CN102811887A - 车辆用电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了通过简单且廉价的结构而高效率地回收车辆减速时的再生能量，且对电气负载稳定地供电的车辆用电源装置。在发动机(112)运转时，串联地连接两个电池(120、130)。在车辆减速时，将发电机(110)产生的再生电力同时充电至串联地连接的电池(120、130)，并直接通过DC/DC转换器(140)而对通用负载180供电。在车辆未减速时，从串联连接的电池(120、130)，通过DC/DC转换器(140)向通用负载180供电。另外，在发动机(112)停止时，使DC/DC转换器(140)的动作停止，且将两个电池(120、130)切换为并联连接，而从电池(120、130)向通用负载(180)以12V提供暗电流。

Description

车辆用电源装置
技术领域
本发明涉及汽车等车辆中所使用的车辆用电源装置。
背景技术
近年来，从环保的观点混合动力汽车和电动汽车受到关注，并迅速推进对这些汽车的开发。这些汽车具有如下结构：将来自具有二次电池的电源的直流电力转换成交流电力，通过交流电力来驱动电动机，由此获得驱动车轮的驱动力。此外，通常，混合动力汽车为共用发动机和电动机的电动汽车，广义上来讲是电动汽车的一种。因此，在本说明书中，为简便起见，只要预先未作特别说明，则在包含混合动力汽车在内的广义上使用“电动汽车”这一用语。
在作为动力源具有上述结构的电动汽车中所使用的以往的车辆用电源装置，例如，已知有专利文献1所记载的车辆用电源装置。在专利文献1中公开了由标称电压不同的两个电池(例如，锂离子电池和铅电池)构成的再生系统。该再生系统中，经由DC(直流)/DC转换器连接着普通的铅电池即主电源、与充电接受性比主电源优异且容易进行状态检测的高性能电池(例如，锂离子电池)即副电源。副电源与发电机直接连接。主电源优先于副电源对车辆电气负载进行供电，副电源回收并积蓄在车辆减速时由发电机产生的再生电力，且被用作相对于主电源的冗余电源。通过该结构，在专利文献1中，可高效地回收车辆减速时的再生能量，且可对电气负载提供稳定电压。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]特开2004-328988号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，上述以往的车辆用电源装置中存在以下问题。
锂离子电池虽然性能高，但为高价的器件，因此难以实现与性能合算的系统成本。另外，锂离子电池难以进行为了搭载于车辆并安全使用的充放电控制，为了将锂离子电池搭载于车辆并安全使用，必须实现高度的充放电控制。另外，因存在2种电池，所以必须具备对各自电池的状态检测技术，使系统结构变得复杂。而且，锂离子电池和铅电池必须分别设置在车辆的不同位置(例如，前者设置在车厢内，后者设置在发动机舱内)，所以设计的自由度低，且削减安装空间也存在一定的限度。
本发明的目的在于提供车辆用电源装置，该车辆用电源装置可实现增大设计自由度和削减安装空间，并通过简单且廉价的结构而高效率地回收车辆减速时的再生能量，且可稳定地向电气负载供电。
解决问题的方案
本发明的车辆用电源装置包括：搭载于车辆的发电机；第1蓄电装置，连接到所述发电机，且蓄积由所述发电机产生的电力；第2蓄电装置，能够与所述第1蓄电装置串联连接；DC/DC转换器，设置在所述发电机及所述第1蓄电装置与电装设备之间；切换单元，将所述第1蓄电装置和所述第2蓄电装置切换为串联或并联的连接状态；以及控制单元，分别控制所述发电机、所述DC/DC转换器和所述切换机构的动作，所述控制单元将在车辆减速时由所述发电机产生的再生电力充电至串联连接着的所述第1蓄电装置和所述第2蓄电装置，并且，控制所述发电机的输出电压、以及所述DC/DC转换器和所述切换单元的工作状态，以通过所述DC/DC转换器馈电至所述电装设备。优选为所述第1蓄电装置为铅电池，所述第2蓄电装置为铅电池。
发明的效果
根据本发明，可实现增大设计自由度和削减安装空间，并通过简单且廉价的结构而高效率地回收车辆减速时的再生能量，且可稳定地向电气负载供电。
附图说明
图1是表示包含本发明实施方式1的车辆用电源装置的电源系统的结构的方框图。
图2是表示图1的电源系统的整体动作的流程图。
图3是表示图2的起动处理的内容的流程图。
图4是表示电池的连接从并联切换为串联的切换步骤的图。
图5是表示图2的电池状态检测处理的内容的流程图。
图6是表示图2的再生发电控制处理的内容的流程图。
图7是表示图6的发电控制处理的内容的流程图。
图8是表示图2的辅助充电处理的内容的流程图。
图9是表示图2的停止处理的内容的流程图。
图10是表示电池的连接从串联切换为并联的切换步骤的图。
图11是表示包含本发明实施方式2的车辆用电源装置的电源系统的结构的方框图。
图12是表示图11的电源系统的整体动作的流程图。
图13是表示图12的起动处理的内容的流程图。
图14是表示从电池单体切换为串联的连接切换步骤的图。
图15是表示图12的电池状态检测处理的内容的流程图。
图16是表示图12的再生发电控制处理的内容的流程图。
图17是表示图16的发电控制处理的内容的流程图。
图18是表示图12的辅助充电处理的内容的流程图。
图19是表示图12的停止处理的内容的流程图。
图20是表示从串联切换为电池单体的连接的切换步骤的图。
图21是表示包含本发明实施方式3的车辆用电源装置的电源系统的结构的方框图。
图22是表示图21的电源系统的整体动作的流程图。
图23是表示图22的电池状态检测处理的内容的流程图。
图24是表示图22的模式处理的内容的流程图。
图25是表示从再生模式切换为行驶模式的切换过程的图。
图26是表示从行驶模式切换为再生模式的切换过程的图。
图27是表示图22的再生发电控制处理的内容的流程图。
图28是表示图27的发电控制处理的内容的流程图。
图29是表示图22的辅助充电处理的内容的流程图。
标号说明
100、100A、100B：电源系统
110：发电机
112：发动机
120、130：电池
120A：双电荷层电容器(EDLC)
122、132：电流传感器
140：DC/DC转换器
142：开关
150、152、154、156：车载继电器
160、160A、160B：电源ECU
170：起动器
172：起动继电器
180：通用负载(电装设备)
具体实施方式
以下，使用附图详细地说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是表示包含本发明实施方式1的车辆用电源装置的电源系统的结构的方框图。
图1所示的电源系统100包括：发电机110、两个电池(第1电池120和第2电池130)、两个电流传感器122和132、DC/DC转换器140、四个车载继电器(第1车载继电器150、第2车载继电器152、第3车载继电器154和第4车载继电器156)、电源ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)160、起动器170、起动继电器(starter relay)172、以及车载的其他通用负载(电装设备)180。在上述结构要素中的两个电池120和130、两个电流传感器122和132、DC/DC转换器140、四个车载继电器150～156、以及电源ECU160构成电源装置。此外，以下将起动器170和其他通用负载(电装设备)180统称为“电气负载”。
发电机110在车辆减速时被传递发动机112的旋转而发电，从而输出再生能量的电力。例如，发电机110为附有IC(集成电路)调节器的大电容交流发电机(alternator)(例如，150A级(class))，被发动机112进行皮带驱动而产生由电源ECU160指示的电压(例如，29V的电压)。另外，通过电源ECU160的控制，在车辆减速时以外，也能够根据需要使发电机110被驱动(发电)。发电机110分别连接到第1电池120和DC/DC转换器140。
另外，在本实施方式中，使用交流发电机作为发电机110，但并不限定于此。例如，作为发电机110，也可以采用电动发电机(motor generator)以代替交流发电机。电动发电机以1台机器兼具电动机(motor)的功能和发电机(generator)的功能。另外，发电机110也可以代替通过发动机112的皮带驱动，例如通过齿轮或皮带等传递机构连接到车轴或曲柄轴等，或者直接与车轴或曲柄轴等连结。
两个电池(第1电池120和第2电池130)例如均为标称电压12V的普通的铅电池，产生12～13V的电压，向电气负载(起动器170、通用负载180)供电。铅电池因在技术上可靠，所以作为系统比较安全，且是相对廉价的蓄电装置，由此能够使系统成本也较低。虽然将在下文中进行详细叙述，但两个电池120、130是在发动机起动后串联地连接在一起，其回收并积蓄在车辆减速时发电机110中产生的再生能量。通过串联连接两个电池120、130来进行充电，可实现高电压的充电，由此能够高效率地回收再生能量。由于这样充电再生能量，所以电池120、130优选为充电电流大的充电接受性优异的电池。例如，用于怠速熄火(idling stop)的铅电池因充电接受性优异，所以特别优选。另外，为了实现模块化而组成1个单元的，两个电池120、130优选为相同种类的电池。通过使两个电池120、130模块化，可增大设计的自由度，也能够削减安装空间。
此外，在本实施方式中，考虑到系统的低成本化或简化等而使用了铅电池作为电池120、130，但并不限定于此。例如，作为电池120、130，也可以使用镍氢电池或锂离子电池等代替铅电池。
电流传感器122是为了检测第1电池120的状态而测量第1电池120的充放电电流的电流传感器。另外，电流传感器132是为了检测第2电池130的状态而测量第2电池130的充放电电流的电流传感器。
DC/DC转换器140是将直流电压转换为更低的另一直流电压的降压型的DC/DC转换器。DC/DC转换器140至少能够输入在如下范围内输入电压，即，例如在电池充电时最大为29V(＝14.5V×2)，在电池放电时最大为24V(＝12V×2)的电压。另外，DC/DC转换器140可输出例如12.5～14.5V的电压作为输出电压。DC/DC转换器140的输出电压由电源ECU160控制。例如，通常将DC/DC转换器140的输出电压控制为12.5V而向电气负载(起动器170、通用负载180)供电，但在只对第2电池130充电的模式时，将DC/DC转换器140的输出电压控制为14.5V。另外，对DC/DC转换器140的输出电压根据电池120、130的充电量进行调整。此外，在只对第1电池120充电的模式时，在将DC/DC转换器140的输出电压控制为12.5V的状态下，将发电机的输出电压控制为14.5V。
四个车载继电器(第1车载继电器150、第2车载继电器152、第3车载继电器154、和第4车载继电器156)用来根据发动机112的接通(起动)/关断(停止)而将两个电池120、130的连接切换为并联或串联。四个车载继电器150～156分别根据来自电源ECU160的控制信号而重复进行接通(ON)/关断(OFF)。
第1车载继电器150设置在第1电池120与第2电池130(严格来说为用于第2电池130的电流传感器132)之间。第2车载继电器152的一端连接到第1电池120与第1车载继电器150之间，另一端接地。第3车载继电器154的一端连接到发电机110与第1电池120(严格来说为用于第1电池120的电流传感器122)之间，另一端连接到DC/DC转换器140与通用负载180之间。第4车载继电器156的一端连接到第1车载继电器150与第2电池130(严格来说为用于第2电池130的电流传感器132)之间，另一端连接到DC/DC转换器140与通用负载180之间。如后述，通过四个车载继电器150～156的接通/关断的组合，适当地选择从发电机110到电池120、130的充电电路以及从电池120、130到电气负载(起动器170、通用负载180)的馈电电路。
在串联连接两个电池120、130而进行充电时，再生能量的大电流从发电机110流过第1车载继电器150中，所以第1车载继电器150必须是对应于大电容的继电器(例如，150A级)。相对于此，其他车载继电器152、154、156用于从电池120、130向电气负载(起动器170、通用负载180)的供电，所以与第1车载继电器150相比无需对应于大电容，例如，也可以为40A级的继电器。
电源ECU160综合地控制该电源系统100。具体而言，例如，电源ECU160控制四个车载继电器150～156的接通(闭合)/关断(断开)，以便根据发动机112的接通(起动)/关断(停止)而将两个电池120、130的连接切换为并联或串联。另外，电源ECU160测量各电池120、130的电压和充放电电流，并通过电流累计而计算各电池120、130的充电状态(SOC：State Of Charge)。另外，电源ECU160控制发电机110和DC/DC转换器140。另外，电源ECU160进行后述的其他控制。关于电源ECU160的控制内容，使用图2和图2以后的流程图在下文中进行详细叙述。此外，电源ECU160例如由CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)、记录着程序的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、以及用来执行程序的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)构成(任一者均未图示)。
起动器170是起动(cranking)发动机112时使用的电动机。在行驶途中停车而怠速熄火后的发动机重新起动时也使用起动器170。向起动器170通电是通过如下步骤来进行：将发动机的起动开关即未图示的点火(IG，ignition)开关转到发动机起动位置(ST位置)而接通起动继电器172。
通用负载180为例如搭载于车辆的各种灯类或雨刮器、音响设备、导航装置、空调装置等。
在本实施方式中，在发动机112运转时，串联连接两个电池120和130。然后，在车辆减速时，将发电机110产生的再生电力以高电压同时充电至串联地连接着的电池120、130。例如，在此情况下，如果以14.5V对1个电池充电，则两个电池中可进行29V的充电。另外，在如此产生再生电力时，对串联连接着的电池120、130充电，并且从发电机110直接通过DC/DC转换器140(降低电压后)向通用负载180以12V供电。
另外，在车辆未速时，从串联连接着的电池120、130通过DC/DC转换器140(降低电压后)向通用负载180提供12V的电力。
另外，在发动机112停止时，若DC/DC转换器140持续进行动作则消耗电力，因此使DC/DC转换器140停止动作，并将两个电池120、130切换为并联连接，从电池120、130向通用负载180以12V提供暗电流。
另外，因在重复进行充电与放电的过程中，两个电池120、130的充电率(SOC)逐渐产生差异，所以在本实施方式中设置了使两个电池120、130的充电率统一为规定值以上的机构(后述的辅助充电处理)。
如上所述，电源ECU160根据发动机112的接通/关断而将两个电池120、130的连接切换为并联或串联。此时的四个车载继电器150～156的接通/关断状态如下。
在并联连接两个电池120、130时，电源ECU160分别将第1车载继电器150控制为关断(断开)状态，将第2车载继电器152控制为接通(闭合)状态，将第3车载继电器154控制为接通(闭合)状态，且将第4车载继电器156控制为接通(闭合)状态。在此情况下，电源ECU160使DC/DC转换器140停止(关断)。
此时，作为从电池120、130到通用负载180的馈电电路，形成第1电池120→第3车载继电器154→通用负载180的电路、以及第2电池130→第4车载继电器156→通用负载180的电路。
另一方面，在串联连接两个电池120、130时，电源ECU160分别将第1车载继电器150控制为接通(闭合)状态，将第2车载继电器152控制为关断(断开)状态，将第3车载继电器154控制为关断(断开)状态，且将第4车载继电器156控制为关断(断开)状态。在此情况下，电源ECU160使DC/DC转换器140起动(接通)。
此时，作为从发电机110到电池120、130的充电电路，形成发电机110→串联连接着的电池120、130的电路。另外，作为从电池120、130到通用负载180的馈电电路，形成串联连接着的电池120、130→DC/DC转换器140→通用负载180的电路。此外，在此情况下，作为到通用负载180的馈电电路，也形成发电机110→DC/DC转换器140→通用负载180的从发电机110直接馈电的电路。
接下来，使用图2～图10说明具有上述结构的电源系统100的动作。其中，图2是表示电源系统100的整体动作的流程图，图3是表示图2的起动处理的内容的流程图，图4是表示电池的连接从并联切换为串联的切换步骤的图，图5是表示图2的电池状态检测处理的内容的流程图，图6是表示图2的再生发电控制处理的内容的流程图，图7是表示图6的发电控制处理的内容的流程图，图8是表示图2的辅助充电处理的内容的流程图，图9是表示图2的停止处理的内容的流程图，图10是表示电池的连接从串联切换为并联的切换步骤的图。此外，这些流程图作为控制程序存储在未图示的存储装置(例如，ROM等)中，且通过未图示的CPU来执行。
首先，在步骤S1000中，电源ECU160判断未图示的点火(IG)开关是否被接通。具体而言，电源ECU160在将点火开关转到发动机起动位置(ST位置)时，判断为点火开关被接通。作为该判断的结果，在点火开关被接通时(S1000：“是”)，进入步骤S2000，在点火开关未接通时(S1000：“否”)待机。
在步骤S2000中，电源ECU160进行起动处理。该起动处理的内容如图3的流程图所示。
首先，在步骤S2100中，电源ECU160使发动机112起动。具体来说，电源ECU160接通起动继电器172，而使起动器170从并联连接着的电池120、130通电。由此，发动机112起动。
然后，在步骤S2200中，电源ECU160使DC/DC转换器140起动(接通)。
然后，在步骤S2300中，电源ECU160控制四个车载继电器150～156，将两个电池120、130的连接从并联切换为串联。此时的具体切换步骤如图4所示。通过该切换步骤，能够将两个电池120、130的连接安全且可靠地从并联切换为串联。其后，控制步骤返回到图2的主流程图。
接着，在步骤S3000中，电源ECU160进行电池状态检测处理。该电池状态检测处理的内容如图5的流程图所示。
首先，在步骤S3100中，电源ECU160进行电池的测量。具体而言，电源ECU160测量第1电池120的电流(I1)和电压(V1)，并且测量第2电池130的电流(I2)和电压(V2)。第1电池120的电流(I1)由电流传感器122检测，第2电池130的电流(I2)由电流传感器132检测。
然后，在步骤S3200中，电源ECU160进行电池状态的计算。具体而言，电源ECU160例如将电流传感器122的检测结果(充放电的电流值)进行累计而计算第1电池120的SOC(以下记作“SOC1”)，另外，将电流传感器132的检测结果(充放电的电流值)累计而计算第2电池130的SOC(以下记作“SOC2”)。这样，通过将流入电池的电流与从电池流出的电流进行累计(所谓的库仑计算(Coulomb Count)处理)，能够计算电池的SOC。此外，电池120、130的SOC的计算方法并不限定于库仑计算处理，也可以采用其他众所周知的任意方法。其后，控制步骤返回到图2的主流程图。
接着，在步骤S4000中，电源ECU160进行再生发电控制。该再生发电控制的内容如图6的流程图所示。
首先，在步骤S4100中，电源ECU160判断车速是否为规定值(例如，10km/h)以上且车辆是否在减速中。此处，判断车速是否为规定值以上的目的在于，判断当前的车速是否适合于再生发电，也就是说，车辆是否具有再生发电所需的动能。再生能量是将车辆的动能转换成电能所得的能量，如果车速低，那么动能也小，所以无法期待大量的再生能量。另外，例如基于车辆的车速信息，或基于制动器的踩踏程度(制动器是否被踩下)，判断车辆是否在减速中。作为该判断的结果，在车速为规定值(10km/h)以上且车辆在减速中时(S4100：“是”)，进入步骤S4200，在不是那样的情况下，也就是说，在车速小于规定值(10km/h)或车辆未速中(也就是加速时或稳态行驶时、怠速时等)时(S4100：“否”)，立刻返回到图2的主流程图。
在步骤S4200中，电源ECU160对发电机110进行发电控制。在该发电控制中，控制各电池120、130的电压V1、V2以使其不超过规定值(例如，14.5V)。因为如果对铅电池施加过高的电压，则会加速铅电池的劣化。另外，在该发电控制中，两个电池120、130的至少其中一个电池的SOC达到100％以上时，使发电机110停止发电。因为铅电池也会因充电过量而加速劣化。该发电控制的内容如图7的流程图所示。
首先，在步骤S4210中，电源ECU160判断是否第1电池120的充电状态(SOC1)为100％以上，或第2电池130的充电状态(SOC2)为100％以上。作为该判断的结果，在第1电池120的充电状态(SOC1)为100％以上，或第2电池130的充电状态(SOC2)为100％以上时，也就是说，在两个电池120、130中的至少其中一个电池的SOC达到100％以上时(S4210：“是”)，进入步骤S4220，在不是那样的情况下，也就是说，在两个电池120、130的SOC双方都小于100％时(S4210：“否”)，进入步骤S4230。
在步骤S4220中，电源ECU160使发电机110停止发电。其后，控制步骤返回到图2的主流程图。
另一方面，在步骤S4230中，电源ECU160进而判断是否第1电池120的电压(V1)超过规定值(例如，14.5V)，或第2电池130的电压(V2)超过规定值(例如，14.5V)。作为该判断的结果，在第1电池120的电压(V1)超过规定值(14.5V)，或第2电池130的电压(V2)超过规定值(14.5V)时，也就是说，在两个电池120、130中的至少其中一个电池的电压超过规定值(14.5V)时(S4230：“是”)，进入步骤S4240，在不是那样的情况下，也就是说，在两个电池120、130的电压V1、V2双方都为规定值(14.5V)以下时(S4230：“否”)，进入步骤S4250。
在步骤S4240中，电源ECU160将对发电机110的输出指令值设定得比目标值(例如，29V)低。其后，控制步骤返回到图2的主流程图。
另一方面，在步骤S4250中，电源ECU160将对发电机110的输出指令值设定为目标值(29V)。其后，控制步骤返回到图2的主流程图。
此外，步骤S4240的控制内容并不限定于上述例子。在此情况下，只要能够将超过规定值(14.5V)的电池的电压降低到规定值(14.5V)以下，则可以采用任何控制方法。例如，也可以利用所谓的PID(Proportional-Integral-Derivative，比例-积分-微分)控制，进行使超过规定值(14.5V)的电池的电压收敛于规定值(14.5V)的控制。
接着，在步骤S5000中，电源ECU160进行辅助充电处理。该辅助充电处理是用来使两个电池120、130间的SOC的差不增大，或在各电池120、130的SOC的值降到规定值以下时进行充电的控制。前者是因为如果两个电池120、130间的SOC的差变大，则串联的连接状态下的充放电特性会劣化。另外，后者是因为如果SOC下降，则会加速铅电池的劣化。该辅助充电处理的内容如图8的流程图所示。
首先，在步骤S5100中，电源ECU160判断是否第1电池120的充电状态SOC1小于规定值A，且第2电池130的充电状态SOC2小于规定值A。此处，规定值A为例如80～90％的范围内的适当的值。作为该判断的结果，在第1电池120的充电状态SOC1小于规定值A，且第2电池130的充电状态SOC2小于规定值A时，也就是说，在两个电池120、130的SOC双方都小于规定值A时(S5100：“是”)，进入步骤S5200，在不是这样的情况下(S5100：否)，进入步骤S5300。
在步骤S5200中，电源ECU160使两个电池120、130串联且同时充电。具体而言，在此情况下，只要车辆在行驶，则电源ECU160使两个电池120、130的连接状态维持为串联的状态。此时，无论车辆是否在减速中，为了避免电池的劣化而必须立刻对两个电池120、130进行辅助充电。因此，在车辆处于减速中时，利用此机会，将再生能量充电至电池120、130，另一方面，在车辆不处于减速中时，也就是说，车辆在行驶中时，强制性地使发电机110以29V发电而对电池120、130充电。由此，将在车辆减速时在发电机110中产生的再生能量或在车辆行驶时在发电机110中强制产生的电力同时充电至串联的电池120、130(发电机110→串联连接着的电池120、130的充电电路)。继续进行这样的同时充电直到在两个电池120、130中的至少其中一个电池的SOC达到规定值A以上为止。此外，在充电中，如上所述，从发电机110直接通过DC/DC转换器140(降低电压后)向通用负载180供电(发电机110→DC/DC转换器140→通用负载180的馈电电路)。此时，如果DC/DC转换器140处于停止(关断)状态，那么电源ECU160使DC/DC转换器140起动(接通)。
另一方面，在步骤S5300中，电源ECU160进而判断是否只有第1电池120的充电状态SOC1小于规定值A。作为该判断的结果，在只有第1电池120的充电状态SOC1小于规定值A时(S5300：“是”)，进入步骤S5400，在不是那样的情况下(S5300：“否”)，进入步骤S5500。
在步骤S5400中，电源ECU160仅使第1电池120充电。具体而言，在此情况下，电源ECU160在开始充电时，在将电池120、130的连接状态从串联切换为并联后，进而使第4车载继电器156为关断(断开)状态。由此，第1车载继电器150成为关断(断开)状态，第2车载继电器152成为接通(闭合)状态，第3车载继电器154成为接通(闭合)状态，第4车载继电器156成为关断(断开)状态。另外，电源ECU160在该切换时，使DC/DC转换器140停止(关断)。由电源ECU160控制发电机110，例如，通过14.5V的发电，从发电机110对第1电池120进行充电(发电机110→第1电池120的充电电路)。在对第1电池120充电中，从发电机110直接经由第3车载继电器154向通用负载180进行供电(发电机110→第3车载继电器154→通用负载180的馈电电路)。此外，在完成对第1电池120的充电时，电源ECU160暂时使第4车载继电器156为接通(闭合)状态而使电池120、130的连接状态恢复为并联后，进而，使电池120、130的连接状态恢复为串联。另外，电源ECU160在该切换时，使DC/DC转换器140起动(接通)。
另一方面，在步骤S5500中，电源ECU160进而判断是否只有第2电池130的充电状态SOC2小于规定值A。作为该判断的结果，在只有第2电池130的充电状态SOC2小于规定值A时(S5500：“是”)，进入步骤S5600，在不是这样的情况下(S5500：“否”)，进入步骤S5700。
在步骤S5600中，电源ECU160仅使第2电池130充电。具体而言，在此情况下，电源ECU160在开始充电时，将电池120、130的连接状态从串联切换为并联后，进而使第2车载继电器152为关断(断开)状态。由此，第1车载继电器150成为关断(断开)状态，第2车载继电器152成为关断(断开)状态，第3车载继电器154成为接通(闭合)状态，第4车载继电器156成为接通(闭合)状态。另外，电源ECU160在该切换时，使DC/DC转换器140停止(关断)。由电源ECU160控制发电机110，例如，通过14.5V的发电，从发电机110对第2电池130进行充电(发电机110→第3车载继电器154→第4车载继电器156→第2电池130的充电电路)。在对第2电池130充电中，从发电机110直接经由第3车载继电器154对通用负载180进行供电(发电机110→第3车载继电器154→通用负载180的馈电电路)。此外，在完成对第2电池130的充电时，电源ECU160暂时使第2车载继电器152为接通(闭合)状态而使电池120、130的连接状态恢复为并联后，进而，使电池120、130的连接状态恢复为串联。另外，电源ECU160在进行该切换时使DC/DC转换器140起动(接通)。
另一方面，在步骤S5700中，电源ECU160进而判断两个电池120、130间的SOC的差是否大于规定值α。在图1所示的电路结构中，通常第2电池130的放电量大于第1电池120，SOC较小。因此，这里，求从SOC1减去SOC2所得的值作为两个电池120、130间的SOC的差。另外，规定值α例如为2％。作为该判断的结果，在两个电池120、130间的SOC的差(SOC1-SOC2)大于规定值α时(S5700：“是”)，进入步骤S5800，在不是这样的情况下，也就是说，在两个电池120、130间的SOC的差(SOC1-SOC2)为规定值α以下时(S5700：“否”)，立刻返回到图2的主流程图。
在步骤S5800中，为了将两个电池120、130间的SOC的差抑制在规定值α以下，电源ECU160只使SOC较大的第1电池120进行放电。具体而言，在此情况下，电源ECU160在将电池120、130的连接状态从串联切换为并联后，进而使第4车载继电器156为关断(断开)状态。由此，第1车载继电器150成为关断(断开)状态，第2车载继电器152成为接通(闭合)状态，第3车载继电器154成为接通(闭合)状态，第4车载继电器156成为关断(断开)状态。另外，在此期间，电源ECU160使DC/DC转换器140暂时停止(关断)。此时，第1电池120通过经由第3车载继电器154向通用负载180进行供电而放电(第1电池120→第3车载继电器154→通用负载180的馈电电路)。在此期间，第2电池130不进行充放电。此外，如果两个电池120、130间的SOC的差变为规定值α以下，那么电源ECU160在使DC/DC转换器140起动(接通)后，暂时使第4车载继电器156为接通(闭合)状态而使电池120、130的连接状态恢复为并联，其后，进而使电池120、130的连接状态恢复为串联。
接着，在步骤S6000中，电源ECU160判断是否已关断未图示的点火(IG)开关。作为该判断的结果，在已关断点火开关时(S6000：“是”)，进入步骤S7000，在尚未关断点火开关时(S6000：“否”)，返回到步骤S3000。
在步骤S7000中，电源ECU160进行停止处理。该停止处理的内容如图9的流程图所示。
首先，在步骤S7100中，电源ECU160控制四个车载继电器150～156，将两个电池120、130的连接从串联切换为并联。此时的具体切换步骤如图10所示。通过该切换步骤，能够将两个电池120、130的连接安全且可靠地从串联切换为并联。
然后，在步骤S7200中，电源ECU160使DC/DC转换器140停止(关断)。
然后，在步骤S7300中，电源ECU160使发动机112停止。具体来说，电源ECU160将使发动机112停止的控制信号输出到控制发动机的动作的未图示的发动机ECU。由此，发动机112停止。
此外，在上述一系列的控制中，未考虑怠速熄火功能，而当然也可以考虑该功能。具体而言，例如，也可以在每当怠速熄火而使发动机112停止时，将两个电池120、130的连接从串联切换为并联。
这样，根据本实施方式，在车辆减速而发电机110输出再生能量时，串联地连接电池120、130，并将发电机110中产生的再生能量以高电压同时充电至串联连接着的电池120、130。因此，能够通过简单且廉价的结构，高效率地回收车辆减速时的再生能量。
另外，在处于产生再生能量时，对串联连接的电池120、130进行充电，并且从发电机110直接通过DC/DC转换器140对通用负载180进行12V的供电。另外，在车辆未减速时，也就是说，在发电机110未输出再生能量时，从蓄积着再生能量的串联连接的电池120、130通过DC/DC转换器140对通用负载180提进行12V的供电。进而，在发动机112停止后，使DC/DC转换器140的动作停止，并将两个电池120、130切换为并联连接，而从电池120、130向通用负载180以12V输送暗电流。因此，也能够稳定地进行向通用负载180的供电。
另外，在使用技术上可靠且相对廉价的铅电池作为两个电池120、130时，与使用其他的高性能电池(例如，锂离子电池或镍氢电池等)时相比，能够作为系统以低成本确保高安全性。
另外，由于使用相同种类的电池(铅电池)作为两个电池120、130，所以通过使两个电池120、130模块化，可增大设计的自由度，并且，也能削减安装空间。
另外，因为在两个电池120、130的充电率(SOC)分别为规定值以下，或充电率(SOC)的差为规定值以上时，进行使两个电池120、130的充电率统一为规定值以上的控制(辅助充电处理)，所以可抑制电池的劣化进度。
此外，在本实施方式中，使用的电池的个数为两个，但在本发明中电池的个数并无特别限定，也可以构成为能将三个以上的电池切换为串联或并联的连接状态。
(实施方式2)
图11是表示包含本发明实施方式2的车辆用电源装置的电源系统的结构的方框图。此外，在图11所示的电源系统100A中，对与图1所示的电源系统100共同的结构部分附加相同的符号，而省略其详细说明。
图11所示的电源系统100A包括：发电机110、双电荷层电容器(EDLC：Electric Double Layer Capacitor)120A、第2电池130、电流传感器132、DC/DC转换器140、两个车载继电器(第1车载继电器150和第2车载继电器152)、电源ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)160A、起动器170、起动继电器172、以及车载的其他通用负载(电装设备)180。在上述结构要素中的EDLC120A、第2电池130、电流传感器132、DC/DC转换器140、两个车载继电器150和152、以及电源ECU160A构成电源装置。
发电机110分别连接到EDLC120A及DC/DC转换器140。
EDLC120A是与一般的二次电池相比能实现大电流的放充电，且放充电循环寿命优异的蓄电装置。例如，作为一例，EDLC的每个单元(cell)的最大额定电压为2.8V。因此，在本实施方式中，例如，将5个单元串联地构成为EDLC模块且使最大额定电压为14V。EDLC120A在与第2电池130串联连接的状态下，和第2电池130一起通过DC/DC转换器140(降低电压后)向通用负载180供电。此外，也可以根据发电机110的输出电容和DC/DC转换器140的输入电压范围来增加构成EDLC120A的单元的个数而使最大额定电压增加。在使最大额定电压增加时，能够以更高的电压高效率地回收再生能量。
两个车载继电器(第1车载继电器150、第2车载继电器152)用来根据发动机112的接通(起动)/关断(停止)而将EDLS120A和第2电池130的连接切换为并联或串联。此处，所谓将EDLC120A与第2电池130“并联”地连接，严格来说，是指设为只能使用第2电池130的状态，也称为“电池单体”。两个车载继电器150、152分别根据来自电源ECU160A的控制信号而重复进行接通(ON)/关断(OFF)。
第1车载继电器150设置在EDLC120A与第2电池130(严格来说为用于第2电池130的电流传感器132)之间。第2车载继电器152的一端连接到第1车载继电器150与第2电池130(严格来说为用于第2电池130的电流传感器132)之间，另一端连接到DC/DC转换器140与通用负载180之间。如后述，通过两个车载继电器150、152的接通/关断的组合，适当地选择从发电机110到EDLC120A和第2电池130的充电电路、以及从EDLC120A和第2电池130到电气负载(起动器170、通用负载180)的馈电电路。
在将EDLC120A与第2电池130串联连接而进行充电时，再生能量的大电流从发电机110流过第1车载继电器150中，所以第1车载继电器150必须为对应于大电容的继电器(例如，150A级)。相对于此，第2车载继电器152用于只从第2电池130向电气负载(起动器170、通用负载180)的供电，所以与第1车载继电器150相比无需对应于大电容，例如，也可以为40A级的继电器。
电源ECU160A综合地控制该电源系统100A。具体而言，例如，电源ECU160A为了根据发动机112的接通(起动)/关断(停止)来将EDLC120A与第2电池130的连接切换为并联(电池单体)或串联，控制两个车载继电器150、152的接通(闭合)/关断(断开)。另外，电源ECU160A分别测量第2电池130的电压VB和充放电电流IB，并通过电流累计而计算第2电池130的充电状态(SOC)。只要测量EDLC120A的电压VE，就能够容易检测EDLC120A的充电状态(SOC)。另外，电源ECU160A控制发电机110和DC/DC转换器140。另外，电源ECU160A进行后述的其他控制。关于电源ECU160A的控制内容，使用图12和图12以后的流程图在下文中进行详细叙述。此外，电源ECU160A例如由CPU(中央处理器)、记录着程序的ROM(只读存储器)、以及用来执行程序的RAM(随机存取存储器)构成(都未图示)。
在本实施方式中，在发动机112运转时，串联地连接EDLC120A和第2电池130。然后，在车辆减速时，将发电机110产生的再生电力以高电压同时充电至串联连接着的EDLC120A和第2电池130。例如，在此情况下，在充电时第2电池130与EDLC120A分别能够以14.5V、14V(5个单元串联结构)的电压进行充电，所以可进行总共28.5V的充电。另外，在这样产生再生电力时，对串联连接着的EDLC120A和第2电池130充电，并且从发电机110直接通过DC/DC转换器140(降低电压后)向通用负载180提供12V的电力。
另外，在车辆未减速时，从串联连接着的EDLC120A和第2电池130，通过DC/DC转换器140(降低电压后)向通用负载180提供12V的电力。
另外，在发动机112停止时，若DC/DC转换器140持续进行动作则消耗电力，因此使DC/DC转换器140的动作停止，且将EDLC120A和第2电池130切换为并联(电池单体)连接，而只从第2电池130向通用负载180以12V提供暗电流。
如上所述，电源ECU160A根据发动机112的接通/关断而将EDLC120A和第2电池130的连接切换为并联(电池单体)或串联。此时的两个车载继电器150、152的接通/关断状态如下。
在并联(电池单体)地连接EDLC120A和第2电池130时，电源ECU160A分别将第1车载继电器150控制为关断(断开)状态，将第2车载继电器152控制为接通(闭合)状态。在此情况下，电源ECU160A使DC/DC转换器140停止(OFF)。
此时，作为从第2电池130到通用负载180的馈电电路，形成第2电池130→第2车载继电器152→通用负载180的电路。
另一方面，在串联连接EDLC120A和第2电池130时，电源ECU160A分别将第1车载继电器150控制为接通(闭合)状态，将第2车载继电器152控制为关断(断开)状态。在此情况下，电源ECU160A使DC/DC转换器140起动(接通)。
此时，作为从发电机110到EDLC120A和第2电池130的充电电路，形成发电机110→串联连接着的EDLC120A和第2电池130的电路。另外，作为从EDLC120A和第2电池130到通用负载180的馈电电路，形成串联连接着的EDLC120A与第2电池130→DC/DC转换器140→通用负载180的电路。此外，在此情况下，作为到通用负载180的馈电电路，也形成发电机110→DC/DC转换器140→通用负载180的从发电机110直接馈电的电路。
接下来，使用图12～图20说明具有上述结构的电源系统100A的动作。其中，图12是表示电源系统100A的整体动作的流程图，图13是表示图12的起动处理的内容的流程图，图14是表示从电池单体切换为串联的连接切换步骤的图，图15是表示图12的电池状态检测处理的内容的流程图，图16是表示图12的再生发电控制处理的内容的流程图，图17是表示图16的发电控制处理的内容的流程图，图18是表示图12的辅助充电处理的内容的流程图，图19是表示图12的停止处理的内容的流程图，图20是表示从串联切换为电池单体的连接切换步骤的图。此外，这些流程图作为控制程序存储在未图示的存储装置(例如，ROM等)中，且通过未图示的CPU来执行。
首先，在步骤S1000A中，电源ECU160A判断未图示的点火(IG)开关是否被接通。具体而言，电源ECU160A在将点火开关转到发动机起动位置(ST位置)时，判断为点火开关被接通。作为该判断的结果，在点火开关被接通时(S1000A：“是”)，进入步骤S2000A，在点火开关未接通时(S1000A：“否”)待机。
在步骤S2000A中，电源ECU160A进行起动处理。该起动处理的内容如图13的流程图所示。
首先，在步骤S2100A中，电源ECU160A使发动机112起动。具体而言，电源ECU160A接通起动继电器172，而从并联(电池单体)连接时的第2电池130使起动器170通电。由此，发动机112起动。
然后，在步骤S2200A中，电源ECU160A使DC/DC转换器140起动(接通)。
然后，在步骤S2300A中，电源ECU160A控制两个车载继电器150、152，将EDLC120A和第2电池130的连接从并联(电池单体)切换为串联。此时的具体切换步骤如图14所示。通过该切换步骤，能够将EDLC120A和第2电池130的连接安全且可靠地从并联切换为串联。其后，控制步骤返回到图12的主流程图。
接着，在步骤S3000A中，电源ECU16A0进行蓄电装置状态检测处理。该蓄电装置状态检测处理的内容如图15的流程图所示。
首先，在步骤S3100A中，电源ECU160A进行电池的测量。具体而言，电源ECU160A测量第2电池130的电流IB和电压VB。第2电池130的电流IB由电流传感器132检测。
然后，在步骤S3200A中，电源ECU160A进行电池状态的计算。具体而言，电源ECU160A例如将电流传感器132的检测结果(充放电的电流值IB)进行累计而计算第2电池130的SOC。这样，通过将流入到电池的电流与从电池流出的电流进行累计(所谓的库仑计算处理)，而能够计算电池的SOC。此外，第2电池130的SOC的计算方法并不限定于库仑计算处理，也可以采用其他众所周知的任意方法。
然后，在步骤S3300A中，电源ECU160A进行EDLC的电压测量。具体而言，电源ECU160A测量EDLC120A的电压VE。一般而言，EDLC的SOC取决于EDLC的电压。例如，在将EDLC的最大电压设为14V的情况下，在电压为0V时SOC为0％，在电压为14V时SOC为100％。通常，EDLC不计算SOC而只监视电压(也就是说，可认为EDLC电容＝电压)。其后，控制步骤返回到图12的主流程图。
接着，在步骤S4000A中，电源ECU160A进行再生发电控制。该再生发电控制的内容如图16的流程图所示。
首先，在步骤S4100A中，电源ECU160A判断车速是否为规定值(例如，10km/h)以上，且车辆是否处于减速中。此处，判断车速是否为规定值以上的目的在于，判断当前的车速是否适合于再生发电，也就是说，车辆是否具有再生发电所需的动能。再生能量是将车辆的动能转换成电能所得的能量，如果车速低，那么动能也小，所以无法期待大量的再生能量。另外，例如基于车辆的车速信息，或基于制动器的踩踏程度(制动器是否被踩下)，判断车辆是否处于减速中。作为该判断的结果，在车速为规定值(10km/h)以上且车辆处于减速中时(S4100A：“是”)，进入步骤S4200，在不是那样的情况下，也就是说，在车速小于规定值(10km/h)或车辆不处于减速中(也就是加速时或稳态行驶时、怠速时等)时(S4100A：“否”)，立刻返回到图12的主流程图。
在步骤S4200A中，电源ECU160A对发电机110进行发电控制。在该发电控制中，控制第2电池130的电压VB以使其不超过规定值(例如，14.5V)。因为如果对铅电池施加过高的电压，则会加速铅电池的劣化。另外，在该发电控制中，在EDLC120A的电压VE变为规定值(例如，14V)以上时，或者在第2电池130的SOC变为100％以上时，使发电机110停止发电。因为EDLC及铅电池也会因充电过量而加速劣化。该发电控制的内容如图17的流程图所示。
首先，在步骤S4210A中，电源ECU160A判断是否EDLC120A的电压VE为最大电压(14V)以上(也就是说，EDLC120A的SOC为100％以上)，或第2电池130的充电状态(SOC)为100％以上。作为该判断的结果，在EDLC120A的电压VE为最大电压(14V)以上或第2电池130的充电状态(SOC)为100％以上时，也就是说，在EDLC120A和第2电池130中的至少其中一方的SOC达到100％以上时(S4210A：“是”)，进入步骤S4220A，在不是那样的情况下，也就是说，在EDLC120A和第2电池130的SOC双方都小于100％时(S4210A：“否”)，进入步骤S4230A。
在步骤S4220A中，电源ECU160A使发电机110停止发电。其后，控制步骤返回到图12的主流程图。
另一方面，在步骤S4230A中，电源ECU160A进而判断第2电池130的电压(VB)是否超过规定值(例如，14.5V)。作为该判断的结果，在第2电池130的电压(VB)超过规定值(14.5V)时(S4230A：“是”)，进入步骤S4240A，在第2电池130的电压VB为规定值(14.5V)以下时(S4230A：“否”)，进入步骤S4250A。
在步骤S4240A中，电源ECU160A将对发电机110的输出指令值设定得比目标值(例如，28.5V)低。其后，控制步骤返回到图12的主流程图。
另一方面，在步骤S4250A中，电源ECU160A将对发电机110的输出指令值设定为目标值(28.5V)。使用EDLC时，由于在EDLC中未蓄电而空白的状态下电压为0V，所以在发电机110施加充电电压的瞬间，对于串联连接着的EDLC120A和第2电池130的充电电压为0V+14.5V＝14.5V。然后，从该状态开始，随着在EDLC120A中蓄积电力，只有EDLC120A的电压逐渐上升。因此，步骤S4240A的控制优选利用所谓的PID控制。其后，控制步骤返回到图12的主流程图。
此外，步骤S4240A的控制内容并不限定于上述例子。在此情况下，只要能够将超过规定值(14.5V)的第2电池130的电压降低到规定值(14.5V)以下，则可以采用任何控制方法。例如，也可以利用所谓的PID控制，进行使超过规定值(14.5V)的第2电池130的电压收敛于规定值(14.5V)的控制。
接着，在步骤S5000A中，电源ECU160A进行辅助充电处理。该辅助充电处理是用来在第2电池130的SOC的值降到规定值以下时进行充电的控制。因为如果SOC下降，则铅电池会加速劣化。该辅助充电处理的内容如图18的流程图所示。
首先，在步骤S5100A中，电源ECU160A判断第2电池130的充电状态SOC是否小于规定值A。此处，规定值A为例如80～90％的范围内的适当的值。作为该判断的结果，在第2电池130的充电状态SOC小于规定值A时(S5100A：“是”)，进入步骤S5200A，在第2电池130的充电状态SOC为规定值A以上时(S5100A：“否”)，立刻返回到图12的主流程图。
在步骤S5200A中，电源ECU160A仅使第2电池130充电。具体而言，在此情况下，电源ECU160A在开始充电时将EDLC120A和第2电池130的连接状态从串联切换为并联(电池单体)。此时的具体切换步骤如后述的图20所示。由此，第1车载继电器150成为关断(断开)状态，第2车载继电器152成为接通(闭合)状态。由电源ECU160A控制发电机110，例如，通过14.5V的发电，从发电机110对第2电池130进行充电(发电机110→DC/DC转换器140→第2车载继电器152→第2电池130的充电电路)。此时，如上所述，DC/DC转换器140的输出电压控制为14.5V。在对第2电池130充电中，与此同时从发电机110通过DC/DC转换器140(降低电压后)向通用负载180进行12V的供电(发电机110→DC/DC转换器140→通用负载180的馈电电路)。此外，在完成对第2电池130的充电时，电源ECU160A使EDLC120A与第2电池130的连接状态从并联(电池单体)恢复为串联(具体的切换顺序参照图14)。其后，控制步骤返回到图12的主流程图。
接着，在步骤S6000A中，电源ECU160A判断是否已关断未图示的点火(IG)开关。作为该判断的结果，在已关断点火开关时(S6000A：“是”)，进入步骤S7000A，在尚未关断点火开关时(S6000A：“否”)，返回到步骤S3000A。
在步骤S7000A中，电源ECU160A进行停止处理。该停止处理的内容如图19的流程图所示。
首先，在步骤S7100A中，电源ECU160A控制两个车载继电器150、152，使EDLC120A与第2电池130的连接从串联切换为并联(电池单体)。此时的具体切换步骤如图20所示。通过该切换步骤，能够将EDLC120A与第2电池130的连接安全且可靠地从串联切换为并联(电池单体)。
然后，在步骤S7200A中，电源ECU160A使DC/DC转换器140停止(关断)。
然后，在步骤S7300中，电源ECU160A使发动机112停止。具体来说，电源ECU160A将使发动机112停止的控制信号输出到控制发动机的动作的未图示的发动机ECU。由此，发动机112停止。
此外，在上述一系列的控制中，未考虑怠速熄火功能，而当然也可以考虑该功能。具体而言，例如，也可以在每当怠速熄火而使发动机112停止时，将EDLC120A与第2电池130的连接从串联切换为并联。
这样，根据本实施方式，在车辆减速而发电机110输出再生能量时，串联地连接EDLC120A和第2电池130，而将发电机110中产生的再生能量以高电压同时充电至串联地连接着的EDLC120A和第2电池130。因此，能够通过简单且廉价的结构，高效率地回收车辆减速时的再生能量。
另外，在处于产生再生能量时，对串联连接着的EDLC120A和第2电池130进行充电，并且从发电机110直接通过DC/DC转换器140向通用负载180进行12V的供电。另外，在车辆未减速时，也就是说，在发电机110未输出再生能量时，从蓄积着再生能量的串联连接的EDLC120A和第2电池130通过DC/DC转换器140向通用负载180进行12V的供电。进而，在发动机112停止后，使DC/DC转换器140的动作停止，且将EDLC120A和第2电池130切换为并联(电池单体)连接，而只从第2电池130向通用负载180以12V输送暗电流。因此，也能够稳定地进行向通用负载180的供电。
另外，在使用技术上可靠且相对廉价的铅电池作为第2电池130时，与使用其他的高性能电池(例如，锂离子电池或镍氢电池等)时相比，能够作为系统以低成本确保高安全性。
另外，在第2电池130的充电率(SOC)降到规定值以下时，进行使第2电池130的充电率为规定值以上的控制(辅助充电处理)，所以可抑制电池的劣化进度。
此外，在本实施方式中，使用的EDLC和电池的个数分别为1个，但EDLC和电池的个数并无特别限定。例如，也可以将在串联地连接的EDLC和电池中的至少其中一方的个数构成为多个。
(实施方式3)
图21是表示包含本发明实施方式3的车辆用电源装置的电源系统的结构的方框图。此外，在图21所示的电源系统100B中，对与图1所示的电源系统100共同的结构部分附加相同的符号，而省略其详细说明。
图21所示的电源系统100B包括：发电机110、两个电池(第1电池120和第2电池130)、两个电流传感器122和132、开关142、三个车载继电器(第1车载继电器150、第2车载继电器152和第3车载继电器154)、电源ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)160B、起动器170、起动继电器172、以及车载的其他通用负载(电装设备)180。在上述结构要素中的两个电池120和130、两个电流传感器122和132、开关142、三个车载继电器150～154、以及电源ECU160B构成电源装置。
开关142用来根据车辆是否在减速而将两个电池120、130的连接切换为并联或串联。开关142设置在第1电池120与第2电池130(严格来说为用于第2电池130的电流传感器132)之间。开关142在串联连接第1电池120与第2电池130时，被控制为接通(闭合)状态，在并联连接第1电池120与第2电池130时，被控制为关断(断开)状态。开关142根据来自电源ECU160B的控制信号而重复进行接通/关断。
开关142优选为例如对应于大电容且具有耐久性的半导体开关。原因在于，在串联地连接两个电池120、130而进行充电时，再生能量的大电流从发电机110流过开关142(例如，根据电池尺寸有时流通最大200A的电流)，而且，开关142在每当车辆减速时重复进行接通/关断。就该方面来说，普通的车载继电器中在耐久性方面存在问题。此外，即便是车载继电器，如果特别具有耐久性，那么可代替开关来使用。
三个车载继电器(第1车载继电器150、第2车载继电器152和第3车载继电器154)用来与开关142协同，根据车辆是否在减速而将两个电池120、130的连接切换为并联或串联。三个车载继电器150～154分别根据来自电源ECU160B的控制信号而重复进行接通/关断。
第1车载继电器150的一端连接到第1电池120与第1车载继电器142之间，另一端接地。第2车载继电器152的一端连接到发电机110与第1电池120(严格来说为用于第1电池120的电流传感器122)之间，另一端连接到通用负载180。第3车载继电器154的一端连接到开关142与第2电池130(严格来说为用于第2电池130的电流传感器132)之间，另一端连接到通用负载180。如后述，基于开关142和三个车载继电器150～154的接通/关断的组合，而适当地选择从发电机110到电池120、130的充电电路以及从电池120、130到电气负载(起动器170、通用负载180)的馈电电路。
由于车载继电器150～154用于从电池120、130向电气负载(起动器170、通用负载180)供电，所以与开关142相比无需对应于大电容，例如，也可以为40A级的继电器。
电源ECU160B综合控制该电源系统100B。具体来说，例如，电源ECU160B为了根据车辆是否在减速而将两个电池120、130的连接切换为并联或串联，控制开关142和三个车载继电器150～154的接通(闭合)/关断(断开)。此时，例如根据车辆的车速信息或制动器的踏入度等，判断车辆是否在减速。另外，电源ECU160B测量各电池120、130的电压和充放电电流，并通过电流累计而计算各电池120、130的充电状态(SOC)。另外，电源ECU160B对发电机110进行控制。另外，电源ECU160B进行后述的其他控制。关于电源ECU160B的控制内容，使用图22和图22以后的流程图，在下文中进行详细叙述。此外，电源ECU160B例如由CPU(中央处理器)、记录着程序的ROM(只读存储器)、以及用来执行程序的RAM(随机存取存储器)构成(都未图示)。
在本实施方式中，在发动机112处于运转且车辆在减速时，串联地连接两个电池120、130，而将发电机110产生的再生电力以高电压同时充电至串联地连接着的电池120、130。例如，在此情况下，如果以14.5V对1个电池充电，则两个电池中可进行29V的充电。
另外，在发动机112处于运转且车辆未减速时，以及在发动机112停止时，也就是说，在发电机110未输出再生电力时，并联地连接两个电池120、130，而从蓄积着再生电力的两个电池120、130分别向通用负载180提供12V的电力。
另外，在车辆减速时，也从第2电池130向通用负载180提供12V的电力。
如上所述，电源ECU160B根据车辆是否在减速，将两个电池120、130的连接切换为并联或串联。此时的开关142和三个车载继电器150～154的接通/关断状态如下。
在并联地连接两个电池120、130时，电源ECU160B分别将开关142控制为关断(断开)状态，第1车载继电器150控制为接通(闭合)状态，将第2车载继电器152控制为接通(闭合)状态，以及将第3车载继电器154控制为接通(闭合)状态。在此情况下，电源ECU160B使发电机110停止(OFF)。
此时，作为从电池120、130到通用负载180的馈电电路，形成第1电池120→第2车载继电器152→通用负载180的电路、以及第2电池130→第3车载继电器154→通用负载180的电路。
另一方面，在串联地连接两个电池120、130时，电源ECU160B分别将开关142控制为接通(闭合)状态，将第1车载继电器150控制为关断(断开)状态，将第2车载继电器152控制为关断(断开)状态，以及将第3车载继电器154控制为接通(闭合)状态。在此情况下，电源ECU160B使发电机110起动(ON)。
此时，作为从发电机110到电池120、130的充电电路，形成发电机110→串联连接着的电池120、130的电路。另外，作为至通用负载180的馈电电路，形成发电机110→第1电池120→开关142→第3车载继电器154→通用负载180的电路。在再生能量足够大时，该电路成为至通用负载180的馈电电路，但如果在车速下降的同时再生能量减小，则为了补充向通用负载180的供电的不足部分，除了该电路以外，还形成第2电池130→第3车载继电器154→通用负载180的电路。
此外，以下，将在车辆减速再生时串联连接两个电池120、130的情况称为“再生模式”，将在车辆减速再生时以外的并联连接两个电池120、130的情况称为“行驶模式”
接下来，使用图22～图29说明具有上述结构的电源系统100B的动作。其中，图22是表示电源系统100B的整体动作的流程图，图23是表示图22的电池状态检测处理的内容的流程图，图24是表示图22的模式处理的内容的流程图，图25是表示从再生模式切换为行驶模式的切换步骤的图，图26是表示从行驶模式切换为再生模式的切换步骤的图，图27是表示图22的再生发电控制处理的内容的流程图，图28是表示图27的发电控制处理的内容的流程图，图29是表示图22的辅助充电处理的内容的流程图。此外，这些流程图作为控制程序存储在未图示的存储装置(例如，ROM等)中，且通过未图示的CPU来执行。
首先，在步骤S1000B中，电源ECU160B判断未图示的点火(IG)开关是否被接通。具体而言，电源ECU160B在将点火开关转到发动机起动位置(ST位置)时，判断为点火开关被接通。作为该判断的结果，在点火开关被接通时(S1000B：“是”)，进入步骤S2000B，在点火开关未接通时(S1000B：“否”)待机。
在步骤S2000B中，电源ECU160B使发动机112起动。具体来说，电源ECU160B接通起动继电器172，而从并联连接着的电池120、130使起动器170通电。由此，发动机112起动。
接着，在步骤S3000B中，电源ECU160B进行电池状态检测处理。该电池状态检测处理的内容如图23的流程图所示。
首先，在步骤S3100B中，电源ECU160B进行电池的测量。具体而言，电源ECU160B测量第1电池120的电流(I1)和电压(V1)，并且测量第2电池130的电流(I2)和电压(V2)。第1电池120的电流(I1)由电流传感器122检测，第2电池130的电流(I2)由电流传感器132检测。
然后，在步骤S3200B中，电源ECU160B进行电池状态的计算。具体而言，电源ECU160B例如将电流传感器122的检测结果(充放电的电流值)进行累计而计算第1电池120的SOC(以下记作“SOC1”)，另外，将电流传感器132的检测结果(充放电的电流值)累计而计算第2电池130的SOC(以下记作“SOC2”)。这样，通过将流入到电池的电流与从电池流出的电流进行累计(所谓的库仑计算处理)，能够计算电池的SOC。此外，电池120、130的SOC的计算方法并不限定于库仑计算处理，也可以采用其他众所周知的任意方法。其后，控制步骤返回到图22的主流程图。
接着，在步骤S4000B中，电源ECU160B进行模式处理。该模式理的内容如图24的流程图所示。
首先，在步骤S4100B中，电源ECU160B判断车速是否为规定值(例如，10km/h)以上。此处，判断车速是否为规定值以上的目的在于，判断当前的车速是否适合于再生发电，也就是说，车辆是否具有再生发电所需的动能。再生能量是将车辆的动能转换成电能所得的能量，如果车速低，那么动能也小，所以无法期待大量的再生能量。作为该判断的结果，当车速小于规定值(10km/h)时(S4100B：“否”)，进入步骤S4200B，当车速为规定值(10km/h)以上时(S4100B：“是”)，进入步骤S4400B。
在步骤S4200B中，电源ECU160B进而判断当前的模式是否为再生模式。作为该判断的结果，在当前的模式为再生模式时(S4200B：“是”)，进入步骤S4300B，在当前的模式并非再生模式时(S4200B：“否”)，判断为已经为行驶模式，而立刻返回到图22的主流程图。
在步骤S4300B中，电源ECU160B控制开关142和三个车载继电器150～154，将模式从再生模式切换为行驶模式。此时的具体切换步骤如图25所示。通过该切换步骤，能够将两个电池120、130的连接安全且可靠地从串联切换为并联。其后，控制步骤返回到图22的主流程图。
另一方面，在骤S4400B中，电源ECU160B进而判断车辆是否处于减速中。此处，例如是基于车辆的车速信息，或基于制动器的踩踏程度(制动器是否被踩下)来判断车辆是否处于减速中。作为该判断的结果，在车辆不处于减速中时(S4400B：“否”)，进入步骤S4500B，在车辆处于减速中时(S4400B：“是”)，进入步骤S4700B。
在步骤S4500B中，与步骤S4200B同样地，电源ECU160B进而判断当前的模式是否为再生模式。作为该判断的结果，在当前的模式为再生模式时(S4500B：“是”)，进入步骤S4600B，在当前的模式并非是再生模式时(S4500B：“否”)，判断为已经为行驶模式，而立刻返回到图22的主流程图。
在步骤S4600B中，与步骤S4300B同样，电源ECU160B控制开关142和三个车载继电器150～154，将模式从再生模式切换为行驶模式。此时的具体切换步骤如图25所示。通过该切换步骤，能够将两个电池120、130的连接安全且可靠地从串联切换为并联。其后，控制步骤返回到图22的主流程图。
另一方面，在步骤S4700B中，电源ECU160B判断当前的模式是否为行驶模式。作为该判断的结果，在当前的模式为行驶模式时(S4700B：“是”)，进入步骤S4800B，在当前的模式并非是行驶模式时(S4700B：“否”)，判断为已经为再生模式，而立刻返回到图22的主流程图。
在步骤S4800B中，电源ECU160B控制开关142和三个车载继电器150～154，将模式从行驶模式切换为再生模式。此时的具体切换步骤如图26所示。通过该切换步骤，能够将两个电池120、130的连接安全且可靠地从并联切换为串联。其后，控制步骤返回到图22的主流程图。
总之，在步骤S4000B的模式处理中，在车速为规定值(例如，10km/h)以上且车辆处于减速中时，电源ECU160B将模式设定为再生模式，在不是那样的情况下，也就是说，在车速小于规定值(10km/h)或车辆不处于减速中(也就是加速时或稳态行驶时、怠速时等)时，将模式设定为行驶模式。
接着，在步骤S5000B中，电源ECU160B进行再生发电控制。该再生发电控制的内容如图27的流程图所示。
首先，在步骤S5100B中，电源ECU160B判断当前的模式是否为再生模式。作为该判断的结果，在当前的模式为再生模式时(S5100B：“是”)，也就是说，在车速为规定值(10km/h)以上且车辆处于减速中时，进入步骤S5200B，在不是那样的情况下，也就是说，在当前的模式为行驶模式时(S5100B：“否”)，也就是说，在车速小于规定值(10km/h)或车辆不处于减速中(也就是加速时或稳态行驶时、怠速时等)时，立刻返回到图22的主流程图。
在步骤S5200B中，电源ECU160B对于发电机110进行发电控制。在该发电控制中，控制各电池120、130的电压V1、V2以使其不超过规定值(例如，14.5V)。因为如果对铅电池施加过高的电压，则会加速铅电池的劣化。另外，在该发电控制中，在两个电池120、130中的至少其中一个电池的SOC达到100％以上时，使发电机110停止发电。因为铅电池也会因充电过量而加速劣化。该发电控制的内容如图28的流程图所示。
首先，在步骤S5210B中，电源ECU160B判断是否第1电池120的充电状态(SOC1)为100％以上，或第2电池130的充电状态(SOC2)为100％以上。作为该判断的结果，在第1电池120的充电状态(SOC1)为100％以上，或第2电池130的充电状态(SOC2)为100％以上时，也就是说，在两个电池120、130中的至少其中一个电池的SOC达到100％以上时(S5210B：“是”)，进入步骤S5220B，在不是那样的情况下，也就是说，在两个电池120、130的SOC双方都小于100％时(S5210B：“否”)，进入步骤S5230B。
在步骤S5220B中，电源ECU160B使发电机110停止发电。其后，控制步骤返回到图22的主流程图。
另一方面，在步骤S5230B中，电源ECU160B进而判断是否第1电池120的电压(V1)超过规定值(例如，14.5V)，或第2电池130的电压(V2)超过规定值(例如，14.5V)。作为该判断的结果，在第1电池120的电压(V1)超过规定值(14.5V)，或第2电池130的电压(V2)超过规定值(14.5V)时，也就是说，在两个电池120、130中的至少其中一个电池的电压超过规定值(14.5V)时(S5230B：“是”)，进入步骤S5240B，在不是那样的情况下，也就是说，在两个电池120、130的电压V1、V2双方都为规定值(14.5V)以下时(S5230B：“否”)，进入步骤S5250B。
在步骤S5240B中，电源ECU160B将对发电机110的输出指令值设定得比目标值(例如，29V)低。其后，控制步骤返回到图22的主流程图。
另一方面，在步骤S5250B中，电源ECU160B将对发电机110的输出指令值设定为目标值(29V)。其后，控制步骤返回到图22的主流程图。
此外，步骤S5240BB的控制内容并不限定于上述例子。在此情况下，只要能够将超过规定值(14.5V)的电池的电压降到规定值(14.5V)以下，则可以采用任何控制方法。例如，也可以利用所谓的PID控制，进行使超过规定值(14.5V)的电池的电压收敛于规定值(14.5V)的控制。
接着，在步骤S6000B中，电源ECU160B进行辅助充电处理。该辅助充电处理是用来使两个电池120、130间的SOC的差不增大，或在各电池120、130的SOC的值变为规定值以下时进行充电的控制。前者是因为如果两个电池120、130间的SOC的差变大，则串联的连接状态下的充放电特性会劣化。另外，后者是因为如果SOC下降，则会加速铅电池的劣化。尤其是在本实施方式中，第2电池130与第1电池120不同，无论与第1电池120的连接为串联还是并联，都一直放电。因此，如果重复进行电池120、130的连接切换(串联并联)，则两个电池120、130的SOC逐渐产生差异的倾向较强。因此，在本实施方式中，该辅助充电处理的必要性较高。该辅助充电处理的内容如图29的流程图所示。
首先，在步骤S6100B中，电源ECU160B判断两个电池120、130是否为并联连接。例如根据当前的模式为行驶模式还是再生模式，进行该判断。作为该判断的结果，在两个电池120、130为并联连接时(S6100B：“是”)，也就是说，在当前的模式为行驶模式时，进入步骤S6200B，在两个电池120、130为串联连接时(S6100B：“否”)，也就是说，在当前的模式为再生模式时，因已经处于对电池120、130充电中，所以立刻返回到图22的主流程图。
在步骤S6200B中，电源ECU160B判断是否第1电池120的充电状态SOC1小于规定值A，且第2电池130的充电状态SOC2小于规定值A。此处，规定值A为例如80～90％的范围内的适当的值。作为该判断的结果，在第1电池120的充电状态SOC1小于规定值A，且第2电池130的充电状态SOC2小于规定值A时，也就是说，在两个电池120、130的SOC双方都小于规定值A时(S6200B：“是”)，进入步骤S6300B，在不是这样的情况下(S6200B：“否”)，进入步骤S6400B。
在步骤S6300B中，电源ECU160B使两个电池120、130串联且同时充电。具体而言，在此情况下，只要在开始充电时车辆在行驶，电源ECU160B就使两个电池120、130的连接状态从并联切换为串联。由此，开关142成为接通(闭合)状态，第1车载继电器150成为关断(断开)状态，第2车载继电器152成为关断(断开)状态，第3车载继电器154成为接通(闭合)状态。此时，无论车辆是否在减速中，为了避免电池的劣化而必须立刻对两个电池120、130进行辅助充电。因此，在车辆处于减速中时，利用此机会，将再生能量充电至电池120、130，另一方面，在车辆不处于减速中时，也就是说，车辆在行驶中时，强制性地使发电机110以29V发电而对电池120、130充电。由此，将在车辆减速时在发电机110中产生的再生能量或在车辆行驶时在发电机110中强制产生的电力同时充电至串联的电池120、130(发电机110→串联连接着的电池120、130的充电电路)。继续进行这样的同时充电直到在两个电池120、130中的至少其中一个电池的SOC达到规定值A以上为止。在完成对电池120、130的充电时，电源ECU160B使电池120、130的连接状态从串联恢复为并联。此外，在充电中，如上所述，从发电机110经由第1电池120、开关142和第3车载继电器154向通用负载180供电(发电机110→第1电池120→开关142→第3车载继电器154→通用负载180的馈电电路)，如果车速下降，则除该电路以外，还从第2电池130经由第3车载继电器154向通用负载180供电(第2电池130→第3车载继电器154→通用负载180的馈电电路)。
另一方面，在步骤S6400B中，电源ECU160B进而判断是否只有第1电池120的充电状态SOC1小于规定值A。作为该判断的结果，在只有第1电池120的充电状态SOC1小于规定值A时(S6400B：“是”)，进入步骤S6500B，在不是那样的情况下(S6400B：“否”)，进入步骤S6600B。
在步骤S6500B中，电源ECU160B仅使第1电池120充电。具体而言，在此情况下，电源ECU160B在开始充电时，从并联连接着电池120、130的状态，使第3车载继电器154为关断(断开)状态。由此，开关142成为关断(断开)状态，第1车载继电器150成为接通(闭合)状态，第2车载继电器152成为接通(闭合)状态，第3车载继电器154成为关断(断开)状态。由电源ECU160B控制发电机110，例如，通过14.5V的发电，从发电机110对第1电池120进行充电(发电机110→第1电池120的充电电路)。在对第1电池120充电中，同时从发电机110经由第2车载继电器152向通用负载180供电(发电机110→第2车载继电器152→通用负载180的馈电电路)。此外，在完成对第1电池120的充电时，电源ECU160B使第3车载继电器154为接通(闭合)状态而使电池120、130的连接状态恢复为并联。
另一方面，在步骤S6600B中，电源ECU160B进而判断是否只有第2电池130的充电状态SOC2小于规定值A。作为该判断的结果，在只有第2电池130的充电状态SOC2小于规定值A时(S6600B：“是”)，进入步骤S6700B，在不是那样的情况下(S6600B：“否”)，进入步骤S6800B。
在步骤S6700B中，电源ECU160B仅使第2电池130充电。具体而言，在此情况下，电源ECU160B在开始充电时，从并联连接着电池120、130的状态，使第1车载继电器150为关断(断开)状态。由此，开关142成为关断(断开)状态，第1车载继电器150成为关断(断开)状态，第2车载继电器152成为接通(闭合)状态，第3车载继电器154成为接通(闭合)状态。。由电源ECU160控制发电机110，例如，通过14.5V的发电，从发电机110对第2电池130进行充电(发电机110→第2车载继电器152→第3车载继电器154→第2电池130的充电电路)。在对第2电池130充电中，同时从发电机110经由第2车载继电器152向通用负载180供电(发电机110→第2车载继电器152→通用负载180的馈电电路)。此外，在完成对第2电池130的充电时，电源ECU160B使第1车载继电器150为接通(闭合)状态而使电池120、130的连接状态恢复为并联。
另一方面，在步骤S6800B中，电源ECU160进而判断两个电池120、130间的SOC的差是否大于规定值α。在本实施方式中，如上所述，由于第2电池130几乎一直放电，所以通常第2电池130的SOC小于第1电池120的SOC。因此，这里，求从SOC1减去SOC2所得的值作为两个电池120、130间的SOC的差。另外，规定值α例如为2％。作为该判断的结果，在两个电池120、130间的SOC的差(SOC1-SOC2)大于规定值α时(S6800B：“是”)，进入步骤S6900B，在表示那样的情况下，也就是说，在两个电池120、130间的SOC的差(SOC1-SOC2)为规定值α以下时(S6800B：“否”)，立刻返回到图2的主流程图。
在步骤S6900B中，为了将两个电池120、130间的SOC的差抑制在规定值α以下，电源ECU160B只使SOC较大的第1电池120进行放电。具体而言，在此情况下，电源ECU160B从并联地连接着电池120、130的状态，使第3车载继电器154为关断(断开)状态。由此，开关142成为关断(断开)状态，第1车载继电器150成为接通(闭合)状态，第2车载继电器152成为接通(闭合)状态，第3车载继电器154成为关断(断开)状态。。此时，第1电池120通过经由第2车载继电器152向通用负载180进行供电而放电(第1电池120→第3车载继电器152→通用负载180的馈电电路)。在此期间，第2电池130不进行充放电。此外，在两个电池120、130间的SOC的差变为规定值α以下，则电源ECU160B使第3车载继电器154为接通(闭合)状态而使电池120、130的连接状态恢复为并联。
接着，在步骤S7000B中，电源ECU160B判断是否已关断未图示的点火(IG)开关。作为该判断的结果，在已关断点火开关时(S7000B：“是”)，进入步骤S8000B，在尚未关断点火开关时(S7000B：“否”)，返回到步骤S3000B。
在步骤S8000B中，电源ECU160B使发动机112停止。。具体来说，电源ECU160B将使发动机112停止的控制信号输出到控制发动机的动作的未图示的发动机ECU。由此，发动机112停止。
这样，根据本实施方式，在车辆减速而发电机110输出再生能量时，串联地连接电池120、130(再生模式)，而将发电机110中产生的再生能量以高电压同时充电至串联地连接着的电池120、130。因此，能够通过简单且廉价的结构，高效率地回收车辆减速时的再生能量。
另外，在车辆未减速时，也就是说，在发电机110未输出再生能量时，并联地连接电池120、130(行驶模式)，而分别从蓄积着再生能量的并联连接的电池120、130向通用负载180提供12V的电力。另外，即便在车辆减速时串联地连接两个电池120、130的情况下，也不断地执行从第2电池130向通用负载180的12V的供电。因此，也能够稳定地进行向通用负载180的供电。
另外，在使用技术上可靠且相对廉价的铅电池作为两个电池120、130时，与使用其他的高性能电池(例如，锂离子电池或镍氢电池等)时相比，能够作为系统以低成本确保高安全性。
另外，由于使用相同种类的电池(铅电池)作为两个电池120、130，所以通过使两个电池120、130模块化，而可增大设计的自由度，并且，也能削减安装空间。
另外，在两个电池120、130的充电率(SOC)分别为规定值以下，或充电率(SOC)的差为规定值以上时，进行使两个电池120、130的充电率统一为规定值以上的控制(辅助充电处理)，所以可抑制电池的劣化进度。
此外，在本实施方式中，使用的电池的个数为两个，但并无特别限定。也可以构成为，能够将三个以上的电池切换为串联或并联的连接状态。
2010年3月29日申请的日本专利特愿2010-075276号、2010年3月29日申请的日本专利特愿2010-075277号和2010年3月29日申请的日本专利特愿2010-075278号所包含的说明书、说明书附图和摘要的公开内容全部引用于本申请。
工业实用性
本发明的车载用电源装置，作为可实现增大设计自由度和削减安装空间，并且能够通过简单且廉价的结构，高效率地回收车辆减速时的再生能量，且对电气负载稳定地供电的车载用电源装置是极其有用的。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.车辆用电源装置，包括：
发电机，在车辆减速时产生再生电力；
第一蓄电装置，与所述发电机连接，且蓄积所述再生电力；
第二蓄电装置，能够与所述第一蓄电装置串联地连接，且蓄积所述再生电力；
第一开关，将所述第二蓄电装置与电装设备连接或断开；以及
控制单元，根据所述车辆的状态，控制所述发电机、所述第一蓄电装置、所述第二蓄电装置和所述电装设备的电连接状态，
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆减速时，所述控制单元将所述发电机产生的再生电力充电至所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置，
在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元接通所述第一开关，从所述第二蓄电装置馈电至所述电装设备。
2.如权利要求1所述的车辆用电源装置，
所述第一蓄电装置为双电荷层电容器或铅电池，所述第二蓄电装置为铅电池。
3.如权利要求1所述的车辆用电源装置，还包括：
直流/直流转换器，将所述发电机和所述第一蓄电装置与所述电装设备电连接，并将输入的直流电压转换成更低的直流电压而输出，
在所述车辆的发动机处于运转中时，所述控制单元使所述直流/直流转换器工作，且关断所述第一开关，将所述发电机产生的再生电力或充电至所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置中的电力经由所述直流/直流转换器提供给所述电装设备，
在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元使所述直流/直流转换器停止，且接通所述第一开关。
4.如权利要求3所述的车辆用电源装置，包括：
第二开关，将所述发电机及所述第一蓄电装置与所述电装设备连接或断开，且与所述直流/直流转换器并联，
在所述车辆的发动机处于运转中时，所述控制单元关断所述第二开关；
在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元接通所述第二开关，对于所述电装设备并联地连接所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置，从所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置馈电至所述电装设备。
5.(修改后)如权利要求1所述的车辆用电源装置，包括：
第三开关，将所述第一蓄电装置与所述电装设备连接或断开；以及
第四开关，将所述第一蓄电装置与所述第二蓄电装置连接或断开，
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆减速时，所述控制单元接通所述第一开关，关断所述第三开关，且接通所述第四开关，而将所述发电机产生的再生电力提供给所述电装设备；
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆未减速时，或者在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元接通所述第一开关，接通所述第三开关，且关断所述第四开关，对于所述电装设备并联地连接所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置，从所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置向所述电装设备提供电力。
6.(修改后)如权利要求1所述的车辆用电源装置，包括：
第三开关，将所述发电机、所述第一蓄电装置与所述电装设备连接或断开；
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆减速时，所述控制单元接通所述第一开关，且关断所述第三开关，而将所述发电机产生的再生电力提供给所述电装设备，
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆未减速时，或者在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元接通所述第一开关，且关断所述第三开关，从所述第二蓄电装置向所述电装设备提供电力。
7.如权利要求1所述的车辆用电源装置，包括：
电流传感器，分别测量所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置的充放电电流，
所述控制单元基于所述电流传感器所测量的值计算所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置的充电率，并控制所述发电机的输出电压、以及所述发电机、所述第一蓄电装置、所述第二蓄电装置与所述电装设备的电连接状态，以使所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置的充电率为规定值以上。

Claims (7)

1.车辆用电源装置，包括：
发电机，在车辆减速时产生再生电力；
第一蓄电装置，连接到所述发电机，且蓄积所述再生电力；
第二蓄电装置，能够与所述第一蓄电装置串联地连接，且蓄积所述再生电力；
第一开关，将所述第二蓄电装置与电装设备连接或断开；以及
控制单元，根据所述车辆的状态，控制所述发电机、所述第一蓄电装置、所述第二蓄电装置和所述电装设备的电连接状态，
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆减速时，所述控制单元将所述发电机所产生的再生电力充电至所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置，
在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元接通所述第一开关，而从所述第二蓄电装置馈电至所述电装设备。
2.如权利要求1所述的车辆用电源装置，
所述第一蓄电装置为双电荷层电容器或铅电池，所述第二蓄电装置为铅电池。
3.如权利要求1所述的车辆用电源装置，还包括：
直流/直流转换器，将所述发电机和所述第一蓄电装置与所述电装设备电连接，并将输入的直流电压转换成更低的直流电压输出，
在所述车辆的发动机处于运转中时，所述控制单元使所述直流/直流转换器工作，且关断所述第一开关，将所述发电机产生的再生电力或充电至所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置中的电力经由所述直流/直流转换器提供给所述电装设备，
在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元使所述直流/直流转换器停止，且接通所述第一开关。
4.如权利要求3所述的车辆用电源装置，包括：
第二开关，将所述发电机及所述第一蓄电装置与所述电装设备连接或断开，且与所述直流/直流转换器并联，
在所述车辆的发动机处于运转中时，所述控制单元关断所述第二开关；
在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元接通所述第二开关，对于所述电装设备并联地连接所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置，从所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置馈电至所述电装设备。
5.如权利要求1所述的车辆用电源装置，包括：
第三开关，将所述第一蓄电装置与所述电装设备连接或断开；以及
第四开关，将所述第一蓄电装置与所述第二蓄电装置连接或断开，
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆减速时，所述控制单元接通所述第一开关，关断所述第三开关，且接通所述第四开关，将所述发电机产生的再生电力提供给所述电装设备；
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆未减速时，或者在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元接通所述第一开关，接通所述第三开关，且关断所述第四开关，对于所述电装设备并联地连接所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置，从所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置对所述电装设备提供电力。
6.如权利要求1所述的车辆用电源装置，包括：
第三开关，将所述发电机、所述第一蓄电装置与所述电装设备连接或断开；
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆减速时，所述控制单元接通所述第一开关，且关断所述第三开关，将所述发电机产生的再生电力提供给所述电装设备，
在所述车辆的发动机处于运转中且所述车辆未减速时，或者在所述车辆的发动机处于停止中时，所述控制单元接通所述第一开关，且接通所述第三开关，从所述第一蓄电装置对所述电装设备提供电力。
7.如权利要求1所述的车辆用电源装置，包括：
电流传感器，分别测量所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置的充放电电流，
所述控制单元
基于所述电流传感器测量出的值计算所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置的充电率，
控制所述发电机的输出电压、以及所述发电机、所述第一蓄电装置、所述第二蓄电装置与所述电装设备的电连接状态，以使所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置的充电率为规定值以上。
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