(57)【要約】【課題】電源装置に冗長性を持たせつつ、バッテリ間の電圧差を抑えることで、スイッチの切り換え時にスイッチに過電流が流れることを抑制する。【解決手段】  車両の電源装置Ｓであって、第１蓄電素子５３Ａを有する第１蓄電装置５０Ａと、第２蓄電素子５３Ｂを有する第２蓄電装置５０Ｂと、前記第１蓄電装置５０Ａと前記第２蓄電装置５０Ｂを並列に接続した状態と切り離した状態とに切り換えるスイッチＳＷ１と、スイッチ制御部７０とを備え、前記第１蓄電素子５３Ａと前記第２蓄電素子５３ＢはＳＯＣ−ＯＣＶ特性に平坦な領域を有する蓄電素子であり、前記スイッチ制御部７０は、前記スイッチＳＷ１のオフからオンへの切り換えを、前記第１蓄電素子５３Ａと前記第２蓄電素子５３Ｂが前記ＳＯＣ−ＯＣＶ特性で平坦な領域に含まれている時に実行する。【選択図】図２
2018060641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の電源装置であって、
第１蓄電素子を有する第１蓄電装置と、
第２蓄電素子を有する第２蓄電装置と、
前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置を並列に接続した状態と切り離した状態とに切り換えるスイッチと、
スイッチ制御部と、を備え、
前記第１蓄電素子と前記第２蓄電素子はＳＯＣ−ＯＣＶ特性に平坦な領域を有する蓄電素子であり、
前記スイッチ制御部は、前記スイッチのオフからオンへの切り換えを、前記第１蓄電素子と前記第２蓄電素子が前記ＳＯＣ−ＯＣＶ特性で平坦な領域に含まれている時に、実行する、車両の電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の電源装置であって、
前記第１蓄電装置はエンジン始動装置に接続され、
前記スイッチ制御部は、エンジン始動時に、所定の条件を満たす場合、前記スイッチをオンして、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置を並列に接続する、車両の電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の電源装置であって、
前記所定の条件を満たす場合とは、前記第１蓄電素子の温度が閾値より低い場合、前記第１蓄電素子の内部抵抗が閾値よりも高い場合、前記第１蓄電素子の電圧値が閾値よりも低い場合のいずれかの場合である、車両の電源装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の車両の電源装置であって、
前記第２蓄電装置は、前記エンジン始動装置とは異なる電気負荷に接続され、
前記スイッチ制御部は、エンジン始動時に、前記所定の条件を満たさない場合、前記スイッチをオフして、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置とを切り離す、車両の電源装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車両の電源装置であって、
前記第１蓄電素子の正極活物質種と第２蓄電素子の正極活物質種とが同一であり、かつ第１蓄電素子の負極活物質種と第２蓄電素子の負極活物質種とが同一である、車両の電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両の電源装置であって、
正極活物質はリン酸鉄リチウム、負極活物質はグラファイトである、車両の電源装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の車両の電源装置であって、
前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置は実容量が異なる、車両の電源装置。
【請求項８】
車両の電源装置であって、
第１蓄電素子を有する第１蓄電装置と、
第２蓄電素子を有する第２蓄電装置と、
前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置を並列に接続した状態と切り離した状態とに切り換えるスイッチと、
スイッチ制御部と、を備え、
前記第１蓄電装置はエンジン始動装置に接続され、
前記スイッチ制御部は、エンジン始動時に、所定の条件を満たす場合、前記スイッチをオンして、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置を並列に接続する、車両の電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の車両の電源装置であって、
前記所定の条件は、前記第１蓄電素子の温度が閾値より低い場合、前記第１蓄電素子の内部抵抗が閾値よりも高い場合、前記第１蓄電素子の電圧値が閾値よりも低い場合のいずれかの場合である、車両の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、各自動車メーカーにおいて、自動ブレーキシステムや自動運転技術の開発が盛んに行われている。このような車両の電化の流れは、車両の電源装置の重要性を一段と増加させている。車両の電源としては、鉛バッテリ１個とオルタネータによる電源供給が現在も主流である。こうした従来の構成においては、バッテリが突然故障したり、電源を供給する端子が外れたりすると、車両は電源喪失となる場合があることから、バッテリを２電源構成にして冗長性を持たせることが求められていた。下記文献１には、車両用電源装置を、制御装置と、電気負荷と、メインリレーと、スタータと、オルタネータと、鉛蓄電池と、ニッケル水素充電池などを含んで構成する点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６７０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、バッテリを２電源構成にした場合、２つのバッテリの接続状態を、スイッチを用いて切り換えることで、２つのバッテリの組み合わせの自由度を高めることが望ましい。しかしながら、ＳＯＣ差により２つのバッテリに電圧差が生じた状態でスイッチを閉じると、スイッチに大きな電流が流れる場合があり、対策が求められていた。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電源装置に冗長性を持たせつつ、バッテリ間の電圧差を抑えることで、スイッチの切り換え時にスイッチに大きな電流が流れることを抑制する目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書により開示される車両の電源装置は、第１蓄電素子を有する第１蓄電装置と、第２蓄電素子を有する第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置を並列に接続した状態と切り離した状態とに切り換えるスイッチと、スイッチ制御部と、を備え、前記第１蓄電素子と前記第２蓄電素子はＳＯＣ−ＯＣＶ特性に平坦な領域を有する蓄電素子であり、前記スイッチ制御部は、前記スイッチのオフからオンへの切り換えを、前記第１蓄電素子と前記第２蓄電素子が前記ＳＯＣ−ＯＣＶ特性で平坦な領域に含まれている時に、実行する。
【発明の効果】
【０００７】
本明細書により開示される車両の電源装置によれば、２つの蓄電装置にＳＯＣ差があっても、プラトー領域内では２つの蓄電装置の電圧差は小さい。従って、スイッチの切り換え時に、スイッチに大きな電流が流れることを抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に適用された車両の側面図
【図２】電源装置の電気的構成を示すブロック図
【図３】第１スイッチのオン、オフの切り換えパターンを示す図表
【図４】二次電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示すグラフ
【図５】エンジン始動時の第１スイッチの切り換え制御の流れを示すフローチャート図
【図６】電源装置の他の実施形態を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
初めに、本実施形態にて開示する車両の電源装置の概要について説明する。
車両の電源装置は、第１蓄電素子を有する第１蓄電装置と、第２蓄電素子を有する第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置を並列に接続した状態と切り離した状態とに切り換えるスイッチと、スイッチ制御部と、を備え、前記第１蓄電素子と前記第２蓄電素子はＳＯＣ−ＯＣＶ特性に平坦な領域を有する蓄電素子であり、前記スイッチ制御部は、前記スイッチのオフからオンへの切り換えを、前記第１蓄電素子と前記第２蓄電素子が前記ＳＯＣ−ＯＣＶ特性で平坦な領域に含まれている時に、実行する。
この構成では、２つの蓄電装置にＳＯＣ差があっても、プラトー領域内にあれば、２つの蓄電装置の電圧差は小さい。従って、スイッチの切り換え時に、２つの蓄電装置間の電圧差により、スイッチに大きな電流が流れることを抑制することが出来る。
【００１０】
また、本実施形態にて開示する車両の電源装置の一実施態様として、前記第１蓄電装置はエンジン始動装置に接続され、前記スイッチ制御部は、エンジン始動時に、所定の条件を満たす場合は、前記スイッチをオンして、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置を並列に接続する、ことが好ましい。この構成では、所定の条件を満たす場合、２つの蓄電装置を並列接続するため、エンジン始動に必要なクランキング電流を２つの蓄電装置で分担する。そのため、第１蓄電装置だけでクランキング電流を負担する場合に比べて、エンジンの始動性が向上し、通常時と同等の始動性を確保することが出来る。尚、所定の条件を満たす場合とは、第１蓄電装置だけではエンジンの始動性が低下し易い条件を満たす場合であり、具体的には、前記第１蓄電素子の温度が閾値より低い場合、前記第１蓄電素子の内部抵抗が閾値よりも高い場合、前記第１蓄電素子の電圧値が閾値よりも低い場合のいずれかの場合である。
【００１１】
また、本実施形態にて開示する車両の電源装置の一実施態様として、前記第２蓄電装置は、前記エンジン始動装置とは異なる電気負荷に接続され、前記スイッチ制御部は、エンジン始動時に、所定の条件を満たさない場合、前記スイッチをオフして、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置とを切り離す、ことが好ましい。この構成では、エンジン始動に伴って、第２蓄電装置の電圧が変動することを抑制でき、電気負荷に対して安定した電源を供給することが出来る。
【００１２】
また、本実施形態にて開示する車両の電源装置の一実施態様として、前記第１蓄電素子の正極活物質種と第２蓄電素子の正極活物質種とが同一であり、かつ第１蓄電素子の負極活物質種と第２蓄電素子の負極活物質種とが同一である、ことが好ましい。この構成では、第１蓄電素子と第２蓄電素子のＳＯＣ−ＯＣＶ特性がほぼ一致することから、特性が異なる蓄電素子を組み合わせて使用する場合に比べて、両蓄電装置間に電圧差が生じ難い。
【００１３】
また、本実施形態にて開示する車両の電源装置の一実施態様として、正極活物質はリン酸鉄リチウム、負極活物質はグラファイトである、ことが好ましい。正極活物質がリン酸鉄リチウムの場合、セルの電圧（ＯＣＶ）が約３．３Ｖであり４直列にすることで１３．４Ｖになることから、車両電装設備（１２Ｖ系）との電圧マッチングがよい。また、負極活物質がグラファイトの場合、エネルギー密度が高く、セル数を削減できるというメリットがある。リン酸鉄系のリチウムイオン二次電池はプラトー領域が広く、使用範囲がプラトー領域と重なる。そのため、使用範囲内では、いつでも、スイッチの切り換えを行うことができる。
【００１４】
また、本実施形態にて開示する車両の電源装置の一実施態様として、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置は、実容量が異なってもよい。実容量の異なる２つの蓄電装置が切り離された状態で使用されていると、２つの蓄電装置間に電圧差が生じる場合がある。こうした電源装置に対して、本技術を適用することで、２つの蓄電装置間の電圧差を抑えることが可能となり、電圧差を考慮することなく、スイッチの切り換えを常時行うことが可能となる。
【００１５】
＜一実施形態＞
本発明の一実施形態を図１〜図５によって説明する。
１．車両の電源装置Ｓの説明
図１に示すように、車両１は、セルモータ等のエンジン始動装置１０、電源装置Ｓを備えている。尚、図１は省略してあるが、車両１には、エンジン始動装置１０以外に、オルタネータ２０、電気負荷３０が搭載されている。電気負荷３０としては、エアコン、オーディオ、カーナビゲーションなどを例示することができる。
【００１６】
図２は車両の電源装置の電気的構成を示すブロック図である。
電源装置Ｓは、第１バッテリ５０Ａと、第２バッテリ５０Ｂと、第１スイッチＳＷ１と、車両ＥＣＵ７０とを含んで構成されている。図２に示すように、第１バッテリ５０Ａには、エンジン始動装置１０及びオルタネータ２０が接続されており、また、第２バッテリ５０Ｂには、電気負荷３０及び車両ＥＣＵ（電子制御装置：Electronic Control Unit）７０が接続されている。尚、第１バッテリ５０Ａが本発明の「第１蓄電装置」の一例、第２バッテリ５０Ｂが本発明の「第２蓄電装置」の一例である。また、第１スイッチＳＷ１が本発明の「スイッチ」の一例であり、車両ＥＣＵ７０が本発明の「スイッチ制御部」の一例である。
【００１７】
第１スイッチＳＷ１は、第１バッテリ５０Ａの正極と第２バッテリ５０Ｂの正極を接続する通電ラインＬに設けられており、第１スイッチＳＷ１をオフ（開路）すると、第１バッテリ５０Ａと第２バッテリ５０Ｂは切り離された状態となる。また、第１スイッチＳＷ１をオン（閉路）すると、第１バッテリ５０Ａと第２バッテリ５０Ｂは並列に接続された状態となる。
【００１８】
第１バッテリ５０Ａは、図２に示すように、組電池５１Ａと、第２スイッチＳＷ２と、温度センサ５５と、電流計測部である電流センサ５６と、電圧検出部５７と、監視部６０Ａとを含んで構成されている。組電池５１Ａは直列に接続された複数（一例として４つ）の二次電池５３Ａから構成されている。尚、二次電池５３Ａが本発明の「第１蓄電素子」の一例である。
【００１９】
温度センサ５５は接触式あるいは非接触式で、組電池５１の温度Ｔ［℃］を測定する機能を果たす。電流センサ５６は、組電池５１Ａに流れる電流Ｉを検出する機能を果たす。電圧検出部５７は、検出ラインを介して各二次電池５３Ａの両端にそれぞれ接続され、各二次電池５３Ａの電圧と組電池５１Ａの総電圧Ｖａを測定する機能を果たす。また、第２スイッチＳＷ２は、組電池５１Ａの正極側に配置されている。
【００２０】
監視部６０Ａは、温度センサ５５、電流センサ５６、電圧検出部５７の出力から第１バッテリ５０Ａの状態を監視する。すなわち、組電池５１Ａの温度Ｔ、電流Ｉ、総電圧Ｖを監視するとともに、各二次電池５３Ａの電圧を監視している。また、監視部６０Ａは、組電池５１Ａに異常がある場合に、第２スイッチＳＷ２をオフすることで、組電池５１Ａに流れる電流を遮断する。
【００２１】
第２バッテリ５０Ｂは、組電池５１Ｂと、第２スイッチＳＷ２と、温度センサ５５と、電流センサ５６と、電圧検出部５７と、監視部６０Ｂとを含んで構成されており、第１バッテリ５０Ａと同一構造となっている。尚、第２バッテリ５０Ｂの組電池５１Ｂも、第１バッテリ５０Ａと同様に、直列に接続された複数（一例として４つ）の二次電池５３Ｂから構成されており、第２バッテリ５０Ｂのセル数は第１バッテリ５０Ａのセル数と等しい。二次電池５３Ｂが本発明の「第２蓄電素子」の一例である。
【００２２】
車両ＥＣＵ７０は、車両に搭載された電源系の機器を制御する。具体的には、車両ＥＣＵ７０は、第１バッテリ５０Ａの監視部６０Ａ及び第２バッテリ５０Ｂの監視部６０Ｂと通信可能に接続されており、各監視部６０Ａ、６０Ｂから各バッテリ５０Ａ、５０Ｂの状態に関するデータ、すなわち組電池５１Ａ、５１Ｂの温度、電流、総電圧、ＳＯＣのデータを一定周期で受信している。そして、車両ＥＣＵ７０は、オルタネータ２０と通信可能に接続されており、バッテリ５０Ａ、５０Ｂの状態に応じてオルタネータ２０の出力を制御することで、バッテリ５０Ａ、５０Ｂの充電制御を行う。
【００２３】
また、車両ＥＣＵ７０は、エンジンなど駆動系を制御する他の車両ＥＣＵ（図略）と通信可能に接続されており、他の車両ＥＣＵから車両の状態に関する情報を得る。そして、車両の状態に応じて、電源装置Ｓの第１スイッチＳＷ１に指令を送ることで、第１スイッチＳＷ１をオン（閉路）又はオフ（開路）のいずれかの状態に切り換える制御を行う。
【００２４】
具体的には、図３に示すように、エンジン停止中は、第１スイッチＳＷ１をオフ状態に制御し、走行中は、第１スイッチＳＷ１をオン状態に制御する。走行中、第１スイッチＳＷ１をオン状態に制御することで、２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂは並列に接続された状態になる。そのため、例えば、走行中の振動などにより、いずれか一方のバッテリ５０Ａ、５０Ｂで端子に接続されたターミナルが外れても、他方のバッテリで電源供給を維持することが可能であり、電源に冗長性を持たせることができる。
【００２５】
２．ＳＯＣ−ＯＣＶ特性
第１バッテリ５０Ａの二次電池５３Ａと第２バッテリ５０Ｂの二次電池５３Ｂは、いずれも、正極活物質にリン酸鉄リチウム(LiFePO4)、負極活物質にグラファイトを用いたリン酸鉄系のリチウムイオン電池である。
【００２６】
図４は横軸をＳＯＣ［％］、縦軸をＯＣＶ［Ｖ］とした、リチウムイオン二次電池５３Ａ、５３ＢのＳＯＣ−ＯＣＶ相関特性である。尚、ＳＯＣ（state of charge：充電状態）は、満充電容量に対する残存容量の比率である。また、ＯＣＶ（open circuit voltage）は二次電池５３の開放電圧である。
【００２７】
リン酸鉄系のリチウムイオン二次電池５３Ａ、５３Ｂは、図４に示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶ相関特性において、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が非常に小さく、ＯＣＶが略一定の平坦な領域（以下、プラトー領域Ｐ）を有している。尚、プラトー領域Ｐとは、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が２［ｍＶ／％］以下の領域である。
【００２８】
具体的には、プラトー領域Ｐは、ＳＯＣの値で３１［％］〜９７［％］の範囲に位置している。プラトー領域Ｐは、ＯＣＶが３．３［Ｖ］で略一定の第１プラトー領域Ｐ１と、ＯＣＶが３．３４［Ｖ］で略一定の第２プラトー領域Ｐ２とを含んでおり、２つのプラトー領域Ｐ１、Ｐ２間には、ＯＣＶの変化が大きい段差領域Ｄを有している。
【００２９】
また、リン酸鉄系のリチウムイオン二次電池５３Ａ、５３Ｂは、ＳＯＣ−ＯＣＶ相関特性において、２つの高変化領域Ｈ１、Ｈ２を有している。第１高変化領域Ｈ１は、ＳＯＣの値で３１［％］未満の範囲にあり、プラトー領域Ｐ１よりも低ＳＯＣ側に位置している。第２高変化領域Ｈ２は、ＳＯＣの値で９７［％］より大きい範囲にあり、プラトー領域Ｐ２よりも高ＳＯＣ側に位置している。高変化領域Ｈ１、Ｈ２は、プラトー領域Ｐ１、Ｐ２に比べてＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量（図４に示すグラフの傾き）が相対的に高い関係となっている。
【００３０】
そして、本例では、リチウムイオン二次電池５３Ａ、５３Ｂの使用範囲Ｗを、ＳＯＣで例えば３５％から９５％に定めており、使用範囲Ｗの全体がプラトー領域Ｐに重なっている。プラトー領域Ｐは、ＯＣＶが略一定であることから、２つのバッテリ５０Ａ、５０ＢにＳＯＣ差があっても、２つのバッテリ間の電圧差Ｖａ−Ｖｂは小さい。そのため、使用範囲Ｗでは、第１スイッチＳＷ１をオフからオンに切り換えた時に、電圧差Ｖａ−Ｖｂにより、バッテリ間に大きな電流が流れることを抑制できる。
【００３１】
尚、第１プラトー領域Ｐ１のＯＣＶは３．３Ｖ、第２プラトー領域のＯＣＶは３．３４Ｖであり、２つのプラトー領域Ｐ１、Ｐ２はＯＣＶに電圧差がある。しかし、ＯＣＶの電圧差は僅か０．０４Ｖ程度であることから、２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂが２つのプラトー領域Ｐ１、Ｐ２に分かれている状態で、第１スイッチＳＷ１をオフからオンに切り換えても、電圧差Ｖａ−Ｖｂによる横流（バッテリ間に流れる電流）を抑えることができ、第１スイッチＳＷ１に過電流が流れるのを抑制することが出来る。
【００３２】
また、第１バッテリ５０Ａの実容量は４０Ａｈ、第２バッテリ５０Ｂの実容量は２０Ａｈであり、容量差が付けられている。２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂの合計容量は６０Ａｈであり、エンジン始動用として汎用の鉛バッテリ（図外）の実容量である６０Ａｈと等しい。尚、「実容量」とは、バッテリが完全充電された状態から取り出し可能な容量である。
【００３３】
３．エンジン始動時の第１スイッチＳＷ１の切り換え制御
また、車両ＥＣＵ７０は、エンジン始動時は、第１バッテリ５０Ａの温度Ｔに応じて、第１スイッチＳＷ１のオン、オフを切り換える。図５を参照して、具体的に説明すると、車両ＥＣＵ７０は、イグニッションスイッチの状態を検出する処理を実行する（Ｓ１０）。
【００３４】
そして、イグニッションスイッチのオンを検出すると、車両ＥＣＵ７０は、第１バッテリ５０Ａの組電池５１Ａの温度Ｔを、閾値Ｘと比較する処理を行う（Ｓ２０）。尚、閾値Ｘは、第１バッテリ５０Ａが低温状態であるか否かを判別するものであり、一例として０℃である。
【００３５】
車両ＥＣＵ７０は、第１バッテリ５０Ａの組電池５１Ａの温度Ｔが閾値Ｘ以上の場合、すなわち、第１バッテリ５０Ａが低温以外の場合、第１スイッチＳＷ１に指令を与えて、第１スイッチＳＷ１をオフ（開路）状態に制御する（Ｓ３０）。これにより、エンジン始動装置１０に対して第１バッテリ５０Ａだけが接続された状態となり、低温以外の場合、第１バッテリ５０Ａからクランキング電流が供給され、エンジン始動装置１０は作動する（Ｓ５０）。このように、低温以外の場合、第１スイッチＳＷ１をオフして、第２バッテリ５０Ｂをエンジン始動装置１０から切り離すことで、エンジン始動に伴って、第２バッテリ５０Ｂの電圧が変動することを抑制でき、電気負荷３０や車両ＥＣＵ７０に対して安定した電源を供給することが出来る。
【００３６】
尚、第１バッテリ５０Ａの容量は４０Ａｈであり、汎用の鉛バッテリに比べて容量が少ないが、リチウムイオン二次電池は内部抵抗が小さいことから、容量が少なくても、エンジン始動に必要なクランキング電流を放電することが出来、第１バッテリ５０Ａだけで、エンジン始動が可能である。
【００３７】
一方、車両ＥＣＵ７０は、第１バッテリ５０Ａの組電池５１Ａの温度Ｔが閾値Ｘよりも低い場合、すなわち、第１バッテリ５０Ａが低温の場合、第１スイッチＳＷ１に指令を与えて、第１スイッチＳＷ１をオン（閉路）状態に制御する（Ｓ４０）。これにより、エンジン始動装置１０に対して２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂが並列に接続された状態となる。そのため、２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂからクランキング電流が供給され、エンジン始動装置１０は作動する（Ｓ５０）。
【００３８】
リチウムイオン二次電池は、低温状態では、内部抵抗が大きくなることから、第１バッテリ５０Ａだけでは、エンジン始動性が低下する恐れがある。しかし、本実施形態では、２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂを並列に接続して、エンジンの始動に必要なクランキング電流を２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂで分担する。そのため、第１バッテリ５０Ａだけでクランキング電流を負担する場合に比べて、エンジン始動性が向上し、低温時でも、常温時と同等の始動性を確保することが出来る。
【００３９】
４．効果説明
本実施形態の電源装置Ｓは、第１バッテリ５０Ａ、第２バッテリ５０Ｂの双方ともリン酸鉄系のリチウムイオン二次電池５３Ａ、５３Ｂであり、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性にプラトー領域Ｐを有している。プラトー領域Ｐ内では、２つのバッテリ間にＳＯＣ差があっても、２つのバッテリ間の電圧差Ｖａ−Ｖｂは小さい。そのため、第１スイッチＳＷ１をオフからオンに切り換える時に、バッテリ間の電圧差Ｖａ−Ｖｂにより、第１スイッチＳＷ１に大きな電流（横流）が抑えることが出来る。尚、横流とは、電圧差Ｖａ−Ｖｂにより、２つのバッテリ間に流れる電流を意味する。
【００４０】
また、車両ＥＣＵ７０は、低温状態（Ｔ＜Ｘ）でのエンジン始動時は、第１スイッチＳＷ１をオンして２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂを並列接続し、エンジン始動に必要なクランキング電流を２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂで分担する。そのため、第１バッテリ５０Ａだけでクランキング電流を負担する場合に比べて、エンジンの始動性が向上し、通常時と同等の始動性を確保することが出来る。
【００４１】
また、車両ＥＣＵ７０は、低温以外の状態（Ｔ≧Ｘ）でのエンジン始動時は、第１スイッチＳＷ１をオフしてエンジン始動装置１０から第２バッテリ５０Ｂを切り離す。そのため、エンジン始動に伴って、第２バッテリ５０Ｂの電圧が変動することを抑制でき、電気負荷３０や車両ＥＣＵ７０に対して、電圧変動の小さい安定した電源を供給することが出来る。
【００４２】
また、本実施形態の電源装置Ｓは、第１バッテリ５０Ａの実容量が４０Ａｈ、第２バッテリ５０Ｂの実容量が２０Ａｈであり、２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂの実容量が異なっている。実容量の異なる２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂが切り離された状態で使用されていると、２つのバッテリ間に電圧差Ｖａ−Ｖｂが生じる場合がある。実容量の異なるバッテリ５０Ａ、５０Ｂを組み合わせた電源装置Ｓに対して、本技術（バッテリの蓄電素子に「ＳＯＣ−ＯＣＶ特性に平坦な領域を有する素子」を使用する技術）を適用することで、２つのバッテリ間の電圧差Ｖａ−Ｖｂを抑えることが可能となる。そのため、電圧差Ｖａ−Ｖｂを考慮することなく、第１スイッチＳＷ１の切り換えを常時行うことが可能となる。
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態では、バッテリ５０Ａ、５０Ｂを組電池５１Ａ、５１Ｂで構成して例を示したが、バッテリ５０Ａ、５０Ｂを単セル、例えば、１つのリチウムイオン二次電池５３Ａ、５３Ｂで構成してもよい。
【００４３】
（２）本実施形態では、リチウムイオン二次電池５３Ａ、５３Ｂの活物質を正極はリン酸鉄リチウム、負極はグラファイトとした。リチウムイオン二次電池５３Ａ、５３Ｂは、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性に平坦な領域（プラトー領域）を有する蓄電素子であればよく、活物質の種類は、実施形態の例に限定されない。例えば、正極活物質をマンガン酸リチウム、負極活物質をチタン酸リチウムとしてもよい。尚、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性に平坦な領域を持つ蓄電素子であれば、リチウムイオン二次電池以外の二次電池を使用することも可能である。
【００４４】
（３）また、リチウムイオン二次電池５３Ａ、５３Ｂの正極活物質種と負極活物質種がそれぞれ同一である場合、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性がほぼ一致し、電圧差が生じ難い。そのため、２つのリチウムイオン二次電池５３Ａ、５３Ｂの正極活物質種と負極活物質種をそれぞれ同一とすることが好ましい。尚、活物質種としては、正極であれば、リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウムのいずれかから選択し、負極であれば、グラファイト、チタン酸リチウムのうちいずれかを選択するとよい。
【００４５】
（４）本実施形態では、バッテリ５０Ａ、５０Ｂの使用範囲Ｗの全体がプラトー領域Ｐに重なる例を示したが、バッテリ５０Ａ、５０Ｂの使用範囲Ｗのうち、少なくとも一部が、プラトー領域Ｐに重なる関係でもよい。この場合、電流積算法などにより、各バッテリ５０Ａ、５０ＢのＳＯＣ値を求め、２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂがいずれも、プラトー領域Ｐに含まれている時に、第１スイッチＳＷ１の切り換えを行うとよい。
【００４６】
（５）本実施形態では、第１スイッチＳＷ１を、バッテリの外部に設けた構成としたが、図６に示すように、第１スイッチＳＷ１をバッテリに内蔵するようにしてもよい。尚、図６において、バッテリ１５０Ａに内蔵したスイッチＳＷ１ａ、バッテリ１５０Ｂに内蔵したスイッチＳＷ１ｂが、図１の第１スイッチＳＷ１の機能を果たしている。
【００４７】
（６）本実施形態では、スイッチ制御部の一例として車両ＥＣＵ７０を例示したが、車両ＥＣＵ７０とは別に、スイッチ制御部を専用に設けるようにしてもよい。また、スイッチ制御部の機能を、第１バッテリ５０Ａの監視部６０Ａや第２バッテリ５０Ｂの監視部６０Ｂに負担させる構成にしてもよい。
【００４８】
（７）本実施形態では、閾値Ｘを０℃としたが、０℃以外の温度でもよい。
【００４９】
（８）本実施形態では、エンジン始動時に、第１バッテリ５０Ａが低温の場合、具体的には、第１バッテリ５０Ａの温度Ｔが閾値Ｘより低い場合（Ｓ２０：ＮＯ）、第１スイッチＳＷ１をオンして２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂを並列に接続した（Ｓ４０）。エンジン始動時に２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂを並列に接続するかどうかを判断する条件は、第１バッテリ５０Ａの温度Ｔに限定されるものではなく、温度と相関性のある条件あれば、他の条件を適用してもよい。例えば、エンジン始動時に、第１バッテリ５０Ａの内部抵抗が所定の閾値より大きい場合や、第１バッテリ５０Ａのバッテリ電圧Ｖａが所定の閾値より低い場合など、第１バッテリ５０Ａだけではエンジン始動性が低下し易い場合に、第１スイッチＳＷ１をオンして２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂを並列に接続してもよい。
【００５０】
（９）また、２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂを並列に接続するかどうかを判断する条件は、必ずしも温度と相関性がある条件に限定されるものではなく、例えば、バッテリの劣化と相関性のある条件を用いてもよい。例えば、エンジン始動時に、第１バッテリ５０Ａの劣化による内部抵抗の増加分が所定の閾値より大きい場合など、第１バッテリ５０Ａだけではエンジン始動性が低下し易い場合に、第１スイッチＳＷ１をオンして２つのバッテリ５０Ａ、５０Ｂを並列に接続してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０...エンジン始動装置
２０...オルタネータ
３０...車両ＥＣＵ
５０Ａ...第１バッテリ（本発明の「第１蓄電装置」の一例）
５０Ｂ...第２バッテリ（本発明の「第２蓄電装置」の一例）
５１Ａ、５１Ｂ...組電池
５３Ａ...リチウムイオン二次電池（本発明の「第１蓄電素子」の一例）
５３Ｂ...リチウムイオン二次電池（本発明の「第２蓄電素子」の一例）
５５...電流センサ
６０Ａ、６０Ｂ...監視部
７０...車両ＥＣＵ（本発明の「スイッチ制御部」の一例）
ＳＷ１...第１スイッチ（本発明の「スイッチ」の一例）
ＳＷ２...第２スイッチ
Ｓ...電源装置
【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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