(57)【要約】【課題】各蓄電池の充放電を適正に実施する。【解決手段】電源システムは、発電機１７と、発電機１７に対して並列に接続される蓄電池１１，１２と、これら両蓄電池１１，１２を電気的に接続する通電経路Ｌ１，Ｌ２に設けられるスイッチ２１，２２と、を備え、発電機１７の発電による各蓄電池１１，１２の充電を実施する。制御部３０は、発電機１７の発電時に、各スイッチ２１，２２を導通状態に制御して各蓄電池１１，１２の両方に対する充電を行わせる。また、制御部３０は、発電機１７の発電状態下において、例えば鉛蓄電池１１の充放電の状態を監視し、その充放電の状態に基づいて、リチウムイオン蓄電池１２及び発電機１７と鉛蓄電池１１との導通及び遮断を切り替える第１スイッチ２１を遮断状態とする。【選択図】      図１
2018061410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機（１７）と、
前記発電機に対して並列に接続される第１蓄電池及び第２蓄電池（１１，１２）と、
これら両蓄電池を電気的に接続する通電経路（Ｌ１，Ｌ２）に設けられ、前記第２蓄電池及び前記発電機と前記第１蓄電池との導通及び遮断を切り替える第１開閉部（２１，２２）と、
前記通電経路に設けられ、前記第１蓄電池及び前記発電機と前記第２蓄電池との導通及び遮断を切り替える第２開閉部（２１，２２）と、
を備え、前記発電機の発電による前記各蓄電池の充電を実施する電源システムに適用される電源制御装置（３０）であって、
前記発電機の発電時に、前記第１開閉部及び前記第２開閉部を導通状態に制御して前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の両方に対する充電を行わせる充電制御部と、
前記発電機の発電状態下における前記第１蓄電池の充放電の状態を監視する監視部と、
前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池の充放電の状態に基づいて、前記第１開閉部及び前記第２開閉部のうち前記第１開閉部を遮断状態とする遮断制御部と、
を備える電源制御装置。
【請求項２】
前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行する前に前記第１開閉部を遮断する処理部を有する請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行するタイミングで前記第１開閉部を遮断する処理部を有する請求項１又は２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記監視部は、前記発電機の発電状態下での前記第１蓄電池の充電積算量と放電積算量との差分を算出し、
前記遮断制御部は、前記第１蓄電池の前記充電積算量と前記放電積算量との差分に基づいて前記第１開閉部を遮断する処理部を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池が蓄電している蓄電量が小さいほど、前記第１開閉部を遮断するタイミングを早くする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池が蓄電している蓄電量が小さいほど、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行するまでの間で前記第１開閉部を遮断するタイミングを遅くする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項７】
前記監視部は、前記発電機の発電状態下での前記第１蓄電池の充電積算量と放電積算量との差分を算出し、
前記第１蓄電池の蓄電量の大きさとして、第１範囲（Ａ１，Ｂ１）と、その第１範囲よりも大きい第２範囲（Ａ２，Ｂ２）と、その第２範囲よりも大きい第３範囲（Ａ３，Ｂ３）とを定めておき、
前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池の前記蓄電量が前記第１範囲にあれば、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行する前に前記第１開閉部を遮断し、前記第１蓄電池の前記蓄電量が前記第２範囲にあれば、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行するタイミングで前記第１開閉部を遮断し、前記第１蓄電池の前記蓄電量が前記第３範囲にあれば、前記第１蓄電池の前記充電積算量と前記放電積算量との差分に基づいて前記第１開閉部を遮断する請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項８】
前記遮断制御部は、前記第１蓄電池の温度に応じて、前記第１開閉部を遮断するタイミングを変更する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項９】
前記監視部は、前記発電機の発電状態下において前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を含む複数の蓄電池のうちいずれの蓄電池が放電状態になったか、又は放電状態になりそうかを判定し、
前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において放電状態になった蓄電池、又は放電状態になりそうな蓄電池を前記第１蓄電池として、前記第１開閉部を遮断状態とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項１０】
前記監視部は、前記発電機の発電状態下において前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を含む複数の蓄電池の端子電圧を監視し、
前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において前記端子電圧が相対的に高い蓄電池を前記第１蓄電池として、前記第１開閉部を遮断状態とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電源制御装置と、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち一方の蓄電池（１２）と、
前記第１開閉部及び前記第２開閉部と、
前記第１蓄電池、及び前記発電機がそれぞれ接続される第１端子（Ｐ１）及び第２端子（Ｐ２）と、
を備える電池ユニット（Ｕ）。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電源制御装置と、
前記発電機と、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池と、
前記第１開閉部及び前記第２開閉部と、
を備える電源システム。
【請求項１３】
電気負荷（１５）に対して並列に接続される第１蓄電池及び第２蓄電池（１１，１２）と、
これら両蓄電池を電気的に接続する通電経路（Ｌ３，Ｌ４）に設けられ、前記第２蓄電池及び前記電気負荷と前記第１蓄電池との導通及び遮断を切り替える第１開閉部（２３，２４）と、
前記通電経路に設けられ、前記第１蓄電池及び前記電気負荷と前記第２蓄電池との導通及び遮断を切り替える第２開閉部（２３，２４）と、
を備え、前記各蓄電池から前記電気負荷への放電を実施する電源システムに適用される電源制御装置（３０）であって、
前記電気負荷の駆動に際し、前記第１開閉部及び前記第２開閉部を導通状態に制御して前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の両方からの放電を行わせる放電制御部と、
前記電気負荷の駆動状態下における前記第１蓄電池の充放電の状態を監視する監視部と、
前記電気負荷の駆動状態下において、前記第１蓄電池の充放電の状態に基づいて、前記第１開閉部及び前記第２開閉部のうち前記第１開閉部を遮断状態とする遮断制御部と、
を備える電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載される電源システムに適用される電源制御装置、電池ユニット及び電源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両用の電源システムとして、複数の蓄電池（例えば鉛蓄電池、リチウムイオン蓄電池）を備えるとともに、これら各蓄電池に対して並列接続された発電機を備える構成が知られている。また、例えば特許文献１に記載された車両用電源システムでは、両蓄電池を電気的に接続する接続線に、第１蓄電池（鉛蓄電池）及び発電機と第２蓄電池（リチウムイオン蓄電池）との導通及び遮断を切り替えるスイッチを設け、発電機による回生発電時に両方の蓄電池に対する充電を行わせるとともに、回生発電中における第１蓄電池の放電状態を監視して、第１蓄電池の放電状態に基づいてスイッチを遮断状態とすることとしている。そしてこれにより、車両の減速に伴い発電機の発電量が減少する場合に、充電後の第１蓄電池から第２蓄電池に対して意図せず放電が行われるという不都合を抑制するものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５８８９７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、第１蓄電池の放電状態に基づいてスイッチを遮断状態とすることで、第１蓄電池から第２蓄電池への意図しない放電が抑制されるものの、スイッチ遮断により第２蓄電池への充電が停止されてしまうといった不都合が生じ得る。この点、既存の技術において改善の余地があると考えられる。
【０００５】
また、上記以外に、両方の蓄電池から電気負荷への放電中には、一方の蓄電池が意図せず放電状態から充電状態に移行してしまうことも考えられ、この点についても改善の余地があると考えられる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、各蓄電池の充放電を適正に実施することができる電源制御装置、電池ユニット及び電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。なお以下においては、理解の容易のため、発明の実施の形態において対応する構成の符号を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。
【０００８】
第１の手段では、
発電機（１７）と、
前記発電機に対して並列に接続される第１蓄電池及び第２蓄電池（１１，１２）と、
これら両蓄電池を電気的に接続する通電経路（Ｌ１，Ｌ２）に設けられ、前記第２蓄電池及び前記発電機と前記第１蓄電池との導通及び遮断を切り替える第１開閉部（２１，２２）と、
前記通電経路に設けられ、前記第１蓄電池及び前記発電機と前記第２蓄電池との導通及び遮断を切り替える第２開閉部（２１，２２）と、
を備え、前記発電機の発電による前記各蓄電池の充電を実施する電源システムに適用される電源制御装置（３０）であって、
前記発電機の発電時に、前記第１開閉部及び前記第２開閉部を導通状態に制御して前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の両方に対する充電を行わせる充電制御部と、
前記発電機の発電状態下における前記第１蓄電池の充放電の状態を監視する監視部と、
前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池の充放電の状態に基づいて、前記第１開閉部及び前記第２開閉部のうち前記第１開閉部を遮断状態とする遮断制御部と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
発電機に対して並列に第１蓄電池及び第２蓄電池が接続される電源システムにおいて、発電機により第１蓄電池及び第２蓄電池の両方に対する充電が行われる場合には、発電機の発電中に例えば発電量が低下すると、各蓄電池の充電電流が低下し、いずれかの蓄電池（ここでは第１蓄電池）が充電状態から放電状態に切り替わることが生じ得る。つまり、発電量の低下等により、意図せず一方の蓄電池から他方の蓄電池への放電が行われる状態になることが考えられる。かかる場合、蓄電池間の放電を抑制しつつも、少なくとも一方の蓄電池に対する充電を継続することが望ましい。こうした様相を鑑み、上記構成では、発電機の発電状態下における第１蓄電池の充放電の状態を監視し、第１蓄電池の充放電の状態に基づいて、第１開閉部及び第２開閉部のうち第１開閉部（「第２蓄電池及び発電機」と「第１蓄電池」との間を開閉する開閉部）を遮断状態とするようにした。
【００１０】
ここで、発電機の発電状態下における第１蓄電池の充放電の状態を監視することで、発電機の発電中において第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行したこと、又は充電状態から放電状態に移行しそうなことを把握できる。そして、発電機の発電中に第１蓄電池が放電状態に移行した場合又は移行しそうな場合には、第１開閉部が遮断状態とされ、それに伴い第１蓄電池から第２蓄電池及び発電機が電気的に切り離される。この場合、第１蓄電池から第２蓄電池への放電が抑制されるが、第２開閉部が導通状態のまま維持されているために、発電機の発電電力による第２蓄電池の充電は継続される。したがって、第２蓄電池の充電が意図せず停止されることを抑制できる。
【００１１】
要するに、上記構成によれば、発電機による発電中においていずれか一方の蓄電池が意図せず放電状態になっても、又は放電状態になりそうになっても、かかる状態を監視して他方の蓄電池に対する充電を適正に実施することができる。その結果、各蓄電池の充放電を適正に実施できることとなる。
【００１２】
ここで、上記手段を、図１の構成で説明する。例えば鉛蓄電池１１が第１蓄電池、リチウムイオン蓄電池１２が第２蓄電池である場合には、第１スイッチ２１が「第１開閉部」、第２スイッチ２２が「第２開閉部」に相当し、遮断制御部は、発電機１７の発電状態下において、鉛蓄電池１１の充放電の状態に基づいて第１スイッチ２１を遮断状態とする。また、リチウムイオン蓄電池１２が第１蓄電池、鉛蓄電池１１が第２蓄電池である場合には、第２スイッチ２２が「第１開閉部」、第１スイッチ２１が「第２開閉部」に相当し、遮断制御部は、発電機１７の発電状態下において、リチウムイオン蓄電池１２の充放電の状態に基づいて第２スイッチ２２を遮断状態とする。
【００１３】
第２の手段では、前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行する前に前記第１開閉部を遮断する処理部を有する。
【００１４】
発電機の発電中に例えば発電量が低下する場合には、各蓄電池の充電電流が低下する。その際上記構成によれば、いずれかの蓄電池が充電状態から放電状態に移行する前に、両蓄電池の間の通電経路が遮断される。これにより、発電機の発電中において、いずれかの蓄電池が意図せず放電状態になってしまうタイミングに対して余裕を持った事前のタイミングで両蓄電池の間の通電経路を遮断することが可能となる。したがって、蓄電池間の放電により放電元の蓄電池（第１蓄電池）の蓄電量低下（ＳＯＣ低下）が生じてしまうことを抑制できる。
【００１５】
第３の手段では、前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行するタイミングで前記第１開閉部を遮断する処理部を有する。
【００１６】
上記構成によれば、例えば発電量の低下に起因して各蓄電池の充電電流が低下する場合に、いずれかの蓄電池が充電状態から放電状態に移行するタイミングで、両蓄電池の間の通電経路が遮断される。この場合、放電状態に移行する側の蓄電池（第１蓄電池）は、蓄電量が少なくなっていることが考えられるが、その蓄電池（第１蓄電池）では、発電機の発電中において発電機との通電経路が遮断される間際まで充電を継続できる。そのため、発電中における充電積算量を極力大きくする点では有利な構成となる。
【００１７】
第４の手段では、前記監視部は、前記発電機の発電状態下での前記第１蓄電池の充電積算量と放電積算量との差分を算出し、前記遮断制御部は、前記第１蓄電池の前記充電積算量と前記放電積算量との差分に基づいて前記第１開閉部を遮断する処理部を有する。
【００１８】
例えば蓄電池の蓄電量に余裕がある場合には、発電機による今回の発電の前後で蓄電量が減らなければ、不都合は生じないとも考えられる。この点、第１蓄電池の充電積算量と放電積算量との差分に基づいて第１開閉部を遮断することにより、発電機による今回の発電の前後における蓄電池の蓄電量を適正に管理できる。また、蓄電池間の放電が生じても、放電先の蓄電池（第２蓄電池）にとっては充電量を確保でき、各蓄電池における蓄電状況によっては有益な充電処理を実施できるとも考えられる。
【００１９】
第５の手段では、前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池が蓄電している蓄電量が小さいほど、前記第１開閉部を遮断するタイミングを早くする。
【００２０】
蓄電量が小さい蓄電池（例えば低ＳＯＣの蓄電池）では、発電機の発電中において放電状態への移行が極力抑えられることが望ましいと考えられる。この点、上記構成によれば、第１蓄電池が蓄電している蓄電量が小さいほど、第１開閉部を遮断するタイミングが早くなるため、発電中における放電抑制の観点からして、第１蓄電池の充放電状態を適正に管理することができる。
【００２１】
第６の手段では、前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池が蓄電している蓄電量が小さいほど、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行するまでの間で前記第１開閉部を遮断するタイミングを遅くする。
【００２２】
蓄電量が小さい蓄電池（例えば低ＳＯＣの蓄電池）では、発電機の発電中において充電状態を極力長引かせることが望ましいと考えられる。この点、上記構成によれば、第１蓄電池が蓄電している蓄電量が小さいほど、第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行するまでの間で第１開閉部を遮断するタイミングが遅くなるため、発電中における充電期間確保の観点からして、第１蓄電池の充放電状態を適正に管理することができる。
【００２３】
第７の手段では、前記監視部は、前記発電機の発電状態下での前記第１蓄電池の充電積算量と放電積算量との差分を算出し、前記第１蓄電池の蓄電量の大きさとして、第１範囲（Ａ１，Ｂ１）と、その第１範囲よりも大きい第２範囲（Ａ２，Ｂ２）と、その第２範囲よりも大きい第３範囲（Ａ３，Ｂ３）とを定めておき、前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において、前記第１蓄電池の前記蓄電量が前記第１範囲にあれば、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行する前に前記第１開閉部を遮断し、前記第１蓄電池の前記蓄電量が前記第２範囲にあれば、前記第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行するタイミングで前記第１開閉部を遮断し、前記第１蓄電池の前記蓄電量が前記第３範囲にあれば、前記第１蓄電池の前記充電積算量と前記放電積算量との差分に基づいて前記第１開閉部を遮断する。
【００２４】
上記構成によれば、第１蓄電池の蓄電量に応じて、
（１）第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行する前に第１開閉部を遮断する処理、
（２）第１蓄電池が充電状態から放電状態に移行するタイミングで第１開閉部を遮断する処理、
（３）第１蓄電池の充電積算量と放電積算量との差分に基づいて第１開閉部を遮断する処理、
が使い分けられる。この場合、蓄電池の蓄電量が小さいほど（例えばＳＯＣが低いほど）、発電機の発電中において早いタイミングで第１開閉部が遮断される。そのため、発電中における放電状態への移行を極力抑えること観点からして、第１蓄電池の充放電状態を適正に管理することができる。
【００２５】
第８の手段では、前記遮断制御部は、前記第１蓄電池の温度に応じて、前記第１開閉部を遮断するタイミングを変更する。
【００２６】
蓄電池では温度に応じて内部抵抗が変化する。例えば温度が低いほど蓄電池の内部抵抗が大きくなり、放電電流が流れた場合における端子電圧の落ち込みが大きくなると考えられる。この点、上記構成によれば、第１蓄電池の温度に応じて、第１開閉部を遮断するタイミングを変更するようにしたため、例えば第１蓄電池の温度が低ければ、第１開閉部を遮断するタイミングが早期化される。これにより、発電機の発電中において仮に第１蓄電池が低温状態にあっても、放電による端子電圧の落ち込みを抑えることが可能となる。
【００２７】
第９の手段では、前記監視部は、前記発電機の発電状態下において前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を含む複数の蓄電池のうちいずれの蓄電池が放電状態になったか、又は放電状態になりそうかを判定し、前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において放電状態になった蓄電池、又は放電状態になりそうな蓄電池を前記第１蓄電池として、前記第１開閉部を遮断状態とする。
【００２８】
第１蓄電池及び第２蓄電池を用いた構成では、発電機の発電中において、それら各蓄電池のいずれにあっても放電状態への移行の可能性があると考えられる。この点、上記構成によれば、いずれかの蓄電池が放電状態になったことの判定結果、又はいずれかの蓄電池が放電状態になりそうなことの判定結果に基づいて、各蓄電池のいずれかを第１蓄電池として第１開閉部の遮断処理が実施される。つまり、いずれの蓄電池においても選択的に、それに対応する開閉部の遮断処理を実施できる。そのため、各蓄電池における都度の状態に応じて、適正な充放電制御を実施することができる。
【００２９】
この場合、例えば図１の構成において、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とのうち鉛蓄電池１１が放電状態になると、その鉛蓄電池１１が「第１蓄電池」に相当する。そのため、スイッチ２１，２２のうちスイッチ２１について遮断処理が実施される。また、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とのうちリチウムイオン蓄電池１２が放電状態になると、そのリチウムイオン蓄電池１２が「第１蓄電池」に相当する。そのため、スイッチ２１，２２のうちスイッチ２２について遮断処理が実施される。
【００３０】
第１０の手段では、前記監視部は、前記発電機の発電状態下において前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を含む複数の蓄電池の端子電圧を監視し、前記遮断制御部は、前記発電機の発電状態下において前記端子電圧が相対的に高い蓄電池を前記第１蓄電池として、前記第１開閉部を遮断状態とする。
【００３１】
上述のとおり第１蓄電池及び第２蓄電池を用いた構成では、発電機の発電中において、それら各蓄電池のいずれにあっても放電状態への移行の可能性があると考えられる。この点、上記構成によれば、発電機の発電状態下における各蓄電池の端子電圧の比較結果に基づいて、各蓄電池のいずれかを第１蓄電池として第１開閉部の遮断処理が実施される。つまり、いずれの蓄電池においても選択的に、それに対応する開閉部の遮断処理を実施できる。そのため、各蓄電池における都度の状態に応じて、適正な充放電制御を実施することができる。
【００３２】
この場合、例えば図１の構成において、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とのうち鉛蓄電池１１の方が端子電圧が高ければ、その鉛蓄電池１１が「第１蓄電池」に相当する。そのため、スイッチ２１，２２のうちスイッチ２１について遮断処理が実施される。また、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とのうちリチウムイオン蓄電池１２の方が端子電圧が高ければ、そのリチウムイオン蓄電池１２が「第１蓄電池」に相当する。そのため、スイッチ２１，２２のうちスイッチ２２について遮断処理が実施される。
【００３３】
電池ユニットとして、手段１乃至１０のいずれかに記載の電源制御装置と、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち一方の蓄電池（１２）と、前記第１開閉部及び前記第２開閉部と、前記第１蓄電池、及び前記発電機がそれぞれ接続される第１端子（Ｐ１）及び第２端子（Ｐ２）と、を備える構成であるとよい（手段１１）。
【００３４】
電源システムとして、手段１乃至１０のいずれかに記載の電源制御装置と、前記発電機と、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池と、前記第１開閉部及び前記第２開閉部と、を備える構成であるとよい（手段１２）。
【００３５】
第１３の手段では、
電気負荷（１５）に対して並列に接続される第１蓄電池及び第２蓄電池（１１，１２）と、
これら両蓄電池を電気的に接続する通電経路（Ｌ３，Ｌ４）に設けられ、前記第２蓄電池及び前記電気負荷と前記第１蓄電池との導通及び遮断を切り替える第１開閉部（２３，２４）と、
前記通電経路に設けられ、前記第１蓄電池及び前記電気負荷と前記第２蓄電池との導通及び遮断を切り替える第２開閉部（２３，２４）と、
を備え、前記各蓄電池から前記電気負荷への放電を実施する電源システムに適用される電源制御装置（３０）であって、
前記電気負荷の駆動に際し、前記第１開閉部及び前記第２開閉部を導通状態に制御して前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の両方からの放電を行わせる放電制御部と、
前記電気負荷の駆動状態下における前記第１蓄電池の充放電の状態を監視する監視部と、
前記電気負荷の駆動状態下において、前記第１蓄電池の充放電の状態に基づいて、前記第１開閉部及び前記第２開閉部のうち前記第１開閉部を遮断状態とする遮断制御部と、
を備えることを特徴とする。
【００３６】
電気負荷に対して並列に第１蓄電池及び第２蓄電池が接続される電源システムにおいて、第１蓄電池及び第２蓄電池の両方から電気負荷への放電が行われる場合には、その放電中に例えば電気負荷への通電電流が低下し、かつ各蓄電池の端子電圧の差が大きいと、いずれかの蓄電池（ここでは第１蓄電池）が放電状態から充電状態に切り替わることが生じ得る。つまり、蓄電池間において意図せず充電が行われることが考えられる。かかる場合、蓄電池間の充電を抑制しつつも、少なくとも一方の蓄電池から電気負荷への放電を継続することが望ましい。こうした様相を鑑み、上記構成では、電気負荷の駆動状態下における第１蓄電池の充放電の状態を監視し、第１蓄電池の充放電の状態に基づいて、第１開閉部及び第２開閉部のうち第１開閉部（「第２蓄電池及び電気負荷」と「第１蓄電池」との間を開閉する開閉部）を遮断状態とするようにした。
【００３７】
ここで、電気負荷への放電中に第１蓄電池の充放電の状態を監視することで、第１蓄電池が放電状態から充電状態に移行したこと、又は放電状態から充電状態に移行しそうなことを把握できる。そして、第１蓄電池が充電状態に移行した場合又は移行しそうな場合には、第１開閉部が遮断状態とされ、それに伴い第１蓄電池から第２蓄電池及び電気負荷が電気的に切り離される。この場合、第２蓄電池から第１蓄電池への充電が抑制されるが、第２開閉部が導通状態のまま維持されているために、第２蓄電池から電気負荷への放電は継続される。したがって、電気負荷への放電が意図せず停止されることを抑制できる。
【００３８】
要するに、上記構成によれば、電気負荷への放電中においていずれか一方の蓄電池が意図せず充電状態になっても、又は充電状態になりそうになっても、かかる状態を監視して他方の蓄電池による電気負荷への放電を適正に実施することができる。その結果、各蓄電池の充放電を適正に実施できることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】発明の実施の形態における電源システムの構成を示す電気回路図。
【図２】各蓄電池の充電制御の処理手順を示すフローチャート。
【図３】第１スイッチの遮断処理の手順を示すフローチャート。
【図４】第２スイッチの遮断処理の手順を示すフローチャート。
【図５】（ａ）は鉛蓄電池のＳＯＣ範囲を示す図、（ｂ）はリチウムイオン蓄電池のＳＯＣ範囲を示す図。
【図６】発電機の発電中における各蓄電池の充放電についてより具体的に説明するための図。
【図７】別例において第１スイッチの遮断処理の手順を示すフローチャート。
【図８】別例において各蓄電池の充電制御の処理手順を示すフローチャート。
【図９】別例において電池温度と電流閾値との関係を示す図。
【図１０】別例において各蓄電池の放電制御の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の電源システムが搭載される車両は、エンジン（内燃機関）を駆動源として走行するものであり、いわゆるアイドリングストップ機能を有している。
【００４１】
図１に示すように、本電源システムは、第１蓄電池及び第２蓄電池として鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２を有する２電源システムであり、各蓄電池１１，１２からはスタータモータ１３や、各種の電気負荷１４〜１６への給電が可能となっている。また、各蓄電池１１，１２に対しては発電機１７による充電が可能となっている。両蓄電池１１，１２のうちリチウムイオン蓄電池１２は、図示しない筐体（収容ケース）に収容されることで電池ユニットＵとして構成されている。電池ユニットＵの詳細な構成につては後述する。
【００４２】
鉛蓄電池１１は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。
【００４３】
電池ユニットＵには外部端子として第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２、第３端子Ｔ３、第４端子Ｔ４が設けられており、第１端子Ｔ１及び第４端子Ｔ４には鉛蓄電池１１とスタータモータ１３と電気負荷１４とが接続され、第２端子Ｔ２には電気負荷１６と発電機１７とが接続され、第３端子Ｔ３には電気負荷１５が接続されている。
【００４４】
各電気負荷１４〜１６は、各蓄電池１１，１２から供給される供給電力の電圧について要求が相違するものである。このうち第３端子Ｔ３に接続される電気負荷１５には、供給電力の電圧が一定又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。これに対し、第１，第２端子Ｔ１，Ｔ２に接続される電気負荷１４，１６は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷１５は被保護負荷とも言える。また、電気負荷１５は電源失陥が許容されない負荷であり、電気負荷１６は電源失陥が許容される負荷であるとも言える。
【００４５】
定電圧要求負荷である電気負荷１５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、メータ装置、エンジンＥＣＵ等の各種ＥＣＵが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。また、電気負荷１６の具体例としては、シートヒータや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、電気負荷１４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等が挙げられる。
【００４６】
発電機１７は、エンジンの出力軸に駆動連結されたオルタネータ（交流発電機）であり、エンジン出力軸の回転を動力として発電する。発電機１７の発電電力により各蓄電池１１，１２が充電される。なお、発電機１７は、発電機能と力行機能とを有する回転電機であってもよい。
【００４７】
次に、電池ユニットＵ内の回路構成を説明する。
【００４８】
電池ユニットＵには、ユニット内電気経路として、各端子Ｔ１，Ｔ２及びリチウムイオン蓄電池１２を相互に接続する電気経路Ｌ１，Ｌ２が設けられている。このうち第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２とを接続する第１経路Ｌ１に第１スイッチ２１が設けられ、第１経路Ｌ１上の接続点Ｎ０とリチウムイオン蓄電池１２とを接続する第２経路Ｌ２に第２スイッチ２２が設けられている。この場合、第１スイッチ２１により、リチウムイオン蓄電池１２及び発電機１７と鉛蓄電池１１との導通及び遮断が切り替えられ、第２スイッチ２２により、鉛蓄電池１１及び発電機１７とリチウムイオン蓄電池１２との導通及び遮断が切り替えられる。これら各スイッチ２１，２２が「第１開閉部」及び「第２開閉部」に相当する。
【００４９】
これら各スイッチ２１，２２は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチにより構成されている。なお、各スイッチ２１，２２をそれぞれ２つ一組のＭＯＳＦＥＴで構成し、各一組のＭＯＳＦＥＴの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とよい。この互いに逆向きの寄生ダイオードによって、各スイッチ２１，２２をオフ状態とした場合にそのスイッチが設けられた経路に流れる電流が完全に遮断される。
【００５０】
上記構成では、電気負荷１６に対して鉛蓄電池１１からの電力供給とリチウムイオン蓄電池１２からの電力供給とが選択的に実施可能となっている。この場合、第１スイッチ２１をオン、第２スイッチ２２をオフにすることで鉛蓄電池１１から電気負荷１６への電力供給が可能となり、第１スイッチ２１をオフ、第２スイッチ２２をオンにすることでリチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１６への電力供給が可能となる。
【００５１】
また、第１経路Ｌ１において第１端子Ｔ１と第１スイッチ２１との間の分岐点Ｎ１には分岐経路Ｌ３の一端が接続されるとともに、第２経路Ｌ２においてリチウムイオン蓄電池１２と第２スイッチ２２との間の分岐点Ｎ２には分岐経路Ｌ４の一端が接続されており、これら分岐経路Ｌ３，Ｌ４の他端同士が中間点Ｎ３で接続されている。また、中間点Ｎ３と第３端子Ｔ３とが給電経路Ｌ５により接続されている。
【００５２】
分岐経路Ｌ３，Ｌ４にはそれぞれ第３スイッチ２３と第４スイッチ２４とが設けられている。第３スイッチ２３と第４スイッチ２４はそれぞれＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを有している。なお、これら各スイッチ２３，２４を、上述のスイッチ２１，２２と同様に、それぞれ２つ一組のＭＯＳＦＥＴで構成し、各一組のＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを互いに逆向きになるように直列に接続してもよい。
【００５３】
また、電池ユニットＵには、ユニット内のスイッチ２１〜２４を介さずに、鉛蓄電池１１を電気負荷１５，１６に対して接続可能とするバイパス経路Ｌ６，Ｌ７が設けられている。具体的には、電池ユニットＵには、第４端子Ｔ４と第１経路Ｌ１上の接続点Ｎ０とを接続するバイパス経路Ｌ６が設けられるとともに、接続点Ｎ０と第３端子Ｔ３とを接続するバイパス経路Ｌ７が設けられている。そして、バイパス経路Ｌ６上には第１バイパススイッチ２５が設けられ、バイパス経路Ｌ７上には第２バイパススイッチ２６が設けられている。各バイパススイッチ２５，２６は例えば常閉式のリレースイッチである。
【００５４】
第１バイパススイッチ２５をオン（閉鎖）することで、第１スイッチ２１がオフであっても鉛蓄電池１１と電気負荷１６とが電気的に接続される。また、両方のバイパススイッチ２５，２６をオン（閉鎖）することで、各スイッチ２１〜２４が全てオフであっても鉛蓄電池１１と電気負荷１５とが電気的に接続される。
【００５５】
また、電池ユニットＵは、電池制御手段を構成する制御部３０を有しており、各スイッチ２１〜２６や制御部３０は同一の基板に実装された状態で筐体内に収容されている。ただし、各スイッチ２１〜２６や制御部３０は複数の基板にそれぞれ実装されていてもよい。制御部３０には、電池ユニットＵ外のＥＣＵ４０が接続されている。つまり、これら制御部３０及びＥＣＵ４０は、図示しない他のＥＣＵと共にＣＡＮ等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御部３０及びＥＣＵ４０に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。
【００５６】
制御部３０は、各スイッチ２１〜２４のオンオフ（開閉）の切り替えを実施する。この場合、制御部３０は、例えば各蓄電池１１，１２の蓄電状態に基づいて、各スイッチ２１〜２４のオンオフを制御する。これにより、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを選択的に用いて充放電が実施される。なお、バイパススイッチ２５，２６は、本電源システムの稼働時において基本的には開放状態で保持され、稼働停止状態において閉鎖状態に切り替えられる。
【００５７】
各蓄電池１１，１２の蓄電状態に基づく充放電制御について簡単に説明する。制御部３０は、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧又は開放電圧の検出値を逐次取得するとともに、図示しない電流検出部により検出される鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２の通電電流を逐次取得する。例えば、第１スイッチ２１に鉛蓄電池１１の通電電流を検出する電流検出部が設けられ、第２スイッチ２２にリチウムイオン蓄電池１２の通電電流を検出する電流検出部が設けられているとよい。そして、これらの取得値に基づいて鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ（残存容量）を算出するとともに、そのＳＯＣが所定の使用範囲内に保持されるようにリチウムイオン蓄電池１２への充電量及び放電量を制御する。
【００５８】
本実施形態では、車両の減速時やその他の発電要求時において発電機１７により発電が実施され、その発電電力により各蓄電池１１，１２が充電される。この場合、制御部３０は、発電機１７の発電時において、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２を導通状態に制御して鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の両方に対する充電を行わせる（充電制御部に相当）。本実施形態では、鉛蓄電池１１の端子電圧がリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧よりも高くなるようにこれら両端子電圧が定められている。
【００５９】
ここで、発電機１７の発電中に例えば車速の低下により発電量が低下すると、各蓄電池の充電電流が低下し、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２のいずれか一方が充電状態から放電状態に切り替わることが生じ得る。つまり、発電量の低下等により、意図せず一方の蓄電池から他方の蓄電池への放電が行われる状態になることが考えられる。なお、車速の低下時だけでなく、発電機１７の発電中にエアコンの電動コンプレッサやラジエータファン等の車載電気負荷の駆動状態が変わることによっても、各蓄電池１１，１２における充電電力の低下が生じる。そのため上記のような蓄電池間の意図しない放電が生じることが考えられる。かかる場合、発電機１７の発電時においては、蓄電池間の放電を抑制しつつも、少なくとも一方の蓄電池に対する充電を継続することが望ましい。そこで、制御部３０は、発電機１７の発電状態下における鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の充放電の状態を監視する（監視部に相当）。また、制御部３０は、発電機１７の発電状態下において、鉛蓄電池１１の充放電の状態に基づいて第１スイッチ２１を遮断状態とする第１処理と、リチウムイオン蓄電池１２の充放電の状態に基づいて第２スイッチ２２を遮断状態とする第２処理との少なくともいずれかを実施する（遮断制御部に相当）。
【００６０】
発電機１７の発電中に例えば鉛蓄電池１１が放電状態となる場合又は放電状態となりそうな場合には、第１スイッチ２１が遮断状態とされ、それに伴いリチウムイオン蓄電池１２及び発電機１７と鉛蓄電池１１との間の通電経路が遮断される。この場合、鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２への放電が抑制されるが、第２スイッチ２２が導通状態のまま維持されているために、発電機１７の発電電力によるリチウムイオン蓄電池１２の充電は継続される。
【００６１】
また、発電機１７の発電中にリチウムイオン蓄電池１２が放電状態となる場合又は放電状態となりそうな場合には、第２スイッチ２２が遮断状態とされ、それに伴い鉛蓄電池１１及び発電機１７とリチウムイオン蓄電池１２との間の通電経路が遮断される。この場合、リチウムイオン蓄電池１２から鉛蓄電池１１への放電が抑制されるが、第１スイッチ２１が導通状態のまま維持されているために、発電機１７の発電電力による鉛蓄電池１１の充電は継続される。
【００６２】
図２は、各蓄電池１１，１２の充電制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は制御部３０により所定周期で繰り返し実施される。
【００６３】
図２において、ステップＳ１１では、今現在、発電機１７による発電が行われている状況下であるか否かを判定する。そして、発電中であれば後続のステップＳ１２に進み、発電中でなければ本処理を一旦終了する。
【００６４】
ステップＳ１２では、鉛蓄電池１１のＳＯＣであるＳＯＣ＿Ｐｂを取得するとともに、鉛蓄電池１１の充放電状態を示すパラメータとして鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂを取得する。ステップＳ１３では、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣであるＳＯＣ＿Ｌｉを取得するとともに、リチウムイオン蓄電池１２の充放電状態を示すパラメータとしてリチウムイオン蓄電池１２の通電電流Ｉ＿Ｌｉを取得する。なお本実施形態では、各蓄電池１１，１２が充電される際の充電電流を正の値、各蓄電池１１，１２が放電される際の放電電流を負の値として通電電流を扱うこととしている。
【００６５】
そしてその後、ステップＳ１４では、鉛蓄電池１１の充放電の状態に基づいて、鉛蓄電池１１を、リチウムイオン蓄電池１２及び発電機１７から遮断する第１スイッチ２１の遮断処理（第１処理に相当）を実施する。また、ステップＳ１５では、リチウムイオン蓄電池１２の充放電の状態に基づいて、リチウムイオン蓄電池１２を、鉛蓄電池１１及び発電機１７から遮断する第２スイッチ２２の遮断処理（第２処理に相当）を実施する。
【００６６】
図３を用いて、第１スイッチ２１の遮断処理（ステップＳ１４）を説明する。ここでは、ＳＯＣ＿Ｐｂが、鉛蓄電池１１の使用可能範囲内における高低いずれの領域にあるかに応じて、第１スイッチ２１を遮断するタイミングを設定することとしている。図５（ａ）に示すように、ＳＯＣ＿Ｐｂの使用可能範囲においては、低ＳＯＣ領域である第１範囲Ａ１と、中ＳＯＣ領域である第２範囲Ａ２と、高ＳＯＣ領域である第３範囲Ａ３とが定められている。
【００６７】
図３において、ステップＳ２１では、ＳＯＣ＿Ｐｂが第１範囲Ａ１内にあるか否かを判定し、ステップＳ２２では、ＳＯＣ＿Ｐｂが第２範囲Ａ２内にあるか否かを判定し、ステップＳ２３では、ＳＯＣ＿Ｐｂが第３範囲Ａ３内にあるか否かを判定する。そして、ＳＯＣ＿Ｐｂが第１範囲Ａ１内にあれば、ステップＳ２４に進んで、鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂが所定の第１閾値ＴＨＡ１以下であるか否かを判定する。第１閾値ＴＨＡ１は、鉛蓄電池１１の充電電流が低下する状況下において、鉛蓄電池１１が充電状態から放電状態に移行する前の所定状態にあることを判定するための判定値である。Ｉ＿Ｐｂ≦ＴＨＡ１であれば、ステップＳ２８に進み、第１スイッチ２１を遮断する。
【００６８】
また、ＳＯＣ＿Ｐｂが第２範囲Ａ２内にあれば、ステップＳ２５に進んで、鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂが所定の第２閾値ＴＨＡ２以下であるか否かを判定する。第２閾値ＴＨＡ２は、第１閾値ＴＨＡ１よりも小さい値であり、例えばＴＨＡ２＝０である。ただし、ＴＨＡ２＜ＴＨＡ１であれば、ＴＨＡ２＞０であってもよい。Ｉ＿Ｐｂ≦ＴＨＡ２であれば、ステップＳ２８に進み、第１スイッチ２１を遮断する。第２閾値ＴＨ２が０である場合には、鉛蓄電池１１が充電状態から放電状態に移行するタイミングで第１スイッチ２１が遮断されることとなる。
【００６９】
また、ＳＯＣ＿Ｐｂが第３範囲Ａ３内にあれば、ステップＳ２６に進んで、発電機１７の発電状態下での鉛蓄電池１１の充電積算量と放電積算量との差分ΔＩ＿Ｐｂを算出する。差分ΔＩ＿Ｐｂは、発電機１７の発電状態下での鉛蓄電池１１の充電電流の積算値（すなわち充電積算量）と、鉛蓄電池１１が充電状態から放電状態に切り替わった後での鉛蓄電池１１の放電電流の積算値（すなわち放電積算量）との差であり、「充電積算量−放電積算量」として算出される。そして、続くステップＳ２７では、差分ΔＩ＿Ｐｂが所定の第３閾値ＴＨＡ３以下であるか否かを判定する。第３閾値ＴＨＡ３は、任意に設定可能な正又は０の値である。例えば第３閾値ＴＨＡ３が０であれば、発電機１７の今回の発電に際し、その発電開始後における充電量に対して同量の放電が鉛蓄電池１１で行われたことを意味する。ΔＩ＿Ｐｂ≦ＴＨＡ３であれば、ステップＳ２８に進み、第１スイッチ２１を遮断する。
【００７０】
上記処理によれば、鉛蓄電池１１の蓄電量（ＳＯＣ＿Ｐｂ）がＡ１〜Ａ３のいずれに属するかに基づいて、第１スイッチ２１の遮断制御が実施される。この場合特に、発電機１７の発電状態下において、ＳＯＣ＿Ｐｂが低いほど、スイッチ遮断のタイミングが早くなるようにして遮断制御が実施される。
【００７１】
また、図４を用いて、第２スイッチ２２の遮断処理（ステップＳ１５）を説明する。ここでは、ＳＯＣ＿Ｌｉが、リチウムイオン蓄電池１２の使用可能範囲内における高低いずれの領域にあるかに応じて、第２スイッチ２２を遮断するタイミングを設定することとしている。図５（ｂ）に示すように、ＳＯＣ＿Ｌｉの使用可能範囲においては、低ＳＯＣ領域である第１範囲Ｂ１と、中ＳＯＣ領域である第２範囲Ｂ２と、高ＳＯＣ領域である第３範囲Ｂ３とが定められている。
【００７２】
図４において、ステップＳ３１では、ＳＯＣ＿Ｌｉが第１範囲Ｂ１内にあるか否かを判定し、ステップＳ３２では、ＳＯＣ＿Ｌｉが第２範囲Ｂ２内にあるか否かを判定し、ステップＳ３３では、ＳＯＣ＿Ｌｉが第３範囲Ｂ３内にあるか否かを判定する。そして、ＳＯＣ＿Ｌｉが第１範囲Ｂ１内にあれば、ステップＳ３４に進んで、リチウムイオン蓄電池１２の通電電流Ｉ＿Ｌｉが所定の第１閾値ＴＨＢ１以下であるか否かを判定する。第１閾値ＴＨＢ１は、リチウムイオン蓄電池１２の充電電流が低下する状況下において、リチウムイオン蓄電池１２が充電状態から放電状態に移行する前の所定状態にあることを判定するための判定値である。Ｉ＿Ｌｉ≦ＴＨＢ１であれば、ステップＳ３８に進み、第２スイッチ２２を遮断する。
【００７３】
また、ＳＯＣ＿Ｌｉが第２範囲Ｂ２内にあれば、ステップＳ３５に進んで、リチウムイオン蓄電池１２の通電電流Ｉ＿Ｌｉが所定の第２閾値ＴＨＢ２以下であるか否かを判定する。第２閾値ＴＨＢ２は、第１閾値ＴＨＢ１よりも小さい値であり、例えばＴＨＢ２＝０である。ただし、ＴＨＢ２＜ＴＨＢ１であれば、ＴＨＢ２＞０であってもよい。Ｉ＿Ｌｉ≦ＴＨＢ２であれば、ステップＳ３８に進み、第２スイッチ２２を遮断する。第２閾値ＴＨＢ２が０である場合には、リチウムイオン蓄電池１２が充電状態から放電状態に移行するタイミングで第２スイッチ２２が遮断されることとなる。
【００７４】
また、ＳＯＣ＿Ｌｉが第３範囲Ｂ３内にあれば、ステップＳ３６に進んで、発電機１７の発電状態下でのリチウムイオン蓄電池１２の充電積算量と放電積算量との差分ΔＩ＿Ｌｉを算出する。差分ΔＩ＿Ｌｉは、発電機１７の発電状態下でのリチウムイオン蓄電池１２の充電電流の積算値（すなわち充電積算量）と、リチウムイオン蓄電池１２が充電状態から放電状態に切り替わった後でのリチウムイオン蓄電池１２の放電電流の積算値（すなわち放電積算量）との差であり、「充電積算量−放電積算量」として算出される。そして、続くステップＳ３７では、差分ΔＩ＿Ｌｉが所定の第３閾値ＴＨＢ３以下であるか否かを判定する。第３閾値ＴＨＢ３は、任意に設定可能な正又は０の値である。例えば第３閾値ＴＨＢ３が０であれば、発電機１７の今回の発電に際し、その発電開始後における充電量に対して同量の放電がリチウムイオン蓄電池１２で行われたことを意味する。ΔＩ＿Ｌｉ≦ＴＨＢ３であれば、ステップＳ３８に進み、第２スイッチ２２を遮断する。
【００７５】
上記処理によれば、リチウムイオン蓄電池１２の蓄電量（ＳＯＣ＿Ｌｉ）がＢ１〜Ｂ３のいずれに属するかに基づいて、第２スイッチ２２の遮断制御が実施される。この場合特に、発電機１７の発電状態下において、ＳＯＣ＿Ｌｉが低いほど、スイッチ遮断のタイミングが早くなるようにして遮断制御が実施される。
【００７６】
また、図２のステップＳ１４（図３）及びステップＳ１５（図４）の各処理によれば、発電機１７の発電状態下において各蓄電池１１，１２のうち一方の蓄電池が放電状態になるか、又は放電状態になりそうな場合に、各蓄電池１１，１２の通電電流Ｉ＿Ｐｂ，Ｉ＿Ｌｉに基づいて、放電状態になったこと、又は放電状態になりそうなことが判定される。そして、放電状態になった蓄電池、又は放電状態になりそうな蓄電池を「第１蓄電池」として、スイッチ遮断が適宜実施される。
【００７７】
発電機１７の発電中における各蓄電池１１，１２の充放電についてより具体的に説明する。図６において（ａ）は、発電機１７の回生発電時における各蓄電池１１，１２の電流変化を示すタイムチャートであり、（ｂ）〜（ｄ）は時系列での各スイッチ２１，２２の状態を示す説明図である。なおここでは、鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂが第２閾値ＴＨＡ２（＝０）まで低下したことに基づいて、第１スイッチ２１が遮断されるものとなっている。
【００７８】
図６では、タイミングｔ１以前において第１スイッチ２１がオン（導通）、第２スイッチ２２がオフ（遮断）の状態にあり、鉛蓄電池１１では給電対象の負荷に応じて放電電流（図では負の電流）が流れている。なお、負荷給電がなければ通電電流が０である。そして、タイミングｔ１で回生発電が開始されることに応じて、各スイッチ２１，２２が共にオン状態となる。これにより、発電機１７の発電電力による各蓄電池１１，１２の充電が開始される（図６（ｂ）参照）。このとき、上述したとおり鉛蓄電池１１の開放電圧がリチウムイオン蓄電池１２の開放電圧よりも高くなるように定められているため、低電圧側のリチウムイオン蓄電池１２に対して優先的に充電が行われる。つまり、リチウムイオン蓄電池１２の充電電流が鉛蓄電池１１の充電電流よりも大きくなっている。そして、車速の低下等により発電機１７の発電電力が低下すると、徐々に各蓄電池１１，１２の充電電流が低下する。
【００７９】
その後、タイミングｔ２で鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂが第２閾値ＴＨＡ２（＝０）まで低下すると、第１スイッチ２１がオフ（遮断）、かつ第２スイッチ２２がオン（導通）の状態に移行する。ここで、仮に各スイッチ２１，２２が共にオンしていると、鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２への放電が開始されてしまう（図６（ｃ）参照）。鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２への放電が開始されと、これまでに鉛蓄電池１１に充電した電力がリチウムイオン蓄電池１２の側に放出されてしまう。また、各スイッチ２１，２２のうち第２スイッチ２２をオフすると、蓄電池１１，１２間の放電は回避できるものの、未だ回生発電状態であるにもかかわらず、リチウムイオン蓄電池１２への充電が停止されてしまう。
【００８０】
これに対して、上記のとおり各スイッチ２１，２２のうち第１スイッチ２１がオフされるため、蓄電池１１，１２間の放電が抑制され、しかも回生発電によるリチウムイオン蓄電池１２の充電が継続されることとなる。ここでは、発電機１７の発電中において鉛蓄電池１１が充電状態から放電状態に移行したことに基づいて、第１スイッチ２１がオフされている。
【００８１】
ちなみに、鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂが第１閾値ＴＨＡ１（＞０）まで低下したことに基づいて第１スイッチ２１が遮断される場合には、タイミングｔａにて第１スイッチ２１が遮断される。この場合、発電機１７の発電中において鉛蓄電池１１が充電状態から放電状態に移行しそうなことに基づいて、第１スイッチ２１がオフされる。
【００８２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００８３】
発電機１７に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続される電源システムにおいて、発電機１７の発電状態下において各蓄電池１１，１２の充放電の状態を監視し、その充放電の状態に基づいて、各スイッチ２１，２２の遮断制御を行うようにした。つまり、発電機１７の発電状態下において、鉛蓄電池１１の充放電の状態に基づいて第１スイッチ２１を遮断状態とするようにした。又は、発電機１７の発電状態下において、リチウムイオン蓄電池１２の充放電の状態に基づいて第２スイッチ２２を遮断状態とするようにした。
【００８４】
上記構成によれば、いずれか一方の蓄電池が意図せず放電状態になっても、又は放電状態になりそうになっても、かかる状態を監視して他方の蓄電池に対する充電を適正に実施することができる。その結果、各蓄電池１１，１２の充放電を適正に実施できることとなる。
【００８５】
発電機１７の発電中におけるスイッチ２１，２２の遮断制御の一形態として、いずれかの蓄電池が充電状態から放電状態に移行する前にスイッチ遮断を実施するようにした。これにより、発電機１７の発電中において、いずれかの蓄電池が意図せず放電状態になってしまうタイミングに対して余裕を持った事前のタイミングで両蓄電池の間の通電経路を遮断することが可能となる。これにより、蓄電池間の放電により放電元の蓄電池の蓄電量の低下（ＳＯＣ低下）が生じてしまうことを抑制できる。
【００８６】
発電機１７の発電中におけるスイッチ２１，２２の遮断制御の一形態として、いずれかの蓄電池が充電状態から放電状態に移行するタイミングでスイッチ遮断を実施するようにした。この場合、放電状態に移行する側の蓄電池は、蓄電量が少なくなっていることが考えられるが、その蓄電池では、発電機１７の発電中において発電機１７との通電経路が遮断される間際まで充電を継続できる。そのため、発電中における充電積算量を極力大きくする点では有利な構成となる。
【００８７】
発電機１７の発電中におけるスイッチ２１，２２の遮断制御の一形態として、各蓄電池の充電積算量と放電積算量との差分を算出し、その差分に基づいてスイッチ遮断を実施するようにした。例えば蓄電池の蓄電量（ＳＯＣ）に余裕がある場合には、発電機１７による今回の発電の前後で蓄電量が減らなければ、不都合は生じないとも考えられる。この点、各蓄電池の充電積算量と放電積算量との差分（ΔＩ）に基づいてスイッチ遮断を実施することにより、発電機１７による今回の発電の前後における蓄電池の蓄電量を適正に管理できる。また、蓄電池間の放電が生じても、放電先の蓄電池にとっては充電量を確保でき、各蓄電池１１，１２における蓄電状況によっては有益な充電処理を実施できるとも考えられる。
【００８８】
蓄電量が小さい蓄電池（例えば低ＳＯＣの蓄電池）では、発電機１７の発電中において放電状態への移行が極力抑えられることが望ましいと考えられる。この点、発電機１７の発電状態下において、蓄電池のＳＯＣが低いほど、スイッチ遮断のタイミングが早くなるようにした。そのため、発電中における放電抑制の観点からして、各蓄電池１１，１２の充放電状態を適正に管理することができる。
【００８９】
より具体的には、発電機１７の発電状態下において、各蓄電池１１，１２のＳＯＣに基づいて、
（１）蓄電池が充電状態から放電状態に移行する前にスイッチ遮断を実施する処理、
（２）蓄電池が充電状態から放電状態に移行するタイミングでスイッチ遮断を実施する処理、
（３）蓄電池の充電積算量と放電積算量との差分に基づいてスイッチ遮断を実施する処理、
を使い分けることとし、蓄電池１１，１２のＳＯＣが低いほど、発電機１７の発電中において早いタイミングでスイッチ遮断が実施されるようにした。そのため、これら各処理を好適に使い分け、ひいては蓄電池１１，１２の充放電状態を適正に管理することができる。
【００９０】
鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２を用いた構成では、発電機１７の発電中において、それら各蓄電池１１，１２のいずれにあっても放電状態への移行の可能性があると考えられる。この点、上記構成によれば、いずれかの蓄電池が放電状態になったことの判定結果、又はいずれかの蓄電池が放電状態になりそうなことの判定結果に基づいて、各蓄電池１１，１２のいずれかを「第１蓄電池」としてスイッチ遮断が実施される。つまり、いずれの蓄電池１１，１２においても選択的に、それに対応するスイッチの遮断処理を実施できる。そのため、各蓄電池１１，１２における都度の状態に応じて、適正な充放電制御を実施することができる。
【００９１】
（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
【００９２】
・第１スイッチ２１の遮断処理（図３の処理）を以下のように変更してもよい。ここでは、発電機１７の発電状態下において、鉛蓄電池１１の蓄電量が小さいほど（ＳＯＣが低いほど）、鉛蓄電池１１が充電状態から放電状態に移行するまでの間でスイッチ遮断するタイミングを遅くしている。この場合、制御部３０は、図３に代えて、図７の処理を実施する。なお、図７では、図３と同じ処理について同じステップ番号を付して説明を適宜割愛する。鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂを判定する第１閾値ＴＨＡ１、第２閾値ＴＨＡ２は、上記と同様のものでよく、ＴＨＡ１＞ＴＨＡ２である。
【００９３】
図７では、ＳＯＣ＿Ｐｂが第１範囲Ａ１内にあると判定された場合（ステップＳ２１がＹＥＳの場合）に、ステップＳ４１に進み、鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂが第２閾値ＴＨＡ２以下であるか否かを判定する。そして、Ｉ＿Ｐｂ≦ＴＨＡ２であれば、ステップＳ２８に進み、第１スイッチ２１を遮断する。
【００９４】
また、ＳＯＣ＿Ｐｂが第２範囲Ａ２内にあると判定された場合（ステップＳ２２がＹＥＳの場合）に、ステップＳ４２に進み、鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂが第１閾値ＴＨＡ１以下であるか否かを判定する。そしてＩ＿Ｐｂ≦ＴＨＡ１であれば、ステップＳ２８に進み、第１スイッチ２１を遮断する。ここで、「ＴＨＡ１＞ＴＨＡ２」の関係からすると、鉛蓄電池１１充電状態から放電状態に移行するまでの間において、ＳＯＣ＿Ｐｂが低いほど、スイッチ遮断のタイミングが遅くなるようにして遮断制御が実施される。
【００９５】
なお、ＳＯＣ＿Ｐｂが第３範囲Ａ３内にある場合の処理（ステップＳ２６，Ｓ２７）は既述のとおりである。
【００９６】
第２スイッチ２２の遮断処理（図４の処理）についても図７と同様の処理にすることが可能である。
【００９７】
蓄電量が小さい蓄電池（例えば低ＳＯＣの蓄電池）では、発電機１７の発電中において充電状態を極力長引かせることが望ましいと考えられる。この点、上記構成によれば、蓄電池の蓄電量が小さいほど、蓄電池が充電状態から放電状態に移行するまでの間でスイッチ遮断のタイミングが遅くなるため、発電中における充電期間確保の観点からして、各蓄電池の充放電状態を適正に管理することができる。
【００９８】
・上記実施形態では、鉛蓄電池１１の端子電圧がリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧よりも高くなるようにこれら両端子電圧が定められていたが、これを変更してもよい。つまり、リチウムイオン蓄電池１２の端子電圧が鉛蓄電池１１の端子電圧よりも高くなるようにこれら両端子電圧が定められていてもよい。
【００９９】
・上記実施形態では、図２において第１スイッチ２１の遮断処理（ステップＳ１４）と第２スイッチ２２の遮断処理（ステップＳ１５）とをいずれも実施する構成としたが、これを変更し、いずれかの遮断処理のみを実施する構成としてもよい。例えば、鉛蓄電池１１の端子電圧がリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧よりも高くなるようにこれら両端子電圧が定められている場合において、第１スイッチ２１の遮断処理のみを実施する構成としてもよい。又は、リチウムイオン蓄電池１２の端子電圧が鉛蓄電池１１の端子電圧よりも高くなるようにこれら両端子電圧が定められている場合において、第２スイッチ２２の遮断処理のみを実施する構成としてもよい。
【０１００】
・発電機１７の発電状態下において蓄電池１１，１２の端子電圧を監視し、発電機１７の発電状態下において各蓄電池１１，１２の端子電圧が相対的に高い蓄電池を「第１蓄電池」として、スイッチ遮断を実施する構成としてもよい。
【０１０１】
図８は、各蓄電池１１，１２の充電制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、図２に置き換えて制御部３０により実施される。なお、各蓄電池１１，１２の端子電圧は、各蓄電池１１，１２の正極側に設けられた電圧センサにより検出される。
【０１０２】
図８において、ステップＳ５１では、今現在、発電機１７による発電が行われている状況下であるか否かを判定する。そして、発電中であれば後続のステップＳ５２に進み、発電中でなければ本処理を一旦終了する。ステップＳ５２では、各蓄電池１１，１２のうち、鉛蓄電池１１の方が端子電圧が高い状態であるか否かを判定する。そして、ＹＥＳであればステップＳ５３に進み、ＮＯであればステップＳ５５に進む。
【０１０３】
ステップＳ５３では、鉛蓄電池１１のＳＯＣであるＳＯＣ＿Ｐｂを取得するとともに、鉛蓄電池１１の充放電状態を示すパラメータとして鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂを取得する。続くステップＳ５４では、鉛蓄電池１１の充放電の状態に基づいて、鉛蓄電池１１を、リチウムイオン蓄電池１２及び発電機１７から遮断する第１スイッチ２１の遮断処理を実施する。なお、当該遮断処理については図３を参照されたい。
【０１０４】
また、ステップＳ５５では、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣであるＳＯＣ＿Ｌｉを取得するとともに、リチウムイオン蓄電池１２の充放電状態を示すパラメータとしてリチウムイオン蓄電池１２の通電電流Ｉ＿Ｌｉを取得する。続くステップＳ５６では、リチウムイオン蓄電池１２の充放電の状態に基づいて、リチウムイオン蓄電池１２を、鉛蓄電池１１及び発電機１７から遮断する第２スイッチ２２の遮断処理を実施する。なお、当該遮断処理については図４を参照されたい。
【０１０５】
上記構成によれば、発電機１７の発電状態下における各蓄電池１１，１２の端子電圧の比較結果に基づいて、各蓄電池１１，１２のいずれかを「第１蓄電池」としてスイッチ遮断が実施される。つまり、いずれの蓄電池１１，１２においても選択的に、それに対応するスイッチの遮断処理を実施できる。そのため、各蓄電池１１，１２における都度の状態に応じて、適正な充放電制御を実施することができる。
【０１０６】
・蓄電池では温度が低いほど内部抵抗が大きくなり、放電電流が流れた場合における端子電圧の落ち込みが大きくなると考えられる。この点を鑑み、蓄電池の温度が低いほど、スイッチ遮断するタイミングを早くしてもよい。具体的には、制御部３０は、図９の関係を用い、電池温度に基づいて、スイッチ遮断を実施する電流閾値（例えばＴＨＡ１，ＴＨＢ１等）を設定する。図９では、電池温度が低いほど、電流閾値が大きい値として設定されるようになっている。これにより、発電機１７の発電中において仮に第１蓄電池が低温状態にあっても、放電による端子電圧の落ち込みを抑えることが可能となる。
【０１０７】
なお、蓄電池の温度が低い場合において、放電状態に切り替わる直前まで充電を継続するようにしてもよく、この観点からすると、蓄電池の温度が低いほど、スイッチ遮断のタイミングを遅くすることも可能である。
【０１０８】
・蓄電池１１，１２の両方から例えば分岐経路Ｌ３，Ｌ４を介して電気負荷１５への放電が行われる場合には、その放電中において例えば電気負荷１５への通電電流が低下し、かつ各蓄電池１１，１２の端子電圧の差が大きいと、いずれかの蓄電池（第１蓄電池）が放電状態から充電状態に切り替わることが生じ得る。つまり、蓄電池１１，１２間において意図せず充電が行われることが考えられる。かかる場合、蓄電池１１，１２間の充電を抑制しつつも、少なくとも一方の蓄電池から電気負荷１５への放電を継続することが望ましい。そこで、電気負荷１５の駆動状態下における蓄電池１１，１２の充放電の状態を監視し、第１蓄電池の充放電の状態に基づいて、スイッチ２３，２４の遮断制御を実施する。なおここでは、第３スイッチ２３及び第４スイッチ２４が「第１開閉部」及び「第２開閉部」に相当する。
【０１０９】
図１０は、各蓄電池１１，１２の放電制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は制御部３０により所定周期で繰り返し実施される。
【０１１０】
図１０において、ステップＳ６１では、今現在、電気負荷１５に対して両蓄電池１１，１２からの放電が行われている状況下であるか否か、すなわちスイッチ２３，２４が共にオンであるか否かを判定する。そして、ＹＥＳであれば後続のステップＳ６２に進み、ＮＯであれば本処理を一旦終了する。
【０１１１】
ステップＳ６２では、鉛蓄電池１１の充放電状態を示すパラメータとして鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂを取得し、続くステップＳ６３では、リチウムイオン蓄電池１２の充放電状態を示すパラメータとしてリチウムイオン蓄電池１２の通電電流Ｉ＿Ｌｉを取得する。そしてその後、ステップＳ６４では、鉛蓄電池１１の充放電の状態に基づいて、鉛蓄電池１１をリチウムイオン蓄電池１２及び電気負荷１５から遮断すべく、第３スイッチ２３の遮断処理を実施する。また、ステップＳ６５では、リチウムイオン蓄電池１２の充放電の状態に基づいて、リチウムイオン蓄電池１２を鉛蓄電池１１及び電気負荷１５から遮断すべく、第４スイッチ２４の遮断処理を実施する。
【０１１２】
なお、ステップＳ６４では、鉛蓄電池１１の通電電流Ｉ＿Ｐｂに基づき、鉛蓄電池１１において放電電流が減ってきて鉛蓄電池１１が充電状態に移行しそうであると判定される場合、又は鉛蓄電池１１が充電状態に移行したと判定される場合に、第３スイッチ２３を遮断する。また、ステップＳ６５では、リチウムイオン蓄電池１２の通電電流Ｉ＿Ｌｉに基づき、リチウムイオン蓄電池１２において放電電流が減ってきてリチウムイオン蓄電池１２が充電状態に移行しそうであると判定される場合、又はリチウムイオン蓄電池１２が充電状態に移行したと判定される場合に、第４スイッチ２４を遮断する。
【０１１３】
ここで、電気負荷１５への放電中に各蓄電池１１，１２の充放電の状態を監視することで、いずれかの蓄電池が放電状態から充電状態に移行したこと、又は放電状態から充電状態に移行しそうなことを把握できる。そして、スイッチ遮断により、充電状態に移行した蓄電池、又は移行しそうな蓄電池の切り離しを実施できる。この場合、蓄電池間の充電が抑制されるが、電気負荷１５への放電は継続される。したがって、電気負荷１５への放電が意図せず停止されることを抑制できる。その結果、各蓄電池１１，１２の充放電を適正に実施できることとなる。
【０１１４】
なお、図１０では、第３スイッチ２３の遮断処理と第４スイッチ２４の遮断処理とをいずれも実施する構成としたが、これに代えて、これら各処理のいずれか一方のみを実施する構成としてもよい。
【０１１５】
・電池ユニットＵにおいて、制御部３０をユニット外部の構成としてもよい。また、本発明は、電池ユニットＵを備えて実現されるものに限られない。つまり、リチウムイオン蓄電池１２や各スイッチ２１〜２５を一体にパック化した構成以外で実現されてもよい。
【０１１６】
・電源システムは、第１蓄電池及び第２蓄電池として鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを備えるものに限られない。例えば、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２のいずれかの代わりに、ニッケル水素蓄電池など他の二次電池を用いる構成としてもよい。また、第１蓄電池及び第２蓄電池をいずれも鉛蓄電池又はリチウムイオン蓄電池にすることも可能である。電源システムにおいて３つ以上の蓄電池を用いることも可能である。
【０１１７】
・車載電源装置に限定されず、車載以外の電源装置に本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１１…鉛蓄電池、１２…リチウムイオン蓄電池、１７…発電機、２１…第１スイッチ、２２…第２スイッチ、３０…制御部（充電制御部、監視部、遮断制御部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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