(57)【要約】【課題】低温環境下では、キャパシタが二次電池の出力補助を安全かつ効率的に行うことができない。【解決手段】電源装置は、負荷に電力供給を行う二次電池と、上記二次電池より内部抵抗の小さいキャパシタと、上記二次電池とキャパシタとを並列接続する第１の接続回路と、上記二次電池と上記キャパシタとを並列接続して上記二次電池から上記キャパシタの方向へ電流値の制限された電流を流す第２の接続回路と、上記キャパシタの電力を変換して上記負荷に上記二次電池の電圧上限値未満である一定電圧値の電力供給を行うＤＣ／ＤＣコンバータと、上記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、上記第１の接続回路を切断し、上記第２の接続回路を導通させると共に、上記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する制御部とを有する。【選択図】      図１
2015192513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力供給を行う二次電池と、前記二次電池より内部抵抗の小さいキャパシタと、前記二次電池とキャパシタとを並列接続する第１の接続回路と、前記二次電池と前記キャパシタとを並列接続して前記二次電池から前記キャパシタの方向へ電流値の制限された電流を流す第２の接続回路と、前記キャパシタの電力を変換して前記負荷に前記二次電池の電圧上限値未満である一定電圧値の電力供給を行うＤＣ／ＤＣコンバータと、前記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、前記第１の接続回路を切断し、前記第２の接続回路を導通させると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する制御部と、を備える電源装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記二次電池の温度が前記第１の閾値以上の場合は、前記第１の接続回路を導通させ、前記第２の接続回路を切断すると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを停止する、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、前記第１の接続回路を切断させ、前記第２の接続回路を導通させると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する、請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記負荷と前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力部との間に挿入されたダイオードをさらに備える、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記二次電池及び前記ダイオードのカソードと前記負荷との電流経路上に設けられた第３の接続回路をさらに備える、請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記キャパシタの電圧が第２の閾値未満に到達した場合に、前記第３の接続回路を切断し、前記キャパシタの電圧が第２の閾値から一定値以上回復した場合に前記第３の接続回路を導通させる、請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
負荷に電力供給を行う二次電池、前記二次電池より内部抵抗の小さいキャパシタ、前記二次電池とキャパシタとを並列接続する第１の接続回路、前記二次電池と前記キャパシタとを並列接続して前記二次電池から前記キャパシタの方向へ電流値の制限された電流を流す第２の接続回路、及び前記キャパシタの電力を変換して前記負荷に前記二次電池の電圧上限値未満である一定電圧値の電力供給を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備える電源装置の制御方法であって、
前記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、前記第１の接続回路を切断し、前記第２の接続回路を導通させると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する、電源装置の制御方法。
【請求項８】
前記二次電池の温度が前記第１の閾値以上の場合は、前記第１の接続回路を導通させて、前記第２の接続回路を切断すると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを停止する、請求項７に記載の電源装置の制御方法。
【請求項９】
前記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、前記第１の接続回路を切断させ、前記第２の接続回路を導通させると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する、請求項７又は請求項８に記載の電源装置の制御方法。
【請求項１０】
前記電源装置は、前記負荷と前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力部との間に挿入されたダイオードをさらに備える、請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、及びその制御方法に関し、特に二次電池とキャパシタを有する定置用蓄電池向けの電源装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭内で使用される電気製品をはじめ、電気自動車の動力源としての原動機に電力を供給する電力源などとして、二次電池が広く用いられている。二次電池は、家庭用電灯線に接続して充電し、繰り返し充放電が可能な電池であり、一次電池に比べて経済的である。例えば、リチウムイオン二次電池は、他の二次電池に比べて、エネルギー密度が高い、作動電圧が高い、メモリ効果がない、寿命が長い、などの特徴を有しており、定置用蓄電池や電気自動車用の電源などとして、近年広く用いられている。また、電気製品のオン・オフや電気自動車の始動時など急な負荷変動時の二次電池の負担を減らすべく、二次電池より急速な放電や大電力放電が可能なキャパシタを併用した、エネルギー密度と出力の両方の特性に優れた電源装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１の電源装置では、二次電池と電気二重層キャパシタ、又はリチウムイオンを負極に用いたハイブリッドキャパシタとを並列接続して、キャパシタで大電流を伴う瞬間的な充放電能力を補っている。特許文献１の電源装置では、二次電池で長い使用可能時間を確保しつつ、内部抵抗の大きさ故に大電流での充放電ができない二次電池の欠点を補っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５４６５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６３７０４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２４５３７号公報
【特許文献４】特開２００６−１０１６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、二次電池とキャパシタを有する定置用蓄電池向けの電源装置を、低温環境下で使用することを考える。
【０００６】
特許文献１のように、二次電池と急速な放電や大電力放電が可能なキャパシタとの単純な並列接続で電源装置を構成した場合、低温環境においては二次電池が放電開始時に大きな電圧降下を起こす。これに加え、二次電池の放電開始時の大きな電圧降下の降下量に比例して、キャパシタは放電を行う。このため、放電の開始時点でキャパシタから放電が行われてそのエネルギーが消費されてしまう。言い換えると、二次電池が過放電領域に突入する前に、キャパシタが必ず容量を使い切る状況になる。このため特許文献１の電源装置では、負荷からの瞬時的な大電力要求時などの、キャパシタに期待される二次電池へのアシスト効果が薄れ、また二次電池やキャパシタが過放電領域まで電圧降下することが懸念される。
【０００７】
一方、特許文献２はモータの制御に関するものであり、モータで回生電力が発生したときに、その電流がＤＣ／ＤＣコンバータに流れないようにダイオードを配置することが記載されている。特許文献２では、このようなダイオード配置により、ＤＣ／ＤＣコンバータの破損を防止している。
【０００８】
特許文献３は車両の電源システムに関するものであり、温度センサが蓄電装置の温度を検出して制御装置へ出力することが記載されている。特許文献３では、温度センサの検出値が下限値を下回った場合、或いは上限値を上回った場合には、蓄電装置の充電処理を中断することが記載されている。
【０００９】
特許文献４には２種類以上の電源を備えた電源装置に関するものであり、２種類以上の電源として並列接続された電池と電気二重層コンデンサとの出力をＤＣ／ＤＣコンバータが一定の出力電圧に変換することが記載されている。
【００１０】
本発明の目的は、上述した課題である、二次電池とキャパシタを並列接続した電源装置を低温環境下で使用する場合、キャパシタが二次電池の出力補助を安全かつ効率的に行うことができない、という課題を解決する電源装置、及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明に係る電源装置は、負荷に電力供給を行う二次電池と、上記二次電池より内部抵抗の小さいキャパシタと、上記二次電池とキャパシタとを並列接続する第１の接続回路と、上記二次電池と上記キャパシタとを並列接続して上記二次電池から上記キャパシタの方向へ電流値の制限された電流を流す第２の接続回路と、上記キャパシタの電力を変換して上記負荷に上記二次電池の電圧上限値未満である一定電圧値の電力供給を行うＤＣ／ＤＣコンバータと、上記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、上記第１の接続回路を切断し、上記第２の接続回路を導通させると共に、上記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する制御部と、を備える。
【００１２】
本発明に係る電源装置の制御方法は、負荷に電力供給を行う二次電池、上記二次電池より内部抵抗の小さいキャパシタ、上記二次電池とキャパシタとを並列接続する第１の接続回路、上記二次電池と上記キャパシタとを並列接続して上記二次電池から上記キャパシタの方向へ電流値の制限された電流を流す第２の接続回路、及び上記キャパシタの電力を変換して上記負荷に上記二次電池の電圧上限値未満である一定電圧値の電力供給を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備える電源装置の制御方法であって、
上記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、上記第１の接続回路を切断し、上記第２の接続回路を導通させると共に、上記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電源装置及びその制御方法によれば、低温環境下であっても、キャパシタが二次電池の出力補助を安全かつ効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電源装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電源装置の動作を説明するための波形図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電源装置が備えるＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
本発明の電源装置はその一例として、負荷に電力供給を行う二次電池と、二次電池より内部抵抗の小さいキャパシタと、二次電池とキャパシタとを並列接続する第１の接続回路と、を備える。さらに本発明の電源装置は、二次電池とキャパシタとを並列接続して二次電池からキャパシタの方向へ電流値の制限された電流を流す第２の接続回路を備える。さらに本発明の電源装置は、キャパシタの電力を変換して負荷に二次電池の電圧上限値未満である一定電圧値の電力供給を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備える。さらに本発明の電源装置は、負荷からＤＣ／ＤＣコンバータ方向への電流を防ぐダイオードと、二次電池の温度を検知する温度センサを備える。
【００１７】
さらに本発明の電源装置は、二次電池の温度が第１の閾値以上の場合は、第１の接続回路を導通させて第２の接続回路を切断すると共にＤＣ／ＤＣコンバータを停止し、二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、第１の接続回路を切断し第２の接続回路を導通させて、ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する制御部を備える。
【００１８】
本発明の電源装置は好ましくは、キャパシタの電圧を検知する電圧センサと、二次電池及びダイオードのカソードと負荷との電流経路上に設けられた第３の接続回路とを、さらに備える。本発明の電源装置の制御部は、キャパシタの電圧が低下して第２の閾値未満に到達した場合には導通している第３の接続回路を切断し、キャパシタの電圧が第２の閾値から一定値以上回復した場合には第３の接続回路を導通させるように、制御する。
【００１９】
本発明の電源装置は好ましくは、制御部が、二次電池の温度が低いほどＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧値を下げるように、制御するものである。
【００２０】
〔第１実施形態〕
初めに、本発明の第１実施形態による電源装置及びその制御方法について、説明する。
【００２１】
本実施形態の電源装置は、例えば、定置用蓄電池である。図１は、本発明の第１実施形態による電源装置を示すブロック図である。図１は電源装置において、低温環境下にある二次電池１の出力をキャパシタが補助する構成を示している。
【００２２】
図１に示すように、二次電池１は、第１の接続回路の一例としての双方向接続回路２、又は第２の接続回路の一例としての一方向接続回路３を介して、キャパシタ４に接続されている。そして、二次電池１及びキャパシタ４は、双方向接続回路５を介して負荷である直流交流交換装置（PCS: Power Conditioning System）３に接続されている。直流交流交換装置６を、以下ではＰＣＳ６と称する。ＰＣＳ６は、供給された直流電力を交流に変換して出力する。ＰＣＳ６には、交流電源で動作する電気機器などが接続される（図示せず）。キャパシタ４は、電圧出力型のＤＣ／ＤＣコンバータ７の入力部に接続されている。
【００２３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７への電流の流入を防ぐ向きのダイオード８を介して第３の接続回路の一例としての双方向接続回路５に接続されている。図１では、ダイオード８のアノードがＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力部に接続され、ダイオード８のカソードが双方向接続回路５に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ７からは、二次電池１の放電停止電圧を下回らない範囲で、低温環境で二次電池１が許容される定常的な電流を流した場合の平均電圧を下回る電圧値で電力供給が行われる。温度センサ１０は、二次電池１の温度を検知する。電圧センサ１１は、キャパシタ４の電圧値を検知する。
【００２４】
また、制御回路９は、温度センサ１０の検知する二次電池１の温度及び、電圧センサ１１の検知するキャパシタ４の電圧値に基づき、双方向接続回路２、一方向接続回路３、双方向接続回路５の導通及び切断を制御する。双方向接続回路２や双方向接続回路５は、半導体スイッチング素子などで構成できる。双方向接続回路２や双方向接続回路５は、電流経路の単純な導通及び遮断を行う。一方向接続回路３は例えば、半導体スイッチング素子、ダイオード、及び電流制限回路などから構成される。一方向接続回路３は、二次電池１からキャパシタへの充電のみ、電流値の制限を加えた状態で許可する。
【００２５】
本実施形態においては、二次電池１としてリチウムイオン二次電池を用いる場合について説明する。さらに本実施形態においてはキャパシタ４として、リチウムイオン二次電池に比べて内部抵抗が小さく、低温環境下でも充電及び放電が可能なリチウムイオンキャパシタを用いる。しかしながら本実施形態で用いることのできる二次電池１及びキャパシタ４の種類は、これに限定されない。すなわち、内部抵抗が二次電池１より小さく、かつ二次電池１が充電及び放電ができないような低温の環境下でも充電及び放電が可能なものを用いるのであれば、キャパシタ４が上記と異なる種類のキャパシタであってもよい。
【００２６】
次に、本実施形態による電源装置の動作について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る電源装置の動作を説明するためのフローチャートである。制御回路９は、低温環境下でキャパシタ４が二次電池１の出力補助を効率的に行えるように、二次電池１及びキャパシタ４からＰＣＳ６への放電を制御する。
【００２７】
以下の説明では、二次電池１の温度が所定値Ａ℃未満になると二次電池１とキャパシタ４が単純な並列接続状態にある場合に放電開始時点でキャパシタ４から放電が行われるものとする。そしてこの放電エネルギーが優先的に消費されて、キャパシタ４による二次電池１の出力補助効果が得られないものとする。また、キャパシタ４は、電圧値が所定値Ｂ未満に到達するまで、安全にエネルギーを放出できるものとする。
【００２８】
二次電池１の温度が所定値Ａ℃以上である定常状態では、制御回路９は一方向接続回路３を切断し、双方向接続回路２と双方向接続回路５とを導通させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ７はオフとなっている（図２、ステップＳ２０１）。この定常状態では、双方向接続回路２を介して並列に接続された二次電池１とキャパシタ４とから、ＰＣＳ６に電力が供給される。二次電池１の温度が引き続きＡ℃以上の状態にあれば（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、制御回路９は二次電池１と同じ電位を持つキャパシタ４の電圧判定を行う（ステップＳ２０３）。キャパシタ４の電圧が低下し、閾値Ｂ未満に到達すると（ステップＳ２０３のＮＯ）、制御回路９は双方向接続回路５を切断し（ステップＳ２０５）、放電動作が完了する。すなわち、電圧センサ１１が検知するキャパシタ４の電圧値が閾値Ｂ未満になると、制御回路９は双方向接続回路５を切断し、放電動作が完了する。このようにキャパシタ４の電位を条件に、キャパシタ４と二次電池１の負荷への放電を安全に止めることができる。その後、キャパシタ４の電圧値が閾値Ｂから一定値以上回復した場合には、再び双方向接続回路５を導通させてもよい。キャパシタ４の電圧が閾値Ｂ以上であれば（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、並列に接続された二次電池１とキャパシタ４が放電可能な状態を保ち、二次電池１の温度監視が繰り返される（ステップＳ２０４）。
【００２９】
さらに、二次電池１の温度が所定値Ａ℃未満になると（ステップＳ２０４のＮＯ）、制御回路９は一方向接続回路３を導通させ、双方向接続回路２を切断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ７をオンにする（ステップＳ２０６）。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ７は二次電池１及びキャパシタ４の電力を定電圧変換し、ＰＣＳ６に供給する。この状態でキャパシタ４の電圧判定が行われ、キャパシタ４の電圧が閾値Ｂ未満に到達すると（ステップＳ２０７のＮＯ）、制御回路９は双方向接続回路５を切断し（ステップＳ２０９）、放電動作が完了する。すなわち、電圧センサ１１が検知するキャパシタ４の電圧値が閾値Ｂ未満になると、制御回路９は双方向接続回路５を切断し、放電動作が完了する。このようにキャパシタ４の電位を条件に、キャパシタ４と二次電池１の負荷への放電を安全に止めることができる。その後、キャパシタ４の電圧値が閾値Ｂから一定値以上回復した場合には、再び双方向接続回路５を導通させてもよい。さらに、二次電池１の温度が所定値Ａ℃未満であり、かつ二次電池１の電圧が一定値未満の場合又はＤＣ／ＤＣコンバータ７から電流が流れている場合には、一方向接続回路３を切断することも考えられる。キャパシタ４の電圧が閾値Ｂ以上であれば（ステップＳ２０７のＹＥＳ）、二次電池１の温度監視が行われる（ステップＳ２０８）。二次電池１の温度がＡ℃未満の状態であれば、キャパシタ４の電圧判定が繰り返される（ステップＳ２０７）。そして、二次電池１及びキャパシタ４の電力を定電圧変換したＤＣ／ＤＣコンバータ７の電力が、ＰＣＳ６に供給される状態が保たれる。
【００３０】
その後、二次電池１の温度がＡ℃以上に上がると（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、ＰＣＳ６に並列に接続された二次電池１とキャパシタ４とから電力が供給される定常状態に移行する。この定常状態へ移行するため制御回路９は、一方向接続回路３を切断し、双方向接続回路２を導通させ、双方向接続回路５の導通を継続させて、ＤＣ／ＤＣコンバータ７をオフにする（ステップＳ２０９）。
【００３１】
図３は、本発明の第１実施形態に係る電源装置の構成要素における低温環境での電流及び電圧の時間的変化の一例を示す波形図である。ここでは、二次電池１の温度は所定値Ａ℃未満であり、キャパシタ４の電圧がＢ以上であるとする。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ７が二次電池１及びキャパシタ４の電力を定電圧変換し、ＰＣＳ６に供給している状態を想定する。すなわち制御回路９が一方向接続回路３を導通させ、双方向接続回路２を切断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ７をオンにしている状態である（図２、ステップＳ２０６）。
【００３２】
ＰＣＳ６が要求する電流の時間的変化の一例を図３（Ａ）に示す。ＰＣＳ６が要求する電流は、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで二次電池１が低温環境で許容しうる時間的に一定な値であるとする。例えば、ＰＣＳ６に接続された電気機器のオン・オフや動作モードの変更時など負荷の状況が瞬時に切り替わる場合や、系統から来るノイズの影響で、時刻ｔ１から時刻ｔ２では急な電力要求が起こり、要求電力が一時的に増加する。このような原因による負荷の変動は一時的で、時刻ｔ２以降は二次電池１が低温環境で許容しうる一定な値に戻っている。
【００３３】
放電時の二次電池１の電流の時間的変化を図３（Ｂ）に示す。時刻ｔ１から時刻ｔ２のタイミングで、電流量が一定値だけ増加する。放電時の二次電池１の電圧の時間的変化を図３（Ｃ）に示す。時刻ｔ１から時刻ｔ２のＰＣＳ６からの要求電流が急増するタイミングで電圧降下が起こるが、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧値まで下がると、ダイオード８によって逆流が防止される。ダイオード８によって逆流が防止されたまま、一定電圧値を保ったＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力部からＰＣＳ６への電力供給が起こるので、二次電池１の電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧値で下げ止まる。
【００３４】
放電時のキャパシタ４の電流の時間的変化を図３（Ｄ）に示す。時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間、及び時刻ｔ２以降の二次電池１が許容しうる電流値で放電を行っているタイミングでは、二次電池１より出力電圧の小さいＤＣ／ＤＣコンバータ７から電力供給が行われないため、キャパシタ４から放電が行われない。時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間でＤＣ／ＤＣコンバータ７から電力供給が行われると、二次電池１の放電電流と合わせてＰＣＳ６の要求電流を満たすために、ＤＣ／ＤＣコンバータ７が必要とする電流がキャパシタ４から流れる。放電時のキャパシタ４の電圧の時間的変化を図３（Ｅ）に示す。キャパシタ４が放電を行う時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間だけ、キャパシタ４の電圧が降下する。
【００３５】
二次電池１の温度が所定値Ａ℃未満の時は、一方向接続回路３の導通によって、二次電池１からキャパシタ４へ、二次電池１が電圧降下を起こさない程度に電流制限された電流が流れる。ＰＣＳ６から電流の要求がないなど、二次電池１の電圧がキャパシタ４の電圧より高い状態では、キャパシタ４が充電され、消費されたキャパシタ４の容量が回復される。
【００３６】
本実施形態による電源装置及び制御方法によれば、常温環境では二次電池１とキャパシタ４を並列接続して二次電池１の出力を安定させることができる。さらに、低温環境下において負荷であるＰＣＳ６への電力を供給するときには、二次電池１の放電電流の許容値を超えて瞬時的な電圧降下が起こる場合でも、キャパシタ４がＤＣ／ＤＣコンバータ７を介してこれを補助する。これにより、安定した電力をＰＣＳ６に供給することが可能となる。
【００３７】
また、上記構成では二次電池１が電圧降下を起こして過放電領域に突入する前に必ずキャパシタ４の電圧が降下し、これを二次電池１及びキャパシタ４の放電停止のトリガーとしている。これにより、安全に二次電池１を使用できる、電源装置システムを提供することが可能となる。
【００３８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態による電源装置及びその制御方法について、説明する。
【００３９】
第２実施形態による電源装置は、図１に示される第１実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ７が出力電圧を複数の電圧値から選択できる機能を有するように構成したものである。さらに第２実施形態による電源装置は、図１に示される第１実施形態の制御回路９が二次電池の電池温度に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧値を選択する機能を有するように構成したものである。その他の構成や機能は、図１の第１実施形態による電源装置と同じであり、詳細な説明は省略することにする。
【００４０】
図４は、電池温度によって変化する二次電池の放電カーブと、本実施形態において選択可能なＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧を示したグラフである。図４に示すように二次電池１は、電池温度の低下に伴い放電開始時の電圧降下が大きくなり、出力電圧も全体的に低下していく。ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧値を、二次電池１の温度が−１０℃の場合は電圧Ｖ１、−２０℃の場合は電圧Ｖ２、−３０℃の場合は電圧Ｖ３と、二次電池１の温度低下に伴って段階的に下げるように、制御回路９が制御する。
【００４１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧値の設定値は、温度範囲ごとの二次電池が許容する電流レート一定での放電時の、平均電圧値未満に設定するのが望ましい。また温度範囲ごとの二次電池が許容する電流レート一定での放電時の、温度範囲ごとに消費できる容量値の８０％〜９５％が消費された時の電圧値など、一定割合まで二次電池が消費される時の二次電池の電圧値をＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力値に設定するとよい。一定割合まで二次電池が消費される時の二次電池の電圧値をＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力値に設定することにより、二次電池の容量を無駄なく、かつ安全に使用することができる。
【００４２】
本実施形態による電源装置によれば、第１実施形態による電源装置と同様に、常温環境では二次電池１とキャパシタ４を並列接続して二次電池１の出力を安定させることができる。さらに、低温環境下において負荷であるＰＣＳ６への電力を供給するときには、二次電池１の放電電流の許容値を超えて瞬時的な電圧降下が起こる場合でも、キャパシタ４がＤＣ／ＤＣコンバータ７を介してこれを補助する。これにより、安定した電力をＰＣＳ６に供給することが可能となる。
【００４３】
さらに、本実施形態によれば、二次電池の温度状態により変化する電圧変動の範囲に適したＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧値を選択している。これにより、瞬時的な負荷の電流要求時などの二次電池の急な電圧降下が起こる状況で、二次電池の温度が異なる場合でも電圧変動量を抑える効果が得られる。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
【００４５】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）負荷に電力供給を行う二次電池と、前記二次電池より内部抵抗の小さいキャパシタと、前記二次電池とキャパシタとを並列接続する第１の接続回路と、前記二次電池と前記キャパシタとを並列接続して前記二次電池から前記キャパシタの方向へ電流値の制限された電流を流す第２の接続回路と、前記キャパシタの電力を変換して前記負荷に前記二次電池の電圧上限値未満である一定電圧値の電力供給を行うＤＣ／ＤＣコンバータと、前記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、前記第１の接続回路を切断し、前記第２の接続回路を導通させると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する制御部と、を備える電源装置。
（付記２）前記制御部は、前記二次電池の温度が前記第１の閾値以上の場合は、前記第１の接続回路を導通させて、前記第２の接続回路を切断すると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを停止する、付記１に記載の電源装置。
（付記３）前記制御部は、前記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、前記第１の接続回路を切断させ、前記第２の接続回路を導通させると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する、付記１又は付記２に記載の電源装置。
（付記４）前記負荷と前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力部との間に挿入されたダイオードをさらに備える、付記１乃至付記３のいずれか一つに記載の電源装置。
（付記５）前記二次電池及び前記ダイオードのカソードと前記負荷との電流経路上に設けられた第３の接続回路をさらに備える、付記４に記載の電源装置。
（付記６）前記制御部は、前記キャパシタの電圧が第２の閾値未満に到達した場合に、前記第３の接続回路を切断し、前記キャパシタの電圧が第２の閾値から一定値以上回復した場合に前記第３の接続回路を導通させる、付記５に記載の電源装置。
（付記７）負荷に電力供給を行う二次電池、前記二次電池より内部抵抗の小さいキャパシタ、前記二次電池とキャパシタとを並列接続する第１の接続回路、前記二次電池と前記キャパシタとを並列接続して前記二次電池から前記キャパシタの方向へ電流値の制限された電流を流す第２の接続回路、及び前記キャパシタの電力を変換して前記負荷に前記二次電池の電圧上限値未満である一定電圧値の電力供給を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備える電源装置の制御方法であって、
前記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、前記第１の接続回路を切断し、前記第２の接続回路を導通させると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する、電源装置の制御方法。
（付記８）前記二次電池の温度が前記第１の閾値以上の場合は、前記第１の接続回路を導通させて、前記第２の接続回路を切断すると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを停止する、付記７に記載の電源装置の制御方法。
（付記９）前記二次電池の温度が第１の閾値未満の場合は、前記第１の接続回路を切断させ、前記第２の接続回路を導通させると共に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する、付記７又は付記８に記載の電源装置の制御方法。
（付記１０）前記電源装置は、前記負荷と前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力部との間に挿入されたダイオードをさらに備える、付記７乃至付記９のいずれか一つに記載の電源装置の制御方法。
（付記１１）前記電源装置は、前記二次電池及び前記ダイオードのカソードと前記負荷との電流経路上に設けられた第３の接続回路をさらに備える、付記１０に記載の電源装置の制御方法。
（付記１２）前記キャパシタの電圧が第２の閾値未満に到達した場合に、前記第３の接続回路を切断し、前記キャパシタの電圧が第２の閾値から一定値以上回復した場合に前記第３の接続回路を導通させる、付記１１に記載の電源装置の制御方法。
【符号の説明】
【００４６】
１  二次電池
２、５  双方向接続回路
３  一方向接続回路
４  キャパシタ
６  直流交流交換装置
７  ＤＣ／ＤＣコンバータ
８  ダイオード
９  制御回路
１０  温度センサ
１１  電圧センサ
【図１】
2015192513.tif 000003
【図２】
2015192513.tif 000004
【図３】
2015192513.tif 000005
【図４】
2015192513.tif 000006