信としてBluetooth(登録商標)、Wi-Fi(登録商標)、赤外線通信などを使用することができる。以下、本実施の形態では近距離無線通信として、BLE(Bluetooth (登録商標) Low Energy)を使用することを想定する。
 BLEは、Bluetooth(登録商標)の拡張規格の一つであり、2.4GHz帯を使用した低消費電力な近距離無線通信規格である。BLEは、ボタン電池一つで数年間駆動可能な程度に低消費電力であるため、電池駆動に適しており、電池パック10の残容量に与える影響をほぼ無視して考えることができる。また、BLE通信用のモジュールは市場に数多く出荷されているため、低コストで入手することができる。また、BLEはスマートフォンとの親和性が高く、スマートフォンと連携した様々なサービスを提供することができる。
 一般的なクラス2のデバイスを使用した場合、BLEの電波到達範囲は約10mになる。したがって、BLEの通信圏内に、複数の車両30、複数の電池パック10、及び充電装置20が存在する状態が発生し得る。充電装置20には複数の充電スロットが設けられているため、充電装置20は、複数の充電スロットに装着された複数の電池パック10とそれぞれ無線通信する必要がある。即ち、充電装置20と複数の電池パック10との間で、1:Nのネットワークが構成されることになる。車両30に複数の装着スロットが設けられる場合も同様に、車両30は、複数の装着スロットに装着された複数の電池パック10とそれぞれ無線通信する必要がある。即ち、車両30と複数の電池パック10との間で、1:Nのネットワークが構成されることになる。
 したがって、充電装置20の特定の充電スロットに装着された電池パック10と、充電装置20の特定の通信相手の電池パック10が同一であることを担保する仕組みが必要となる。同様に、車両30の特定の装着スロットに装着された電池パック10と、車両30の特定の通信相手の電池パック10が同一であることを担保する仕組みが必要となる。本実施の形態では、識別情報(ID)を用いて、物理的に接続された電池パック10と、無線通信で接続された電池パック10との同一性を確認する。この識別情報(ID)は、テンポラルな識別情報でよい。なお、当該識別情報(ID)に、各装置に固有の識別情報を含めてもよい。
 図2は、実施の形態に係る充電装置20の構成例を示す図である。充電装置20は、充電台21、制御部22、表示部27、操作部28、及び充電部29を備える。制御部22は、処理部23、アンテナ25、及び無線通信部26を少なくとも含む。
 充電台21は、複数の電池パック10を装着するための複数の充電スロットSLc1-SLc8を有する。図2に示す例では充電スロットの数が8であるが、充電スロットの数は2以上であればよく、例えば4でもよい。
 各充電スロットSLc1-SLc8は、正極端子及び負極端子を含むコネクタを有し、電池パック10が装着されると、電池パック10のコネクタに含まれる正極端子及び負極端子とそれぞれ導通する。各充電スロットSLc1-SLc8のコネクタに含まれる負極端子部分、及び電池パック10のコネクタに含まれる負極端子部分は、それぞれベタGNDで構成されてもよい。その場合、電池パック10のコネクタに含まれるピンを、正極端子ピンの一本にすることができ、不具合が発生しやすいコネクタの突起部分を減らすことができる。
 充電台21に装着された各電池パック10の処理部13(図4参照)は、近距離無線通信および電力線を利用して、制御部22内の処理部23と制御信号を送受信する。両者の間の御部信号の具体的な送受信方法は後述する。
 各充電スロットSLc1-SLc8の正極端子及び負極端子は、充電部29の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続される。充電部29は商用電力系統2に接続され、充電台21に装着された電池パック10を充電することができる。充電部29は、商用電力系統2から供給される交流電力を全波整流し、フィルタで平滑化することにより直流電力を生成する。
 充電部29の正極端子及び負極端子と、各充電スロットSLc1-SLc8の正極端子及び負極端子との間には、図示しないリレーがそれぞれ設けられる。処理部23は、当該リレーのオン(クローズ)/オフ(オープン)を制御することにより、各充電スロットSLc1-SLc8の導通/遮断を制御する。
 なお、充電部29の正極端子及び負極端子と、各充電スロットSLc1-SLc8の正極端子及び負極端子との間には、図示しないDC/DCコンバータがそれぞれ設けられてもよい。その場合、処理部23は、当該DC/DCコンバータを制御することにより、各電池パック10の充電電圧または充電電流を制御することができる。例えば、定電流(CC)充電または定電圧(CV)充電を行うことができる。なお、当該DC/DCコンバータは、電池パック10内に設けられていてもよい。なお、電池パック10内にAC/DCコンバータが搭載されている場合、充電部29から交流電力で電池パック10を充電することもできる。
 処理部23は例えば、マイクロコンピュータで構成される。無線通信部26は近距離無線通信処理を実行する。本実施の形態では、無線通信部26はBLEモジュールで構成され、アンテナ25はBLEモジュールに内蔵されるチップアンテナ、またはパターンアンテナで構成される。無線通信部26は、近距離無線通信で受信したデータを処理部23に出力するとともに、処理部23から入力されるデータを近距離無線通信で送信する。
 処理部23は、充電台21に装着されている電池パック10から電池の状態情報を取得することができる。電池の状態情報として、電池パック10内の複数のセルE1-En(図4参照)の電圧、電流、温度、SOC(State Of Charge)、SOH(State Of Health)の少なくとも一つの情報を取得することができる。
 表示部27はディスプレイを備え、ディスプレイに、充電装置20を使用するユーザ(通常、車両30の運転者)へのガイダンスを表示する。操作部28は、タッチパネル等のユーザインタフェースであり、ユーザの操作を受け付ける。なお、充電装置20はスピーカ(不図示)をさらに含み、スピーカからユーザへの音声ガイダンスを出力してもよい。
 図3は、実施の形態に係る車両30の構成例を示す図である。車両30は、電池装着部31、車両制御部32、メータパネル39、インバータ310、モータ311、及びタイヤ312を備える。車両制御部32は、処理部33、アンテナ35、及び無線通信部36を少なくとも含む。
 電池装着部31は、少なくとも一つの電池パック10を装着するための、少なくとも一つの装着スロットSLa1-SLa2を有する。図3に示す例では装着スロットの数が2であるが、装着スロットの数は1でもよいし、3以上でもよい。
 各装着スロットSLa1-SLa2は、正極端子及び負極端子を含むコネクタを有し、電池パック10が装着されると、電池パック10のコネクタに含まれる正極端子及び負極端子とそれぞれ導通する。各装着スロットSLa1-SLa2のコネクタに含まれる負極端子部分は、ベタGNDで構成されてもよい。
 電池装着部31に装着された各電池パック10の処理部13(図4参照)は、近距離無線通信および電力線を利用して、車両制御部32内の処理部33と制御信号を送受信する。両者の間の御部信号の具体的な送受信方法は後述する。
 複数の装着スロットSLa1-SLa2の複数の正極端子は正側の電力バスにそれぞれ接続され、複数の負極端子は負側の電力バスにそれぞれ接続される。したがって、複数の装着スロットSLa1-SLa2に装着された複数の電池パック10は、電気的に並列接続された関係になる。よって、電池装着部31に装着される電池パック10の数が増えるほど、容量が増加する。なお、複数の装着スロットSLa1-SLa2に装着された複数の電池パック10を電気的に直列接続してもよい。その場合、出力電圧を高くすることができる。
 電池装着部31の正極端子及び負極端子は、メインリレーRYmを介してインバータ310の正極端子及び負極端子と接続される。メインリレーRYmは、車両30と電池パック10間のコンタクタとして機能する。処理部33は、メインリレーRYmのオン/オフを制御することにより、車両30と電池パック10間の導通/遮断を制御する。
 インバータ310は力行時、電池装着部31に装着されている電池パック10から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ311に供給する。回生時、モータ311から供給される交流電力を直流電力に変換して、電池装着部31に装着されている電池パック10に供給する。モータ311は三相交流モータであり、力行時、インバータ310から供給される交流電力に応じて回転する。回生時、減速による回転エネルギーを交流電力に変換してインバータ310に供給する。モータ311の回転軸は、後輪のタイヤ312の回転軸に連結される。なお、モータ311の回転軸とタイヤ312の回転軸との間に、変速機が設けられてもよい。
 車両制御部32は車両30全体を制御する車両ECU(Electronic Control Unit)である。車両制御部32の処理部33は、マイクロコンピュータで構成される。無線通信部36は近距離無線通信処理を実行する。本実施の形態では、無線通信部36はBLEモジュールで構成され、アンテナ35はBLEモジュールに内蔵されるチップアンテナ、またはパターンアンテナで構成される。無線通信部36は、近距離無線通信で受信したデータを処理部33に出力するとともに、処理部33から入力されるデータを近距離無線通信で送信する。
 処理部33は、電池装着部31に装着されている電池パック10から電池の状態情報を取得することができる。電池の状態情報として、電池パック10内の複数のセルE1-En(図4参照)の電圧、電流、温度、SOC、SOHの少なくとも一つの情報を取得することができる。また処理部33は、車両30の速度を取得することができる。
 メータパネル39は、車両30の状態情報を表示する。例えば、車両30の速度、電池パック10の残容量(SOC)を表示する。運転者は、メータパネル39に表示された電池パック10の残容量(SOC)を見て、電池パック10の交換の必要性を判断することができる。
 図4は、実施の形態に係る、車両30に搭載された電池パック10と車両制御部32のシステム構成例1を示す図である。図4に示す例は、2つの電池パック10a、10bが、車両30の電池装着部31に装着されている状態である(図3参照)。
 電池パック10は、電池モジュール11及び電池制御部12を含む。電池モジュール11は、電池パック10の正極端子Tpと負極端子Tmを内部で繋ぐ電力線上に接続される。電池パック10の正極端子TpはスロットリレーRYsを介して正側の電力バスに接続され、電池パック10の負極端子Tmは負側の電力バスに接続される。正側の電力バス及び負側の電力バスは、メインリレーRYmを介してインバータ310に接続される(図3参照)。
 電池モジュール11は、直列接続された複数のセルE1-Enを含む。なお電池モジュール11は、複数の電池モジュールが直列または直並列接続されて構成されていてもよい。セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル等を用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セル(公称電圧:3.6-3.7V)を使用する例を想定する。セルE1-Enの直列数は、モータ311の駆動電圧に応じて決定される。
 電池パック10の正極端子Tpと電池モジュール11との間のノードN1から、通信用経路が分岐される。当該ノードN1と電池モジュール11との間に、電力リレーRYpが挿入される。電池パック10の正極端子Tpと負極端子Tmを内部で繋ぐ電力線上に電流センサ17が設置される。電流センサ17は、電力リレーRYpより負極端子Tm側の位置に設置される。電流センサ17は、電池モジュール11に流れる電流を計測し、計測した電流値を電池制御部12の処理部13に出力する。電流センサ17は例えば、シャント抵抗、差動アンプ及びA/D変速器の組み合わせで構成することができる。なお、シャント抵抗の代わりにホール素子を使用してもよい。
 電池制御部12は、処理部13、電圧計測部14、アンテナ15、及び無線通信部16を含む。電圧計測部14と、直列接続された複数のセルE1-Enの各ノードとの間は複数の電圧計測線で接続される。電圧計測部14は、隣接する2本の電圧計測線間の電圧をそれぞれ計測することにより、各セルE1-Enの電圧を計測する。電圧計測部14は、計測した各セルE1-Enの電圧値を処理部13に送信する。
 電圧計測部14は処理部13に対して高圧であるため、電圧計測部14と処理部13間は絶縁された状態で、通信線で接続される。電圧計測部14は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)または汎用のアナログフロントエンドICで構成することができる。電圧計測部14はマルチプレクサ及びA/D変換器を含む。マルチプレクサは、隣接する2本の電圧計測線間の電圧を上から順番にA/D変換器に出力する。A/D変換器は、マルチプレクサから入力されるアナログ電圧をデジタル値に変換する。
 図4には示してないが、複数のセルE1-Enの近傍に少なくとも一つの温度センサが設置される。温度センサは、複数のセルE1-Enの温度を計測し、計測した温度値を処理部13に出力する。温度センサは例えば、サーミスタ、分圧抵抗、及びA/D変速器の組み合わせで構成することができる。
 なお、処理部13内にA/D変換器が搭載されており、処理部13にアナログ入力ポートが設置されている場合、電流センサ17及び温度センサの出力値をアナログ値のまま処理部13に入力することができる。
 嵌合検出部18は、電池パック10のコネクタと車両30の電池装着部31のコネクタの嵌合状態を検出する。例えば、電池パック10側のコネクタがメス型コネクタで構成され、車両30の電池装着部31側のコネクタがオス型コネクタで構成されてもよい。嵌合検出部18は、両者の接続状態に応じた起動信号を処理部13に出力する。当該起動信号は2値信号で規定され、両者が接続された状態でオン信号が出力され、両者が分離された状態でオフ信号が出力される。嵌合検出部18は例えば、リードスイッチにより構成することができる。この場合、嵌合検出部18は、両者の接続の有無を磁気的に判定する。なお、両者の接続の有無を機構的に検知するセンサを使用してもよい。
 無線通信部16は近距離無線通信処理を実行する。本実施の形態では、無線通信部16はBLEモジュールで構成され、アンテナ15はBLEモジュールに内蔵されるチップアンテナ、またはパターンアンテナで構成される。無線通信部16は、近距離無線通信で受信したデータを処理部13に出力するとともに、処理部13から入力されるデータを近距離無線通信で送信する。
 電池パック10の正極端子Tpと電池モジュール11との間のノードN1と、処理部13が通信用経路で接続される。当該通信用経路上に、ヒューズF1、抵抗R1、及びパック側通信リレーRYcが直列に接続される。ヒューズF1は、電力線から処理部13に過電流が流入することを阻止するための保護素子である。
 処理部13はマイクロコンピュータで構成される。処理部13は、嵌合検出部18から入力される起動信号がオンになると起動し、オフになるとシャットダウンする。なお、シャットダウンの代わりに、スタンバイ状態またはスリープ状態に移行してもよい。
 処理部13は、パック側通信リレーRYcのオン/オフを制御することにより、ノードN1と処理部13間の通信用経路の導通/遮断を制御する。処理部13は、電圧計測部14、電流センサ17及び温度センサにより計測された複数のセルE1-Enの電圧値、電流値、及び温度値をもとに複数のセルE1-Enの状態を管理する。例えば、過電圧、過小電圧、過電流、高温異常、又は低温異常が発生した場合、処理部13は電力リレーRYpをオフして、複数のセルE1-Enを保護する。
 処理部13は、複数のセルE1-EnのそれぞれのSOC及びSOHを推定することができる。処理部13は、OCV(Open Circuit Voltage)法、又は電流積算法によりSOCを推定することができる。SOHは、初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の比率で規定され、数値が低いほど(0%に近いほど)劣化が進行していることを示す。SOHは、完全充放電による容量計測により求めてもよいし、保存劣化とサイクル劣化を合算することにより求めてもよい。保存劣化はSOC、温度、及び保存劣化速度をもとに推定することができる。サイクル劣化は、使用するSOC範囲、温度、電流レート、及びサイクル劣化速度をもとに推定することができる。保存劣化速度およびサイクル劣化速度は、予め実験やシミュレーションにより導出することができる。SOC、温度、SOC範囲、及び電流レートは計測により求めることができる。
 またSOHは、セルの内部抵抗との相関関係をもとに推定することもできる。内部抵抗は、セルに所定の電流を所定時間流した際に発生する電圧降下を、当該電流値で割ることにより推定することができる。内部抵抗は温度が上がるほど低下する関係にあり、SOHが低下するほど増加する関係にある。
 図4に示すシステム構成例1では、車両制御部32は、処理部33、リレー制御部34、アンテナ35、無線通信部36、及びパック検出部37を含む。リレー制御部34は、処理部33からの指示に応じて、メインリレーRYm、第1スロットリレーRYsa、第2スロットリレーRYsbのそれぞれのオン/オフを制御する。
 第1電池パック10aの正極端子Tpと第1スロットリレーRYsaとの間のノードNaと、車両制御部32の処理部33が通信用経路で接続される。当該通信用経路上に、ヒューズF2a及び第1車両側通信リレーRYcaが直列に接続される。処理部33は、第1車両側通信リレーRYcaのオン/オフを制御することにより、ノードNaと処理部33との間の通信用経路の導通/遮断を制御する。
 同様に、第2電池パック10bの正極端子Tpと第2スロットリレーRYsbとの間のノードNbと、車両制御部32の処理部33が通信用経路で接続される。当該通信用経路上に、ヒューズF2b及び第2車両側通信リレーRYcbが直列に接続される。処理部33は、第2車両側通信リレーRYcbのオン/オフを制御することにより、ノードNbと処理部33間の通信用経路の導通/遮断を制御する。
 なお、車両30の電池装着部31に3以上の装着スロットが設けられる場合、スロットリレーRYs、及び当該通信用経路(ヒューズF2及び車両側通信リレーRYc)が、それぞれ3以上並列に設けられる。
 第1嵌合検出部38aは、電池装着部31の第1装着スロットSLa1のコネクタと、第1電池パック10aのコネクタの嵌合状態を検出し、嵌合の有無を示す検出信号をパック検出部37に出力する。同様に、第2嵌合検出部38bは、電池装着部31の第2装着スロットSLa2のコネクタと、第2電池パック10bのコネクタの嵌合状態を検出し、嵌合の有無を示す検出信号をパック検出部37に出力する。第1嵌合検出部38a及び第2嵌合検出部38bは、電池パック10側のコネクタとの接続の有無を磁気的な方法で検出してもよいし、機構的な方法で検出してもよい。
 パック検出部37は、複数の嵌合検出部38a,38bから入力される複数の検出信号に応じた起動信号を処理部33に出力する。パック検出部37は、複数の検出信号の少なくとも一つが接続状態を示す場合、接続状態のスロット番号を含む起動信号を出力する。パック検出部37は、複数の検出信号の全てが非接続状態を示す場合、起動信号をオフ状態に制御する。
 処理部33は、パック検出部37から入力される起動信号がオンになると起動し、オフになるとシャットダウンする。なお、シャットダウンの代わりに、スタンバイ状態またはスリープ状態に移行してもよい。
 以上に説明したシステム構成例1において、車両制御部32の処理部33は、近距離無線通信を使用して、電池制御部12の処理部13と制御信号の授受を行うことができる。
 また、車両制御部32の処理部33は、有線経路を介して、電池制御部12の処理部13と制御信号の授受を行うことができる。第1電池パック10aの処理部13と有線経由で通信する場合、車両制御部32の処理部33は、第1スロットリレーRYsaをオフ、第1車両側通信リレーRYcaをオンする。第1電池パック10aの処理部13は、第1電池パック10a内の電力リレーRYpをオフ、パック側通信リレーRYcをオンする。この状態では、車両制御部32の処理部33と第1電池パック10aの処理部13間の有線経路が、車両30及び電池パック10の高電圧部と絶縁された状態で導通する。したがって、車両制御部32の処理部33と第1電池パック10aの処理部13間で、処理部の動作電圧に応じた電圧(例えば、5V以下の電圧)でシリアル通信することができる。
 同様に第2電池パック10bの処理部13と有線経由で通信する場合、車両制御部32の処理部33は、第2スロットリレーRYsbをオフ、第2車両側通信リレーRYcbをオンする。第2電池パック10bの処理部13は、第2電池パック10b内の電力リレーRYpをオフ、パック側通信リレーRYcをオンする。この状態では、車両制御部32の処理部33と第2電池パック10bの処理部13間の有線経路が、車両30及び電池パック10の高電圧部と絶縁された状態で導通する。
 なお図2には示していないが、図4に示した車両制御部32と同様の構成が、充電装置20の制御部22にも設けられる。充電装置20の処理部23は、充電装置20の無線通信部26と電池制御部12の無線通信部16との間の近距離無線通信を介して、電池制御部12の処理部13と制御信号の授受を行うことができる。また、充電装置20の処理部23は有線経路を介して、電池制御部12の処理部13と制御信号の授受を行うことができる。
 図5は、実施の形態に係る、車両30に搭載された電池パック10と車両制御部32のシステム構成例2を示す図である。以下、図4に示したシステム構成例1との相違点を説明する。システム構成例2では、電池パック10の正極端子Tpと電池モジュール11との間のノードN1と、処理部13間の通信用経路(ヒューズF1、抵抗R1、及びパック側通信リレーRYcを含む)が設けられない。また、第1電池パック10aの正極端子Tpと第1スロットリレーRYsaとの間のノードNaと、車両制御部32の処理部33間の通信用経路(ヒューズF2a及び第1車両側通信リレーRYcaを含む)が設けられない。また、第2電池パック10bの正極端子Tpと第2スロットリレーRYsbとの間のノードNbと、車両制御部32の処理部33間の通信用経路(ヒューズF2b及び第2車両側通信リレーRYcbを含む)が設けられない。
 システム構成例2では、正側の電力バスと負側の電力バスとの間に放電経路が設けられる。当該放電経路上に、ヒューズF2、抵抗R2及び放電リレーRYdが直列に接続される。処理部33は、放電リレーRYdをオンすることにより、正側の電力バスと負側の電力バス間を導通させることができる。
 システム構成例2において、車両制御部32の処理部33は、近距離無線通信を使用して、電池制御部12の処理部13と制御信号の授受を行うことができる。
 また、車両制御部32の処理部33は、有線経路を介して、電池制御部12の処理部13に制御情報を伝達することができる。第1電池パック10aの処理部13に有線経由で制御情報を伝達する場合、車両制御部32の処理部33は、第1スロットリレーRYsaをオンし、第2スロットリレーRYsbをオフする。この状態で、処理部33は放電リレーRYdを、制御情報を示すパルスパターンに応じてオン/オフ制御する。これにより、第1電池パック10aの正極から上記の放電経路を経由して、第1電池パック10aの負極に、当該パルスパターンを含む放電電流が流れる。第1電池パック10aの電流センサ17は、当該パルスパターンを含む電流を検出して処理部13に出力する。処理部13は、電流センサ17から入力される当該パルスパターンを含む電流値をもとに、当該パルスパターンに対応する制御情報を受領する。
 同様に第2電池パック10bの処理部13に有線経由で制御情報を伝達する場合、車両制御部32の処理部33は、第2スロットリレーRYsbをオンし、第1スロットリレーRYsaをオフする。この状態で、処理部33は放電リレーRYdを、制御情報を示すパルスパターンに応じてオン/オフ制御する。これにより、第2電池パック10bの正極から上記の放電経路を経由して、第2電池パック10bの負極に、当該パルスパターンを含む放電電流が流れる。第2電池パック10bの電流センサ17は、当該パルスパターンを含む電流を検出して処理部13に出力する。処理部13は、電流センサ17から入力される当該パルスパターンを含む電流値をもとに、当該パルスパターンに対応する制御情報を受領する。
 なお図2には示していないが、図5に示した車両制御部32と同様の構成が、充電装置20の制御部22にも設けられる。充電装置20の処理部23は、近距離無線通信を使用して、電池制御部12の処理部13と制御信号の授受を行うことができる。また、充電装置20の処理部23は有線経路を介して、電池制御部12の処理部13と制御信号の授受を行うことができる。
 図4に示したシステム構成例1及び図5に示したシステム構成例2のどちらの構成例でも、車両制御部32の処理部33と電池制御部12の処理部13との間で、無線通信と有線通信を行うことができる。無線通信の方式はシステム構成例1とシステム構成例2で同じである。有線通信の方式はシステム構成例1では電圧通信、システム構成例2では電流通信となる。
 図6は、車両30の装着スロットSLaに装着された電池パック10を車両制御部32が認証する処理の基本概念を示す図である。車両制御部32は基本的に、電池パック10から送信された近距離無線通信の電波を探索することにより、電池パック10を識別する。具体的には車両制御部32は、装着スロットSLaに電池パック10が装着されると、有線経由でID1を送信する。電池パック10の電池制御部12は、車両制御部32から有線経由でID1を受信すると、ID1を含む信号を近距離無線通信で送信する。
 車両制御部32は、近距離無線通信の信号を受信すると、受信信号に含まれるIDと、先に有線経由で送信したID1を照合する。両者が一致した場合、車両制御部32は、装着スロットSLaに装着された電池パック10と、近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する。両者が一致しない場合、車両制御部32は、装着スロットSLaに装着された電池パック10と、近距離無線通信の通信相手が同一でないと判定し、通信相手の電池パック10を認証しない。例えば、ID2を含む信号を受信した場合、有線経由で送信したID1と一致しないため、ID2を含む信号の送信先の電池パック10を認証しない。
 なお、車両制御部32が近距離無線通信でIDを送信し、送信したIDと、有線経由で電池パック10の電池制御部12から有線経由で受信したIDを照合することにより、装着スロットSLaに装着された電池パック10と、近距離無線通信の通信相手の同一性を判断してもよい。
 以上の説明では、車両30の装着スロットSLaに装着された電池パック10を車両制御部32が認証する処理の基本概念を示したが、充電装置20の充電スロットSLcに装着された電池パック10を、充電装置20の制御部22が認証する場合も同様である。
 図7は、車両30の装着スロットSLaに装着された電池パック10を交換する際の、交換後の電池パック10へのID付与の流れを概略的に示す図である。状態1では、充電装置20の第1充電スロットSLc1は空きスロットで、第2充電スロットSLc2に充電済みの第2電池パック10bが装着されている。また車両30の第1装着スロットSLa1には、残容量が少なくなった第1電池パック10aが装着されている。第1電池パック10aには、車両制御部32により認証された車両IDが含まれている。当該車両IDにより、車両30から見た、物理的な接続相手としての第1電池パック10aと、無線通信の接続相手としての第1電池パック10aとの同一性が担保されている。
 状態2では、ユーザ(通常、車両30の運転者)により、車両30の第1装着スロットSLa1から第1電池パック10aが脱着され、脱着された第1電池パック10aが充電装置20の第1充電スロットSLc1に装着される。第1電池パック10aがレンタルされている場合、第1電池パック10aを充電装置20に返却する作業になる。第1電池パック10aが車両30の第1装着スロットSLa1から脱着されると、第1電池パック10aの電池制御部12は、保持している車両IDを削除する。
 状態3では、ユーザにより、充電装置20の第2充電スロットSLc2から第2電池パック10bが脱着され、車両30の第1装着スロットSLa1に装着される。この作業により、車両30の第1装着スロットSLa1に装着されていた電池パック10が物理的に交換されたことになる。
 状態4では、車両制御部32は第1装着スロットSLa1に装着された第2電池パック10bに新たな車両IDを付与する。この新たな車両IDにより、車両30側から見た、物理的な接続相手としての第2電池パック10bと、無線通信の接続相手としての第2電池パック10bとの同一性が担保される。
 図8は、システム構成例1において、車両30の装着スロットSLaに装着された電池パック10を交換する際の、詳細な処理の流れを示すシーケンス図である(その1)。図9は、システム構成例1において、車両30の装着スロットSLaに装着された電池パック10を交換する際の、詳細な処理の流れを示すシーケンス図である(その2)。以下に示すシーケンス図内の横線において、細点線は無線通信を示し、細実線は有線通信を示し、太点線は電池パックの物理的な移動を示し、太実線は電池パックに対する充放電を示す。
 充電装置20の第1充電スロットSLc1は空きスロットで、第2充電スロットSLc2に第2電池パック10bが装着されている。第2電池パック10bには、充電装置20の制御部22により認証された充電ID1が含まれている。当該充電ID1により、充電装置20側から見た、物理的な接続相手としての第2電池パック10bと、無線通信の接続相手としての第2電池パック10bとの同一性が担保されている。
 充電装置20は、第2充電スロットSLc2に装着された第2電池パック10bを充電している。即ち、充電部29から第2充電スロットSLc2に装着された第2電池パック10bに充電電流が流れている。第2電池パック10bのSOCが上限値に到達すると充電が終了する。当該上限値は、満充電容量に対応するSOCであってもよいし、満充電容量より低いSOC(例えば、90%)であってもよい。
 車両30の第1装着スロットSLa1には、第1電池パック10aが装着されている。第1電池パック10aには、車両制御部32により認証された車両IDが含まれている。当該車両IDにより、車両30側から見た、物理的な接続相手としての第1電池パック10aと、無線通信の接続相手としての第1電池パック10aとの同一性が担保されている。車両30の走行中、第1電池パック10aからインバータ310を介してモータ311に放電電流が流れている。第1電池パック10aのSOCは、車両30の走行に伴い低下していく。
 ユーザ(通常、車両30の運転者)によりイグニッションオフ操作がされると、車両制御部32は、当該イグニッションオフ操作を受け付ける(P1a)。車両制御部32は、イグニッションオフ操作を受け付けると、近距離無線通信で第1電池パック10aの電池制御部12にシャットダウン指示を送信する。第1電池パック10aの電池制御部12は、車両制御部32からシャットダウン指示を受信するとシャットダウンする(P1b)。
 ユーザにより、車両30の第1装着スロットSLa1から第1電池パック10aが脱着され、第1電池パック10aが充電装置20の第1充電スロットSLc1に装着されると、第1電池パック10aの嵌合検出部18が第1充電スロットSLc1との嵌合を検出し(P1c)、第1電池パック10aの電池制御部12が起動する(P1e)。充電装置20の制御部22は、第1充電スロットSLc1に電池パック10が装着されたことを検出する(P1d)。なお、第1電池パック10aの電池制御部12は、第1装着スロットSLa1から脱着されたことを認識すると車両IDを削除する。
 充電装置20の制御部22は有線経由で、第1充電スロットSLc1に装着されている第1電池パック10aの電池制御部12に充電ID2を送信して、第1電池パック10aの電池制御部12に充電ID2を書込む(P1f)。第1電池パック10aの電池制御部12は充電ID2を受信すると、電池制御部12がビーコン端末(ペリフェラル端末)となって、近距離無線通信のアドバタイズを実行する(P1g)。具体的には電池制御部12は、有線経由で受信した充電ID2を含むアドバタイズパケットをビーコンパケットとして、一定の時間間隔で送出する。アドバタイズパケットは、自己の存在を、セントラル端末としての充電装置20の制御部22又は車両30の車両制御部32に通知するための信号として機能する。
 充電装置20の制御部22はアドバタイズパケットを受信すると、受信したアドバタイズパケットに含まれる充電IDと、先に有線経由で送信した充電IDとを照合する(P1h)。図8に示す例では、受信したアドバタイズパケットに含まれる充電IDが、充電ID2であれば照合成功となり、充電ID2でなければ照合失敗となる。照合失敗の場合、充電装置20の制御部22はアドバタイズパケットのスキャンを継続する。照合成功の場合、充電装置20の制御部22は、第1電池パック10aの電池制御部12との接続処理を開始する(P1i)。
 まず、充電装置20の制御部22は、第1電池パック10aの電池制御部12に接続要請を送信する。次に、充電装置20の制御部22と第1電池パック10aの電池制御部12間で暗号化パラメータ(例えば、暗号鍵の桁数、暗号化レベル)を交換する。第1電池パック10aの電池制御部12は、交換した暗号化パラメータをもとに、通信データの暗号化に使用する暗号鍵を生成する(P1j)。充電装置20の制御部22は、交換した暗号化パラメータをもとに、通信データの暗号化に使用する暗号鍵を生成する(P1k)。最後に、充電装置20の制御部22と第1電池パック10aの電池制御部12間で、生成した暗号鍵を交換する。これにより、充電装置20の制御部22と第1電池パック10aの電池制御部12間のペアリングが完了する(P1m)。両者のペアリング完了に伴い、第1電池パック10aの充電装置20への返却処理が完了する。
 充電装置20の制御部22は、第1電池パック10aの交換対象とする別の電池パック10を選別する(P1n)。具体的には充電装置20の制御部22は、充電台21の複数の充電スロットSLcに装着されている充電済みの電池パック10の中から一つを選別する。図8に示す例では、第2充電スロットSLc2に装着されている充電済みの第2電池パック10bを選別する。
 充電装置20の制御部22は、選別した第2電池パック10bの電池制御部12に近距離無線通信でシャットダウン指示を送信して、第2電池パック10bの電池制御部12との接続解除処理を実行する(P1o)。第2電池パック10bの電池制御部12は、充電装置20の制御部22からシャットダウン指示を受信するとシャットダウンする(P1p)。第2電池パック10bの電池制御部12はシャットダウンの直前に、シャットダウン完了通知を充電装置20の制御部22に送信する。
 充電装置20の制御部22は、第2電池パック10bの電池制御部12からシャットダウン完了通知を受信すると、車両30のユーザに、第2充電スロットSLc2に装着された第2電池パック10bを取外すよう指示する(P1q)。例えば、充電装置20の制御部22は表示部27に、第2充電スロットSLc2に装着された第2電池パック10bを取外すよう指示するメッセージを表示させる。その際、充電装置20の制御部22はスピーカ(不図示)からユーザへ、音声ガイダンスを出力してもよい。また、第2充電スロットSLc2のランプ(不図示)のみを点灯または点滅させてもよい。また、第2充電スロットSLc2のランプ(不図示)のみを他の充電スロットのランプと異なる色で点灯させてもよい。
 ユーザにより、第2充電スロットSLc2から第2電池パック10bが取外され、第2電池パック10bが車両30の第1装着スロットSLa1に装着されると、第2電池パック10bの嵌合検出部18が第1装着スロットSLa1との嵌合を検出し(P1r)、第2電池パック10bの電池制御部12が起動する(P1t)。車両30の嵌合検出部38が第1装着スロットSLa1に電池パック10が装着されたことを検出すると(P1s)、車両制御部32が起動する(P1u)。なお、第2電池パック10bの電池制御部12は、第2充電スロットSLc2から脱着されたことを認識すると充電ID2を削除する。
 充電装置20の制御部22は、第1充電スロットSLc1に装着された第1電池パック10aの充電制御を開始する(P1v)。具体的には充電装置20の制御部22は、近距離無線通信で、第1電池パック10aの電池制御部12に充電指示を送信するとともに、第2スロットリレーRYsbをオンする。第1電池パック10aの電池制御部12は当該充電指示を受信すると、電力リレーRYpをオンする。これにより、充電装置20の充電部29から第1充電スロットSLc1に装着された第1電池パック10aに充電電流が流れる。
 車両制御部32は有線経由で、第1装着スロットSLa1に装着されている第2電池パック10bに車両IDを送信して、第2電池パック10bの電池制御部12に車両IDを書込む(P1y)。第2電池パック10bの電池制御部12は車両IDを受信すると、電池制御部12がビーコン端末となって、近距離無線通信のアドバタイズを実行する(P1z)。具体的には電池制御部12は、有線経由で受信した車両IDを含むアドバタイズパケットをビーコンパケットとして、一定の時間間隔で送出する。
 車両制御部32はアドバタイズパケットを受信すると、受信したアドバタイズパケットに含まれる車両IDと、先に有線経由で送信した車両IDとを照合する(P1A)。車両IDの照合が失敗した場合、車両制御部32はアドバタイズパケットのスキャンを継続する。車両IDの照合が成功した場合、車両制御部32は、第2電池パック10bの電池制御部12との接続処理を開始する(P1B)。
 まず、車両制御部32は、第2電池パック10bの電池制御部12に接続要請を送信する。次に、車両制御部32と第2電池パック10bの電池制御部12間で暗号化パラメータを交換する。第2電池パック10bの電池制御部12は、交換した暗号化パラメータをもとに、通信データの暗号化に使用する暗号鍵を生成する(P1C)。車両制御部32は、交換した暗号化パラメータをもとに、通信データの暗号化に使用する暗号鍵を生成する(P1D)。最後に、車両制御部32と第2電池パック10bの電池制御部12間で、生成した暗号鍵を交換する。これにより、車両制御部32と第2電池パック10bの電池制御部12間のペアリングが完了する(P1F)。ペアリング完了後、車両制御部32は、第2電池パック10bの電池制御部12に近距離無線通信でシャットダウン指示を送信する。第2電池パック10bの電池制御部12は、車両制御部32からシャットダウン指示を受信するとシャットダウンする(P1G)。
 図10は、図8に示した処理の変形例に係る処理の流れを示すシーケンス図である(その1)。図11は、図10に示した処理の変形例に係る処理の流れを示すシーケンス図である(その2)。図8、図9に示した処理では、ある車両30に装着されている電池パック10を脱着して、別の車両30に装着して使用することも可能である。即ち、一つの電池パック10を複数の車両30でシェアすることが可能である。また、違法に取得された電池パック10(例えば、盗品の電池パック10)も車両30に装着して使用することが可能である。
 これに対して図10、図11に示す変形例では、電池パック10内に装着許可フラグを設けることにより、正当なプロセスで脱着されていない電池パック10が車両30に装着されたとき、当該電池パック10の使用を禁止する仕組みが導入されている。以下、図8、図9に示した処理との相違点を説明する。
 処理P1jにおいて、第1電池パック10aの電池制御部12が暗号鍵を生成した後、第1電池パック10aの電池制御部12は、装着許可フラグをオンに書き換える(P1l)。装着許可フラグは、オン(例えば、1)のとき車両30での使用が許可された状態であり、オフ(例えば、0)のとき車両30での使用が禁止された状態である。
 処理P1tにおいて第2電池パック10bの電池制御部12が起動し、処理P1uにおいて車両制御部32が起動すると、第2電池パック10bの電池制御部12は有線経由で、装着可否フラグを車両制御部32に送信する。車両制御部32は受信した装着許可フラグの状態をもとに、第2電池パック10bの装着可否判定を実行する(P1x)。装着許可フラグがオフのとき、車両制御部32は処理を中断するとともに、メータパネル39に、不正な電池パック10が装着されたことを警告表示する。また、車両制御部32はスピーカ(不図示)から、不正な電池パック10が装着されたことを示す警告音を出力させてもよい。電池制御部12は装着許可フラグの状態をもとに、第2電池パック10bの装着可否判定を実行する(P1w)。装着許可フラグがオフのとき、第2電池パック10bの電池制御部12は処理を中断する。
 処理P1Cにおいて、第2電池パック10bの電池制御部12が暗号鍵を生成した後、第2電池パック10bの電池制御部12は、装着許可フラグをオフに書き換える(P1E)。
 図12は、システム構成例2において、車両30の装着スロットSLaに装着された電池パック10を交換する際の、詳細な処理の流れを示すシーケンス図である(その1)。図13は、システム構成例2において、車両30の装着スロットSLaに装着された電池パック10を交換する際の、詳細な処理の流れを示すシーケンス図である(その2)。
 図12の処理P2aから処理P2eまでの処理は、図8の処理P1aから処理P1eまでの処理と同様である。処理P2eにおいて第1電池パック10aの電池制御部12が起動した後、第1電池パック10aの電池制御部12はビーコン端末となって、近距離無線通信のアドバタイズを実行する(P2f)。図12に示す例では、アドバタイズパケットに充電ID又は車両IDは含まれない。
 充電装置20の制御部22はアドバタイズパケットを受信すると、第1電池パック10aの電池制御部12との接続処理を開始する(P2g)。まず、充電装置20の制御部22は、第1電池パック10aの電池制御部12に接続要請を送信する。次に、充電装置20の制御部22と第1電池パック10aの電池制御部12間で暗号化パラメータを交換する。第1電池パック10aの電池制御部12は、交換した暗号化パラメータをもとに、通信データの暗号化に使用する暗号鍵を生成する(P2h)。充電装置20の制御部22は、交換した暗号化パラメータをもとに、通信データの暗号化に使用する暗号鍵を生成する(P2i)。最後に、充電装置20の制御部22と第1電池パック10aの電池制御部12間で、生成した暗号鍵を交換する。これにより、充電装置20の制御部22と第1電池パック10aの電池制御部12間が仮接続する。
 充電装置20の制御部22は第1電池パック10aの放電制御を開始する(P2j)。具体的には充電装置20の制御部22は、近距離無線通信で第1電池パック10aの電池制御部12に放電指示を送信するとともに、充電装置20の放電リレーと第1スロットリレーRYsaをオンする。第1電池パック10aの電池制御部12は当該放電指示を受信すると、電力リレーRYpをオンする。これにより、第1電池パック10aの両端間に放電経路が形成され、第1電池パック10aに放電電流が流れる。
 充電装置20の制御部22は、充電ID2に応じた放電パターンに従い、充電装置20の放電リレーのオン/オフを制御する。第1電池パック10aの電池制御部12は、電流センサ17により検出された電流値から放電パターンを読み取って充電ID2を取得する。このような放電電流の制御により、充電装置20の制御部22から第1電池パック10aの電池制御部12に充電ID2が書込まれる(P2k)。第1電池パック10aの電池制御部12は、読み取った充電ID2に応じた放電パターンを、近距離無線通信で充電装置20の制御部22に送信する。
 充電装置20の制御部22は、第1電池パック10aの電池制御部12から放電パターンを含む信号を受信すると、受信した放電パターンが示す充電IDと、先に有線経由で伝達した充電IDとを照合する(P2l)。図12に示す例では、受信した信号に含まれる放電パターンが示す充電IDが、充電ID2であれば照合成功となり、充電ID2でなければ照合失敗となる。
 充電装置20の制御部22は照合結果を、近距離無線通信で第1電池パック10aの電池制御部12に送信する。照合失敗の場合、充電装置20の制御部22は、第1電池パック10aの電池制御部12との仮接続を切断し、所定時間経過後にアドバタイズパケットのスキャンを再開する。第1電池パック10aの電池制御部12は、充電装置20の制御部22との仮接続を切断し、近距離無線通信のアドバタイズを再開する。照合成功の場合、充電装置20の制御部22と第1電池パック10aの電池制御部12間のペアリングが完了する(P2n)。
 図12、図13の処理P2oから処理P2wまでの処理は、図8、図9の処理P1nから処理P1vまでの処理と同様である。処理P2uにおいて第2電池パック10bの電池制御部12が起動した後、第2電池パック10bの電池制御部12はビーコン端末となって、近距離無線通信のアドバタイズを実行する(P2z)。図13に示す例では、アドバタイズパケットに充電ID又は車両IDは含まれない。
 車両制御部32はアドバタイズパケットを受信すると、第2電池パック10bの電池制御部12との接続処理を開始する(P2A)。まず、車両制御部32は、第2電池パック10bの電池制御部12に接続要請を送信する。次に、車両制御部32と第2電池パック10bの電池制御部12間で暗号化パラメータを交換する。第2電池パック10bの電池制御部12は、交換した暗号化パラメータをもとに、通信データの暗号化に使用する暗号鍵を生成する(P2B)。車両制御部32は、交換した暗号化パラメータをもとに、通信データの暗号化に使用する暗号鍵を生成する(P2C)。最後に、車両制御部32と第2電池パック10bの電池制御部12間で、生成した暗号鍵を交換する。これにより、車両制御部32と第2電池パック10bの電池制御部12間が仮接続する。
 車両制御部32は第2電池パック10bの放電制御を開始する(P2D)。具体的には車両制御部32は、近距離無線通信で第2電池パック10bの電池制御部12に放電指示を送信するとともに、放電リレーRYdと第2スロットリレーRYsbをオンする。第2電池パック10bの電池制御部12は当該放電指示を受信すると、電力リレーRYpをオンする。これにより、第2電池パック10bの両端間に放電経路が形成され、第2電池パック10bに放電電流が流れる。
 車両制御部32は、車両IDに応じた放電パターンに従い、放電リレーRYdのオン/オフを制御する。第2電池パック10bの電池制御部12は、電流センサ17により検出された電流値から放電パターンを読み取って車両IDを取得する。このような放電電流の制御により、車両制御部32から第2電池パック10bの電池制御部12に車両IDが書込まれる(P2E)。第2電池パック10bの電池制御部12は、読み取った車両IDに応じた放電パターンを、近距離無線通信で車両制御部32に送信する。
 車両制御部32は、第2電池パック10bの電池制御部12から放電パターンを含む信号を受信すると、受信した放電パターンが示す車両IDと、先に有線経由で伝達した車両IDとを照合する(P2F)。車両制御部32は照合結果を、近距離無線通信で第2電池パック10bの電池制御部12に送信する。照合失敗の場合、車両制御部32は、第2電池パック10bの電池制御部12との仮接続を切断し、所定時間経過後にアドバタイズパケットのスキャンを再開する。第2電池パック10bの電池制御部12は、車両制御部32との仮接続を切断し、近距離無線通信のアドバタイズを再開する。照合成功の場合、車両制御部32と第2電池パック10bの電池制御部12間のペアリングが完了する(P2H)。
 ペアリング完了後、車両制御部32は、第2電池パック10bの電池制御部12に近距離無線通信でシャットダウン指示を送信する。第2電池パック10bの電池制御部12は、車両制御部32からシャットダウン指示を受信するとシャットダウンする(P2I)。
 図14は、図12に示した処理の変形例に係る処理の流れを示すシーケンス図である(その1)。図15は、図13に示した処理の変形例に係る処理の流れを示すシーケンス図である(その2)。図14、図15に示す変形例では、図10、図11に示した処理と同様に、電池パック10内に装着許可フラグを設けることにより、正当なプロセスで脱着されていない電池パック10が車両30に装着されたとき、当該電池パック10の使用を禁止する仕組みが導入されている。以下、図12、図13に示した処理との相違点を説明する。
 処理P2lにおいて、第1電池パック10aの電池制御部12が充電装置20の制御部22から照合成功の通知を受けた後、第1電池パック10aの電池制御部12は、装着許可フラグをオンに書き換える(P2m)。
 処理P2uにおいて第2電池パック10bの電池制御部12が起動し、処理P2vにおいて車両制御部32が起動すると、第2電池パック10bの電池制御部12は有線経由で、装着可否フラグを車両制御部32に送信する。車両制御部32は受信した装着許可フラグの状態をもとに、第2電池パック10bの装着可否判定を実行する(P2y)。装着許可フラグがオフのとき、車両制御部32は処理を中断するとともに、メータパネル39に、不正な電池パック10が装着されたことを警告表示する。また、車両制御部32はスピーカ(不図示)から、不正な電池パック10が装着されたことを示す警告音を出力させてもよい。電池制御部12は装着許可フラグの状態をもとに、第2電池パック10bの装着可否判定を実行する(P2x)。装着許可フラグがオフのとき、第2電池パック10bの電池制御部12は処理を中断する。
 処理P2Cにおいて、第2電池パック10bの電池制御部12が車両制御部32から照合成功の通知を受けた後、第2電池パック10bの電池制御部12は、装着許可フラグをオフに書き換える(P2G)。
 以上説明したように本実施の形態では、車両30又は充電装置20から電池パック10に有線経由でIDを書込み、電池パック10から車両30又は充電装置20に当該IDが近距離無線通信でループバックされる。これにより、近距離無線通信を用いて電池パック10を制御する車両30又は充電装置20が、装着された電池パック10を正しく識別することができる。ある車両30の車両制御部32が、近隣の別の車両30に装着された電池パック10を誤って制御するといった誤作動がなくなり、充電装置20と交換式の電池パック10を用いた車両システム1全体の安全、安心を担保することができる。ユーザは、充電装置20に装着された電池パック10を取出して、車両30に装着するだけで、安全に車両30を走行させることができる。
 車両30又は充電装置20と、電池パック10間の制御信号の授受を近距離無線通信で行うことにより、電池パック10のコネクタに含まれるピンを減らすことができる。これにより、車両30又は充電装置20と、電池パック10間の機構的な接続不良を減らすことができる。また、電池パック10の電池制御部12で使用されるファームウェアのアップデートを無線通信経由で行うことができ、ファームウェアのアップデートが容易になる。
 また、図10、図11、図14、図15に示した処理のように電池パック10内に装着許可フラグを設ければ、不正な手段で取得された電池パック10の使用を禁止することができる。
 以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
 上述の実施の形態では、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル等を含む電池モジュール11を内蔵する電池パック10を使用する例を説明した。この点、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル等を含むキャパシタモジュールを内蔵するキャパシタパックを使用してもよい。本明細書では、電池パックとキャパシタパックを総称して蓄電パックと呼ぶ。また上述の実施の形態における各リレーを適宜、半導体スイッチに置き換えてもよい。
 また上述の実施の形態では、交換式の電池パック10を電源とする車両30として、電動バイク(電動スクータ)を想定した。この点、車両30は電動自転車であってもよい。また、車両30は四輪の電気自動車(EV)であってもよい。電気自動車にはフル規格の電気自動車だけでなく、ゴルフカートや、ショッピングモールやエンタテイメント施設などで使用されるランドカーなどの低速の電気自動車も含まれる。
 交換式の電池パック10を電源とする電動移動体は、車両30に限定されるものではない。例えば、当該電動移動体には電動船舶も含まれる。例えば、水上バスや水上タクシーの電源を交換式の電池パック10としてもよい。また、当該電動移動体には電車も含まれる。例えば、非電化路線で使用される気動車の代わりに、交換式の電池パック10を搭載した電車を使用することができる。当該電動移動体には電動の飛行体も含まれる。電動の飛行体には、マルチコプタ(ドローン)が含まれる。当該マルチコプタには、いわゆる空飛ぶ車も含まれる。いずれの電動移動体でも、エネルギ補給の時間を短縮することができる。
 なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
[項目1]
 充電装置(20)の充電スロット(SLc1)に、電動移動体(30)から脱着された蓄電パック(10)が装着されると、前記充電装置(20)の制御部(22)が、前記充電スロット(SLc)に装着された蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信するステップと、
 前記蓄電パック(10)の制御部(12)が、前記充電装置(20)から受信した識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
 前記充電装置(20)の制御部(22)が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
 を有することを特徴とする蓄電パック(10)の認証方法。
 これによれば、充電装置(20)の制御部(22)が、充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目2]
 前記電動移動体(30)に、前記充電装置(20)の別の充電スロット(SLc2)から脱着された蓄電パック(10)が装着されると、前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信するステップと、
 前記蓄電パック(10)の制御部(12)が、前記電動移動体(30)から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で送信するステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
 をさらに有することを特徴とする蓄電パック(10)の項目1に記載の蓄電パック(10)の認証方法。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目3]
 前記充電装置(20)の制御部(22)が、前記充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証した後、当該蓄電パック(10)が保持している装着許可フラグをオンにするステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証した後、当該蓄電パック(10)が保持している装着許可フラグをオフにするステップと、
 をさらに有することを特徴とする項目2に記載の蓄電パック(10)の認証方法。
 これによれば、不正な手段で取得された蓄電パック(10)の使用を防止することができる。
[項目4]
 電動移動体(30)に蓄電パック(10)が装着されると、前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信するステップと、
 前記蓄電パック(10)の制御部(12)が、前記電動移動体(30)から受信した識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
 を有することを特徴とする蓄電パック(10)の認証方法。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目5]
 充電装置(20)の充電スロット(SLc1)に、電動移動体(30)から脱着された蓄電パック(10)が装着されると、当該蓄電パック(10)の制御部(12)が、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
 前記充電装置(20)の制御部(22)が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部(12)と仮接続するステップと、
 前記充電装置(20)の制御部(22)が、前記充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信するステップと、
 前記仮接続された前記蓄電パック(10)の制御部(12)が、前記充電装置(20)の制御部(22)から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記充電装置(20)の制御部(22)から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記充電装置(20)の制御部(22)に送信するステップと、
 前記充電装置(20)の制御部(22)が、前記仮接続された前記蓄電パック(10)の制御部(12)から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
 を有することを特徴とする蓄電パック(10)の認証方法。
 これによれば、充電装置(20)の制御部(22)が、充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目6]
 前記電動移動体(30)に、前記充電装置(20)の別の充電スロット(SLc2)から脱着された蓄電パック(10)が装着されると、当該蓄電パック(10)の制御部(12)が、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部(12)と仮接続するステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信するステップと、
 前記仮接続された前記蓄電パック(10)の制御部(12)が、前記電動移動体(30)の制御部(32)から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記電動移動体(30)の制御部(32)から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記電動移動体(30)の制御部(32)に送信するステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記仮接続された前記蓄電パック(10)の制御部(12)から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
 をさらに有することを特徴とする項目5に記載の蓄電パック(10)の認証方法。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目7]
 前記充電装置(20)の制御部(22)が、前記充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証した後、当該蓄電パック(10)が保持している装着許可フラグをオンにするステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証した後、当該蓄電パック(10)が保持している装着許可フラグをオフにするステップと、
 をさらに有することを特徴とする項目6に記載の蓄電パック(10)の認証方法。
 これによれば、不正な手段で取得された蓄電パック(10)の使用を防止することができる。
[項目8]
 電動移動体(30)に、充電装置(20)の充電スロット(SLc1)から脱着された蓄電パック(10)が装着されると、当該蓄電パック(10)の制御部(12)が、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部(12)と仮接続するステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信するステップと、
 前記仮接続された前記蓄電パック(10)の制御部(12)が、前記電動移動体(30)の制御部(32)から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記電動移動体(30)の制御部(32)から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記電動移動体(30)の制御部(32)に送信するステップと、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)が、前記仮接続された前記蓄電パック(10)の制御部(12)から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
 を有することを特徴とする蓄電パック(10)の認証方法。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目9]
 前記近距離無線通信は、BLE(Bluetooth (登録商標) Low Energy)であることを特徴とする項目1から8のいずれか1項に記載の蓄電パック(10)の認証方法。
 これによれば、低消費電力で近距離無線通信を行うことができる。
[項目10]
 電動移動体(30)に給電するための蓄電部(11)と、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)、及び充電装置(20)の制御部(22)と通信可能な制御部(12)と、を備え、
 前記制御部(12)は、
 前記電動移動体(30)から脱着されて、前記充電装置(20)の充電スロット(SLc1)に本蓄電パック(10)が装着されると、前記充電装置(20)の制御部(22)から識別情報を受信し、
 前記充電装置(20)から受信した識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信し、
 前記近距離無線通信で送信された信号は、前記充電装置(20)の制御部(22)において、前記充電スロット(SLc1)に装着された本蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
 ことを特徴とする蓄電パック(10)。
 これによれば、充電装置(20)の制御部(22)が、充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目11]
 前記制御部(12)は、
 前記充電スロット(SLc1)から脱着されて、本蓄電パック(10)が前記電動移動体(30)に装着されると、前記電動移動体(30)の制御部(32)から別の識別情報を有線経由で受信し、
 前記電動移動体(30)から受信した前記別の識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で送信し、
 前記近距離無線通信で送信された信号は、前記電動移動体(30)の制御部(32)において、前記電動移動体(30)に装着された本蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
 ことを特徴とする項目10に記載の蓄電パック(10)。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目12]
 電動移動体(30)に給電するための蓄電部(11)と、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)、及び充電装置(20)の制御部(22)と通信可能な制御部(12)と、を備え、
 前記制御部(12)は、
 前記充電装置(20)の充電スロット(SLc1)から脱着されて、本蓄電パック(10)が前記電動移動体(30)に装着されると、前記電動移動体(30)の制御部(32)から識別情報を有線経由で受信し、
 前記電動移動体(30)から受信した前記識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信し、
 前記近距離無線通信で送信された信号は、前記電動移動体(30)の制御部(32)において、前記電動移動体(30)に装着された本蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
 ことを特徴とする蓄電パック(10)。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目13]
 電動移動体(30)に給電するための蓄電部(11)と、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)、及び充電装置(20)の制御部(22)と通信可能な制御部(12)と、を備え、
 前記制御部(12)は、
 前記電動移動体(30)から脱着されて、前記充電装置(20)の充電スロット(SLc1)に本蓄電パック(10)が装着されると、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信し、
 前記充電装置(20)の制御部(22)と仮接続された後、前記充電装置(20)の制御部(22)から識別情報を有線経由で受信し、
 前記充電装置(20)の制御部(22)から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記充電装置(20)の制御部(22)から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記充電装置(20)の制御部(22)に送信し、
 前記近距離無線通信で送信された信号は、前記充電装置(20)の制御部(22)において、前記充電装置(20)に装着された本蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
 ことを特徴とする蓄電パック(10)。
 これによれば、充電装置(20)の制御部(22)が、充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目14]
 前記制御部(12)は、
 前記充電スロット(SLc1)から脱着されて、本蓄電パック(10)が前記電動移動体(30)に装着されると、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信し、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)と仮接続された後、前記電動移動体(30)の制御部(32)から識別情報を有線経由で受信し、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記電動移動体(30)の制御部(32)から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記電動移動体(30)の制御部(32)に送信し、
 前記近距離無線通信で送信された信号は、前記電動移動体(30)の制御部(32)において、前記電動移動体(30)に装着された本蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
 ことを特徴とする項目13に記載の蓄電パック(10)。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目15]
 電動移動体(30)に給電するための蓄電部(11)と、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)、及び充電装置(20)の制御部(22)と通信可能な制御部(12)と、を備え、
 前記制御部(12)は、
 前記充電装置(20)の充電スロット(SLc1)から脱着されて、本蓄電パック(10)が前記電動移動体(30)に装着されると、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信し、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)と仮接続された後、前記電動移動体(30)の制御部(32)から識別情報を有線経由で受信し、
 前記電動移動体(30)の制御部(32)から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記電動移動体(30)の制御部(32)から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記電動移動体(30)の制御部(32)に送信し、
 前記近距離無線通信で送信された信号は、前記電動移動体(30)の制御部(32)において、前記電動移動体(30)に装着された本蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
 ことを特徴とする蓄電パック(10)。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目16]
 充電スロット(SLc1)と、
 蓄電パック(10)の制御部(12)と通信可能な制御部(22)と、を備え、
 前記制御部(22)は、
 前記充電スロット(SLc1)に、電動移動体(30)から脱着された蓄電パック(10)が装着されると、前記充電スロット(SLc1)に装着された前記蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信し、
 近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した前記識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記充電スロット(SLc1)に装着された前記蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
 ことを特徴とする充電装置(20)。
 これによれば、充電装置(20)の制御部(22)が、充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目17]
 充電スロット(SLc1)と、
 蓄電パック(10)の制御部(12)と通信可能な制御部(22)と、を備え、
 前記制御部(22)は、
 前記充電スロット(SLc1)に前記蓄電パック(10)が装着された後、近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部(12)と仮接続し、
 前記充電スロット(SLc1)に装着された前記蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信し、
 前記仮接続された前記蓄電パック(10)の制御部(12)から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記充電スロット(SLc1)に装着された前記蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
 ことを特徴とする充電装置(20)。
 これによれば、充電装置(20)の制御部(22)が、充電スロット(SLc1)に装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目18]
 モータ(311)と、
 蓄電パック(10)の制御部(12)と通信可能な制御部(32)と、を備え、
 前記制御部(32)は、
 充電装置(20)の充電スロット(SLc1)から脱着された蓄電パック(10)が本電動移動体(30)に装着されると、本電動移動体(30)に装着された前記蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信し、
 近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した前記識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、本電動移動体(30)に装着された前記蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
 ことを特徴とする電動移動体(30)。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目19]
 モータ(311)と、
 蓄電パック(10)の制御部(12)と通信可能な制御部(32)と、を備え、
 前記制御部(32)は、
 本電動移動体(30)に前記蓄電パック(10)が装着された後、近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部(12)と仮接続し、
 本電動移動体(30)に装着された前記蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信し、
 前記仮接続された前記蓄電パック(10)の制御部(12)から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、本電動移動体(30)に装着された前記蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
 ことを特徴とする電動移動体(30)。
 これによれば、電動移動体(30)の制御部(32)が、装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目20]
 電動移動体(30)の制御装置(32)であって、
 充電装置(20)の充電スロット(SLc1)から脱着された蓄電パック(10)が前記電動移動体(30)に装着されると、前記電動移動体(30)に装着された前記蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信し、
 近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した前記識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体(30)に装着された前記蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
 ことを特徴とする電動移動体(30)の制御装置(32)。
 これによれば、電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
[項目21]
 電動移動体(30)の制御装置(32)であって、
 前記電動移動体(30)に蓄電パック(10)が装着された後、近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部(12)と仮接続し、
 前記電動移動体(30)に装着された前記蓄電パック(10)の制御部(12)に有線経由で識別情報を送信し、
 前記仮接続された前記蓄電パック(10)の制御部(12)から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体(30)に装着された前記蓄電パック(10)と、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
 ことを特徴とする電動移動体(30)の制御装置(32)。
 これによれば、電動移動体(30)に装着された蓄電パック(10)と、近距離無線通信の通信相手が同一であるか否かを正確に認証することができる。
 1 車両システム、 2 商用電力系統、 10 電池パック、 11 電池モジュール、 E1-En セル、 12 電池制御部、 13 処理部、 14 電圧計測部、 15 アンテナ、 16 無線通信部、 17 電流センサ、 18 嵌合検出部、 20 充電装置、 21 充電台、 SLc 充電スロット、 22 制御部、 23 処理部、 25 アンテナ、 26 無線通信部、 27 表示部、 28 操作部、 29 充電部、 30 車両、 31 電池装着部、 SLa 装着スロット、 32 車両制御部、 33 処理部、 34 リレー制御部、 35 アンテナ、 36 無線通信部、 37 パック検出部、 38 嵌合検出部、 39 メータパネル、 310 インバータ、 311 モータ、 312 タイヤ、 RYm メインリレー、 RYsa 第1スロットリレー、 RYsb 第2スロットリレー、 RYp 電力リレー、 RYc パック側通信リレー、 RYca 第1車両側通信リレー、 RYcb 第2車両側通信リレー、 RYd 放電リレー、 F1,F2 ヒューズ、 R1,R2 抵抗、 Tp 正極端子、 Tm 負極端子。

Claims (21)

  1.  充電装置の充電スロットに、電動移動体から脱着された蓄電パックが装着されると、前記充電装置の制御部が、前記充電スロットに装着された蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信するステップと、
     前記蓄電パックの制御部が、前記充電装置から受信した識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
     前記充電装置の制御部が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記充電スロットに装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
     を有することを特徴とする蓄電パックの認証方法。
  2.  前記電動移動体に、前記充電装置の別の充電スロットから脱着された蓄電パックが装着されると、前記電動移動体の制御部が、前記電動移動体に装着された蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信するステップと、
     前記蓄電パックの制御部が、前記電動移動体から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で送信するステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体に装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
     をさらに有することを特徴とする蓄電パックの請求項1に記載の蓄電パックの認証方法。
  3.  前記充電装置の制御部が、前記充電スロットに装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証した後、当該蓄電パックが保持している装着許可フラグをオンにするステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記電動移動体に装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証した後、当該蓄電パックが保持している装着許可フラグをオフにするステップと、
     をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の蓄電パックの認証方法。
  4.  電動移動体に蓄電パックが装着されると、前記電動移動体の制御部が、前記蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信するステップと、
     前記蓄電パックの制御部が、前記電動移動体から受信した識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体に装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
     を有することを特徴とする蓄電パックの認証方法。
  5.  充電装置の充電スロットに、電動移動体から脱着された蓄電パックが装着されると、当該蓄電パックの制御部が、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
     前記充電装置の制御部が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部と仮接続するステップと、
     前記充電装置の制御部が、前記充電スロットに装着された蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信するステップと、
     前記仮接続された前記蓄電パックの制御部が、前記充電装置の制御部から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記充電装置の制御部から受信した識別情報を含む信号を、
    前記近距離無線通信で前記充電装置の制御部に送信するステップと、
     前記充電装置の制御部が、前記仮接続された前記蓄電パックの制御部から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記充電スロットに装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
     を有することを特徴とする蓄電パックの認証方法。
  6.  前記電動移動体に、前記充電装置の別の充電スロットから脱着された蓄電パックが装着されると、当該蓄電パックの制御部が、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部と仮接続するステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記電動移動体に装着された蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信するステップと、
     前記仮接続された前記蓄電パックの制御部が、前記電動移動体の制御部から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記電動移動体の制御部から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記電動移動体の制御部に送信するステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記仮接続された前記蓄電パックの制御部から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体に装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
     をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の蓄電パックの認証方法。
  7.  前記充電装置の制御部が、前記充電スロットに装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証した後、当該蓄電パックが保持している装着許可フラグをオンにするステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記電動移動体に装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証した後、当該蓄電パックが保持している装着許可フラグをオフにするステップと、
     をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の蓄電パックの認証方法。
  8.  電動移動体に、充電装置の充電スロットから脱着された蓄電パックが装着されると、当該蓄電パックの制御部が、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信するステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部と仮接続するステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記電動移動体に装着された蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信するステップと、
     前記仮接続された前記蓄電パックの制御部が、前記電動移動体の制御部から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記電動移動体の制御部から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記電動移動体の制御部に送信するステップと、
     前記電動移動体の制御部が、前記仮接続された前記蓄電パックの制御部から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体に装着された蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証するステップと、
     を有することを特徴とする蓄電パックの認証方法。
  9.  前記近距離無線通信は、BLE(Bluetooth (登録商標) Low Energy)であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の蓄電パックの認証方法。
  10.  電動移動体に給電するための蓄電部と、
     前記電動移動体の制御部、及び充電装置の制御部と通信可能な制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記電動移動体から脱着されて、前記充電装置の充電スロットに本蓄電パックが装着されると、前記充電装置の制御部から識別情報を受信し、
     前記充電装置から受信した識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信し、
     前記近距離無線通信で送信された信号は、前記充電装置の制御部において、前記充電スロットに装着された本蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
     ことを特徴とする蓄電パック。
  11.  前記制御部は、
     前記充電スロットから脱着されて、本蓄電パックが前記電動移動体に装着されると、前記電動移動体の制御部から別の識別情報を有線経由で受信し、
     前記電動移動体から受信した前記別の識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で送信し、
     前記近距離無線通信で送信された信号は、前記電動移動体の制御部において、前記電動移動体に装着された本蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
     ことを特徴とする請求項10に記載の蓄電パック。
  12.  電動移動体に給電するための蓄電部と、
     前記電動移動体の制御部、及び充電装置の制御部と通信可能な制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記充電装置の充電スロットから脱着されて、本蓄電パックが前記電動移動体に装着されると、前記電動移動体の制御部から識別情報を有線経由で受信し、
     前記電動移動体から受信した前記識別情報を含む信号を、近距離無線通信で送信し、
     前記近距離無線通信で送信された信号は、前記電動移動体の制御部において、前記電動移動体に装着された本蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
     ことを特徴とする蓄電パック。
  13.  電動移動体に給電するための蓄電部と、
     前記電動移動体の制御部、及び充電装置の制御部と通信可能な制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記電動移動体から脱着されて、前記充電装置の充電スロットに本蓄電パックが装着されると、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信し、
     前記充電装置の制御部と仮接続された後、前記充電装置の制御部から識別情報を有線経由で受信し、
     前記充電装置の制御部から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記充電装置の制御部から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記充電装置の制御部に送信し、
     前記近距離無線通信で送信された信号は、前記充電装置の制御部において、前記充電装置に装着された本蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
     ことを特徴とする蓄電パック。
  14.  前記制御部は、
     前記充電スロットから脱着されて、本蓄電パックが前記電動移動体に装着されると、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信し、
     前記電動移動体の制御部と仮接続された後、前記電動移動体の制御部から識別情報を有線経由で受信し、
     前記電動移動体の制御部から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記電動移動体の制御部から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記電動移動体の制御部に送信し、
     前記近距離無線通信で送信された信号は、前記電動移動体の制御部において、前記電動移動体に装着された本蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
     ことを特徴とする請求項13に記載の蓄電パック。
  15.  電動移動体に給電するための蓄電部と、
     前記電動移動体の制御部、及び充電装置の制御部と通信可能な制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記充電装置の充電スロットから脱着されて、本蓄電パックが前記電動移動体に装着されると、自己の存在を通知するための信号を、近距離無線通信で送信し、
     前記電動移動体の制御部と仮接続された後、前記電動移動体の制御部から識別情報を有線経由で受信し、
     前記電動移動体の制御部から有線経由で前記識別情報を受信した場合、前記電動移動体の制御部から受信した識別情報を含む信号を、前記近距離無線通信で前記電動移動体の制御部に送信し、
     前記近距離無線通信で送信された信号は、前記電動移動体の制御部において、前記電動移動体に装着された本蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であるか否か認証するために使用される、
     ことを特徴とする蓄電パック。
  16.  充電スロットと、
     蓄電パックの制御部と通信可能な制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記充電スロットに、電動移動体から脱着された蓄電パックが装着されると、前記充電スロットに装着された前記蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信し、
     近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した前記識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記充電スロットに装着された前記蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
     ことを特徴とする充電装置。
  17.  充電スロットと、
     蓄電パックの制御部と通信可能な制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記充電スロットに前記蓄電パックが装着された後、近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部と仮接続し、
     前記充電スロットに装着された前記蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信し、
     前記仮接続された前記蓄電パックの制御部から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記充電スロットに装着された前記蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
     ことを特徴とする充電装置。
  18.  モータと、
     蓄電パックの制御部と通信可能な制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     充電装置の充電スロットから脱着された蓄電パックが本電動移動体に装着されると、本電動移動体に装着された前記蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信し、
     近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した前記識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、本電動移動体に装着された前記蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
     ことを特徴とする電動移動体。
  19.  モータと、
     蓄電パックの制御部と通信可能な制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     本電動移動体に前記蓄電パックが装着された後、近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部と仮接続し、
     本電動移動体に装着された前記蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信し、
     前記仮接続された前記蓄電パックの制御部から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、本電動移動体に装着された前記蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
     ことを特徴とする電動移動体。
  20.  電動移動体の制御装置であって、
     充電装置の充電スロットから脱着された蓄電パックが前記電動移動体に装着されると、前記電動移動体に装着された前記蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信し、
     近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した前記識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体に装着された前記蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
     ことを特徴とする電動移動体の制御装置。
  21.  電動移動体の制御装置であって、
     前記電動移動体に蓄電パックが装着された後、近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、当該信号の送信先の制御部と仮接続し、
     前記電動移動体に装着された前記蓄電パックの制御部に有線経由で識別情報を送信し、
     前記仮接続された前記蓄電パックの制御部から前記近距離無線通信で送信された信号を受信した場合、受信した信号に含まれる識別情報が、前記有線経由で送信した識別情報と一致するか否か照合し、一致した場合、前記電動移動体に装着された前記蓄電パックと、前記近距離無線通信の通信相手が同一であると認証する、
     ことを特徴とする電動移動体の制御装置。
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