(57)【要約】【課題】充電率と端子間電圧との相関係数が高い第１蓄電装置と、充電率と端子間電圧との相関係数が低い第２蓄電装置とを組み合わせて用いる電源システムにおいて、第２蓄電装置の充電率を精度よく算出する。【解決手段】第１蓄電装置１１は、充電率と端子間電圧との相関係数が０．８以上のものであるとともに、第２蓄電装置１２は、充電率と端子間電圧との相関係数が０．８より低いものであって、第２蓄電装置１２に流れる充放電電流の検出値の積算値に基づいて、第２蓄電装置１２の充電率を算出するとともに、スイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂを介して第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間で充放電を行い、第１蓄電装置１１の端子間電圧の検出値に基づいて、充放電に伴う第１蓄電装置１１の充電率の変化量を算出し、第２蓄電装置１２の充電率、及び、第１蓄電装置１１の充電率の変化量に基づいて、第２蓄電装置１２の充電率の算出を補正する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１蓄電装置（１１）と第２蓄電装置（１２）と、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置とを並列接続する第１接続回路（ＳＷａ，ＳＷｂ）と、を備えて構成される電源システムにおいて、
前記第１蓄電装置は、充電率と端子間電圧との相関係数が０．８以上のものであるとともに、前記第２蓄電装置は、充電率と端子間電圧との相関係数が０．８より低いものであって、
前記第２蓄電装置に流れる充放電電流の検出値の積算値に基づいて、前記第２蓄電装置の充電率を算出する第１算出部（３０）と、
前記電源システムの充放電が停止されている状況において、前記第１接続回路を介して前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間で充放電を行い、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電の開始時及び終了時における前記第１蓄電装置の端子間電圧の検出値のそれぞれに基づいて、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電に伴う前記第１蓄電装置の充電率の変化量を算出する第２算出部（３０）と、
前記第１算出部により算出される前記第２蓄電装置の充電率、及び、前記第２算出部により算出される前記第１蓄電装置の充電率の変化量に基づいて、前記第１算出部による前記第２蓄電装置の充電率の算出を補正する補正部（３０）と、
を備える電源システム。
【請求項２】
前記第１算出部は、
前記第２蓄電装置の開放端電圧と前記第２蓄電装置の充電率とを対応付けるマップと、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電より前の所定時点における前記第２蓄電装置の開放端電圧と、に基づいて、その所定時点における前記第２蓄電装置の充電率を算出し、
前記所定時点における前記第２蓄電装置の充電率に対し、前記第２蓄電装置に流れる充放電電流の検出値の積算値に基づく前記第２蓄電装置の充電率の変化量を加算することで、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電の開始時における前記第２蓄電装置の充電率を算出し、
前記第２蓄電装置の開放端電圧と前記第２蓄電装置の充電率とを対応付ける前記マップと、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電の終了時における前記第２蓄電装置の開放端電圧と、に基づいて、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電の終了時における前記第２蓄電装置の充電率を算出するものであって、
前記補正部は、前記第１算出部により算出される前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電の開始時における前記第２蓄電装置の充電率と、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電の終了時における前記第２蓄電装置の充電率との差、及び、前記第２算出部により算出される前記第１蓄電装置の充電率の変化量に基づいて、前記第２蓄電装置の開放端電圧と前記第２蓄電装置の充電率とを対応付けるマップを補正する請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記第１算出部は、前記第２蓄電装置に流れる充放電電流の検出値の積算値に基づき、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電の開始時から終了時までの前記第２蓄電装置の充電率の変化量を算出し、
前記補正部は、前記第１算出部により算出される前記第２蓄電装置の充電率の変化量、及び、前記第２算出部により算出される前記第１蓄電装置の充電率の変化量に基づいて、前記第２蓄電装置の満充電容量を補正する請求項１に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第２算出部は、前記第１蓄電装置の開放端電圧と前記第１蓄電装置の残存容量とを対応付けるマップと、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電の開始時と終了時における前記第１蓄電装置の端子間電圧の検出値とに基づいて、前記第１蓄電装置の充電率の変化量を算出するものであって、前記第１蓄電装置の温度の検出値に基づいて、前記第１蓄電装置の開放端電圧と前記第１蓄電装置の残存容量とを対応付けるマップを切り替える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項５】
満充電状態の前記第２蓄電装置の開放端電圧は、満充電状態の前記第１蓄電装置の開放端電圧より高い請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項６】
電気負荷が接続され、
前記第１蓄電装置から前記電気負荷への電力出力より優先して、前記第２蓄電装置から前記電気負荷への電力出力を実施する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記電源システムから前記電気負荷への出力電力が所定の閾値電力より大きいことを条件として、前記第２蓄電装置から前記電気負荷への電力出力より優先して、前記第１蓄電装置から前記電気負荷への電力出力を実施する請求項６に記載の電源システム。
【請求項８】
前記第１算出部により算出される前記第２蓄電装置の充電率と、前記第２算出部により算出される前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充電率と、に基づいて、前記第２蓄電装置の劣化度を算出する劣化度算出部を備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項９】
第２蓄電装置は、複数の蓄電素子（１４）と、前記複数の蓄電素子をそれぞれ互いに並列接続する第２接続回路（ＳＷｂ）と、を備え、
前記複数の蓄電素子のそれぞれの開放端電圧は互いに略同一である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項１０】
前記第１蓄電装置は、充放電時において、正極及び負極の少なくとも一方において、アニオン又はカチオンが吸着する蓄電素子を備えて構成されている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項１１】
前記第２蓄電装置は、二次電池を備えて構成されている請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
第１蓄電装置と第２蓄電装置と、第１蓄電装置と第２蓄電装置との間を並列接続する接続回路と、を備えて構成される電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気二重層キャパシタや、リチウムイオンキャパシタなどが電源として用いられている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０９０４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどの蓄電装置は、二次電池と比較して、充放電電力が極めて大きいという長所を有する一方で、充電率に応じて端子間電圧が大きく変化するため安定した電力の出力が困難であるという短所を有する。そこで、お互いの短所を補うべく、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどの蓄電装置と、二次電池などの蓄電装置とを組み合わせて用いる構成が考えられる。
【０００５】
ここで、電気二重層キャパシタや、リチウムイオンキャパシタなどの蓄電装置は、充電率と端子間電圧との相関係数が高く、端子間電圧から充電率（又は残存容量）を精度よく算出することができる。一方で、二次電池などの充電率と端子間電圧との相関係数が低い蓄電装置においては、電流積算法を用いて充電率（又は残存容量）を算出する構成が一般的である。ここで、電流積算法を用いる場合、蓄電装置の劣化に伴って開放端電圧−充電率特性が変化したり、満充電容量が変化したりすることで、充電率の算出精度が悪化することが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、充電率と端子間電圧との相関係数が高い第１蓄電装置と、充電率と端子間電圧との相関係数が低い第２蓄電装置とを組み合わせて用いる電源システムにおいて、第２蓄電装置の充電率を精度よく算出することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本構成は、第１蓄電装置（１１）と第２蓄電装置（１２）と、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置とを並列接続する第１接続回路（ＳＷａ，ＳＷｂ）と、を備えて構成される電源システムにおいて、前記第１蓄電装置は、充電率と端子間電圧との相関係数が０．８以上のものであるとともに、前記第２蓄電装置は、充電率と端子間電圧との相関係数が０．８より低いものであって、前記第２蓄電装置に流れる充放電電流の検出値の積算値に基づいて、前記第２蓄電装置の充電率を算出する第１算出部（３０）と、前記電源装置の充放電が停止されている状況において、前記第１接続回路を介して前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間で充放電を行い、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電の開始時及び終了時における前記第１蓄電装置の端子間電圧の検出値のそれぞれに基づいて、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間での充放電に伴う前記第１蓄電装置の充電率の変化量を算出する第２算出部（３０）と、前記第１算出部により算出される前記第２蓄電装置の充電率、及び、前記第２算出部により算出される前記第１蓄電装置の充電率の変化量に基づいて、前記第１算出部による前記第２蓄電装置の充電率の算出を補正する補正部（３０）と、を備える。
【０００８】
本構成では、第１算出部は、電流積算法に基づき第２蓄電装置の充電率の算出を行う。また、第２算出部は、第１蓄電装置と第２蓄電装置との間での充放電を行い、当該充放電に伴う第１蓄電装置の充電率の変化量を算出する。そして、第２蓄電装置の充電率の算出値と、第１蓄電装置の充電率の変化量の算出値とに基づいて、第１算出部による電流積算法に基づく第２蓄電装置の充電率の算出を補正する。
【０００９】
ここで、第１蓄電装置の充電率と端子間電圧との相関係数が高いため、第２算出部は、第１蓄電装置の端子間電圧に基づいて精度よく第１蓄電装置の充電率を算出することができる。その結果、第１蓄電装置と第２蓄電装置との間で充放電を実施した場合の充放電の開始時及び終了時における第１蓄電装置の端子間電圧のそれぞれに基づく、第１蓄電装置１１の充電率変化量の算出値の精度は高いものとなる。このため、第２蓄電装置の充電率の算出値と、第１蓄電装置の充電率の変化量の算出値とに基づいて、第１算出部による電流積算法に基づく第２蓄電装置の充電率の算出を補正することで、第２蓄電装置の充電率の算出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電源システムの電気的構成図。
【図２】第１蓄電装置と第２蓄電装置との間での充放電を表す図。
【図３】リチウムイオン二次電池及びリチウムイオンキャパシタの開放端電圧−充電率特性を表す図。
【図４】電流積算法による第２蓄電装置の充電率算出処理を表すフローチャート。
【図５】第２蓄電装置の開放端電圧−充電率マップの補正処理を表すフローチャート。
【図６】第１蓄電装置と第２蓄電装置の放電処理を表すフローチャート。
【図７】第２蓄電装置の満充電容量の補正処理を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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」は、車両に適用されるものであり、具体的には、車両に搭載される回転電機の電源として用いられるものである。本実施形態の車両は、エンジン（内燃機関）を有するものである。なお、車両はエンジンを有しないもの、例えば、電気自動車であってもよい。
【００１２】
図１に本電源システムを示す。電源装置１０は、インバータ２１を介して回転電機２０に接続されている。電源装置１０は、リチウムイオンキャパシタから構成される第１蓄電装置１１と、リチウムイオン二次池から構成される第２蓄電装置１２とから構成されている。また、電源装置１０と電源装置１０を制御する制御装置３０とで「電源システム」を構成する。
【００１３】
第１蓄電装置１１は、複数のリチウムイオンキャパシタ１３が直列接続されて構成されている。複数のリチウムイオンキャパシタ１３を直列接続することで、第１蓄電装置１１全体としての入出力電圧を増加させている。なお、複数のリチウムイオンキャパシタ１３の直列接続体を並列接続して用いる構成としてもよいし、複数のリチウムイオンキャパシタ１３を並列接続して用いる構成としてもよい。リチウムイオンキャパシタ１３を並列接続することで、第１蓄電装置１１の満充電容量Ａｈｆ１を増加させている。
【００１４】
第２蓄電装置１２は、複数の組電池１４が並列接続されて構成されている。組電池１４は、複数の電池セル１５が直列接続されて構成されている。複数の電池セル１５を直列接続することで、第２蓄電装置１２全体としての入出力電圧を増加させている。電池セル１５は、具体的には、リチウムイオン二次電池である。複数の組電池１４それぞれの開放端電圧は互いに略同一に設定されている。なお、組電池１４は、複数の電池セルが互いに並列接続又は直列接続された電池群を複数備え、その複数の電池群が互いに直列接続又は並列接続されたものであってもよい。複数の組電池１４を並列接続することで、第２蓄電装置１２全体としての満充電容量Ａｈｆ２を増加させている。
【００１５】
第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２とは、並列接続されて構成されている。より具体的には、第１蓄電装置１１の低電圧側の端子と第２蓄電装置１２の低電圧側の端子は、電源装置１０の低電圧側端子Ｐ−に接続されており、第１蓄電装置１１の高電圧側の端子と第２蓄電装置１２の高電圧側の端子は、電源装置１０の高電圧側端子Ｐ＋に接続されている。
【００１６】
第１蓄電装置１１と高電圧側端子Ｐ＋との間には、スイッチング素子ＳＷａが設けられている。第２蓄電装置１２を構成する複数の組電池１４には、スイッチング素子ＳＷｂがそれぞれ設けられている。電源装置１０とインバータ２１との間にはスイッチング素子ＳＷｃが設けられている。なお、スイッチング素子ＳＷａは、第１蓄電装置１１と低電圧側端子Ｐ−との間に設けられていてもよく、スイッチング素子ＳＷｂは、組電池１４と低電圧側端子Ｐ−との間に設けられていてもよい。また、スイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｃとして、機械式のリレースイッチや、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳ−ＦＥＴなどの半導体スイッチング素子を用いるとよい。
【００１７】
スイッチング素子ＳＷａがオン状態とされることで、第１蓄電装置１１の充放電が実施される。スイッチング素子ＳＷｂがオン状態とされることで、対応する組電池１４における充放電が実施される。スイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂの少なくとも一方がオン状態とされている状態で、スイッチング素子ＳＷｃがオン状態とされることで、電源装置１０における充放電が実施される。「第１接続回路」としてのスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂがともにオン状態とされることで、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間での充放電が実施される。また、「第２接続回路」としてのスイッチング素子ＳＷｂがオン状態にされることで組電池１４同士が導通状態とされる。これらスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃの開閉制御は、制御装置３０によって実施される。
【００１８】
回転電機２０は、電力を回転力に変換する電動機としての動作（力行動作）、及び、回転力を電力に変換する発電機としての動作（回生動作）の両方が可能である。回転電機２０は、エンジン２２の出力軸に対して、例えば、ベルトを介して接続されている。回転電機２０は、エンジン２２の出力軸に対して回転力を付与することで、エンジン２２の始動を行う。つまり、回転電機２０は、エンジン始動用の電動機（スタータモータ）としての機能を有するものである。また、回転電機２０は、エンジン２２の出力軸に対して回転力を付与することで、車両の走行中のエンジン燃焼時においては、エンジン２２の出力を補助（アシスト）することができ、車両の走行中のエンジン非燃焼時においては、ＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことができる。また、回転電機２０は、車両の制動時において、車両の運動エネルギーを利用して回生発電を行うことができる。
【００１９】
インバータ２１は、電源装置１０から供給される直流電力を交流電力に変換し、力行動作を行う回転電機２０に電力供給を行う。また、インバータ２１は、回生動作を行う回転電機２０から供給される交流電力を直流電力に変換して、電源装置１０に対する充電を行う。なお、電源装置１０にはインバータ２１及び回転電機２０以外の一般的な電気負荷が接続されているが、図１では省略している。
【００２０】
制御装置３０は、第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１を検出する電圧センサ３１、及び、第１蓄電装置１１の温度Ｔ１を検出する温度センサ３３からそれぞれ検出値を取得する。制御装置３０は、第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１に基づいて、第１蓄電装置１１の開放端電圧を取得する。第１蓄電装置１１を構成するリチウムイオンキャパシタ１３の内部抵抗は小さいため、制御装置３０は、電圧センサ３１による端子間電圧Ｖ１の検出値を第１蓄電装置１１の開放端電圧と見なすことができる。
【００２１】
制御装置３０は、取得した第１蓄電装置１１の開放端電圧ＯＣＶ１と、第１蓄電装置１１の開放端電圧ＯＣＶ１と第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１とを対応付けるマップとを対応付けるマップとに基づいて、第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１を算出する。第１蓄電装置１１を構成するリチウムイオンキャパシタ１３の開放端電圧−充電率特性は温度依存性を有するため、制御装置３０は、第１蓄電装置１１の温度Ｔ１に基づいて、第１蓄電装置１１の開放端電圧ＯＣＶ１と、第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１とを対応付けるマップの切り替えを行う。
【００２２】
制御装置３０は、第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２を検出する電圧センサ３４、第２蓄電装置１２の充放電電流Ｉ２を検出する電流センサ３５、及び、第２蓄電装置１２の温度Ｔ２を検出する温度センサ３６からそれぞれ検出値を取得する。制御装置３０は、第２蓄電装置１２の開放端電圧として、第２蓄電装置１２における充放電が停止されている状況下における第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２の検出値を取得する。ここで、制御装置３０は、第２蓄電装置１２における分極の影響を除去するために、第２蓄電装置１２における充放電が停止されてから分極の影響が抑制される程度の所定時間経過した後に、第２蓄電装置１２の開放端電圧として第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２を取得する構成とするとよい。
【００２３】
制御装置３０は、取得した第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２と、第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２と第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２とを対応付けるマップとを対応付けるマップとに基づいて、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２を算出する。第２蓄電装置１２を構成する電池セル１５の開放端電圧−充電率特性は温度依存性を有するため、制御装置３０は、第２蓄電装置１２の温度Ｔ２に基づいて、第２蓄電装置１２の開放端電圧と、第２蓄電装置１２の充電率とを対応付けるマップの切り替えを行う。
【００２４】
ここで、電圧センサ３１は、第１蓄電装置１１を構成する各リチウムイオンキャパシタ１３の端子間電圧を検出するものであってもよく、制御装置３０は、各リチウムイオンキャパシタ１３の充電率を算出するものであってもよい。同様に、電圧センサ３４は、第２蓄電装置１２を構成する各電池セル１５の端子間電圧を検出するものであってもよく、制御装置３０は、各電池セル１５の充電率を算出するものであってもよい。
【００２５】
第２蓄電装置１２の充放電が開始されると、制御装置３０は、取得した第２蓄電装置１２の充放電電流Ｉ２の検出値と所定周期との積を所定周期Δｔ毎に積算することで、第２蓄電装置１２の充電容量の変化量ΔＡｈ２を算出する（ΔＡｈ２＝ΣＩ２・Δｔ）。制御装置３０は、第２蓄電装置１２の充電容量の変化量ΔＡｈ２と、充放電開始前の第２蓄電装置１２の充電率と、に基づいて、現在の第２蓄電装置１２の充電率を算出する。具体的には、充電容量の変化量ΔＡｈ２を第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｈｆ２で除算した値を充電率変化量ΔＳＯＣ２として、充放電開始前の第２蓄電装置１２の充電率（前回値）に加算することで、現在の第２蓄電装置１２の充電率を算出する（ΔＳＯＣ２＝ΔＡｈ２／Ａｈｆ２）。このように充放電電流の積算値に基づいて、蓄電装置の充電率、又は、充電容量を算出する方法を電流積算法と呼ぶ。
【００２６】
ここで、電流積算法において初期値として用いる開放端電圧に基づく充電率の算出に誤差が含まれていた場合、その誤差が残り続けるという問題がある。第２蓄電装置１２を構成する電池セル１５の劣化に伴い、開放端電圧−充電率特性は変化する。このため、開放端電圧−充電率マップを第２蓄電装置１２の劣化に応じて補正を行わないと、開放端電圧に基づく充電率ＳＯＣ２の算出において誤差が大きくなる。
【００２７】
そこで、本電源システムの制御装置３０は、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間で充放電を行い、その充放電に伴う第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１を算出する。そして、その算出された第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１と、電流積算法により算出された第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２とに基づいて、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップを補正する。以下、図２を用いて、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップの補正の説明を行う。
【００２８】
図２に斜線部で示す第１蓄電装置１１（ＬｉＣ）の充電容量の変化量ΔＡｈ１と第２蓄電装置１２（ＬｉＢ）の充電容量の変化量ΔＡｈ２との差は、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間での充放電に伴う電力損失に相当するものとなる。第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間での充放電に伴う電力損失が充分に小さい場合、図３に斜線部で示す第１蓄電装置１１の充電容量の変化量ΔＡｈ１と第２蓄電装置１２の充電容量の変化量ΔＡｈ２とは等しい値となる。つまり、第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１に基づいて、第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２を算出することができる。
【００２９】
そこで、制御装置３０は、第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１に基づく第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２と、電流積算法に基づく第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２とを比較することで、第２蓄電装置１２の第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップを補正する。
【００３０】
図３にリチウムイオンキャパシタ及びリチウムイオン二次電池の開放端電圧−充電率特性を示す。リチウムイオンキャパシタ（ＬｉＣ）の開放端電圧は、充電率に応じて線形的に変化する。具体的には、リチウムイオンキャパシタの開放端電圧は、充電率の減少量に比例して減少する。
【００３１】
また、正極材料としてニッケルマンガンコバルトを用い、負極材料として炭素を用いたリチウムイオン二次電池（ＮＭＣ／Ｃ系）や、正極材料としてリン酸鉄リチウムを用い、負極材料として、チタン酸リチウム用いたリチウムイオン二次電池（ＬＦＰ，ＬＴＯ系）では、開放端電圧は、充電率に応じて非線形的に変化する。具体的には、リチウムイオン二次電池（ＮＭＣ／Ｃ）では、充電率が０％近くなる領域で急激に開放端電圧が減少し、リチウムイオン二次電池（ＬＦＰ，ＬＴＯ系）では、充電率が１０％〜９０％の領域において開放端電圧がほぼ変化しないプラトー領域を有する。
【００３２】
本実施形態の電池セル１５として、ＮＭＣ／Ｃ系のリチウムイオン二次電池を用いているが、ＬＦＰ，ＬＴＯ系のリチウムイオン二次電池を用いてもよい。電池セル１５は、充電率と端子間電圧との相関係数が０．８より低いものである。一方、リチウムイオンキャパシタ１３は、充放電時において、正極及び負極の少なくとも一方において、アニオン又はカチオンが吸着するものであり、充電率と端子間電圧との相関係数が０．８以上のものである。
【００３３】
また、リチウムイオンキャパシタの充電率の変化に対する開放端電圧の変化量は、リチウムイオン二次電池より大きい。さらに、リチウムイオンキャパシタの内部抵抗は、リチウムイオン二次電池より小さい。このため、リチウムイオン二次電池より構成される第２蓄電装置１２と比較して、リチウムイオンキャパシタ１３により構成される第１蓄電装置１１の充電率の変化量ΔＳＯＣ１は、第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１に基づいて精度よく算出することができる。
【００３４】
また、満充電状態の第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２を満充電状態の第１蓄電装置１１の開放端電圧ＯＣＶ１より高く設定する。ここで、充電率の減少に伴う開放端電圧の減少量は、電池セル１５（リチウムイオン二次電池）に比較して、リチウムイオンキャパシタ１３が大きいため、第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２は、第１蓄電装置１１の開放端電圧ＯＣＶ１より高くなる。これにより、スイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂをオン状態とすることで第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２とを導通状態にした場合に、昇圧回路などを用いることなく第２蓄電装置１２から第１蓄電装置１１に対する放電を行うことが可能になる。
【００３５】
図４に電流積算法による第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出処理を表すフローチャートを示す。当該算出処理は、制御装置３０によって所定周期毎に実施される。
【００３６】
ステップＳ０１において、第２蓄電装置１２の充放電が停止されているか否かを判定する。第２蓄電装置１２の充放電が停止されているか否かの判定は、第２蓄電装置１２の充放電電流Ｉ２が０になっていることや、第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２の変化が停止していることや、スイッチング素子ＳＷｂがオフ状態とされていることに基づいて判定するとよい。
【００３７】
第２蓄電装置１２の充放電が停止されている場合（Ｓ０１：ＹＥＳ）、ステップＳ０２において、第２蓄電装置１２の温度Ｔ２の検出値を取得するとともに、第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２の検出値を第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２として取得する。ステップＳ０３において、第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２と、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップとに基づいて、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２を算出し、処理を終了する。開放端電圧ＯＣＶ２に基づいて算出された第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２は、電流積算法における初期値として用いられる。
【００３８】
第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２と第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２との対応関係は第２蓄電装置１２の温度Ｔ２に応じて変化するものである。このため、制御装置３０は、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップを第２蓄電装置１２の温度Ｔ２と対応付けて複数記憶しており、第２蓄電装置１２の温度Ｔ２に基づいて、当該マップを切り替えて用いる。
【００３９】
第２蓄電装置１２の充放電が実施されている場合（Ｓ０１：ＮＯ）、ステップＳ０４において、第２蓄電装置１２の充放電電流Ｉ２の検出値を取得する。ステップＳ０５において、第２蓄電装置１２の充放電電流Ｉ２の検出値の積算値（ΣＩ２・Δｔ）を算出し、その積算値を第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｈｆ２で除算することで、第２蓄電装置１２の充電率の変化量ΔＳＯＣ２を算出する。そして、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の前回値に、充電率の変化量ΔＳＯＣ２を加算することで、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の今回値を算出し、処理を終了する。
【００４０】
図５に第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップを補正する補正処理を表すフローチャートを示す。当該補正処理は、制御装置３０によって所定周期毎に実施される。
【００４１】
ステップＳ１１において、電源装置１０が充放電停止中であるか否かを判定する。電源装置１０が充放電中である場合（Ｓ１１：ＮＯ）、そのまま処理を終了する。電源装置１０が充放電中であるか否かの判定は、電源装置１０の端子間電圧に変化が生じているか否か、電源装置１０の充放電電流が０であるか否か、又は、スイッチング素子ＳＷｃがオフ状態であるか否かに基づいて判定することができる。電源装置１０が充放電停止中である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、図４のステップＳ０５において算出された第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２を、蓄電装置１１，１２間での充放電の開始前の第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２として取得する。
【００４２】
次に、ステップＳ１３において、第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１の検出値、第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２の検出値、第１蓄電装置１１の温度Ｔ１の検出値、及び第２蓄電装置１２の温度Ｔ２の検出値をそれぞれ取得する。ステップＳ１４において、第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２から第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１を引いた値が、所定の閾値Ｔｈ１以上か否かを判定する。端子間電圧Ｖ２から端子間電圧Ｖ１を引いた値が閾値Ｔｈ１より小さい場合（Ｓ１４：ＮＯ）、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２とを接続しても第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間での充放電容量が小さく、精度よく充電率ＳＯＣ１，ＳＯＣ２の変化量を算出することが困難なため、蓄電装置１１，１２間での充放電を実施することなく処理を終了する。
【００４３】
端子間電圧Ｖ２から端子間電圧Ｖ１を引いた値が閾値Ｔｈ１以上である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、ステップＳ１３で取得した第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１の検出値を第１蓄電装置１１の開放端電圧とみなし、当該開放端電圧と、第１蓄電装置１１の開放端電圧−充電率マップとに基づいて、蓄電装置１１，１２間での充放電の開始前の第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１を取得する。
【００４４】
ここで、第１蓄電装置１１の開放端電圧ＯＣＶ１と第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１との対応関係は第１蓄電装置１１の温度Ｔ１に応じて変化するものである。このため、制御装置３０は、第１蓄電装置１１の開放端電圧−充電率マップを第１蓄電装置１１の温度Ｔ１と対応付けて複数記憶しており、第１蓄電装置１１の温度Ｔ１に基づいて、当該マップを切り替えて用いる。
【００４５】
ステップＳ１６において、スイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂをともにオン状態とする。これにより、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間での充放電が開始される。ステップＳ１７において、第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１の検出値、及び第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２の検出値、第１蓄電装置１１の温度Ｔ１の検出値、及び第２蓄電装置１２の温度Ｔ２の検出値をそれぞれ取得する。
【００４６】
ステップＳ１８において、第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１の検出値と、第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２の検出値とが等しいか否かに基づいて、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間での充放電が停止されているか否かを判定する。蓄電装置１１，１２間での充放電が停止されていない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、再度ステップＳ１７，Ｓ１８を実施する。蓄電装置１１，１２間で充放電が実施されているか否かの判定は、蓄電装置１１，１２の充放電電流Ｉ１，Ｉ２に基づいて判定を行ってもよい。
【００４７】
蓄電装置１１，１２間での充放電が停止されていると判定されると（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１９において、スイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂをともにオフ状態とする。その後、ステップＳ２０において、第２蓄電装置１２の端子間電圧Ｖ２を開放端電圧ＯＣＶ２とみなして、その開放端電圧ＯＣＶ２と、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップと、に基づいて、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２を算出する。ステップＳ２１において、第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１を開放端電圧ＯＣＶ１とみなして、その開放端電圧ＯＣＶ１と、第１蓄電装置１１の開放端電圧−充電率マップと、に基づいて、第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１を算出する。
【００４８】
ステップＳ２２において、蓄電装置１１，１２間での充放電による第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１を算出する。具体的には、ステップＳ１５で算出した第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１と、ステップＳ２１で算出した第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１との差を充電率変化量ΔＳＯＣ１として算出する。ステップＳ２３において、蓄電装置１１，１２間での充放電による第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２を算出する。具体的には、ステップＳ１２で取得した第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２と、ステップＳ２０で算出した第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２との差を充電率変化量ΔＳＯＣ２として算出する。
【００４９】
そして、ステップＳ２４において、充電率変化量ΔＳＯＣ１と充電率変化量ΔＳＯＣ２との比較に基づいて、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップを補正する。より具体的には、第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１に基づく第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２と、電流積算法に基づく第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２とを比較することで、第２蓄電装置１２の第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップを補正する。ステップＳ２５において、第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｆｈ２の変化に基づいて、第２蓄電装置１２の劣化度を算出し、処理を終了する。
【００５０】
図６に電源装置１０の電力供給処理を表すフローチャートを示す。当該処理は、所定周期毎に制御装置３０によって実施される。
【００５１】
ステップＳ３１において、電源装置１０の放電電力が所定の閾値以上であるか否かを判定する。具体的には、第１蓄電装置１１の放電電流Ｉ１と第２蓄電装置１２の放電電流Ｉ２の和である電源装置１０の放電電流が所定の閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。こ電源装置１０の放電電力が所定の閾値以上であるか否かの判定は、放電電流Ｉ１，Ｉ２の検出値に基づいて判定してもよし、回転電機２０を含む電気負荷の動作状態に基づいて判定してもよい。
【００５２】
電源装置１０の放電電力が所定の閾値以上である場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２において、スイッチング素子ＳＷａをオン状態、スイッチング素子ＳＷｂをそれぞれオフ状態にする。ステップＳ３２の制御により、第２蓄電装置１２から電気負荷への電力出力より優先して、第１蓄電装置１１から電気負荷への電力出力が実施される。電源装置１０から電気負荷への電力供給は第１蓄電装置１１が負担することになる。また、電源装置１０の放電電力が所定の閾値未満である場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ステップＳ３３において、スイッチング素子ＳＷａをオフ状態、スイッチング素子ＳＷｂをそれぞれオン状態にする。ステップＳ３３の制御により、第１蓄電装置１１から電気負荷への電力出力より優先して、第２蓄電装置１２から電気負荷への電力出力が実施される。
【００５３】
以下、本実施形態の効果を述べる。
【００５４】
本構成の制御装置３０は、「第１算出部」として、電流積算法に基づき第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出を行うとともに、「第２算出部」として、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間での充放電を行い、当該充放電に伴う第１蓄電装置１１の充電率の変化量ΔＳＯＣ１を算出する。そして、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出値と、第１蓄電装置１１の充電率の変化量ΔＳＯＣ１の算出値とに基づいて、「第１算出部」による電流積算法に基づく第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出を補正する。
【００５５】
ここで、第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１と端子間電圧Ｖ１との相関係数が高いため、制御装置３０は、第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１に基づいて精度よく第１蓄電装置１１の充電率ＳＯＣ１を算出することができる。その結果、蓄電装置１１，１２間で充放電を実施した場合の充放電の開始時及び終了時における第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ１のそれぞれに基づく、第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１の算出値の精度は高いものとなる。このため、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出値と、第１蓄電装置１１の充電率の変化量ΔＳＯＣ１の算出値とに基づいて、「第１算出部」による電流積算法に基づく第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出を補正することで、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出精度を向上させることができる。
【００５６】
制御装置３０は、電流積算法に基づき、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２を算出する。具体的には、所定時点における第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２と、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップとを用いて所定時点における第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２を算出する。そして、その所定時点における第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２に対し、充放電電流Ｉ２の検出値の積算値に基づく充電率変化量ΔＳＯＣ２を加算することで、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２を算出する。ここで、第２蓄電装置１２の劣化に伴い、開放端電圧ＯＣＶ２と充電率ＳＯＣ２との対応は変化する。開放端電圧ＯＣＶ２と充電率ＳＯＣ２との対応が変化することで、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出値に誤差が含まれることになる。
【００５７】
そこで、制御装置３０は、電流積算法に基づき算出される第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２と、第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１と、に基づいて、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップを補正する。当該補正によって、制御装置３０による第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出精度を向上させることができる。
【００５８】
「第２算出部」としての制御装置３０は、具体的には、第１蓄電装置１１の開放端電圧−充電率マップと、充放電の前後における第１蓄電装置１１の端子間電圧Ｖ２の検出値とに基づいて、第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１を算出する。ここで、第１蓄電装置１１の開放端電圧ＯＣＶ１と充電率ＳＯＣ１との対応は、第１蓄電装置１１の温度Ｔ１に応じて変化するものである。そこで、第１蓄電装置１１の温度Ｔ１の検出値に基づいて、開放端電圧−充電率マップを切り替える構成とすることで、充電率変化量ΔＳＯＣ１を算出することが可能になり、精度よく第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出の補正を行うことが可能になる。
【００５９】
満充電状態の第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２を満充電状態の第１蓄電装置１１の開放端電圧ＯＣＶ１より高く設定する。これにより、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２とを導通状態にした場合に、昇圧回路などを用いることなく第２蓄電装置１２から第１蓄電装置１１に対する放電を行うことが可能になる。また、例えば、第２蓄電装置１２としてプラトー領域を有するような二次電池を採用すると、プラトー領域全域にわたって第２蓄電装置１２の開放端電圧が第１蓄電装置１１の開放端電圧より高い状況にし易くなり、昇圧回路などを用いることなく第２蓄電装置１２から第１蓄電装置１１に対する放電を行うことが可能になる。
【００６０】
第１蓄電装置１１から電気負荷（回転電機２０）への電力出力より優先して、第２蓄電装置１２から電気負荷への電力出力を実施する構成とする。本構成によれば、第１蓄電装置１１の満充電容量Ａｈｆ１が第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｈｆ２より小さい場合であっても、安定して電気負荷に電力供給を継続することができる。また、第１蓄電装置１１の開放端電圧ＯＣＶ１と、第２蓄電装置１２の開放端電圧ＯＣＶ２とが異なる状況が生じるため、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間で充放電を実施することが可能になる。
【００６１】
第１蓄電装置１１を構成する蓄電素子としてリチウムイオンキャパシタを用い、第２蓄電装置１２を構成する蓄電素子としてリチウムイオン二次電池などの二次電池を用いた場合、第２蓄電装置１２の出力電力が一時的に増加した場合に、第２蓄電装置１２において分極が発生し、第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の算出精度が低下したり、第２蓄電装置１２の出力可能電力が低下したり、第２蓄電装置１２が劣化したりするなどの問題が生じる。
【００６２】
そこで、第１蓄電装置１１から電気負荷への電力出力より優先して、第２蓄電装置１２から電気負荷への電力出力を実施する構成において、電源装置１０から電気負荷への出力電力が閾値電力より大きいことを条件として、第２蓄電装置１２から電気負荷への電力出力より優先して、第１蓄電装置１１から電気負荷への電力出力を実施する構成とした。本構成によれば、第２蓄電装置１２の出力電力が一時的に増加することを抑制し、第２蓄電装置１２において生じる分極の悪影響を抑制することができる。
【００６３】
第２蓄電装置１２が劣化すると、第２蓄電装置１２における開放端電圧−充電率特性や満充電容量Ａｈｆ２などが変化する。そこで、本実施形態では、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率特性に基づいて、第２蓄電装置１２の劣化度を算出する。
【００６４】
第２蓄電装置は、複数の組電池１４と、複数の組電池１４をそれぞれ互いに並列接続するスイッチＳＷｂと、を備え、複数の組電池１４のそれぞれの開放端電圧は互いに略同一に設定されている。本構成によれば、第２蓄電装置１２における蓄電素子間での充放電を抑制することが可能となる。また、組電池１４のそれぞれと第１蓄電装置１１との間で充放電を行う構成とすれば、各組電池１４の充電率の算出を補正することが可能になる。
【００６５】
（第２実施形態）
第１実施形態の構成では、第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップを補正する構成としたが、これを変更し、第２実施形態の構成では、充電率変化量ΔＳＯＣ１，ΔＳＯＣ２の比較に基づいて、第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｈｆ２を補正する。第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｈｆ２は電池セル１５の劣化に応じて減少するため、第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｈｆ２を第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１に基づき補正する構成とすることで、第２蓄電装置１２を構成する電池セル１５の劣化に伴う満充電容量Ａｈｆ２の変化に応じた制御を実施することが可能になる。
【００６６】
図６に第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｈｆ２を補正する補正処理を表すフローチャートを示す。当該補正処理は、制御装置３０によって所定周期毎に実施される。なお、図５に示す処理と同一の処理については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６７】
図６に示す処理ではステップＳ１２における第２蓄電装置１２の充電率ＳＯＣ２の取得処理を省略する。また、ステップＳ１８において否定的な判断が行われた場合、即ち、蓄電装置１１，１２間での充放電が実施されている場合に、ステップＳ４１において第２蓄電装置１２の充放電電流Ｉ２の検出値を取得する。そして、ステップＳ４２において、第２蓄電装置１２の充放電電流Ｉ２の検出値に基づいて、第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２を算出する。
【００６８】
その後、ステップＳ４２の後のステップＳ４３において、第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１と、第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２とに基づいて、第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｈｆ２の補正を行う。より具体的には、第１蓄電装置１１の充電率変化量ΔＳＯＣ１に基づいて、第１蓄電装置１１から第２蓄電装置１２に放電された放電容量を算出する。そして、その放電容量の算出値を第２蓄電装置１２の充電率変化量ΔＳＯＣ２で除算することで、第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｈｆ２を新たに算出する。ステップ４３の後のステップＳ２５において、第２蓄電装置１２の満充電容量Ａｆｈ２の変化に基づいて、第２蓄電装置１２の劣化度を算出し、処理を終了する。
【００６９】
（他の実施形態）
・第１蓄電装置１１を対象とする温度センサ３３による温度Ｔ１の検出、及び、制御装置３０による温度Ｔ１の検出値に基づく第１蓄電装置１１の開放端電圧−充電率マップの切り替えを省略する構成としてもよい。同様に、第２蓄電装置１２を対象とする温度センサ３６による温度Ｔ２の検出、及び、制御装置３０による温度Ｔ２の検出値に基づく第２蓄電装置１２の開放端電圧−充電率マップの切り替えを省略する構成としてもよい。
【００７０】
・第１蓄電装置１１を構成する蓄電素子は、充放電時において、正極及び負極の少なくとも一方において、アニオン又はカチオンが吸着する、即ち、正極及び負極の少なくとも一方において吸着型反応をするものである。当該吸着型反応をする蓄電素子は、上述した通り、リチウムイオンキャパシタである。これを変更し、リチウムイオンキャパシタに代えて、電気二重層キャパシタや、ナノハイブリッドキャパシタを用いてもよい。電気二重層キャパシタは、一般に、正極及び負極において、炭素（活性炭電極）がそれぞれ用いられている。ナノハイブリッドキャパシタは、一般に、負極にナノ結晶チタン酸リチウム、正極に炭素（活性炭電極）が用いられている。
【００７１】
・第２蓄電装置１２を構成する蓄電素子は、二次電池であり、具体的にはリチウムイオン二次電池である。これを変更し、リチウムイオン二次電池に代えて、ニッケル水素蓄電池や鉛蓄電池を用いてもよい。
【００７２】
・「第１接続回路」及び「第２接続回路」として、スイッチング素子を用いたが、「第１接続回路」又は「第２接続回路」として、当該スイッチング素子に代えて、電圧変換回路（ＤＣＤＣコンバータ）を用いてもよいし、抵抗素子から構成されるバイパス回路を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１１…第１蓄電装置、１２…第２蓄電装置、３０…制御装置。
【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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