(57)【要約】【課題】高性能蓄電池を備えるバッテリシステムに異常が発生した場合に、高性能蓄電池を保護することが可能なバッテリシステム制御装置を提供する。【解決手段】オルタネータ１０と、オルタネータ１０と電気的に並列接続された電気負荷４１，４２，４３と、オルタネータ１０と電気的に並列接続された鉛蓄電池２０と、オルタネータ１０と電気的に並列接続されオルタネータ１０による発電電力と前記鉛蓄電池２０の放電電力を充電可能なリチウム蓄電池３０と、オルタネータ１０、電気負荷４２，４３及び鉛蓄電池２０とリチウム蓄電池３０との通電及び遮断を切り替えるＳＭＲスイッチ６０と、を備えたバッテリシステムに適用され、ＳＭＲスイッチ６０を通電に切り替えており、且つリチウム蓄電池３０が充電されていない場合に、ＳＭＲスイッチ６０を遮断に切り替える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力軸により駆動されて発電する発電機（１０）と、前記発電機と電気的に並列接続された電気負荷（４１，４２，４３）と、前記発電機と電気的に並列接続され前記発電機の発電電力を充電可能な鉛蓄電池（２０）と、前記発電機及び前記鉛蓄電池と電気的に並列接続され前記発電機による発電電力及び前記鉛蓄電池の放電電力を充電可能な高出力かつ高エネルギ密度の高性能蓄電池（３０）と、前記発電機、前記電気負荷及び前記鉛蓄電池と前記高性能蓄電池との間に電気的に接続され、前記発電機、前記電気負荷及び前記鉛蓄電池と前記高性能蓄電池との通電及び遮断を切り替える開閉スイッチ（６０）と、を備え、前記高性能蓄電池の端子電圧が前記鉛蓄電池の端子電圧よりも低く制御されたバッテリシステムに適用され、
前記開閉スイッチを前記通電に切り替えており、且つ前記高性能蓄電池が充電されていない場合に、前記開閉スイッチを前記遮断に切り替えることを特徴とするバッテリシステム制御装置（８０）。
【請求項２】
前記開閉スイッチを前記通電に切り替えており、且つ前記発電機が駆動され、且つ前記高性能蓄電池が充電されていない場合に、前記開閉スイッチを前記遮断に切り替える請求項１に記載のバッテリシステム制御装置。
【請求項３】
前記開閉スイッチを前記通電に切り替えており、且つ前記電気負荷の消費電力が前記発電機の発電電力より大きい場合に、前記開閉スイッチを前記遮断に切り替える請求項２に記載のバッテリシステム制御装置。
【請求項４】
前記発電機と前記高性能蓄電池とを電気的に接続する配線（１１）が断線していることを判定し、前記断線していると判定した場合に、前記開閉スイッチを前記遮断に切り替える請求項１〜３のいずれか１項に記載のバッテリシステム制御装置。
【請求項５】
メカニカルキー（７５）によるスタート操作に応じてエンジンを始動させるスタータモータ（４１）と、前記スタータモータと電気的に並列接続された鉛蓄電池（２０）と、前記スタータモータ及び前記鉛蓄電池と電気的に並列接続され高出力かつ高エネルギ密度の高性能蓄電池（３０）と、前記スタータモータ及び前記鉛蓄電池と前記高性能蓄電池との間に電気的に接続され、前記スタータモータ及び前記鉛蓄電池と前記高性能蓄電池との通電及び遮断を切り替える開閉スイッチ（６０）と、を備えたバッテリシステムに適用され、
前記開閉スイッチを前記通電に切り替えており、且つ前記メカニカルキーによるスタート操作が行われた場合に、前記開閉スイッチを前記遮断に切り替えることを特徴とするバッテリシステム制御装置（８０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機と電気負荷と高性能蓄電池とを備えたバッテリシステムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを走行駆動源とする車両には、一般的に、スタータモータ等の各種負荷へ電力供給する鉛蓄電池が搭載されている。鉛蓄電池は、安価であるが頻繁な充放電に対する耐久性が低い。それゆえ、アイドルストップ機能を有する車両や回生発電を行う車両に搭載される鉛蓄電池は、早期劣化が懸念される。
【０００３】
そこで、特許文献１のように、高出力かつ高エネルギ密度で充放電に対する耐久性が高い高性能蓄電池と、高性能蓄電池と並列接続された鉛蓄電池とを備え、高性能蓄電池と鉛蓄電池とを適切に使い分けるバッテリシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８０７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような高性能蓄電池を備えるバッテリシステムに異常が発生した場合、高性能蓄電池が過放電状態になることが懸念される。高性能蓄電池は、鉛蓄電池と比べて高価なうえ、一度過放電状態になると復活しないおそれがある。したがって、高性能蓄電池を備えるバッテリシステムに異常が発生した場合には、状況に応じて高性能蓄電池だけでも保護することが望ましい。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑み、高出力かつ高密度の高性能蓄電池を備えるバッテリシステムに異常が発生した場合に、高性能蓄電池を保護することが可能なバッテリシステム制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、バッテリシステム制御装置であって、エンジンの出力軸により駆動されて発電する発電機と、前記発電機と電気的に並列接続された電気負荷と、前記発電機と電気的に並列接続され前記発電機の発電電力を充電可能な鉛蓄電池と、前記発電機及び前記鉛蓄電池と電気的に並列接続され前記発電機による発電電力及び前記鉛蓄電池の放電電力を充電可能な高出力かつ高エネルギ密度の高性能蓄電池と、前記発電機、前記電気負荷及び前記鉛蓄電池と前記高性能蓄電池との間に電気的に接続され、前記発電機、前記電気負荷及び前記鉛蓄電池と前記高性能蓄電池との通電及び遮断を切り替える開閉スイッチと、を備え、前記高性能蓄電池の端子電圧が前記鉛蓄電池の端子電圧よりも低く制御されたバッテリシステムに適用され、前記開閉スイッチを前記通電に切り替えており、且つ前記高性能蓄電池が充電されていない場合に、前記開閉スイッチを前記遮断に切り替える。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、発電機、電気負荷及び鉛蓄電池と高性能蓄電池とが、開閉スイッチを介して電気的に並列接続されたバッテリシステムに適用される。このようなバッテリシステムにおいて、高性能蓄電池の端子電圧が鉛蓄電池の端子電圧よりも低く制御されていると、発電機、電気負荷及び鉛蓄電池と高性能蓄電池との通電時には、通常、少なくとも発電機の発電電力か鉛蓄電池の放電電力の一方が高性能蓄電池に充電される。これに対して、発電機、電気負荷及び鉛蓄電池と高性能蓄電池との通電時にもかかわらず高性能蓄電池が充電されない状態は異常である。このような異常が発生している場合には、高性能蓄電池は、充電されないまま電気負荷へ電力を供給し続け、過放電状態になるおそれがある。
【０００９】
しかしながら、請求項１に記載の発明によれば、高性能蓄電池が充電されていない場合には、発電機、電気負荷及び鉛蓄電池と高性能蓄電池とを遮断するように開閉スイッチが切り替えられる。よって、バッテリシステムに異常が発生した場合に、高性能蓄電池を保護することができる。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、バッテリシステム制御装置であって、メカニカルキーによるスタート操作に応じてエンジンを始動させるスタータモータと、前記スタータモータと電気的に並列接続された鉛蓄電池と、前記スタータモータ及び前記鉛蓄電池と電気的に並列接続され高出力かつ高エネルギ密度の高性能蓄電池と、前記スタータモータ及び前記鉛蓄電池と前記高性能蓄電池との間に電気的に接続され、前記スタータモータ及び前記鉛蓄電池と前記高性能蓄電池との通電及び遮断を切り替える開閉スイッチと、を備えたバッテリシステムに適用され、前記開閉スイッチを前記通電に切り替えており、且つ前記メカニカルキーによるスタート操作が行われた場合に、前記開閉スイッチを前記遮断に切り替える。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、スタータモータ及び鉛蓄電池と高性能蓄電池とが開閉スイッチを介して電気的に接続されたバッテリシステムに適用される。このようなバッテリシステムでは、通常、スタータモータ及び鉛蓄電池と高性能蓄電池との非通電時にメカニカルキーによるスタート操作が行われ、鉛蓄電池からスタータモータに大電力が供給されてスタータモータが駆動される。
【００１２】
スタータモータ及び鉛蓄電池と高性能蓄電池との通電時に、運転者により誤ってメカニカルキーによるスタート操作が行われると、高性能蓄電池は、スタータモータへ大電力を供給し過放電状態になるおそれがある。したがって、スタータモータ及び鉛蓄電池と、高性能蓄電池との通電時に、メカニカルキーによるスタート操作が行われた場合には、スタータモータ及び鉛蓄電池と高性能蓄電池とを遮断すると、高性能蓄電池を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係るバッテリシステムの概略構成を示す図。
【図２】第２実施形態に係るバッテリシステムの概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、バッテリシステム制御装置を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各実施形態にかかるバッテリシステムが搭載される車両は、エンジンを走行駆動源とし、所定の自動停止及び自動再始動条件を満たした場合に、エンジンを自動停止及び自動再始動させるアイドルストップ機能を有する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１に第１実施形態に係るバッテリシステムを示す。本実施形態に係るバッテリシステムは、オルタネータ１０（発電機）と、鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０（高性能蓄電池）と、スタータモータ４１と、電気負荷４２，４３と、回路を開閉して電流を通電又は遮断させる各種スイッチを備えている。各種スイッチは、ＭＯＳスイッチ５０，ＳＭＲスイッチ６０（開閉スイッチ），リレースイッチ７０である。オルタネータ１０と、鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、スタータモータ４１と、電気負荷４２，４３は、配線１１により、互いに電気的に並列接続されている。
【００１６】
オルタネータ１０は、クランク軸の回転エネルギにより駆動されて発電する。また、本実施形態では、車両の回生エネルギによりオルタネータ１０を発電させる減速回生を行っている。この減速回生は、車両が減速状態であること、エンジンへの燃料噴射をカットしていること等の条件が成立した時に実施される。オルタネータ１０が発電した電力は、電気負荷４２，４３へ供給されるとともに、鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０へ供給される。
【００１７】
鉛蓄電池２０は、周知の汎用蓄電池である。一方、リチウム蓄電池３０は、鉛蓄電池２０と比べて、高出力かつ高エネルギ密度であるとともに頻繁な充放電に対する耐性が高い高性能蓄電池である。鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０はどちらも複数の電池セルを直列接続して構成されているが、鉛蓄電池２０はリチウム蓄電池３０よりも大きな蓄電容量に構成されている。
【００１８】
鉛蓄電池２０は、鉛蓄電池２０から流出又は流入する電流を測定する電流センサ２１を備えている。また、リチウム蓄電池３０は、リチウム蓄電池３０から流出又は流入する電流を測定する電流センサ３２を備えている。電流センサ２１及び電流センサ３２により検出された検出値はＥＣＵ８０に送信される。
【００１９】
ＥＣＵ８０は、本実施形態におけるバッテリシステム制御装置であり、ＣＰＵとメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）等からなる周知のマイクロコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ８０は、取得した検出値に基づいて鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０のＳＯＣ（State of charge：満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合）を算出し、鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０のＳＯＣが適正範囲になるようにバッテリシステムを制御する。ＳＯＣの適正範囲とは蓄電池が過放電及び過充電にならない範囲のことであり、例えば、鉛蓄電池２０の適正範囲は８８％〜９２％、リチウム蓄電池３０の適正範囲は３５％〜８０％になる。
【００２０】
鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０のそれぞれの適正範囲内で、リチウム蓄電池３０の端子電圧を鉛蓄電池２０の端子電圧よりも低くする制御ができるように、リチウム蓄電池３０の電圧特性（開放電圧とＳＯＣとの関係）は設定されている。このようなリチウム蓄電池３０の電圧特性は、リチウム蓄電池３０の正極活物質、負極活物質及び電解液の組み合わせを選定することで実現することができる。例えば、正極活物質はＬｉＣｏＯ２，ＬｉＭｎ２０４，ＬｉＯ２，ＬｉＦｅＰＯ４等のリチウム金属複合酸化物から、負極活物質はカーボンやグラファイト、チタン酸リチウム、Ｓｉ又はＳｕを含有する合金等から、電解液は有機電解液から選定する。
【００２１】
スタータモータ４１は、リレースイッチ４５を介して鉛蓄電池２０と接続されている。リレースイッチ４５は、ノーマリオープン式の電磁リレーであり、鉛蓄電池２０とスタータモータ４１との間に設けられている。運転手によりメカニカルキー７５によるスタート操作が行われる、あるいはアイドルストップ制御装置から自動再始動指令が出されると、リレースイッチ４５は励磁電流の入力を受けてオン（導通）状態となる。それにより、スタータモータ４１と鉛蓄電池２０とが接続される。そして、スタータモータ４１は、鉛蓄電池２０から電力供給を受けて駆動して、エンジンのクランク軸に初期回転を付与する。
【００２２】
電気負荷４３は、供給電力の電圧が概ね一定、又は少なくとも所定範囲内で変動するように安定であることが要求される定電圧要求電気負荷である。電気負荷４３の具体例としてはナビゲーション装置やオーディオ装置が挙げられる。例えば、供給電力の電圧が一定ではなく大きく変動している場合、あるいは所定範囲を超えて大きく変動している場合には、電圧が瞬時的に最低動作電圧よりも低下するとナビゲーション装置等の作動がリセットする不具合が生じる。そこで、電気負荷４３へ供給される電力は、電圧が最低動作電圧よりも低下することのない一定の値に安定していることが要求される。
【００２３】
電気負荷４２は、電気負荷４３及びスタータモータ４１以外の一般的な電気負荷である。電気負荷４２の具体例としては、ヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。
【００２４】
ＭＯＳスイッチ５０は、２つのＭＯＳＦＥＴからなる半導体スイッチであり、オルタネータ１０，スタータモータ４１，電気負荷４２及び鉛蓄電池２０と、電気負荷４３及びＳＭＲスイッチ６０と、の間に設けられている。よって、ＭＯＳスイッチ５０は、オルタネータ１０，スタータモータ４１，電気負荷４２及び鉛蓄電池２０と、電気負荷４３及びリチウム蓄電池３０と、の通電（オン）及び遮断（オフ）を切り替えるスイッチとして機能する。ＭＯＳスイッチ５０のオン作動（導通作動）とオフ作動（遮断作動）との切り替えは、ＥＣＵ８０により行われる。
【００２５】
２つのＭＯＳＦＥＴは、寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。そのため、２つのＭＯＳＦＥＴをオフ作動させた場合において、それぞれの寄生ダイオードを通じて電流が流れることを完全に遮断できる。よって、２つのＭＯＳＦＥＴをオフ作動させれば、リチウム蓄電池３０から鉛蓄電池２０の側に放電されることも、鉛蓄電池２０の側からリチウム蓄電池３０へ充電されることも回避できる。
【００２６】
ＳＭＲスイッチ６０は、ＭＯＳスイッチ５０と同様に、２つのＭＯＳＦＥＴからなる半導体スイッチであり、ＭＯＳスイッチ５０及び電気負荷４３と、リチウム蓄電池３０との間に設けられている。ＳＭＲスイッチ６０はリチウム蓄電池３０と電気的に直列接続されており、ＳＭＲスイッチ６０とリチウム蓄電池３０との直列体が、オルタネータ１０と電気的に並列接続されている。すなわち、オルタネータ１０、電気負荷４２，４３、鉛蓄電池２０、リレースイッチ４５とスタータモータ４１との直列体、及びＳＭＲスイッチ６０とリチウム蓄電池３０との直列体が、互いに電気的に並列接続されている。
【００２７】
ＳＭＲスイッチ６０は、ＭＯＳスイッチ５０がオンにされた状態において、オルタネータ１０及び電気負荷４２，４３とリチウム蓄電池３０との通電（オン）及び遮断（オフ）を切り替えるスイッチとして機能する。すなわち、ＳＭＲスイッチ６０は、バッテリシステムに異常が発生した場合に、バッテリシステムからリチウム蓄電池３０を切り離す非常用の開閉スイッチとして機能する。
【００２８】
ＳＭＲスイッチ６０のオン（導通）とオフ（遮断）との切り替えは、ＥＣＵ８０により実施される。ＳＭＲスイッチ６０は、通常時には、ＥＣＵ８０からオン信号を常時受信することでオン状態に保持される。そして、異常時には、ＥＣＵ８０からオン信号の出力が停止されて、ＳＭＲスイッチ６０はオフに切り替えられる。このＳＭＲスイッチ６０のオフへの切り替えにより、リチウム蓄電池３０は保護される。
【００２９】
リレースイッチ７０は、ＭＯＳスイッチ５０を挟んで両側を接続するバイパス経路７１に設けられている。リレースイッチ７０は、ノーマリクローズ式の電磁リレーである。リレースイッチ７０は、ＭＯＳスイッチ５０やＥＣＵ８０に異常（故障）が発生した場合に使用される非常時通電手段であり、通常時（非故障時）は、ＥＣＵ８０から励磁電流の入力を受けることでオフ状態になっている。そして、例えばＥＣＵ８０に異常が発生して、ＭＯＳスイッチ５０にオン信号を出力できなくなるとともに、リレースイッチ７０に励磁電流を出力できなくなると、リレースイッチ７０がオンに切り替えられる。これにより、バイパス経路７１が導通されるので、電気負荷４３はバイパス経路７１を介して、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０の少なくとも一方から電力の供給を受けることができる。
【００３０】
なお、リチウム蓄電池３０と、ＭＯＳスイッチ５０と、ＳＭＲスイッチ６０と、リレースイッチ７０と、ＥＣＵ８０とは、収納ケースに収容されることで一体化され、電池ユニットＵとして構成されている。
【００３１】
次に、エンジンの運転状況に応じて、ＭＯＳスイッチ５０のオンオフを切り替える態様について説明する。なお、上述したように、ＳＭＲスイッチ６０は通常時にはオン状態に保持されている。
【００３２】
アイドルストップ機能による自動停止時には、ＭＯＳスイッチ５０をオフ（遮断）に切り替える。また、初回始動以外の運転手操作による始動時及びアイドルストップ機能による自動再始動時には、ＭＯＳスイッチ５０をオフ（遮断）に切り替える。これにより、スタータモータ４１は、鉛蓄電池２０から電力供給を受けて駆動される。
【００３３】
減速回生時には、ＭＯＳスイッチ５０をオン（通電）に切り替える。リチウム蓄電池３０の端子電圧が鉛蓄電池２０の端子電圧よりも低くなるように制御されていると、減速回生による発電電力は、主にリチウム蓄電池３０に充電される。また、発電電力の一部は、電気負荷４２，４３により消費されるとともに鉛蓄電池２０へ充電される。
【００３４】
定常走行時や加速走行時、アイドル運転時等の非回生の発電時には、リチウム蓄電池３０のＳＯＣに応じてＭＯＳスイッチ５０のオンオフを切り替える。
【００３５】
具体的には、リチウム蓄電池３０のＳＯＣの適正範囲内で目標ＳＯＣを設定する。そして、リチウム蓄電池３０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも大きい場合には、ＭＯＳスイッチ５０をオフにしてリチウム蓄電池３０の充電を禁止させるとともに、リチウム蓄電池３０から電気負荷４３へ放電させる。この場合、オルタネータ１０又は鉛蓄電池２０から電気負荷４２へ電力が供給される。一方、リチウム蓄電池３０のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下の場合には、ＭＯＳスイッチ５０をオンにする。そうすると、オルタネータ１０の非駆動時には、鉛蓄電池２０からリチウム蓄電池３０へ充電され、オルタネータ１０の駆動時にはオルタネータ１０又は、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０からリチウム蓄電池３０へ充電される。
【００３６】
したがって、オルタネータ１０，電気負荷４２，４３及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、の通電時には、リチウム蓄電池３０は常にオルタネータ１０又は鉛蓄電池２０から電力を供給される。これに対して、オルタネータ１０，電気負荷４２，４３及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、の通電時に、リチウム蓄電池３０が充電されない状態は異常である。このような異常が発生している場合には、リチウム蓄電池３０は充電されないまま電気負荷４２，４３へ電力を供給し続け過放電状態になるおそれがある。よって、オルタネータ１０，電気負荷４２，４３及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、の導通時に、リチウム蓄電池３０が充電されていない場合には、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替え、オルタネータ１０，電気負荷４２，４３及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、を遮断する。なお、リチウム蓄電池３０に備えられた電流センサ３２の検出値に基づき、リチウム蓄電池３０へ充電電流が流入していない場合にリチウム蓄電池３０が充電されていないと判定する。以下にＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替える事例を示す。
【００３７】
（１）ＭＯＳスイッチ５０及びＳＭＲスイッチ６０がオンの状態で、オルタネータ１０が駆動され、且つリチウム蓄電池３０が充電されていない場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替える。
【００３８】
オルタネータ１０，電気負荷４２，４３及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、の導通時で、オルタネータ１０が駆動されている場合に、オルタネータ１０又は、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０からリチウム蓄電池３０へ充電されない状態は異常である。このような異常が発生している場合には、リチウム蓄電池３０は充電されないまま電気負荷４２，４３へ電力を供給し続け過放電状態になるおそれがある。したがって、オルタネータ１０が駆動され、且つリチウム蓄電池３０が充電されていない場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替えることにより、リチウム蓄電池３０を保護することができる。
【００３９】
（２）ＭＯＳスイッチ５０及びＳＭＲスイッチ６０がオンの状態で、電気負荷４２，４３の消費電力の大きさがオルタネータの発電電力より大きい場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替える。
【００４０】
電気負荷４２，４３の消費電力の大きさは、オルタネータ１０の発電能力より小さくなるように設計されている。しかしながら、ユーザがオーディオ機器などを改造して、電気負荷４２，４３による消費電力の大きさをオルタネータ１０の発電能力より大きくすることがある。
【００４１】
電気負荷４２，４３による消費電力の大きさがオルタネータ１０の発電能力より大きくなると、オルタネータ１０が駆動されても、発電電力は電気負荷４２，４３ですべて消費され、リチウム蓄電池３０は充電されない。さらに、オルタネータ１０による発電電力だけでは足りないので、リチウム蓄電池３０から電気負荷４２，４３へ電力が供給される。よって、リチウム蓄電池３０は、充電されないまま放電状態が続き、過放電状態になるおそれがある。したがって、電気負荷４２，４３の消費電力の大きさがオルタネータの発電電力より大きい場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替えることにより、リチウム蓄電池３０を保護することができる。なお、オルタネータ１０から出力される電流から鉛蓄電池２０およびリチウム蓄電池３０へ充電される電流を引いたものが電気負荷４２，４３に流入する電流となり、この値が負の値の場合に、電気負荷４２，４３による消費電力の大きさがオルタネータの発電電力より大きいと判定する。
【００４２】
（３）ＭＯＳスイッチ５０及びＳＭＲスイッチ６０がオンの状態で、オルタネータ１０とリチウム蓄電池３０とを電気的に接続する配線１１が断線しているかを判定し、断線していると判定した場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替える。
【００４３】
オルタネータ１０とリチウム蓄電池３０とを電気的に接続する配線１１が断線していると、オルタネータ１０が駆動されても発電電力はリチウム蓄電池３０に供給されない。そして、リチウム蓄電池３０が充電されない状態で、リチウム蓄電池３０から電気負荷４２，４３へ電力が供給されると、リチウム蓄電池３０が過放電状態になるおそれがある。したがって、オルタネータ１０とリチウム蓄電池３０とを電気的に接続する配線１１が断線している場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替えることにより、リチウム蓄電池３０を保護することができる。
【００４４】
（４）ＭＯＳスイッチ５０及びＳＭＲスイッチ６０がオンの状態で、オルタネータ１０が故障していないかを判定し、故障していると判定した場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替える。
【００４５】
オルタネータ１０が故障していると、オルタネータ１０による発電電力がリチウム蓄電池３０に供給されない。そのため、（３）と同様にリチウム蓄電池３０が過放電状態になるおそれがある。したがって、オルタネータ１０が故障している場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替えることにより、リチウム蓄電池３０を保護することができる。
【００４６】
（５）ＭＯＳスイッチ５０及びＳＭＲスイッチ６０がオンの状態で、且つ運転者により誤ってメカニカルキーによるスタート操作が行われた場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替える。
【００４７】
メカニカルキーによるスタート操作が行われると、通常、鉛蓄電池２０からスタータモータ４１に電力が供給されてスタータモータ４１が駆動される。ここで、エンジンの運転中にリチウム蓄電池３０を充電している際に、運転者により誤ってカニカルキーによるスタート操作が行われることがある。また、アイドルストップ機能による自動停止時において、ＭＯＳスイッチ５０がオフされる前に運転者により誤ってメカニカルキーによるスタート操作が行われることがある。スタータモータ４１とリチウム蓄電池３０との通電時に、運転者により誤ってメカニカルキーによるスタート操作が行われると、リチウム蓄電池３０は、スタータモータ４１へ大電力を供給し過放電状態になるおそれがある。したがって、スタータモータ４１とリチウム蓄電池３０との通電時にメカニカルキーによるスタート操作が行われた場合に、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替えることにより、リチウム蓄電池３０を保護することができる。
【００４８】
以上説明した第１実施形態は以下の効果を奏する。
【００４９】
・オルタネータ１０、電気負荷４２，４３及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、の通電時にリチウム蓄電池３０が充電されていない場合には、オルタネータ１０、電気負荷４２，４３及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、を遮断するようにＳＭＲスイッチ６０が切り替えられる。よって、バッテリシステムに異常が発生した場合に、リチウム蓄電池３０を保護することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
第２実施形態にかかるバッテリシステムを図２に示す。図２を参照して、第１実施形態にかかるバッテリシステムと異なる構成について説明する。第２実施形態に係るバッテリシステムは、オルタネータ１０とＭＯＳスイッチ５０とに接続される電気負荷４２を備えていない。そして、第２実施形態に係るバッテリシステムは、ＭＯＳスイッチ５０とＳＭＲスイッチ６０とに接続される電気負荷４３の代わりに電気負荷４４を備えている。電気負荷４４は、一般の電気負荷と電圧安定要求電気負荷の両方を含む電気負荷である。
【００５１】
次に、エンジンの運転状況に応じて、ＭＯＳスイッチ５０のオンオフを切り替える態様について説明する。なお、ＳＭＲスイッチ６０は通常時にはオン状態に保持されている。
【００５２】
アイドルストップ機能による自動停止時及び自動再始動時や、運転手の操作による始動時には、ＭＯＳスイッチ５０をオフに切り替える。また、自動再始動時及び運転手の操作による始動時には、鉛蓄電池２０からスタータモータ４１へ電力が供給される。
【００５３】
減速回生時には、ＭＯＳスイッチ５０をオンに切り替える。リチウム蓄電池３０の端子電圧が鉛蓄電池２０の端子電圧よりも低くなるように制御されていると、減速回生による発電電力は、主にリチウム蓄電池３０に充電される。また、発電電力の一部は電気負荷４４により消費されるとともに鉛蓄電池２０へ充電される。
【００５４】
オルタネータ１０が非回生の発電をしており、且つリチウム蓄電池３０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも大きい場合には、ＭＯＳスイッチ５０をオフにしてリチウム蓄電池３０の充電を禁止させるとともに、リチウム蓄電池３０から電気負荷４４へ放電させる。一方、オルタネータ１０が非回生の発電をしており、且つリチウム蓄電池３０のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下の場合には、ＭＯＳスイッチ５０をオンにしてオルタネータ１０又は鉛蓄電池２０からリチウム蓄電池３０へ充電させる。
【００５５】
したがって、ＭＯＳスイッチ５０及びＳＭＲスイッチ６０をオンにした状態では、リチウム蓄電池３０は常にオルタネータ１０又は鉛蓄電池２０から電力を供給される。これに対して、オルタネータ１０，電気負荷４４及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、の通電時にリチウム蓄電池３０が充電されない状態は異常である。このような異常が発生している場合には、リチウム蓄電池３０は充電されないまま電気負荷４４へ電力を供給し続け過放電状態になるおそれがある。よって、オルタネータ１０，電気負荷４４及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、の導通時にリチウム蓄電池３０が充電されていない場合には、ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替え、オルタネータ１０，電気負荷４４及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０と、を遮断する。ＳＭＲスイッチ６０をオフに切り替える事例は、第１実施形態の（１）〜（５）の事例が挙げられる。
【００５６】
以上説明した第２施形態は第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５７】
（他の実施形態）
・上記各実施形態では、高出力かつ高エネルギ密度の高性能蓄電池としてニッケル蓄電池やキャパシタ、ＡＧＭ（Absorbent Glass Mat）畜電池を採用してもよい。これらの高性能蓄電池も高価であるから、バッテリシステムに異常が発生した場合には保護することが望ましい。
【００５８】
・上記各実施形態のスタータモータ４１は、運転手による始動時に、メカニカルキーを使用しないスタート操作により駆動されるものであってもよい。例えば、スタートスイッチのオン操作による送信信号に応じて駆動されるスタータモータでもよい。メカニカルキーを使用しないスタート操作の場合、運転手が誤ってスタート操作をしても送信信号がブロックされるので、スタータモータにより大電力が消費されることはない。したがって、メカニカルキーを使用しないスタート操作により駆動されるスタータモータを採用した場合、運転手が誤ったスタート操作をしても、リチウム蓄電池３０を保護する制御を行う必要がない。
【００５９】
・上記各実施形態では、ＭＯＳスイッチ５０及びＳＭＲスイッチ６０として、ＰＩＮダイオードやサイリスタから構成される半導体スイッチや、ソリッドステートリレー等を採用してもよい。
【００６０】
・上記各実施形態に係るバッテリシステムは、アイドルストップ機能を有していない車両に搭載されていてもよい。
【００６１】
・上記各実施形態において、電流センサ２１，３２の代わりに、鉛蓄電池２０の端子電圧を検出する電圧センサ及びリチウム蓄電池３０の端子電圧を検値する電圧センサを備えるようにしてもよい。この場合は、電圧センサの検出値に基づいてＳＯＣを算出する。さらに、リチウム蓄電池３０の端子電圧が上昇しない場合に、リチウム蓄電池３０が充電されていないと判定する。また、電流センサ２１，３２の代わりに、鉛蓄電池２０のＳＯＣを検出する容量センサ及びリチウム蓄電池３０のＳＯＣを検出する容量センサを備えるようにしてもよい。この場合は、検出したリチウム畜電池３０のＳＯＣが増加しない場合に、リチウム蓄電池３０が充電されていないと判定する。
【符号の説明】
【００６２】
１０…オルタネータ、２０…鉛蓄電池、３０…リチウム蓄電池、４１…スタータモータ、４２…電気負荷、４３…電気負荷、５０…ＭＯＳスイッチ、６０…ＳＭＲスイッチ、８０…ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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