(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機能を備えた回転電機（１０）に対して並列接続された第１蓄電池（１１）と第２蓄電池（１２）とを備える電源システムに適用され、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の間の電気経路（Ｌ１）に、互いのダイオード成分の順方向を向かい合わせに接続した第１スイッチ（２１）及び第２スイッチ（２２）の直列接続体と、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの中間点であって電気負荷（１４）を接続する接続点（Ｐ１）と、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとを個別にオンオフするスイッチ制御手段（４０）と、
を備える電源装置。
【請求項２】
前記スイッチ制御手段は、前記各蓄電池のうち前記電気負荷に対する放電を優先する蓄電池側のスイッチをオン、前記電気負荷に対する放電を優先しない蓄電池側のスイッチをオフにする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記回転電機は、力行駆動が可能であり、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの直列接続体と前記第２蓄電池との間に接続されており、
前記スイッチ制御手段は、前記回転電機が力行駆動される状態で、前記第１スイッチをオン、前記第２スイッチをオフにする請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記回転電機は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの直列接続体と前記第２蓄電池との間に接続されており、
前記スイッチ制御手段は、前記回転電機の発電による充電時に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの両方をオンにする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の間において前記直列接続体に並列に設けられる開閉手段（６０）を備え、
前記スイッチ制御手段は、前記回転電機の発電による充電時に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方をオン、前記開閉手段をオンにする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の間において、前記直列接続体が設けられる前記電気経路は、前記電気負荷の要求電力に応じた電流を流す負荷給電経路であり、前記開閉手段が設けられる並列経路（Ｌ１１）は、前記負荷給電経路よりも大電流の通電を許容する大電流経路である請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのいずれかにおける故障の有無を判定する故障判定手段（４０）と、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのいずれかが故障したと判定された場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのうち故障していない方のスイッチをオン、前記開閉手段をオンにするフェイルセーフ手段（４０）と、
を備える請求項５又は６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを電気接続する前記電気経路における地絡の有無を判定する地絡判定手段（４０）を備え、
前記スイッチ制御手段は、前記第１スイッチよりも前記第１蓄電池側で地絡が生じた場合には前記第１スイッチをオフにし、前記第２スイッチよりも前記第２蓄電池側で地絡が生じた場合には前記第２スイッチをオフにする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項９】
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、それぞれ複数の半導体スイッチの並列接続体にて構成されており、
前記スイッチ制御手段は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の充電の優先度に応じて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチにおいて前記複数の半導体スイッチのうちいずれをオンするかを切り替える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池は、各々異なる上限電圧が定められており、
前記スイッチ制御手段は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の充電に際し、前記上限電圧の低い側の一方の蓄電池が上限電圧に達するまでは、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い、その一方の蓄電池が上限電圧に達した後に、前記上限電圧の高い側の他方の蓄電池を優先して充電するように、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのオンオフを制御する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池は、各々異なる上限電圧が定められており、
前記スイッチ制御手段は、前記上限電圧の低い側の蓄電池の温度が所定未満の場合には、前記上限電圧の低い側の蓄電池の前記スイッチをオフ、前記上限電圧の高い側の蓄電池の前記スイッチをオンにする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１２】
前記スイッチ制御手段は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち、前記上限電圧の低い側の蓄電池の電圧が当該上限電圧に達する場合には、当該上限電圧の低い側の蓄電池のスイッチをオフ、前記上限電圧の高い蓄電池側のスイッチをオンにする請求項１１に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの直列接続体に対して接続されるとともに、前記第２蓄電池に対して直列接続された第２開閉手段（３０）を備え、
前記スイッチ制御手段は、前記第２蓄電池による充放電を許可する場合には前記第２開閉手段をオンとし、前記第２蓄電池の充放電を禁止する場合には前記第２開閉手段をオフとする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１４】
前記第２開閉手段は、互いのダイオード成分の順方向を逆に接続した第３スイッチ（３１ａ）及び第４スイッチ（３１ｂ）の直列接続体を備える請求項１３に記載の電源装置。
【請求項１５】
前記スイッチ制御手段は、前記第２蓄電池の充放電を禁止する場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方をオン、前記第２開閉手段をオフ、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の間において前記直列接続体に並列に設けられる開閉手段（６０）をオンとする請求項１３又は１４に記載の電源装置。
【請求項１６】
前記第１蓄電池の充電状態と、前記第２蓄電池の充電状態との比較により、前記第１蓄電池及び第２蓄電池の充電の優先度を判定する優先度判定手段（４０）を備える請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１７】
発電機能を備えた回転電機（１０）に対して並列接続された第１蓄電池（１１）と第２蓄電池（１２）とを備える電源システムに適用され、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の間の電気経路（Ｌ１）に、互いのダイオード成分の順方向を向かい合わせに接続した第１スイッチ（２１）及び第２スイッチ（２２）の直列接続体と、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの中間点であって電気負荷（１４）を接続する接続点（Ｐ１）と、
前記第１蓄電池の充電状態と、前記第２蓄電池の充電状態との比較により、前記第１蓄電池及び第２蓄電池の充電の優先度を判定する優先度判定手段（４０）と、
を備える電源装置。
【請求項１８】
前記第１蓄電池は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの直列接続体を介さずに、前記電気負荷よりも要求電力の大きい第２電気負荷（１３）に接続されている請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１９】
前記第２電気負荷はエンジンを始動させるスタータ装置であり、
前記第１蓄電池の蓄電容量は第２蓄電池の蓄電容量よりも大きい請求項１８に記載の電源装置。
【請求項２０】
前記第２蓄電池の充放電性能は前記第１蓄電池の充放電性能よりも高い請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の電源装置。
【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装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される電源装置として、複数の蓄電池（鉛蓄電池、リチウムイオン蓄電池等）を用い、これら各蓄電池を使い分けながら車載の各種電気負荷に電力を供給する構成が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１では、発電機能を有する回転電機及びリチウムイオン蓄電池側に第１の電気負荷を接続し、鉛蓄電池側に第２の電気負荷を接続している。また、リチウムイオン蓄電池と鉛蓄電池とを接続する接続経路に半導体スイッチを設けている。そして、半導体スイッチをオンにすることで、第１の電気負荷及び第２の電気負荷に対する放電をリチウムイオン蓄電池側及び鉛蓄電池の２電源で行えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３０６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記構成では、半導体スイッチをオフにすると各電気負荷に対する放電が継続できなくなる場合があった。例えば地絡が発生した場合に、半導体スイッチをオフにすると、地絡の発生経路側の電気負荷に対して放電できなくなってしまう。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、電気負荷に対する放電を適切に実施できる電源装置を提供することを主たる目的とするものである。
【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なされた第１の発明は、発電機能を備えた回転電機（１０）に対して並列接続された第１蓄電池（１１）と第２蓄電池（１２）とを備える電源システムに適用され、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の間の電気径路（Ｌ１）に互いのダイオード成分の順方向を向かい合わせに接続した第１スイッチ（２１）及び第２スイッチ（２２）の直列接続体と、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの中間点であって電気負荷（１４）を接続する接続点（Ｐ１）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第１の発明によれば、互いのダイオード成分の順方向が向かい合わせとなるように第１スイッチと第２スイッチとを接続し、その中間点に電気負荷を接続する接続点を設ける構成としたため、各スイッチがオンである場合に加えて、各スイッチがオフの場合にも、各スイッチに設けられたダイオードを経由して電気負荷への放電が可能となる。従って、第１スイッチ及び第２スイッチのオンオフに関わらず、電気負荷に対する２電源による電力供給の冗長性を確保できる。
【０００９】
第２の発明は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとを個別にオンオフするスイッチ制御手段（４０）を備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明によれば、第１スイッチと第２スイッチとを個別にオンオフするようにしたため、第１スイッチ及び第２スイッチの一方をオン、他方をオフにすることで、オン状態の第１，第２スイッチを介しての通電と、オフ状態の第１，第２スイッチのダイオードを経由しての通電との両方を行うことが可能となる。
【００１１】
第３の発明は、前記スイッチ制御手段は、前記各蓄電池のうち前記電気負荷に対する放電を優先する蓄電池側のスイッチをオン、前記電気負荷に対する放電を優先しない蓄電池側のスイッチをオフにすることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明によれば、第１蓄電池、第２蓄電池のうち電気負荷に対する放電を優先する蓄電池側のスイッチをオン、電気負荷に対する放電を優先しない蓄電池側のスイッチをオフにするため、放電を優先しない蓄電池側のスイッチにおいては、ダイオードを経由しての通電による電圧降下が生じる。そのため、放電を優先しない側の蓄電池の電圧に対して、放電を優先する側の蓄電池の相対的な電圧が高められることとなり、放電を優先する蓄電池から電気負荷に対して電力を優先的に供給する効果を高めることができる。
【００１３】
第４の発明は、前記回転電機は、力行駆動が可能であり、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの直列接続体と前記第２蓄電池との間に接続されており、前記スイッチ制御手段は、前記回転電機が力行駆動される状態で、前記第１スイッチをオン、前記第２スイッチをオフにすることを特徴とする。
【００１４】
第４の発明によれば、回転電機が力行駆動される状態（車両の加速状態及びアイドリングストップ制御の再始動状態）で、第１スイッチがオン、第２スイッチがオフにされるため、第２蓄電池から電気負荷への放電を抑えることができ、第１蓄電池から電気負荷への放電をより積極的に行うことができる。
【００１５】
第５の発明は、前記回転電機は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの直列接続体と前記第２蓄電池との間に接続されており、前記スイッチ制御手段は、前記回転電機の発電による充電時（例えば減速回生状態での充電時）に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの両方をオンにすることを特徴とする。
【００１６】
第５の発明によれば、車両の減速状態等において回転電機の発電により充電が行われる場合に、第１スイッチ及び第２スイッチの両方がオンにされることで、第１蓄電池、第２蓄電池、電気負荷の各々に対して回生発電の電力を供給できる。
【００１７】
第６の発明は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の間において前記直列接続体に並列に設けられる開閉手段（６０）を備え、前記スイッチ制御手段は、前記回転電機の発電による充電時に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方をオン、前記開閉手段をオンにすることを特徴とする。
【００１８】
第６の発明によれば、回転電機の発電による充電時に、直列接続体に並列に設けられた開閉手段をオン（閉鎖）することにより、その開閉手段を介して、回転電機の発電電力を蓄電池に供給する充電経路を形成することができる。この場合、第１蓄電池及び第２蓄電池の間においては、蓄電池への充電経路と電気負荷への給電経路とが並列に形成される。これにより、直列接続体を構成する各スイッチの電流負荷は、電気負荷の要求電力を満たす分で足りることになる。つまり、蓄電池への充電経路と電気負荷への給電経路とが各々形成されることにより、これら各経路における想定電力の大きさを考慮しつつ適正な回路構成を実現することができる。
【００１９】
第７の発明は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の間において、前記直列接続体が設けられる前記電気経路は、前記電気負荷の要求電力に応じた電流を流す負荷給電経路であり、前記開閉手段が設けられる並列経路（Ｌ１１）は、前記負荷給電経路よりも大電流の通電を許容する大電流経路であることを特徴とする。
【００２０】
第７の発明によれば、第１蓄電池及び第２蓄電池の間に、負荷給電経路と、その負荷給電経路よりも大電流の通電を許容する大電流経路とが並列で設けられる。そのため、これら各経路のうち負荷給電経路では、直列接続体を構成する各スイッチの個数をそれぞれ少なくする一方、大電流経路ではスイッチ個数を多くする等の対応が可能となる。
【００２１】
仮に回転電機として定格出力の大きいものを使用する場合には、その定格出力に応じて大電流経路での想定最大電力が大きくなるが、かかる場合にも、直列接続体を構成する各スイッチの個数をそれぞれ多くする必要はなく、大電流経路側の開閉手段への対応のみで対処できる。
【００２２】
第８の発明は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのいずれかにおける故障の有無を判定する故障判定手段（４０）と、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのいずれかが故障したと判定された場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのうち故障していない方のスイッチをオン、前記開閉手段をオンにするフェイルセーフ手段（４０）と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
第８の発明によれば、第１スイッチ及び第２スイッチのいずれかの故障時に、第１スイッチ及び第２スイッチのうち故障していない方のスイッチをオン、開閉手段をオンにすることで、回転電機による蓄電池への充電を可能にしつつ、電気負荷への給電を継続することが可能となる。これにより、適正なフェイルセーフ処置を実施できる。
【００２４】
第９の発明は、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを電気接続する前記電気経路における地絡の有無を判定する地絡判定手段（４０）を備え、前記スイッチ制御手段は、前記第１スイッチよりも前記第１蓄電池側で地絡が生じた場合には前記第１スイッチをオフにし、前記第２スイッチよりも前記第２蓄電池側で地絡が生じた場合には前記第２スイッチをオフにすることを特徴とする。
【００２５】
第９の発明によれば、第１蓄電池側で地絡が生じた際に、第１スイッチをオフにする場合、第１蓄電池側から電気負荷への放電が停止されたとしても、第２蓄電池側から電気負荷への放電を継続できる。また、第２蓄電池側で地絡が生じた際に、第２スイッチをオフにする場合、第２蓄電池側から電気負荷への放電が停止されたとしても、第１蓄電池側から電気負荷への放電を継続できる。
【００２６】
第１０の発明は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、それぞれ複数の半導体スイッチの並列接続体にて構成されており、前記スイッチ制御手段は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の充電の優先度に応じて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチにおいて前記複数の半導体スイッチのうちいずれをオンするかを切り替えることを特徴とする。
【００２７】
第１０の発明によれば、第１スイッチ及び第２スイッチを、それぞれ複数の半導体スイッチの並列接続体にて構成した場合、並列接続体を構成する各半導体スイッチのうちでオンとする半導体スイッチを切り換えることで、第１スイッチ、第２スイッチにおける経路抵抗を変えることができる。これを利用して、充電の優先度に応じて、第１スイッチ及び第２スイッチのオンオフを切り替えることで、充電の優先度に応じて各蓄電池を充電できる。
【００２８】
第１１の発明は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池は、各々異なる上限電圧が定められており、前記スイッチ制御手段は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の充電に際し、前記上限電圧の低い側の一方の蓄電池が上限電圧に達するまでは、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い、その一方の蓄電池が上限電圧に達した後に、前記上限電圧の高い側の他方の蓄電池を優先して充電するように、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのオンオフを制御することを特徴とする。
【００２９】
第１１の発明によれば、第１蓄電池及び第２蓄電池の上限電圧が異なる場合に、各蓄電池の充電を行う際、上限電圧の低い側の蓄電池が上限電圧に達するまでは、両蓄電池を充電する。そして上限電圧の低い側の蓄電池が上限電圧に達した際には、上限電圧の高い側の他方の蓄電池を優先して充電するようにした。この場合、各蓄電池に対して上限電圧以上の電圧が印加される過電圧状態を回避しつつ、各蓄電池をより満充電状態に近づくように充電できる。
【００３０】
第１２の発明は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池は、各々異なる上限電圧が定められており、前記スイッチ制御手段は、前記上限電圧の低い側の蓄電池の温度が所定未満の場合には、前記上限電圧の低い側の蓄電池の前記スイッチをオフ、前記上限電圧の高い側の蓄電池の前記スイッチをオンにすることを特徴とする。
【００３１】
第１２の発明によれば、上限電圧の低い蓄電池側の温度が所定未満に低温の場合には、当該蓄電池において充電に伴う電圧上昇が大きく上限電圧に達しやすくなる。そこで、上限電圧の低い蓄電池側のスイッチをオフ、上限電圧の高い蓄電池側のスイッチをオンにすることで、スイッチがオフとされた上限電圧の低い側の蓄電池側においては、ダイオードを介した充電により充電電圧の上昇を抑えることができる。そして、上限電圧の高い側の蓄電池側においては、上限電圧の低い蓄電池の側の蓄電池の電圧上昇が抑えられることで、より適切に充電できる。また上限電圧の低い側の蓄電池側において、ダイオードを介した通電により生じる温度上昇により、蓄電池の温度上昇が促され、蓄電池の電圧上昇を抑えることも可能となる。
【００３２】
第１３の発明は、前記スイッチ制御手段は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち、前記上限電圧の低い側の蓄電池の電圧が当該上限電圧に達する場合には、当該上限電圧の低い側の蓄電池のスイッチをオフ、前記上限電圧の高い蓄電池側のスイッチをオンにすることを特徴とする。
【００３３】
第１３の発明によれば、上限電圧の低い蓄電池側の電圧が上限電圧に達する場合に、当該上限電圧の低い蓄電池側のスイッチをオフ、上限電圧が高い側の蓄電池側のスイッチをオンにするようにしたため、上限電圧の低い蓄電池の充電を停止した状態で、上限電圧の高い蓄電池側を充電できる。
【００３４】
第１４の発明は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの直列接続体に対して接続されるとともに、前記第２蓄電池に対して直列接続された第２開閉手段（３０）を備え、前記スイッチ制御手段は、前記第２蓄電池による充放電を許可する場合には前記第２開閉手段をオンとし、前記第２蓄電池の充放電を禁止する場合には前記第２開閉手段をオフとすることを特徴とする。
【００３５】
第１４の発明によれば、第１スイッチ及び第２スイッチの状態に関わらず、第２開閉手段の開閉状態を切り替えることにより、第２蓄電池の充放電の許可及び禁止を切り替えることができる。
【００３６】
第１５の発明は、前記第２開閉手段は、互いのダイオード成分の順方向を逆に接続した第３スイッチ（３１ａ）及び第４スイッチ（３１ｂ）の直列接続体を備えることを特徴とする。
【００３７】
第１５の発明によれば、第３スイッチと第４スイッチの互いのダイオード成分の順方向が逆向きに接続されているため（アノード同士が接続されているため）、第２開閉手段をオフとした際に、第２開閉手段が設けられた経路を流れる電流を遮断する効果を高めることができる。
【００３８】
第１６の発明は、前記スイッチ制御手段は、前記第２蓄電池の充放電を禁止する場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方をオン、前記第２開閉手段をオフ、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の間において前記直列接続体に並列に設けられる開閉手段（６０）をオンとすることを特徴とする。
【００３９】
第１６の発明によれば、第２蓄電池の充放電が禁止される状態下において、第１スイッチ及び第２スイッチの少なくとも一方がオン、第２開閉手段がオフ、直列接続体に並列に設けられる開閉手段がオンされることにより、回転電機による第１蓄電池の充電を可能にしつつ、さらに電気負荷への給電を継続的に実施できる。
【００４０】
第１７の発明は、前記第１蓄電池は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの直列接続体を介さずに、前記電気負荷よりも要求電力の大きい第２電気負荷（１３）に接続されていることを特徴とする。
【００４１】
第１７の発明によれば、第１スイッチ及び第２スイッチの直列接続体を介さずに、第１蓄電池から第２電気負荷に対する電力供給が行われることにより、要求電力の大きい第２電気負荷に対して効率よく給電を行うことができる。
【００４２】
第１８の発明は、前記第２電気負荷はエンジンを始動させるスタータ装置であり、前記第１蓄電池の蓄電容量は第２蓄電池の蓄電容量よりも大きいことを特徴とする。
【００４３】
第１８の発明によれば、第１蓄電池の蓄電容量が第２蓄電池の蓄電容量よりも大きいため、エンジンを始動させるスタータ装置の始動性を高めることができる。
【００４４】
第１９の発明は、前記第２蓄電池の充放電性能は前記第１蓄電池の充放電性能よりも高いことを特徴とする。
【００４５】
第１９の発明によれば、充放電性能の高い第２蓄電池からの放電がより積極的に行われることで、第１蓄電池の仕事率を抑えることができ、ひいては第１蓄電池の劣化を抑えることができる。
【００４６】
第２０の発明は、前記第１蓄電池の充電状態と、前記第２蓄電池の充電状態との比較により、前記第１蓄電池及び第２蓄電池の充電の優先度を判定する優先度判定手段（４０）を備えることを特徴とする。
【００４７】
第２０の発明によれば、第１蓄電池と第２蓄電池との充電状態に応じて両蓄電池をバランスよく充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【図２】鉛蓄電池、リチウムイオン蓄電池のＳＯＣ使用範囲を示す図。
【図３】地絡判定処理のフローチャート。
【図４】通常処理のフローチャート。
【図５】第２実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【図６】各蓄電池の充電の優先度の設定に関する説明図。
【図７】各蓄電池の充電の優先度の設定に関する説明図。
【図８】第２実施形態の充電制御のフローチャート。
【図９】第２実施形態の充電制御のフローチャート。
【図１０】第３実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【図１１】第３実施形態の充電制御のフローチャート。
【図１２】第４実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【図１３】減速回生時における通電状態を示す回路図。
【図１４】回転電機の力行駆動時における通電状態を示す回路図。
【図１５】鉛蓄電池の優先放電時における通電状態を示す回路図。
【図１６】リチウムイオン蓄電池の優先放電時における通電状態を示す回路図。
【図１７】リチウムイオン蓄電池の使用停止時における通電状態を示す回路図。
【図１８】フェイルセーフ１の実施時における通電状態を示す回路図。
【図１９】フェイルセーフ２の実施時における通電状態を示す回路図。
【図２０】フェイルセーフ３の実施時における通電状態を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
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。
【００５０】
（第１実施形態）
図１に示すように、本電源システムは、回転電機１０、鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２、第１電気負荷１４、第２電気負荷１３、第１スイッチ部２０、第２スイッチ部３０を備えている。このうち、リチウムイオン蓄電池１２、第１スイッチ部２０及び第２スイッチ部３０は、図示しない筐体（収容ケース）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。
【００５１】
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が設けられている。第１端子Ｔ１には鉛蓄電池１１と第２電気負荷１３と第１電気負荷１４とが接続され、第２端子Ｔ２には回転電機１０が接続されている。第３端子Ｔ３には、第１電気負荷１４が接続されている。なお、端子Ｔ１，Ｔ２はいずれも回転電機１０の入出力の電流が流れる大電流入出力端子となっている。
【００５２】
回転電機１０の回転軸は、図示しないエンジン出力軸に対してベルト等により駆動連結されており、エンジン出力軸の回転によって回転電機１０の回転軸が回転する一方、回転電機１０の回転軸の回転によってエンジン出力軸が回転する。この場合、回転電機１０は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電（回生発電）を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する動力出力機能（力行機能）とを備えている。なお回転電機１０には、例えばＩＳＧ（Integrated Starter Generator）等が使用される。
【００５３】
鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とは回転電機１０に対して並列に電気接続されており、回転電機１０の発電電力により各蓄電池１１，１２の充電が可能となっている。また、回転電機１０は、各蓄電池１１，１２からの給電により駆動されるものとなっている。
【００５４】
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。この場合、リチウムイオン蓄電池１２は第２蓄電池に相当し、これは鉛蓄電池１１よりも出力密度又はエネルギ密度の高い蓄電池であるとよい。
【００５５】
鉛蓄電池１１の構成として具体的には、正極活物質が二酸化鉛（ＰｂＯ２）、負極活物質が鉛（Ｐｂ）、電解液が硫酸（Ｈ２ＳＯ４）である。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。なお本実施形態では、鉛蓄電池１１の蓄電容量がリチウムイオン蓄電池１２の蓄電容量よりも大きくなるような設定がなれている。
【００５６】
一方、リチウムイオン蓄電池１２の正極活物質には、リチウムを含む酸化物（リチウム金属複合酸化物）が用いられており、具体例としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＦｅＰＯ４等が挙げられる。リチウムイオン蓄電池１２の負極活物質には、カーボン（Ｃ）やグラファイト、チタン酸リチウム（例えばＬｉｘＴｉＯ２）、Ｓｉ又はＳｕを含有する合金等が用いられている。リチウムイオン蓄電池１２の電解液には有機電解液が用いられている。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。
【００５７】
なお、図１中の符号１１ａ，１２ａは、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の電池セル集合体を表し、符号１１ｂ，１２ｂは鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の内部抵抗を表している。また、以下の説明において、蓄電池の開放電圧Ｖ０とは、電池セル集合体１１ａ，１２ａにより生じた電圧のことである。
【００５８】
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を相互に接続する第１接続経路Ｌ１，第２接続経路Ｌ２が設けられている。そして、このうち第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２とを接続する第１接続経路Ｌ１に第１スイッチ部２０が設けられ、第１接続経路Ｌ１上の接続点Ｎ１（電池接続点）とリチウムイオン蓄電池１２とを接続する第２接続経路Ｌ２に第２スイッチ部３０が設けられている。なお、第２スイッチ部３０が「第２開閉手段」に相当する。
【００５９】
これら第１スイッチ部２０，第２スイッチ部３０は、いずれも半導体スイッチの直列接続体として構成されている。各半導体スイッチには逆並列接続されたダイオード成分が含まれている。なお本実施形態では、半導体スイッチとして、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。
【００６０】
詳しくは、第１スイッチ部２０は、２つの半導体スイッチ（スイッチ２１，２２）の直列接続体として構成されている。各スイッチ２１，２２は、互いのドレイン端子同士が向かい合わせに接続されている。これにより、スイッチ２１側のダイオードＤ１のカソード（順方向）と、スイッチ２２側のダイオードＤ２のカソード（順方向）とが互いに向かい合わせとなっている。
【００６１】
第２スイッチ部３０は、２つの半導体スイッチ（スイッチ３１ａ，３１ｂ）の直列接続体として構成されたスイッチ３１を備えている。各スイッチ３１ａ，３１ｂは、互いのソース端子同士が向かい合わせに接続されている。これにより、スイッチ３１ａ側のダイオードＤ３のアノードと、スイッチ３１ｂ側のダイオードＤ４のアノードとが互いに向かい合わせとなっている。
【００６２】
また、第１スイッチ部２０において、各スイッチ２１，２２のドレイン端子同士の接続箇所に、第１電気負荷１４を接続するための接続点Ｐ１が設けられている。接続点Ｐ１は第３接続経路Ｌ３を介して第３端子Ｔ３に接続されている。接続点Ｐ１に、第１電気負荷１４を接続する場合、各スイッチ２１，２２がオンである場合に加えて、各スイッチ２１，２２がオフの場合にも、スイッチ２１，２２に設けられたダイオードＤ１，Ｄ２を経由して第１電気負荷１４への放電が可能となる。すなわち、各スイッチ２１，２２のオンオフに関わらず、第１電気負荷１４に対する２電源による電力供給が可能となる。
【００６３】
第１電気負荷１４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安定であることが要求される定電圧要求負荷と、定電圧負荷以外の一般負荷とを有している。
【００６４】
第１電気負荷１４について詳しく説明すると、定電圧要求負荷には、車両走行に関連する走行用負荷と、走行用以外の負荷とが含まれる。走行用負荷としては、ブレーキ装置、自動変速機のオイルポンプ、燃料ポンプ、電動パワーステアリング等が挙げられる。走行用以外の負荷としては、ナビゲーション装置、メータ等を表示するディスプレイ装置、オーディオ装置等が挙げられる。一般負荷には、定電圧要求負荷に比べて動作可能な電圧範囲が比較的に広い負荷であり、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。第２電気負荷１３は、エンジン始動時に大電流が流れることが要求される負荷であり、例えばスタータ等である。
【００６５】
制御部４０は、電源システムにおける各種処理を実施する。制御部４０は、電池ユニット外のＥＣＵ５０と接続されている。これら制御部４０及びＥＣＵ５０は、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４０及びＥＣＵ５０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。例えばＥＣＵ５０には、図示を略すアクセル開度センサ、ブレーキセンサ等の車両の走行状態を示す各種センサからの信号が入力され、これら各種センサの検出信号が制御部４０と共有される。
【００６６】
また、ＥＣＵ５０は、アイドリングストップ制御を実施する機能を有する電子制御装置でもある。アイドリングストップ制御とは、周知のとおり所定の自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、かつその自動停止状態下で所定の再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるものであり、再始動時には回転電機１０の駆動により、エンジンの再始動を行う。
【００６７】
回転電機１０は、エンジン出力軸の回転エネルギにより発電する発電機を兼用するものである。具体的には、回転電機１０においてロータがエンジン出力軸により回転すると、ロータコイルに流れる励磁電流に応じてステータコイルに交流電流が誘起され、図示しない整流器により直流電流に変換される。そして、回転電機１０においてロータコイルに流れる励磁電流がレギュレータにより調整されることで、発電された直流電流の電圧が所定の調整電圧Ｖｒｅｇ（図２参照）となるよう調整される。
【００６８】
例えば、車両が定常走行を行う際又はアイドリングストップ制御による自動停止状態の際には、回転電機１０の駆動によりエンジンに動力が付与されない状態になり、車両が加速状態及又はアイドリングストップ制御による自動停止からの再始動時には、回転電機１０の駆動によりエンジンに動力が付与される状態になる。
【００６９】
回転電機１０で発電した電力は、第１電気負荷１４に供給されるとともに、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２に供給される。エンジンの駆動が停止して回転電機１０で発電されていない時には、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２から第１電気負荷１４に電力供給される。鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２から第１電気負荷１４への放電量、及び回転電機１０からの充電量は、ＳＯＣ（State of charge：充電状態、満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合でもある）が過充放電とならない範囲（ＳＯＣ使用範囲）となるよう適宜調整される。
【００７０】
ここで各蓄電池１１、１２におけるＳＯＣ使用範囲の設定について詳しく説明する。図２に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の開放電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）との相関関係を示す。なお図２（ａ）には、鉛蓄電池１１の開放電圧と充電状態との相関関係が示されており、図２（ｂ）は、リチウムイオン蓄電池１２の開放電圧と充電状態との相関関係が示されている。また図２（ｂ）は、図２（ａ）の一点鎖線部分（ＳＯＣ使用範囲Ｗ１(Pb)を示す部分）の拡大図でもあり、図２（ｂ）の横軸に示されるリチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ＝０％の位置と、ＳＯＣ使用範囲Ｗ１(Pb)のＳＯＣａの値が対応している。また両図において、各電圧Ｖａ，Ｖｂは同じ電圧値であるとする。
【００７１】
図２（ａ）中の横軸は鉛蓄電池１１のＳＯＣを示し、図中の実線Ａ１は、鉛蓄電池１１のＳＯＣと開放電圧Ｖ０(Pb)との関係を示す電圧特性線である。充電量が増加してＳＯＣが上昇することに比例して開放電圧Ｖ０(Pb)も上昇する。図２（ｂ）中の横軸はリチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣを示し、図中の実線Ａ２は、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣと開放電圧Ｖ０(Li)との関係を示す電圧特性線であり、充電量が増加してＳＯＣが上昇することに伴い開放電圧Ｖ０(Li)も上昇している。
【００７２】
なお、蓄電池１１，１２が過充電や過放電の状態になると早期劣化が懸念される。したがって、各蓄電池１１，１２のＳＯＣが、過充放電とならない所定のＳＯＣの下限値と上限値の範囲（ＳＯＣ使用範囲）となるように、蓄電池１１，１２の充放電量が規制される。なお図２（ａ）において、鉛蓄電池１１のＳＯＣ使用範囲Ｗ１、図２（ｂ）において、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ使用範囲Ｗ２として示している。
【００７３】
この場合、制御部４０は、鉛蓄電池１１のＳＯＣをＳＯＣ使用範囲Ｗ１内、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣをＳＯＣ使用範囲Ｗ２内に制御すべく、各蓄電池１１，１２への充電量を制限して過充電保護するとともに鉛蓄電池１１，リチウムイオン蓄電池１２からの放電量を制限して過放電保護するよう保護制御を実施する。
【００７４】
詳しくは、制御部４０は、鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２の端子電圧又は開放電圧Ｖ０(Li)の検出値を常時取得するとともに、図示しない電流検出手段により検出される鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２を流れる電流値を常時取得する。そして、例えば、放電時における各蓄電池１１，１２の端子電圧がＳＯＣ使用範囲Ｗ１、Ｗ２の下限値に対応する電圧（下限電圧）よりも低下する場合には、回転電機１０からの充電により、各蓄電池１１，１２の過放電保護を図るようにする。また、制御部４０は、各蓄電池１１，１２の端子電圧がＳＯＣ使用範囲Ｗ１、Ｗ２の上限値に対応する電圧（上限電圧）よりも上昇しないように、過充電保護（過電圧保護）を実施する。
【００７５】
また、本実施形態では、車両の回生エネルギにより回転電機１０を発電させて両蓄電池１１，１２（主にはリチウムイオン蓄電池１２）を充電す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。
【００７６】
また、制御部４０は、第１スイッチ部２０のオン（閉鎖）とオフ（開放）との切り替えを制御する。例えば、制御部４０は、電気経路における地絡の有無を判定し、地絡が無い場合には、車両の運転状態に基づいて第１スイッチ部２０の各スイッチ２１，２２のオンオフを個別に制御する。地絡がある場合には、その地絡の発生状態に応じて第１スイッチ部２０の各スイッチ２１，２２のオンオフを個別に制御する。なお本実施形態では、ＩＧスイッチのオン後においては、第２スイッチ部３０は基本的にはオン状態とされる。
【００７７】
詳しくは、地絡が生じていない正常状態の場合において、車両の運転状態が定常走行状態の場合や、アイドリングストップ制御の自動停止状態等、回転電機１０の駆動によりエンジンに動力が付与されない状態では、スイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにして、リチウムイオン蓄電池１２から第１電気負荷１４に優先的に放電する。
【００７８】
一方、エンジン再始動時や回転電機１０による動力アシスト時（加速時）等、回転電機１０の駆動によりエンジンに動力が付与される状態では、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１０への放電の影響によりリチウムイオン蓄電池１２において電圧変動が生じるおそれがある。そこでかかる状況下では、スイッチ２１をオン、スイッチ２２をオフにして、電圧変動の影響を抑えつつ、鉛蓄電池１１から第１電気負荷１４に優先的に放電する。
【００７９】
以上のように、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２のうち、第１電気負荷１４に対する放電を優先する蓄電池側のスイッチをオン、第１電気負荷１４に対する放電を優先しない蓄電池側のスイッチをオフとした場合、放電を優先しない蓄電池側のスイッチにおいては、ダイオードを経由しての通電が行われることとなり、これによる電圧降下が生じる。これにより、放電を優先しない蓄電池の電圧に対して、放電を優先する蓄電池の相対的な電圧が高められ、放電を優先する蓄電池から第１電気負荷１４への放電をより積極的に行うことができる。
【００８０】
一方、地絡が生じている場合には、その地絡の発生状態に応じて第１スイッチ部２０のオンオフを制御する。詳しくは、第１端子Ｔ１側、すなわちスイッチ２１よりも鉛蓄電池１１側で地絡が発生した場合には、スイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにする。この場合、鉛蓄電池１１から第１電気負荷１４への放電が停止されたとしても、リチウムイオン蓄電池１２から第１電気負荷１４への放電を継続できる。同様に、第２端子Ｔ２側、すなわちスイッチ２２側よりもリチウムイオン蓄電池１２側で地絡が生じた場合には、スイッチ２１をオン、スイッチ２２をオフにする。この場合、リチウムイオン蓄電池１２から電気負荷への放電が停止されたとしても、鉛蓄電池１１から第１電気負荷１４への放電を継続できる。
【００８１】
ここで、図２（ｂ）を用いて、ダイオードの電圧降下による効果についてより詳しく説明する。まず、リチウムイオン蓄電池１２の全ＳＯＣ範囲内でＳＯＣ使用範囲Ｗ２(Li)よりも低ＳＯＣ側の領域である特定領域に、リチウムイオン蓄電池１２の開放電圧Ｖ０(Li)と鉛蓄電池１１の開放電圧Ｖ０(Pb)とが一致するポイントＶｄｓ１が存在し、かつＳＯＣ使用範囲Ｗ２(Li)では、その全域で「開放電圧Ｖ０(Li)＞の開放電圧Ｖ０(Pb)」となっている。
【００８２】
この場合、「開放電圧Ｖ０(Li)＜の開放電圧Ｖ０(Pb)」となる領域においては、鉛蓄電池１１の放電が優先され、「開放電圧Ｖ０(Li)＞の開放電圧Ｖ０(Pb)」となる領域において、リチウムイオン蓄電池１２の放電が優先されることとなる。
【００８３】
本実施形態では、ダイオードＤ１，Ｄ２のカソードが互いに向かい合わせとなるように、第１スイッチ部２０の各スイッチ２１，２２を接続している。そのため、鉛蓄電池１１側とリチウムイオン蓄電池１２側とのうち一方のスイッチをオン、他方のスイッチをオフとすると、オフとなる側のスイッチのダイオードによる電圧降下により、図２（ｂ）に示すポイントＶｄｓ１を、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ使用範囲Ｗ２(Li)を拡大する側、及び縮小する側のいずれかに変更することが可能となる。
【００８４】
詳しくは、スイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにすると、スイッチ２１のダイオードＤ１の電圧降下により、図２（ｂ）のリチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ特性において、鉛蓄電池１１のＯＣＶを実質的に低下した状態にできる。この場合、図２（ｂ）に示すポイントＶｄｓ１が、低ＳＯＣ側のＶｄｓ２にシフトされることで、ＳＯＣ使用範囲Ｗ２(Li)が低ＳＯＣ側に拡大されることとなり、リチウムイオン蓄電池１２の放電をより積極的に行うことが可能となる。
【００８５】
スイッチ２１をオン、スイッチ２２をオフにする場合には、スイッチ２２のダイオードＤ２の電圧降下により、図２（ｂ）のリチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ特性において、リチウムイオン蓄電池１２のＯＣＶを実質的に低下した状態にできる。この場合、図２（ｂ）に示すポイントＶｄｓ１が、高ＳＯＣ側のＶｄｓ３にシフトされることで、ＳＯＣ使用範囲Ｗ２(Li)が高ＳＯＣ側に縮小される。言い換えると、鉛蓄電池１１のＳＯＣ使用範囲Ｗ１(Pb)の高ＳＯＣ側が拡大されることとなり、鉛蓄電池１１の放電をより積極的に行うことが可能となる。
【００８６】
次に本実施形態の制御部４０が実施する処理手順について図３，図４のフローチャートを用いて説明する。なお以下の処理は、制御部４０が所定周期で繰り返し実施する。また、図３，図４では、制御部４０は、第２スイッチ部３０を基本的にオン状態で維持し、第１スイッチ部２０のオンオフを切り替える。
【００８７】
図３において、地絡が発生していない正常状態であるか否かを判定する（Ｓ１１）。本処理は、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の放電電流を検出する図示を略す電流検出手段の検出値を用いて実施し、電流の検出値が所定の閾値未満の場合には正常状態であると判定し、電流の検出値が所定の閾値以上の場合に地絡状態と判定する。正常状態であると判定した場合には、通常処理として、車両の運転状態に応じてスイッチ２１，２２のオンオフを制御する（Ｓ１２）。
【００８８】
ここで、図４を用いてＳ１２の通常処理について説明する。まず、定常走行状態であるか否かを判定する（Ｓ２１）。定常走行状態であるか否かは、図示を略す車両の走行状態を示す各種センサからの検出信号に基づき判定する。なお、定常走行状態には、車速が略一定でエンジンがアイドル運転されている状態も含まれているとする。
【００８９】
Ｓ２１で定常走行状態であると判定した場合には、スイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにして、リチウムイオン蓄電池１２の放電を優先する（Ｓ２２）。Ｓ２１で定常走行状態でないと判定した場合には、減速状態(回生充電時)であるか否かを判定する（Ｓ２３）。Ｓ２３で減速状態であると判定した場合には、スイッチ２１，２２の両方をオンにする（Ｓ２４）。この場合、回転電機１０の発電で発生した電力が各蓄電池１１、１２並びに第１電気負荷１４に供給されることとなる。
【００９０】
Ｓ２３で減速状態でないと判定した場合には、アイドリングストップ制御によるエンジンの自動停止状態であるか否かを判定する（Ｓ２５）。本処理は、アクセル開度がゼロであり、且つ車速がゼロの際に肯定判定する。Ｓ２５で肯定判定した場合には、スイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにして、リチウムイオン蓄電池１２を優先的に用いて第１電気負荷１４への放電を実施する（Ｓ２６）。
【００９１】
Ｓ２５で否定判定した場合には、回転電機１０によるエンジン再始動時、又は回転電機１０による動力アシスト時（すなわち加速時）であるか否かを判定する（Ｓ２７）。Ｓ２７で肯定判定した場合には、スイッチ２１をオン、スイッチ２２をオフにして、鉛蓄電池１１を優先的に用いて第１電気負荷１４への放電を実施する（Ｓ２８）。
【００９２】
一方、図３のＳ１１で地絡が生じていると判定した場合には、地絡の発生が第１端子Ｔ１側（鉛蓄電池１１側）であるか否かを判定する（Ｓ１３）。本処理は、鉛蓄電池１１側の電流の検出値が所定の判定値以上の際に肯定判定する。鉛蓄電池１１側で地絡が発生している場合には、スイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにする（Ｓ１４）。この場合、鉛蓄電池１１からの放電が停止されたとしても、リチウムイオン蓄電池１２からの放電を継続できる。
【００９３】
地絡が第１端子Ｔ１側でない場合、すなわち第２端子Ｔ２側（リチウムイオン蓄電池１２側）の場合には、スイッチ２１をオン、スイッチ２２をオフにする（Ｓ１５）。この場合、リチウムイオン蓄電池１２からの放電が停止されたとしても、鉛蓄電池１１からの放電を継続できる。
【００９４】
上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。
【００９５】
・互いのダイオード成分の順方向が向かい合わせとなるようにスイッチ２１とスイッチ２２とを接続し、その中間点に第１電気負荷１４を接続する接続点Ｐ１を設ける構成とした。この場合、各スイッチ２１，２２がオンである場合に加えて、各スイッチ２１，２２がオフの場合にも、各スイッチ２１，２２のダイオード成分を経由して第１電気負荷１４への放電が可能となる。従って、スイッチ２１及びスイッチ２２のオンオフに関わらず、第１電気負荷１４に対する２電源による電力供給の冗長性を確保できる。
【００９６】
・スイッチ２１とスイッチ２２とを個別にオンオフするようにしたため、スイッチ２１及びスイッチ２２の一方をオン、他方をオフにすることで、オン状態のスイッチ２１，２２を介しての通電と、ダイオードＤ１，Ｄ２を経由しての通電との両方を行うことが可能となる。
【００９７】
・鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２のうち第１電気負荷１４に対する放電を優先する蓄電池側のスイッチをオン、第１電気負荷１４に対する放電を優先しない蓄電池側のスイッチをオフにする場合、放電を優先しない蓄電池側のスイッチにおいては、ダイオードを経由しての通電による電圧降下が生じる。そのため、放電を優先しない側の蓄電池の電圧に対して、放電を優先する側の蓄電池の相対的な電圧が高められることとなり、放電を優先する蓄電池から電気負荷に対して電力を優先供給する効果を高めることができる。
【００９８】
・鉛蓄電池１１よりもリチウムイオン蓄電池１２における充放電性能が高く、リチウムイオン蓄電池１２の側に回転電機１０が接続されている構成において、回転電機１０がエンジンに動力を付与しない状態（車両の定常走行状態又はアイドリングストップ制御による自動停止状態）ではスイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにしたため、鉛蓄電池１１から第１電気負荷１４への放電を抑え、充放電性能の高いリチウムイオン蓄電池１２から第１電気負荷１４への放電をより積極的に行うことができる。また、回転電機１０がエンジンに動力を付与する状態（車両の加速状態及びアイドリングストップ制御の再始動状態）では、スイッチ２１をオン、スイッチ２２をオフにしたため、リチウムイオン蓄電池１２から第１電気負荷１４への放電を抑え、鉛蓄電池１１から第１電気負荷１４への放電をより積極的に行うことができる。
【００９９】
・車両の減速状態において回生充電が行われる充電時の場合には、スイッチ２１及びスイッチ２２の両方をオンにすることで、鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２及び第１電気負荷１４の各々に回生発電の電力を供給できる。
【０１００】
・鉛蓄電池１１側で地絡が生じた際に、スイッチ２１をオフにする場合、鉛蓄電池１１側から第１電気負荷１４への放電が停止されたとしても、リチウムイオン蓄電池１２側から第１電気負荷１４への放電を継続できる。また、リチウムイオン蓄電池１２側で地絡が生じた際に、スイッチ２２をオフにする場合、リチウムイオン蓄電池１２側から第１電気負荷１４への放電が停止されたとしても、鉛蓄電池１１側から第１電気負荷１４への放電を継続できる。
【０１０１】
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。なお以下の説明において上述の構成を同様の構成については同じ図番号を付し詳述は省略する。
【０１０２】
（第２実施形態）
上記において、各蓄電池１１，１２の充放電が個別に制御されることによって、各蓄電池１１，１２のＳＯＣにばらつきが生じる可能性がある。また蓄電池１１，１２の各々において過充電（過放電）となる電圧が異なる場合がある。そのため、各蓄電池１１，１２の充電時には、一方の蓄電池のＳＯＣが過充電状態（過放電状態）となることを避けるために、他方の蓄電池の充電が停止されると、他の蓄電池において未だ充電可能な状態であるのに、その充電状態が制限されることが生じうる。
【０１０３】
そこで、第２実施形態では、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との現在のＳＯＣに基づき決定された充電の優先度に応じて、第１スイッチ部２０、第２スイッチ部３０のオンオフを制御する。
【０１０４】
なお本実施形態では、各蓄電池１１，１２から第１電気負荷１４への２電源による電力供給の冗長性を確保するため、図５に示すように、第１スイッチ部２０のスイッチ２１，２２の各々を複数の半導体スイッチの並列接続体で構成する。すなわち、スイッチ２１を、２つの半導体スイッチ(スイッチ２１ａ，２１ｂ)の並列接続体で構成する。スイッチ２２を、２つの半導体スイッチ（スイッチ２２ａ，２２ｂ）の並列接続体で構成する。
【０１０５】
以上の構成において、各蓄電池１１，１２の充電の優先度に応じて、第１スイッチ部２０の各スイッチ２１，２２の各半導体スイッチを個別にオンオフすることで、充電の優先度の高い蓄電池側のスイッチの経路抵抗が、充電の優先度の低い蓄電池側のスイッチの経路抵抗よりも小さくなるようにする。なお本実施形態で示す「経路抵抗」には、各半導体スイッチのオン抵抗、各電気経路の配線抵抗等が含まれているとする。
【０１０６】
詳しくは、両蓄電池１１，１２の充電の優先度が同じ場合には、スイッチ２１ａ，２１ｂの両方、スイッチ２２ａ，２２ｂの両方をオンにする。この場合、各蓄電池１１，１２の経路抵抗の差が小さいことにより、両蓄電池１１，１２に同様に充電電流が供給される。
【０１０７】
鉛蓄電池１１よりもリチウムイオン蓄電池１２の充電の優先度が高い場合には、両スイッチ２２ａ，２２ｂをオン、スイッチ２１ａ，２１ｂの一方のみをオンにする。この場合、スイッチ２１の経路抵抗よりもスイッチ２２の経路抵抗が小さくなるため、リチウムイオン蓄電池１２に対して優先的に充電電流が供給される。
【０１０８】
ここで、各蓄電池１１，１２の充電の優先度は、図示を略すＲＯＭに記憶された図６、図７の関係を用いて、制御部４０が判定する。図６は、各蓄電池１１，１２のＳＯＣ使用範囲を複数の区分に分けるものであり、本実施形態では、鉛蓄電池１１のＳＯＣをＡ１、Ｂ１、Ｃ１（Ａ１＞Ｂ１＞Ｃ１）の３つに区分けしている。同様に、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣを、Ａ２、Ｂ２，Ｃ２（Ａ２＞Ｂ２＞Ｃ２）３つに区分けしている。
【０１０９】
そして制御部４０は、各蓄電池１１，１２の現在のＳＯＣを図６の各区分に対応付けるとともに、図７の関係に基づいて充電の優先度を判定する。詳しくは、鉛蓄電池１１のＳＯＣがＡ１の場合、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣがＡ２であれば、両蓄電池１１，１２の優先度は同じと判定する。リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣがＢ２，Ｃ２であれば、リチウムイオン蓄電池１２の優先度が高いと判定する。
【０１１０】
鉛蓄電池１１のＳＯＣがＢ１の場合、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣがＡ２であれば、鉛蓄電池１１の優先度が高いと判定する。リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣがＢ２であれば、両蓄電池１１，１２の優先度は同じであると判定する。リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣがＣ２であれば、リチウムイオン蓄電池１２の優先度が高いと判定する。
【０１１１】
鉛蓄電池１１のＳＯＣがＣ１の場合、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣがＡ２，Ｂ２であれば、鉛蓄電池１１の優先度が高いと判定する。リチウムイオン蓄電池１２がＣ２であれば両蓄電池１１，１２の充電度は同じと判定する。
【０１１２】
以上のように、各蓄電池１１，１２のＳＯＣに応じて、蓄電池１１，１２の充電の優先度を決定し、その充電の優先度に応じて第１スイッチ部２０のオンオフを制御することで、各蓄電池１１，１２をバランスよく充電することができる。
【０１１３】
次に制御部４０による第２実施形態の充電制御について、図８のフローチャートを用いて説明する。以下の処理は、制御部４０が所定周期で繰り返し実施する。また本実施形態においても第２スイッチ部３０は基本的にオン状態で維持される。
【０１１４】
図８において、各蓄電池１１，１２の充電時であるか否かを判定する（Ｓ４１）。本処理は、各蓄電池１１，１２の電流の検出結果に基づき判定できる。肯定判定した場合には、リチウムイオン蓄電池１２の充電の優先度が高いか否かを判定する（Ｓ４２）。Ｓ４２で肯定判定した場合には、両スイッチ２２ａ，２２ｂをオン、スイッチ２１ａをオフ（スイッチ２１ｂをオン）にする（Ｓ４３）。この場合、スイッチ２１よりもスイッチ２２の経路抵抗が小さくなり、リチウムイオン蓄電池１２が優先して充電される。
【０１１５】
Ｓ４２で否定判定した場合、すなわち、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との充電の優先度が同じ場合には、スイッチ２１，２２の全スイッチをオンにする（Ｓ４４）。この場合、第１スイッチ部２０と第２スイッチ部３０の経路抵抗の差が抑えられ、両蓄電池１１，１２に対して同様に充電電流が供給されることとなる。Ｓ４１で否定判定した場合、すなわち充電時でない場合には、図４の通常制御を実施する（Ｓ４５）。
【０１１６】
上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。
【０１１７】
・スイッチ２１及びスイッチ２２を複数の半導体スイッチの並列接続体にて構成した場合、並列接続体の各半導体スイッチのうち、いずれの半導体スイッチをオンするかを切り替えることにより、各スイッチ２１，２２における経路抵抗を変えることができる。これを利用して、充電の優先度に応じて、半導体スイッチのオンオフを切り替えることで、充電の優先度に応じて各蓄電池１１，１２を充電できる。
【０１１８】
・鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２の充電状態に応じて、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の充電の優先度を判定することで、これを利用して、第１スイッチ部２０及び第２スイッチ部３０の状態を切り替えることができる。
【０１１９】
（第３実施形態）
電池特性の異なる２つの鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２を用いる場合、各蓄電池１１，１２において、使用可能な開放電圧ＯＣＶの上限値（上限電圧）が異なっていることがあると考えられる。この場合、両蓄電池１１，１２を同時に充電する場合に、一方の蓄電池の電圧が上限電圧となった場合には、他方の蓄電池がまだ充電可能な状態で、充電が停止されてしまう。また、一方の蓄電池の電圧が上限電圧となってからも、他方の蓄電池の充電が継続される場合には、一方の蓄電池の電圧が上限電圧を超えて印加される過充電状態となる不都合が生じうる。
【０１２０】
そこで、第３実施形態では、各蓄電池１１，１２の上限電圧が異なる場合に、各蓄電池１１，１２を充電するに際して、上限電圧の低い側の一方の蓄電池の電圧が上限電圧に達するまでは、両蓄電池１１，１２に対する充電を行う。そして、上限電圧の低い一方の蓄電池の電圧が上限電圧に達した際には、上限電圧の高い他方の蓄電池を優先して充電する。
【０１２１】
また、両蓄電池１１、１２の充電を行う際、各蓄電池１１，１２が低温状態であると、電池の内部抵抗が大きく、充電に伴って電圧が上昇しやすいため、上限電圧に達しやすくなる。そこで、第３実施形態では、各蓄電池１１，１２の温度が所定未満となる低温状態の場合には、上限電圧が低い側の蓄電池の充電を制限した状態で、上限電圧が高い側の蓄電池を充電する。詳しくは、上限電圧が低い側の蓄電池をダイオードを経由して充電する。この場合、上限電圧が低い側の蓄電池の電圧上昇を抑えつつ、上限電圧が高い蓄電池の充電を継続できる。またダイオードの通電による発熱により、蓄電池の温度上昇が促されることで、蓄電池の電圧上昇が抑えられることも期待される。
【０１２２】
次に、制御部４０による第３実施形態の充電制御について説明する。図９は、鉛蓄電池１１の上限電圧Ｖ１よりも、リチウムイオン蓄電池１２の上限電圧Ｖ２が大きい場合（Ｖ１＜Ｖ２の場合）の処理手順の例である。なお図９の処理は、図１の構成を前提としている。本実施形態の場合にも、第２スイッチ部３０は基本的にオン状態で維持され、第１スイッチ部２０のオンオフを制御することで、回転電機１０の発電電力による各蓄電池１１，１２の充電の状態を切り替える。
【０１２３】
まず、各蓄電池１１，１２の充電時であるか否かを判定する（Ｓ５１）。Ｓ５１で充電時であると判定した場合には、鉛蓄電池１１の電圧（Ｐｂ電圧）が上限電圧Ｖ１以上であるか否かを判定する（Ｓ５２）。
【０１２４】
鉛蓄電池１１の電圧（Ｐｂ電圧）が上限電圧Ｖ１以上の場合には、スイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにする（Ｓ５３）。この場合、鉛蓄電池１１の充電が停止され、鉛蓄電池１１の電圧上昇を停止した状態で、リチウムイオン蓄電池１２の充電を継続できる。鉛蓄電池１１の電圧（Ｐｂ電圧）が上限電圧Ｖ１未満の場合には、鉛蓄電池１１の温度が所定未満（低温度）であるか否かを判定する（Ｓ５４）。本処理は、例えば鉛蓄電池１１の図示を略す温度センサによる温度の検出値に基づき判定する。
【０１２５】
鉛蓄電池１１の温度が低温度の場合には、スイッチ２１をオン、スイッチ２２をオフにする（Ｓ５５）。この場合、スイッチ２２のダイオードＤ２で鉛蓄電池１１に対する充電電流の通電が制限され、鉛蓄電池１１の電圧上昇がダイオードＤ２を流れる電流分に抑えられた状態で、リチウムイオン蓄電池１２の充電を継続できる。
【０１２６】
鉛蓄電池１１が低温度でない場合には、スイッチ２１，２２の両方をオンにして、回転電機１０の発電電力により両蓄電池１１，１２を同様に充電する（Ｓ５６）。なおＳ５１で否定判定した場合には、上述の通常処理を行う（Ｓ５７）。なお本実施形態においてもスイッチ２１，２２のオンオフに関わらず、第１電気負荷１４に対して２電源での電力供給の冗長性を確保した状態とすることができる。
【０１２７】
次に、鉛蓄電池１１の上限電圧Ｖ１よりも、リチウムイオン蓄電池１２の上限電圧Ｖ２が小さい場合（Ｖ１＞Ｖ２）の場合の処理手順について図１０，図１１を用いて説明する。図１０は、図１において第２端子Ｔ２側に接続されていた回転電機１０に代えて、第１端子Ｔ１側に回転電機１０ａを接続した構成となっている。例えば回転電機１０ａには、オルタネータ等が用いられる。そのため、回転電機１０の発電電力による充電時には、第１スイッチ部２０のオンオフに関わらず、鉛蓄電池１１には回転電機１０ａからの充電電流が供給される。一方、リチウムイオン蓄電池１２は、第１スイッチ部２０をオンオフが切り替えられることで、その充電状態が切り替えられる。本実施形態ではこれを利用して、各蓄電池１１，１２の充電の優先度を切り替える。
【０１２８】
なお、図１０では、第２スイッチ部３０の構成を省略しているが、リチウムイオン蓄電池１２側に第２スイッチ部３０を設け、上述の場合と同様に、基本的にオン状態で維持するようにしてもよい。
【０１２９】
図１１において、各蓄電池１１，１２の充電時であるか否かを判定する（Ｓ６１）。Ｓ６１で充電時と判定した場合には、リチウムイオン蓄電池１２の電圧（Ｌｉ電圧）が上限電圧Ｖ２以上であるか否かを判定する（Ｓ６２）。リチウムイオン蓄電池１２の電圧（Ｌｉ電圧）が上限電圧Ｖ２以上の場合には、スイッチ２１をオン、スイッチ２２をオフにする（Ｓ６３）。この場合、スイッチ２２がオフであることで、リチウムイオン蓄電池１２の充電が停止される。これによりリチウムイオン蓄電池１２の電圧上昇を停止した状態で、鉛蓄電池１１の充電を継続できる。
【０１３０】
Ｓ６２で否定判定した場合には、上限電圧の低いリチウムイオン蓄電池１２の温度が所定未満（低温度）であるか否かを判定する（Ｓ６４）。本処理は、例えばリチウムイオン蓄電池１２の図示を略す温度センサによる温度の検出値に基づき判定する。
【０１３１】
リチウムイオン蓄電池１２が低温度の場合には、スイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにする（Ｓ６５）。この場合、スイッチ２１のダイオードＤ１でリチウムイオン蓄電池１２に対する充電電流の通電が制限され、リチウムイオン蓄電池１２の電圧上昇を抑えた状態で、鉛蓄電池１１の充電を継続できる。
【０１３２】
リチウムイオン蓄電池１２が低温度でない場合には、スイッチ２１，２２の両方をオンにして、回転電機１０の発電電力により両蓄電池１１，１２を同様に充電する（Ｓ６６）。Ｓ６１で充電時でないと判定した場合には、上述の通常処理を行う（Ｓ６７）。なお本実施形態においてもスイッチ２１，２２のオンオフに関わらず、第１電気負荷１４に対して２電源での電力供給の冗長性を確保した状態とすることができる。
【０１３３】
上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。
【０１３４】
・鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の上限電圧が異なる場合に、各蓄電池１１，１２の充電を行う際、上限電圧の低い側の蓄電池が上限電圧に達するまでは、両蓄電池１１，１２を充電する。そして上限電圧の低い側の蓄電池が上限電圧に達した際には、上限電圧の高い側の他方の蓄電池を優先して充電するようにした。この場合、各蓄電池１１，１２に対して上限電圧以上の電圧が印加される過電圧状態を回避しつつ、各蓄電池１１，１２をより満充電状態に近づくように充電できる。
【０１３５】
・上限電圧の低い蓄電池側の温度が所定未満に低温の場合には、当該蓄電池において充電に伴う電圧上昇が大きく上限電圧に達しやすくなる。そこで、上限電圧の低い蓄電池側のスイッチをオフ、上限電圧の高い蓄電池側のスイッチをオンにすることで、スイッチがオフとされた上限電圧の低い側の蓄電池側においては、ダイオードを介した充電により充電電圧の上昇を抑えることができる。そして、上限電圧の高い側の蓄電池側においては、上限電圧の低い蓄電池の側の蓄電池の電圧上昇が抑えられることで、より適切に充電できる。また上限電圧の低い側の蓄電池側において、ダイオードを介した通電により生じる温度上昇により、蓄電池の温度上昇が促され、蓄電池の電圧上昇を抑えることも可能となる。
【０１３６】
・上限電圧の低い蓄電池側の電圧が上限電圧に達する場合に、当該上限電圧の低い蓄電池側のスイッチをオフ、上限電圧が高い側の蓄電池側のスイッチをオンにするようにしたため、上限電圧の低い蓄電池の充電を停止した状態で、上限電圧の高い蓄電池側を充電できる。
【０１３７】
（第４実施形態）
図１２は、本実施形態における電源システムの電気回路図である。図１２では、上述の図１との違いとして、大電流入出力端子である第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２の間に、並列に２つ接続経路Ｌ１，Ｌ１１が設けられており、そのうち接続経路Ｌ１に第１スイッチ部２０が設けられ、並列経路としての接続経路Ｌ１１に第３スイッチ部６０が設けられている。第１スイッチ部２０は既述の開閉手段である。第３スイッチ部６０は、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の間において第１スイッチ部２０に並列に設けられる開閉手段である。
【０１３８】
第３スイッチ部６０は、２つの半導体スイッチ６１の直列接続体を備える構成となっている。これらの各スイッチ６１は例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴよりなり、互いのソース端子同士が向かい合わせに接続されている。これにより、各スイッチ６１においてダイオードのアノード同士が互いに向かい合わせとなっている。これは第２スイッチ部３０と同様の構成である。
【０１３９】
ここで、接続経路Ｌ１，Ｌ１１は、いずれも端子Ｔ１，Ｔ２間に設けられる電気経路であるが、接続経路Ｌ１は、第１電気負荷１４の要求電力に応じた電流を流す負荷給電経路として設けられ、接続経路Ｌ１１は、負荷給電経路よりも大電流の通電を許容する大電流経路として設けられている。接続経路Ｌ１１は、主に回転電機１０の入出力を含む大電流の通電を行う大電流経路でもある。この場合、第１スイッチ部２０と第３スイッチ部６０とでは、半導体スイッチの数が異なり、大電流が流れる第３スイッチ部６０では、それより低電流の第１スイッチ部２０よりもスイッチ数が多くなっている。例えば、第１スイッチ部２０では、２つの半導体スイッチの直列接続体が並列に２つ設けられるのに対し、第３スイッチ部６０では、２つの半導体スイッチの直列接続体が並列に３つ設けられている。ちなみに、リチウムイオン蓄電池１２側の第２スイッチ部３０では、第３スイッチ部６０と同数の半導体スイッチが設けられている。
【０１４０】
制御部４０は、車両運転状態や各蓄電池１１，１２の状態に基づいて、電池ユニットＵにおける各スイッチ部２０，３０，６０のオンオフを制御する。以下に、制御部４０によるスイッチ制御を具体的に説明する。なお、スイッチ部２０では、直列接続体の各スイッチ２１，２２が個別にオンオフ制御される。また、スイッチ部３０では、直列接続体の各スイッチ３１がまとめてオンオフ制御され、スイッチ部６０では、直列接続体の各スイッチ６１がまとめてオンオフ制御される。
【０１４１】
ここでは、（１）減速回生時、（２）回転電機１０の力行駆動時、すなわち動力アシスト時及び再始動時、（３）鉛蓄電池１１の優先放電時、（４）リチウムイオン蓄電池１２の優先放電時、（５）リチウムイオン蓄電池１２の使用停止時、すなわち充放電の禁止時についてそれぞれ通電の状態を、図１３〜図１７を用いて説明する。
【０１４２】
図１３に示す減速回生時には、スイッチ２１，２２，３１，６１が［ＯＮ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＮ］の状態で制御される。この場合、スイッチ３１，６１を介して、回転電機１０の発電電力が各蓄電池１１，１２に供給され、これら各蓄電池１１，１２が適宜充電される。また、スイッチ２２を介して、第１電気負荷１４の要求電力（消費電力）に応じて回転電機１０の発電電力が第１電気負荷１４に供給される。
【０１４３】
第１電気負荷１４に対する給電は、スイッチ２１，２２のいずれかを介して行われればよく、スイッチ２１，２２が共にオンの状態で、スイッチ２１を介して回転電機１０の発電電力が第１電気負荷１４に供給されるものであってもよい。なお、減速回生時に、スイッチ２１，２２の一方のみをオンする構成であってもよい。
【０１４４】
図１４に示す回転電機１０の力行駆動時には、スイッチ２１，２２，３１，６１が［ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ］の状態で制御される。この場合、スイッチ２１を介して、鉛蓄電池１１から第１電気負荷１４に電力が供給される。また、スイッチ３１を介して、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１０に電力が供給される。
【０１４５】
図１５に示す鉛蓄電池１１の優先放電時には、スイッチ２１，２２，３１，６１が［ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ］の状態で制御される。この場合、スイッチ２１を介して、鉛蓄電池１１から優先的に第１電気負荷１４に電力が供給される。
【０１４６】
図１６に示すリチウムイオン蓄電池１２の優先放電時には、スイッチ２１，２２，３１，６１が［ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ］の状態で制御される。この場合、スイッチ２２を介して、リチウムイオン蓄電池１２から優先的に第１電気負荷１４に電力が供給される。
【０１４７】
図１７に示すリチウムイオン蓄電池１２の使用停止時には、スイッチ２１，２２，３１，６１が［ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮ］の状態で制御される。この場合、スイッチ６１を介して、回転電機１０の発電電力が鉛蓄電池１１に供給され、鉛蓄電池１１のみが適宜充電される。また、スイッチ２２を介して、第１電気負荷１４の要求電力に応じて回転電機１０の発電電力が第１電気負荷１４に供給される。
【０１４８】
第１電気負荷１４に対する給電は、スイッチ２１，２２のいずれかを介して行われればよく、スイッチ２１，２２が共にオンの状態で、スイッチ２１を介して回転電機１０の発電電力が第１電気負荷１４に供給されるものであってもよい。なお、スイッチ２１，２２の一方のみをオンする構成であってもよい。
【０１４９】
また、電池ユニットＵにおいては、各スイッチ部における故障の発生が懸念される。以下には、スイッチ故障の発生時に制御部４０により実施されるフェイルセーフ処理を説明する。この場合、制御部４０は、故障判定手段及びフェイルセーフ手段を構成するものであり、第１スイッチ部２０のスイッチ２１，２２のいずれかにおける故障の有無を判定するとともに、スイッチ２１，２２のいずれかが故障したと判定された場合に、スイッチ２１，２２のうち故障していない方のスイッチをオン、第３スイッチ部６０をオンに制御する。制御部４０は、例えば、各スイッチ２１，２２のオン時及びオフ時におけるスイッチ両端電圧を取得し、そのスイッチ両端電圧に基づいて、各スイッチ２１，２２における故障の有無を判定する。なお、電池ユニットＵの故障発生時には、リチウムイオン蓄電池１２に接続された第２スイッチ部３０がオフ状態で維持される。
【０１５０】
この場合、スイッチ２１の故障時には、図１８に示すフェイルセーフ１の処理が実施され、スイッチ２２の故障時には、図１９に示すフェイルセーフ２の処理が実施され、スイッチ６１の故障時には、図２０に示すフェイルセーフ３の処理が実施される。
【０１５１】
図１８に示すスイッチ２１の故障時には、スイッチ２２，６１が［ＯＮ，ＯＮ］の状態で制御される。この場合、スイッチ６１を介して、回転電機１０の発電電力が鉛蓄電池１１に供給され、鉛蓄電池１１が適宜充電される。また、スイッチ２２を介して、回転電機１０の発電電力が第１電気負荷１４に供給される。
【０１５２】
図１９に示すスイッチ２２の故障時には、スイッチ２１，６１が［ＯＮ，ＯＮ］の状態で制御される。この場合、スイッチ６１を介して、回転電機１０の発電電力が鉛蓄電池１１に供給され、鉛蓄電池１１が適宜充電される。また、スイッチ２１を介して、回転電機１０の発電電力が第１電気負荷１４に供給される。
【０１５３】
図２０に示すスイッチ６１の故障時には、スイッチ２１，２２が［ＯＮ，ＯＮ］の状態で制御される。この場合、スイッチ２１，２２を介して、回転電機１０の発電電力が鉛蓄電池１１に供給され、鉛蓄電池１１が適宜充電される。また、スイッチ２２を介して、回転電機１０の発電電力が第１電気負荷１４に供給される。
【０１５４】
上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。
【０１５５】
・回転電機１０の発電による充電時に、第３スイッチ部６０をオン（閉鎖）することにより、その第３スイッチ部６０を介して、回転電機１０の発電電力を鉛蓄電池１１に供給する充電経路を形成することができる。この場合、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の間においては、鉛蓄電池１１への充電経路と第１電気負荷１４への給電経路とが並列に形成される。これにより、第１スイッチ部２０を構成する各スイッチ２１，２２の電流負荷は、第１電気負荷１４の要求電力を満たす分で足りることになる。つまり、鉛蓄電池１１への充電経路と第１電気負荷１４への給電経路とが各々形成されることにより、これら各経路における想定電力の大きさを考慮しつつ適正な回路構成を実現することができる。
【０１５６】
・鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の間に、負荷給電経路（Ｌ１）と大電流経路（Ｌ１１）とを並列で設ける構成としたため、これら各経路のうち負荷給電経路では、第１スイッチ部２０を構成する各スイッチ２１，２２の個数をそれぞれ少なくする一方、大電流経路では第３スイッチ部６０のスイッチ個数を多くする等の対応が可能となる。
【０１５７】
仮に回転電機１０として定格出力の大きいものを使用する場合には、その定格出力に応じて大電流経路での想定最大電力が大きくなるが、かかる場合にも、第１スイッチ部２０を構成する各スイッチ２１，２２の個数をそれぞれ多くする必要はなく、大電流経路側の第３スイッチ部６０への対応のみで対処できる。
【０１５８】
・リチウムイオン蓄電池１２の充放電を禁止する場合に、スイッチ２１，２２の少なくとも一方をオン、第２スイッチ部３０をオフ、第３スイッチ部６０をオンとする構成とした。これにより、リチウムイオン蓄電池１２の充放電が禁止される状態下において、回転電機１０による鉛蓄電池１１の充電を可能にしつつ、さらに第１電気負荷１４への給電を継続的に実施できる。
【０１５９】
・第１スイッチ部２０の各スイッチ２１，２２の故障時に、スイッチ２１，２２のうち故障していない方のスイッチをオン、第３スイッチ部６０をオンにする構成とした。これにより、スイッチ故障時にあっても、回転電機１０による鉛蓄電池１１への充電を可能にしつつ、第１電気負荷１４への給電を継続することが可能となる。これにより、適正なフェイルセーフ処置を実施できる。
【０１６０】
（他の実施形態）
・上記の第１実施形態では、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との間の電気経路において、第１スイッチ部２０の両側のうちリチウムイオン蓄電池１２の側に発電機としての回転電機１０（ＩＳＧ等）を接続する構成としたが、この構成を変更してもよい。例えば、図１０に示すように、鉛蓄電池１１の側に発電機としての回転電機１０ａを接続する構成としてもよい。この場合、鉛蓄電池１１側で地絡が生じた場合には、スイッチ２１をオフ、スイッチ２２をオンにすることで、鉛蓄電池１１から第１電気負荷１４への放電が停止されたとしても、リチウムイオン蓄電池１２から第１電気負荷１４に放電できる。同様にリチウムイオン蓄電池１２側で地絡が生じた場合には、スイッチ２１をオン、スイッチ２２をオフにすることで、リチウムイオン蓄電池１２から第１電気負荷１４への放電が停止されたとしても、鉛蓄電池１１から第１電気負荷１４に放電できる。
【０１６１】
・上記の第１実施形態では、地絡が生じた場合、地絡が生じていない蓄電池側のスイッチ２１又はスイッチ２２をオンとして、第１電気負荷１４への放電が継続されるようにしているが、上記のように、第１スイッチ部２０のダイオードＤ１，Ｄ２のカソードを向かい合わせに接続した構成の場合には、地絡が生じていない蓄電池側のスイッチ２１，２２をオフとしても、当該スイッチ２１，２２のダイオードを経由しての通電により第１電気負荷１４への放電を継続することができる。
【０１６２】
・上記の第２実施形態は、電池ユニットＵが外部端子として第１端子Ｔ１，第３端子Ｔ３のみを備える図１０の電池システムの構成にも適用可能である。この場合にも、各スイッチ２１，２２を複数のスイッチの並列接続体で構成し、蓄電池１１，１２の充電の優先度に応じて経路抵抗が切り替わるように、各スイッチ２１，２２のオンオフが切り替えられればよい。
【０１６３】
・上記の第２実施形態では、第１スイッチ部２０の各スイッチ２１，２２を２つの半導体スイッチの並列接続体として構成しているが、各スイッチ２１，２２は、ｎ個（ｎ＝２，３，４，・・・）のスイッチの並列接続体として構成してもよい。
【０１６４】
・上記の第２実施形態において、第２スイッチ部３０をｎ個（ｎ＝２，３，４，・・・）のスイッチ３１の並列接続体として構成してもよい。この場合には、各蓄電池１１，１２の充電の優先度に応じて、第１スイッチ部２０と第２スイッチ部３０の両方のオンオフを制御する。これにより、各スイッチ２０，３０の配線抵抗を変えることで、各蓄電池１１，１２を充電の優先度に応じて充電できる。
【０１６５】
・上記の第３実施形態において、図９，図１１の各処理では、鉛蓄電池１１（又はリチウムイオン蓄電池１２）が低温度であるか否かの判定と、鉛蓄電池１１（又はリチウムイオン蓄電池１２）の電圧が所定の閾値以上であるか否かの判定との両方を行っているが、いずれか一方の判定処理のみが行われてもよい。
【０１６６】
・上記において、電池ユニットＵは、第１スイッチ部２０及び接続点Ｐ１のみが収容されたものであってもよく、上記構成に限定されるものではない。
【０１６７】
・上記の第４実施形態の電源システム（図１２の構成）において、地絡判定に基づく制御（図３）や、充電の優先度に基づくスイッチ制御（図５〜図８）、各蓄電池１１，１２の上限電圧及び温度に基づく充電制御（図９〜図１１）を適宜組み合わせて実施することも可能である。
【０１６８】
・上記の第４実施形態において、第３スイッチ部６０の具体的構成を変更してもよい。例えば、２つのスイッチ６１においてダイオードのアノード同士が互いに向かい合わせとなっていなくてもよい。また、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ以外の半導体スイッチを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１６９】
１０…回転電機、１１…鉛蓄電池、１２…リチウムイオン蓄電池、２０…第１スイッチ部、２１…スイッチ、２２…スイッチ、Ｐ１…接続点。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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