(57)【要約】【課題】電源装置の構成の複雑化およびコストアップを防止する。【解決手段】実施形態の電源装置は、第１ユニットと、第２ユニットと、第１スイッチと、検出部と、制御部と、を備える。第１ユニットは、鉛電池の第１電池セルが直列接続される。第２ユニットは、第１電池セルと電極材料組成が異なりかつ起電力が当該第１電池セルとほぼ等しい第２電池セルが直列接続される。第１スイッチは、第１電池セルと第２電池セルの並列接続と切断を切換可能である。検出部は、第２電池セルのセル電圧を検出する。制御部は、第２電池セル間の電位差が所定の電位差より大きい場合、第１スイッチを切り換えて第１電池セルと第２電池セルを並列接続して、第１電池セルと第２電池セル間の電位差を減少させて、第２電池セルのセル電圧を均等化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛電池の第１電池セルが直列接続された第１ユニットと、
前記第１電池セルと電極材料組成が異なりかつ起電力が当該第１電池セルとほぼ等しい第２電池セルが直列接続された第２ユニットと、
前記第１電池セルと前記第２電池セルの並列接続と切断を切換可能な複数の第１スイッチと、
前記第２電池セルのセル電圧を検出する検出部と、
前記第２電池セル間の電位差が所定の電位差より大きい場合、前記第１スイッチを切り換えて前記第１電池セルと前記第２電池セルを並列接続して、前記第１電池セルと前記第２電池セル間の電位差を減少させて、前記第２電池セルのセル電圧を均等化する制御部と、
を備えた電源装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記第１電池セルのセル電圧を検出し、
前記制御部は、前記第２電池セルのセル電圧の均等化に先立って、前記第１スイッチを切り換えて前記第１電池セルと前記第２電池セルを切断した状態で、前記第１ユニットが満充電となる電圧または電流によって充電を行い、前記第１電池セル間の電位差を所定の電位差以下とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１ユニットと前記第２ユニットの並列接続と切断を切換可能な第２スイッチを備え、
前記制御部は、前記第１電池セル間の電位差が前記所定の電位差より大きい場合、前記第２スイッチを切り換えて前記第１ユニットと前記第２ユニットとを切断する請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記第１電池セルと前記第２電池セルとを電池セル単位で並列接続する配線に対して１つの系統を介して接続され、かつ当該系統を介して、前記第１電池セルおよび前記第２電池セルそれぞれのセル電圧を検出し、
前記第１スイッチは、前記第１電池セルのセル電圧を検出する場合に、前記系統と前記第２電池セルの接続を切断する第１ａスイッチと、前記第２電池セルのセル電圧を検出する場合に、前記系統と前記第１電池セルの接続を切断する第１ｂスイッチとを有し、前記第１電池セルと前記第２電池セルを並列接続する場合には、前記第１ａスイッチによって前記系統と前記第２電池セルを接続しかつ前記第１ｂスイッチによって前記系統と前記第１電池セルを接続する請求項２に記載の電源装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記第１電池セルと前記第２電池セルとを電池セル単位で並列接続する配線に対して第１系統および当該第１系統とは異なる第２系統を介して接続され、前記第１系統を介して前記第１電池セルのセル電圧を検出し、かつ前記第２系統を介して前記第２電池セルのセル電圧を検出し、
前記第１スイッチは、前記第１電池セルおよび前記第２電池セルのセル電圧を検出する場合、前記第１電池セルと前記第２電池セルとの電池セル単位での並列接続を切断する請求項２に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１電池セルが満充電の状態における電圧範囲である場合、前記第１スイッチを切り換えて前記第１電池セルと前記第２電池セルを並列接続して、前記第２電池セルのセル電圧を均等化する請求項１に記載の電源装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第２電池セルのセル電圧の均等化が実行されている間に、前記検出部により検出された前記第１電池セル間の電位差が前記所定の電位差より大きくなった場合、前記第２電池セルのセル電圧の均等化を中止して、再度、前記第１ユニットの充電を実行する請求項２に記載の電源装置。
【請求項８】
前記第２電池セルの容量は、前記第１電池セルの容量よりも小さい請求項１に記載の電源装置。
【請求項９】
前記第１電池セルは、満充電にすることによって前記第１電池セル間の電位差を前記所定の電位差以下とすることが可能な鉛電池であり、
前記制御部は、フロート充電または均等化充電によって前記第１電池セルを充電する請求項２に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直列接続された鉛電池の電池セルを有する鉛電池ユニットと、直列接続されたＬＩＢ（Lithium  Ion  rechargeable  Battery）の電池セルを有しかつ鉛電池ユニットと電池セル単位で並列接続されたＬＩＢユニットと、を並列接続した電源装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３７３９９９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、ＬＩＢユニットは、安全性の確保の観点から、ＬＩＢ毎に、当該ＬＩＢの電池電圧を検出して、当該ＬＩＢの過充電および過放電から保護する機能を一般的に有している。また、ＬＩＢユニットは、当該ＬＩＢユニットとしての性能を確保するために、複数のＬＩＢそれぞれの電池電圧であるセル電圧を均等化するための放電回路や充電回路を備えている。しかしながら、電源装置に放電回路や充電回路を設けることは、電源装置の複雑化およびコストアップの要因となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の電源装置は、第１ユニットと、第２ユニットと、第１スイッチと、検出部と、制御部と、を備える。第１ユニットは、鉛電池の第１電池セルが直列接続される。第２ユニットは、第１電池セルと電極材料組成が異なりかつ起電力が当該第１電池セルとほぼ等しい第２電池セルが直列接続される。第１スイッチは、第１電池セルと第２電池セルの並列接続と切断を切換可能である。検出部は、第２電池セルのセル電圧を検出する。制御部は、第２電池セル間の電位差が所定の電位差より大きい場合、第１スイッチを切り換えて第１電池セルと第２電池セルを並列接続して、第１電池セルと第２電池セル間の電位差を減少させて、第２電池セルのセル電圧を均等化する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる電源システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態にかかる電源装置における鉛電池ユニットおよびＬＩＢユニットの充電処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１の実施形態にかかる電源装置における鉛電池に対するフロート充電の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態にかかる電源装置における鉛電池に対する均等化充電の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、変形例にかかる電源システムの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる電源装置を適用した電源システムについて説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる電源システムの構成の一例を示す図である。本実施形態にかかる電源システムは、車両に搭載された電源システムである。具体的には、電源システムは、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１０１と、電源装置１０２と、発電機１０３、補機１０４、およびスタータ１０５を有する。ＥＣＵ１０１は、電源システムを搭載した車両全体の動作を制御する電子制御装置である。発電機１０３は、後述する電源装置１０２が有する蓄電池を充電するための電力を発電する。補機１０４は、ヘッドランプや警告ホーンやウィンカー（方向指示器）など、エンジンまたはモータ等の主機を稼働するのに必要な付属機器（外部負荷）である。スタータ１０５は、車両のエンジンを始動させるためのモータ（外部負荷）である。
【０００９】
電源装置１０２は、鉛電池やＬＩＢ（Lithium  Ion  rechargeable  Battery）等の蓄電池を有する。そして、電源装置１０２は、蓄電池から、車両に搭載された各種の外部負荷（補機１０４やスタータ１０５など）に電力を供給する。本実施形態では、電源装置１０２は、鉛電池ユニット１０６と、ＬＩＢユニット１０７と、電圧検出回路１０８と、電流センサ１０９，１１０と、ＢＭＳ（Battery  Management  System）１１１と、温度センサ１１２，１１３と、スイッチＳＷＤと、スイッチＳＷＰ１〜ＳＷＰ７（以下、スイッチＳＷＰ１〜ＳＷＰ７を区別する必要が無い場合には、スイッチＳＷＰと記載する）と、スイッチＳＷＬ１〜ＳＷＬ７（以下、スイッチＳＷＬ１〜ＳＷＬ７を区別する必要が無い場合には、スイッチＳＷＬと記載する）と、を有している。
【００１０】
鉛電池ユニット１０６（第１ユニットの一例）は、電池セル（第１電池セルの一例）が直列接続されている。本実施形態では、鉛電池ユニット１０６は、満充電にすることによって電池セル間の電位差を所定の電位差以下とすることが可能な鉛電池の電池セルが直列接続されている。また、本実施形態では、鉛電池ユニット１０６は、６個の鉛電池Ｐｂ１〜Ｐｂ６（以下、鉛電池Ｐｂ１〜Ｐｂ６を区別する必要が無い場合には、鉛電池Ｐｂと記載する）が直列接続された組電池である。また、鉛電池ユニット１０６は、鉛電池Ｐｂ１〜Ｐｂ６の高電位側の正極端子１０６ａが外部負荷に接続されている。また、鉛電池ユニット１０６は、鉛電池Ｐｂ１〜Ｐｂ６の低電位側の負極端子１０６ｂが接地されている。
【００１１】
ＬＩＢユニット１０７（第２ユニットの一例）は、鉛電池Ｐｂと電極材料組成が異なりかつ起電力が当該鉛電池Ｐｂとほぼ等しい第２電池セルの一例であるＬＩＢの電池セルが直列接続されている。言い換えると、ＬＩＢユニット１０７は、電池セル単位で鉛電池Ｐｂと並列接続されたＬＩＢの電池セルが直列接続されている。また、ＬＩＢユニット１０７は、鉛電池ユニット１０６と並列接続されている。
【００１２】
本実施形態では、ＬＩＢユニット１０７は、直列接続された６個のＬＩＢ２００Ａ〜２００Ｆ（以下、ＬＩＢ２００Ａ〜２００Ｆを区別する必要が無い場合には、ＬＩＢ２００と記載する）を有する組電池である。本実施形態では、ＬＩＢ２００の電池容量は、鉛電池Ｐｂの電池容量よりも小さいものとする。具体的には、ＬＩＢ２００Ａは、鉛電池Ｐｂ１と並列接続されている。また、ＬＩＢ２００Ｂは、鉛電池Ｐｂ２と並列接続されている。また、ＬＩＢ２００Ｃは、鉛電池Ｐｂ３と並列接続されている。また、ＬＩＢ２００Ｄは、鉛電池Ｐｂ４と並列接続されている。また、ＬＩＢ２００Ｅは、鉛電池Ｐｂ５と並列接続されている。また、ＬＩＢ２００Ｆは、鉛電池Ｐｂ６と並列接続されている。
【００１３】
また、ＬＩＢユニット１０７は、ＬＩＢ２００Ａ〜２００Ｆの高電位側の正極端子１０７ａが外部負荷に接続されている。また、ＬＩＢユニット１０７は、ＬＩＢ２００Ａ〜２００Ｆの低電位側の負極端子１０７ｂが接地されている。
【００１４】
電圧検出回路１０８（検出部の一例）は、鉛電池Ｐｂのセル電圧およびＬＩＢ２００のセル電圧を検出可能である。本実施形態では、電圧検出回路１０８は、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００とを電池セル単位で並列接続する各配線Ｌに対して１つの系統Ｋを介して接続されている。そして、電圧検出回路１０８は、当該系統Ｋを介して、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００それぞれのセル電圧を検出する。本実施形態では、電圧検出回路１０８は、鉛電池Ｐｂのセル電圧およびＬＩＢ２００のセル電圧の両方を検出可能な構成としているが、少なくとも、鉛電池Ｐｂのセル電圧を検出可能であれば、これに限定するものではない。
【００１５】
また、本実施形態では、電圧検出回路１０８は、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００から外部負荷に対して電流が流れていない場合の鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００それぞれのセル電圧（ＯＣＶ：Open  Circuit  Voltage）を検出する。これにより、セル電池間のセル電圧の静的な不均衡を確認することができる。また、電圧検出回路１０８は、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００の充放電時のセル電圧および電流の変化に基づいて、充放電時のセル電池間の抵抗の差異を検出することも可能である。これにより、各セル電池の劣化状態を確認することができる。
【００１６】
スイッチＳＷＤ（第２スイッチの一例）は、鉛電池ユニット１０６とＬＩＢユニット１０７の並列接続と切断を切換可能なスイッチである。スイッチＳＷＰ１，ＳＷＬ１は、鉛電池Ｐｂ１の負極端子とＬＩＢ２００Ａの負極端子との間に直列接続されている。また、スイッチＳＷＰ２，ＳＷＬ２は、鉛電池Ｐｂ１の正極端子とＬＩＢ２００Ａの正極端子との間に直列接続されている。言い換えると、スイッチＳＷＰ２，ＳＷＬ２は、鉛電池Ｐｂ２の負極端子とＬＩＢ２００Ｂの負極端子との間に直列接続されている。スイッチＳＷＰ３，ＳＷＬ３は、鉛電池Ｐｂ２の正極端子とＬＩＢ２００Ｂの正極端子との間に直列接続されている。言い換えると、スイッチＳＷＰ３，ＳＷＬ３は、鉛電池Ｐｂ３の負極端子とＬＩＢ２００Ｃの負極端子との間に直列接続されている。
【００１７】
スイッチＳＷＰ４，ＳＷＬ４は、鉛電池Ｐｂ３の正極端子とＬＩＢ２００Ｃの正極端子との間に直列接続されている。言い換えると、スイッチＳＷＰ４，ＳＷＬ４は、鉛電池Ｐｂ４の負極端子とＬＩＢ３００Ｄの負極端子との間に直列接続されている。スイッチＳＷＰ５，ＳＷＬ５は、鉛電池Ｐｂ４の正極端子とＬＩＢ２００Ｄの正極端子との間に直列接続されている。言い換えると、スイッチＳＷＰ５，ＳＷＬ５は、鉛電池Ｐｂ５の負極端子とＬＩＢ２００Ｅの負極端子との間に直列接続されている。
【００１８】
スイッチＳＷＰ６，ＳＷＬ６は、鉛電池Ｐｂ５の正極端子とＬＩＢ２００Ｅの正極端子との間に直列接続されている。言い換えると、スイッチＳＷＰ６，ＳＷＬ６は、鉛電池Ｐｂ６の負極端子とＬＩＢ２００Ｆの負極端子との間に直列接続されている。スイッチＳＷＰ７，ＳＷＬ７は、鉛電池Ｐｂ６の正極端子とＬＩＢ２００Ｆの正極端子との間に直列接続されている。
【００１９】
よって、本実施形態では、スイッチＳＷＰ，ＳＷＬは、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００の電池セル単位の並列接続と切断を切換可能なスイッチ（第１スイッチの一例）として機能する。そして、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００を電池セル単位で並列接続する場合、スイッチＳＷＰ，ＳＷＬは、全てオンに切り換わる。一方、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００の電池セル単位の並列接続を切断する場合、スイッチＳＷＰおよびスイッチＳＷＬの少なくとも一方がオフに切り換わる。
【００２０】
また、スイッチＳＷＬ（第１ａスイッチの一例）は、鉛電池Ｐｂのセル電圧を検出する場合、オフに切り換わって、系統ＫとＬＩＢ２００との接続を切断する。その際、スイッチＳＷＰは、オンに切り換わって、系統Ｋと鉛電池Ｐｂとを接続して、鉛電池Ｐｂのセル電圧を検出可能とする。一方、スイッチＳＷＰ（第１ｂスイッチの一例）は、ＬＩＢ２００のセル電圧を検出する場合、オフに切り換わって、系統Ｋと鉛電池Ｐｂとの接続を切断する。その際、スイッチＳＷＬは、オンに切り換わって、系統ＫとＬＩＢ２００とを接続して、ＬＩＢ２００のセル電圧を検出可能とする。また、電源装置１０２は、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００を並列接続する場合、スイッチＳＷＬによって系統ＫとＬＩＢ２００を接続しかつスイッチＳＷＰによって系統Ｋと鉛電池Ｐｂとを接続する。
【００２１】
電流センサ１０９は、鉛電池ユニット１０６の正極端子１０６ａと負極端子１０６ｂ間を流れる電流を検出する。電流センサ１１０は、ＬＩＢユニット１０７の正極端子１０７ａと負極端子１０７ｂ間を流れる電流を検出する。温度センサ１１２は、鉛電池ユニット１０６の温度を検出する。温度センサ１１３は、ＬＩＢユニット１０７の温度を検出する。ＢＭＳ１１１（制御部の一例）は、電圧検出回路１０８によるセル電圧の検出結果、温度センサ１１２，１１３による温度の検出結果、電流センサ１０９，１１０による電流の検出結果等に基づいて、鉛電池ユニット１０６およびＬＩＢユニット２００の充電や放電等の各種処理を制御する。
【００２２】
本実施形態では、ＢＭＳ１１１は、スイッチＳＷＰおよびスイッチＳＷＬの少なくとも一方をオフに切り換えて、かつスイッチＳＷＤをオンに切り換えることにより、鉛電池ユニット１０６およびＬＩＢユニット１０７を放電する放電処理を実行して、補機１０４やスタータ１０５等の外部負荷に対して電力を供給する。また、ＢＭＳ１１１は、電圧検出回路１０８により検出した鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差より大きい場合、鉛電池ユニット１０６およびＬＩＢユニット１０７を充電して、鉛電池Ｐｂのセル電圧およびＬＩＢ２００のセル電圧を均等化する均等化処理を実行する。ここで、所定の電位差は、鉛電池Ｐｂ間に許容される電位差である。ＢＭＳ１１１は、上述の放電処理および充電処理を繰り返しながら、外部負荷への電力の供給を行う。
【００２３】
次に、図１〜４を用いて、本実施形態にかかる電源装置１０２における鉛電池ユニット１０６およびＬＩＢユニット１０７のセル電圧の均等化処理の一例について説明する。図２は、第１の実施形態にかかる電源装置における鉛電池ユニットおよびＬＩＢユニットのセル電圧の均等化処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３は、第１の実施形態にかかる電源装置における鉛電池に対するフロート充電の一例を説明するための図である。図４は、第１の実施形態にかかる電源装置における鉛電池に対する均等化充電の一例を説明するための図である。
【００２４】
ＢＭＳ１１１は、電圧検出回路１０８により検出された鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下にあると判断した場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ＢＭＳ１１１は、鉛電池ユニット１０６およびＬＩＢユニット１０７の放電処理を継続する。一方、鉛電池Ｐｂ若しくはＬＩＢ２００間の電位差が所定の電位差より大きい場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ＢＭＳ１１１は、ＬＩＢ２００のセル電圧の均等化に先立って、鉛電池ユニット１０６が満充電となる電圧または電流によって（本実施形態では、発電機１０３等の外部装置から供給される電力によって）、鉛電池ユニット１０６およびＬＩＢユニット１０７のうち少なくとも鉛電池ユニット１０６を充電する充電処理を実行して、鉛電池セルＰｂ間の電位差を所定の電位差以下とする（ステップＳ２０２）。その際、ＢＭＳ１１１は、スイッチＳＷＬをオフに切り換えて鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００との電池セル単位の並列接続を切断することが好ましい。
【００２５】
鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００とは種類が異なる電池であるため、セル電圧がほぼ等しい電池であっても、並列接続された場合に、充放電負荷の状態や自己放電の差によって、並列接続された電池セル間において流れる循環電流が発生して、両電池の寿命に影響を及ぼすことがある。そのため、本実施形態では、ＢＭＳ１１１は、均等化処理を実行する場合、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００との電池セル単位の並列接続を切断して、循環電流の発生を防止することで、循環電流の発生によって両電池の寿命に影響を与えることを防止する。
【００２６】
本実施形態では、ＢＭＳ１１１は、フロート充電または均等化充電によって鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００を充電する。以下の説明では、鉛電池Ｐｂにフロート充電または均等化充電を行う例について説明するが、ＬＩＢ２００も同様に充電可能である。例えば、図３に示すように、ＢＭＳ１１１は、フロート充電を行う場合、発電機１０３に対して鉛電池ユニット１０６および負荷Ｆを並列接続し、かつ一定電圧ＶＡＬＴ（例えば、１３．５Ｖ）で充電する。
【００２７】
一方、図４に示すように、ＢＭＳ１１１は、均等化充電を行う場合、発電機１０３に対して鉛電池ユニット１０６および負荷Ｆを並列接続し、かつ定電流定電圧充電（ＣＣＣＶ）方式によって鉛電池Ｐｂを充電する。具体的には、ＢＭＳ１１１は、まず、一定電流ＣＣ（例えば、１７．５Ａ）かつ一定電圧ＣＶ（例えば、１４．４Ｖ）で、２０時間、鉛電池Ｐｂを充電する。その後、ＢＭＳ１１１は、一定電流ＣＣ（例えば、１．７５Ａ）で、４時間若しくは鉛電池ユニット１０６の充電電圧が１４．８Ｖに達するまで、鉛電池Ｐｂを充電する。
【００２８】
また、本実施形態では、ＢＭＳ１１１は、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００のセル電圧を均等化する均等化処理を実行している際に、鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差より大きく、鉛電池Ｐｂのセル電圧が均等化されない場合、スイッチＳＷＤを切り換えて鉛電池ユニット１０６とＬＩＢユニット１０７との並列接続を切断した状態で、鉛電池Ｐｂを充電することが好ましい。これにより、並列接続された鉛電池ユニット１０６とＬＩＢユニット１０７間での循環電流の発生を防止できるので、鉛電池Ｐｂのセル電圧が均等化され易くすることができる。すなわち、ＢＭＳ１１１は、少なくとも鉛電池Ｐｂのセル電圧を均等化する均等化処理を実行する。
【００２９】
図２に戻り、ＢＭＳ１１１は、鉛電池Ｐｂの充電が実行されている間、電圧検出回路１０８によって検出される各鉛電池Ｐｂのセル電圧を取得する。そして、ＢＭＳ１１１は、鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。鉛電池Ｐｂは、セル電圧が満充電電圧以上に上昇しない特性を有している。よって、ＢＭＳ１１１は、全ての鉛電池Ｐｂのセル電圧を満充電電圧（例えば、２．５６〜２．５８Ｖ）まで上昇させることによって、鉛電池Ｐｂのセル電圧を均等化することができる（言い換えると、鉛電池Ｐｂ間の電位差を所定の電位差以下に収めることができる）。
【００３０】
そして、鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下でない場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ＢＭＳ１１１は、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００の充電処理を継続する。一方、鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下である場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ＢＭＳ１１１は、スイッチＳＷＰをオフに切り換えかつスイッチＳＷＬをオンに切り換える。これにより、電圧検出回路１０８は、各ＬＩＢ２００のセル電圧を検出可能となる。そして、ＢＭＳ１１１は、鉛電池ユニット１０６とＬＩＢユニット１０７の電位差が、所定の誤差範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。ここで、所定の誤差範囲は、並列接続された鉛電池ユニット１０６とＬＩＢユニット１０７間において循環電流が発生しない電位差である。
【００３１】
鉛電池ユニット１０６とＬＩＢユニット１０７との電位差が所定の誤差範囲内でない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、ＢＭＳ１１１は、ステップＳ２０２に戻り、スイッチＳＷＤをオンに切り換えて、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００の充電処理を継続する。本実施形態では、ＢＭＳ１１１は、鉛電池ユニット１０６の電池電圧とＬＩＢユニット１０７の電池電圧との差分が所定の誤差範囲内にない場合、スイッチＳＷＤをオンに切り換えて、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００の充電処理を継続しているが、少なくとも、鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下である場合には、ステップＳ２０５に進んでも良い。一方、鉛電池ユニット１０６とＬＩＢユニット１０７との電位差が所定の誤差範囲内である場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、ＢＭＳ１１１は、スイッチＳＷＤをオフに切り換えて、電圧検出回路１０８により検出された各ＬＩＢ２００のセル電圧を取得する。そして、ＢＭＳ１１１は、ＬＩＢ２００間の電位差が所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。ここで、所定値は、ＬＩＢ２００のセル電圧を均等化するバランス調整が不要と判断する予め設定された値である。
【００３２】
ＬＩＢ２００間の電位差が所定値以下である場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ＢＭＳ１１１は、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００の充電処理を終了する。一方、ＬＩＢ２００間の電位差が所定値より大きい場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ＢＭＳ１１１は、ＬＩＢ２００のセル電圧を均等化するバランス調整が必要と判断する。ただし、ＬＩＢ２００間の電位差が、所定の均等化上限値より大きい場合、ＢＭＳ１１１は、ＬＩＢ２００のセル電圧を均等化するバランス調整を行わない。ここで、所定の均等化上限値とは、バランス調整によってＬＩＢ２００のセル電圧を均等化することができず、ＬＩＢ２００の交換が必要と判断する値である。本実施形態では、ＢＭＳ１１１は、ＬＩＢ２００間の電位差が所定値以下である場合、ステップＳ２０６に進まずに、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００の充電処理を終了しているが、ＬＩＢ２００間の電位差が所定値以下であるか否かに関わらず、ステップＳ２０６に進んでも良い。
【００３３】
ＬＩＢ２００のセル電圧を均等化するバランス調整が必要と判断した場合、ＢＭＳ１１１は、スイッチＳＷＰをオンに切り換えかつスイッチＳＷＬをオフに切り換えて、電圧検出回路１０８により検出された各鉛電池Ｐｂのセル電圧を取得する。そして、ＢＭＳ１１１は、再度、鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下でないと判断した場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、ＢＭＳ１１１は、ステップＳ２０２に戻り、再度、鉛電池Ｐｂの充電処理を実行する。これにより、鉛電池Ｐｂのセル電圧の均等化の精度を向上させることができるので、鉛電池Ｐｂの長寿命化を図ることができる。本実施形態では、ＢＭＳ１１１は、ステップＳ２０６において、再度、鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下であるか否かを判断しているが、ステップＳ２０６を省略して、ステップＳ２０７に進んでも良い。
【００３４】
一方、鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差以下であると判断した場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、ＢＭＳ１１１は、スイッチＳＷＰ，ＳＷＬをオンに切り換えて、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００とを電池セル単位で並列接続して、鉛電池ＰｂからＬＩＢ２００に供給される電力によって、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００間の電位差を減少させる。これにより、ＢＭＳ１１１は、ＬＩＢ２００Ａ〜２００Ｆのセル電圧を均等化する均等化処理を実行する（ステップＳ２０７）。言い換えると、鉛電池Ｐｂが満充電の状態における電圧範囲にある場合、ＢＭＳ１１１は、スイッチＳＷＰ，ＳＷＬを切り換えて鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００を並列接続して、ＬＩＢ２００のセル電圧を均等化する。これにより、全てのＬＩＢ２００のセル電圧を均等化するための専用のバランス調整回路を設けなくても、全てのＬＩＢ２００のセル電圧を均等化することができるので、電源装置１０２の構成の複雑化およびコストアップを防止することができる。その際、ＢＭＳ１１１は、スイッチＳＷＤをオンに切り換えて、鉛電池ユニット１０６とＬＩＢユニット１０７とを並列接続しても良い。
【００３５】
その後、ＢＭＳ１１１は、所定時間毎に、スイッチＳＷＰをオフに切り換えて、電圧検出回路１０８により検出される各ＬＩＢ２００のセル電圧を取得する。そして、ＢＭＳ１１１は、ＬＩＢ２００間の電位差が所定の電位差以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０８）。ＬＩＢ２００間の電位差が所定の電位差以下でないと判断した場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ＢＭＳ１１１は、ステップＳ２０７に戻り、スイッチＳＷＰ，ＳＷＬをオンに切り換えて、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００とが並列接続された状態とし、均等化処理を継続する。このように、鉛電池Ｐｂのセル電圧だけでなく、ＬＩＢ２００間の電位差も所定の電位差以下にすることで、並列接続された鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００の性能を確保することができる。
【００３６】
一方、ＬＩＢ２００間の電位差が所定の電位差以下であると判断した場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ＢＭＳ１１１は、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００の充電を終了する。ＢＭＳ１１１は、均等化処理が実行されている間、スイッチＳＷＰをオンに切り換えかつスイッチＳＷＬをオフに切り換えて、電圧検出回路１０８により検出される各鉛電池Ｐｂのセル電圧を取得する。そして、ＢＭＳ１１１は、鉛電池Ｐｂ間の電位差が所定の電位差より大きい場合、ＬＩＢ２００のセル電圧を均等化する均等化処理を中止して、ステップＳ２０２に戻り、再度、鉛電池ユニット１０６充電処理を実行しても良い。
【００３７】
このように、第１の実施形態にかかる電源システムによれば、全てのＬＩＢ２００のセル電圧を均等化するための専用のバランス調整回路を設けなくても、全てのＬＩＢ２００のセル電圧を均等化することができるので、電源装置１０２の構成の複雑化およびコストアップを防止することができる。
【００３８】
（変形例）
本変形例は、電圧検出回路が、鉛電池とＬＩＢとを電池セル単位で並列接続する配線に対して第１系統および当該第１系統とは異なる第２系統を介して接続され、第１系統を介して鉛電池のセル電圧を検出し、かつ第２系統を介してＬＩＢのセル電圧を検出する例である。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３９】
図５は、変形例にかかる電源システムの構成の一例を示す図である。図５に示すように、本変形例にかかる電源装置５０１は、スイッチＳＷＰ，ＳＷＬに代えて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７を有する。スイッチＳＷ１は、鉛電池Ｐｂ１の負極端子とＬＩＢ２００Ａの負極端子との間に接続されている。スイッチＳＷ２は、鉛電池Ｐｂ２の負極端子とＬＩＢ２００Ｂの負極端子との間に接続されている。言い換えると、スイッチＳＷ２は、鉛電池Ｐｂ１の正極端子とＬＩＢ２００Ａの正極端子との間に接続されている。スイッチＳＷ３は、鉛電池Ｐｂ３の負極端子とＬＩＢ２００Ｃの負極端子との間に接続されている。言い換えると、スイッチＳＷ３は、鉛電池Ｐｂ２の正極端子とＬＩＢ２００Ｂの正極端子との間に接続されている。
【００４０】
スイッチＳＷ４は、鉛電池Ｐｂ４の負極端子とＬＩＢ２００Ｄの負極端子との間に接続されている。言い換えると、スイッチＳＷ４は、鉛電池Ｐｂ３の正極端子とＬＩＢ２００Ｃの正極端子との間に接続されている。スイッチＳＷ５は、鉛電池Ｐｂ５の負極端子とＬＩＢ２００Ｅの負極端子との間に接続されている。言い換えると、スイッチＳＷ５は、鉛電池Ｐｂ４の正極端子とＬＩＢ２００Ｄの正極端子との間に接続されている。スイッチＳＷ６は、鉛電池Ｐｂ６の負極端子とＬＩＢ２００Ｆの負極端子との間に接続されている。言い換えると、スイッチＳＷ６は、鉛電池Ｐｂ５の正極端子とＬＩＢ２００Ｅの正極端子との間に接続されている。スイッチＳＷ７は、鉛電池Ｐｂ６の正極端子とＬＩＢ２００Ｆの正極端子との間に接続されている。
【００４１】
本変形例においては、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７が、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００との電池セル単位の並列接続と切断を切換可能なスイッチ（第１スイッチの一例）として機能する。具体的には、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００とを電池セル単位で並列接続する場合、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７は、全てオンに切り換わる。一方、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００との電池セル単位の並列接続を切断する場合、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７は、オフに切り換わる。また、鉛電池ＰｂおよびＬＩＢ２００のセル電圧を検出する場合、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７は、オフに切り換わって、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００の電池セル単位での並列接続を切断する。
【００４２】
本変形例では、電圧検出回路１０８は、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００とを電池セル単位で並列接続する配線Ｌに対して、第１系統Ｋ１および当該第１系統Ｋ１とは異なる第２系統Ｋ２を介して接続されている。そのため、電圧検出回路１０８は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７がオフに切り換わって、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００との電池セル単位の並列接続が切断されている状態において、鉛電池Ｐｂのセル電圧およびＬＩＢ２００のセル電圧を同時に検出することができる。
【００４３】
このように、本変形例にかかる電源装置５０１によれば、鉛電池ＰｂとＬＩＢ２００との電池セル単位の並列接続が切断されている状態において、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７を切り換えることなく、鉛電池Ｐｂのセル電圧およびＬＩＢ２００のセル電圧を同時に検出することができるので、鉛電池Ｐｂのセル電圧およびＬＩＢ２００のセル電圧を短時間でかつ容易に検出することができる。
【００４４】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１０１  ＥＣＵ
１０２，５０１  電源装置
１０３  発電機
１０４  補機
１０５  スタータ
１０６  鉛電池ユニット
１０７  ＬＩＢユニット
１０８  電圧検出回路
１０９，１１０  電流センサ
１１１  ＢＭＳ
１１２，１１３  温度センサ
ＳＷＤ，ＳＷＰ，ＳＷＬ，ＳＷ  スイッチ
Ｐｂ  鉛電池
２００  ＬＩＢ
Ｌ  配線
Ｋ  系統
Ｋ１  第１系統
Ｋ２  第２系統
【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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