JP2015079658A - 蓄電装置、および蓄電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の保存劣化を抑制する。【解決手段】蓄電装置１０は、第１電池１１と、第２電池１２と、電力変換機１３と、制御装置１４とを備える。第１電池１１は、第１負荷に電力を供給する。第２電池１２は、第２負荷に電力を供給する。電力変換機１３は、第１電池１１に蓄積されている電力を第２電池１２に供給する。制御装置１４は、各電池から第１負荷および第２負荷への電力の供給が停止されたとき、電力変換機１３を制御して、第１電池１１に蓄積されている電力を第２電池１２に供給させる。【選択図】図２

Description

本発明は電池を蓄電する技術に関する。

ターボ機能を搭載した車両において、ターボチャージャのコンプレッサが機能するまでの間、モータによりコンプレッサを駆動するスーパーチャージャでエンジンを過給する電動アシストターボシステムが用いられている。

そして、電動アシストターボシステムでは、補機を駆動する低電圧の鉛電池と、スーパーチャージャのコンプレッサを駆動する高電圧のリチウムイオン電池とを備える蓄電装置が搭載される。

関連する技術として、並列に接続されたキャパシタおよび鉛蓄電池を接続または切断可能な開閉スイッチと、キャパシタに蓄電されている電気エネルギーを鉛蓄電池に充電可能な充電器とを備える電源装置がある。そして、電源装置は、ハイブリッド車両の停止時等のシステム停止時において、予め、相対的に自己放電し易いキャパシタに蓄電されている電気エネルギーを相対的に自己放電し難い鉛蓄電池に充電する（例えば、特許文献１）。

特開２００５−１６０２７１号公報

前述した蓄電技術の蓄電装置は、例えば、車両の停止中に、充電率が高い状態でリチウムイオン電池が放置されると、リチウムイオン電池の保存劣化が促進されるという問題がある。

本発明は、一側面として、電池の保存劣化を抑制する技術を提供する。

本明細書で開示する蓄電装置のひとつに、第１電池と、第２電池と、電力変換機と、制御装置とを備える蓄電装置がある。第１電池は、内燃機関を過給する電動過給機を駆動する第１負荷に電力を供給する。第２電池は、第２負荷に電力を供給する。電力変換機は、第１電池に蓄積されている電力を第２電池に供給する。制御装置は、各電池から第１負荷および第２負荷への電力の供給が停止されたとき、電力変換機を制御して、第１電池に蓄積されている電力を第２電池に供給させる。

１実施態様によれば、電池の保存劣化を抑制することができる。

電動アシストターボシステムの一実施例を示す図である。 蓄電装置の一実施例を示す図である。 システム停止時の蓄電処理を説明する図である。 システム起動時の蓄電処理を説明する図である。 システム停止時の蓄電処理を示すフローチャートである。 システム起動時の蓄電処理を示すフローチャートである。

［実施形態］
実施形態の蓄電装置について説明する。
図１は、電動アシストターボシステムの一実施例を示す図である。

図１を参照して、実施形態の蓄電装置１０が搭載された電動アシストターボシステム１００の一実施例を示す図である。電動アシストターボシステム１００は、例えば、車両に搭載される。

電動アシストターボシステム１００は、例えば、蓄電装置１０と、インバータ２０と、電動過給機３０と、オルタネータ４０と、エンジン５０（内燃機関）と、配管７０、７２、７３、７６と、駆動輪８０とを備える。

蓄電装置１０は、リチウムイオン電池１１（第１電池）と、鉛電池１２（第２電池）と、電力変換機１３と、制御装置１４とを備える。
リチウムイオン電池１１は、インバータ２０を介してモータ３１（電動機：第１負荷）に電力を供給することにより、コンプレッサ３２を動作させ、電動過給機３０を駆動させるための電源として用いられる。そして、リチウムイオン電池１１は、鉛電池１２よりも高い電圧を有する。また、リチウムイオン電池１１は、複数のセルを直列に組み合わせることにより高い電圧を出力する組電池でも良い。なお、リチウムイオン電池１１の電圧は、例えば、２００［Ｖ］である。

リチウムイオン電池１１は、充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が高い状態で放置されると、充電率が低いときと比較して保存劣化が促進されるという特性がある。なお、充電率が高い状態とは、所定の電力量よりも、リチウムイオン電池１１の残電力量が多い状態のことを言う。また、蓄電装置１０では、リチウムイオン電池１１に代えて、鉛電池１２よりも高い電圧を有し、充電率が高い状態で放置されると保存劣化が促進されるという特徴を有する他の種類の電池を用いても良い。なお、充電率とは、例えば、電池に蓄積されている電力量を示す残電力量を、電池が満充電状態のときの残電力量を示す電池容量で除算した値に対して、１００％を乗算した値である。

鉛電池１２は、図示しない補機（第２負荷）を駆動する電源として用いられる。そして、鉛電池１２は、リチウムイオン電池１１よりも低い電圧を有する。鉛電池１２は、オルタネータ４０に接続され、エンジン５０が駆動すると、オルタネータ４０から発電された電力により充電される。なお、鉛電池１２の電圧は、例えば、１４［Ｖ］である。また、オルタネータ４０の出力電圧は、例えば、１４［Ｖ］であるものとする。したがって、オルタネータ４０は、出力電圧の変換をすることなく、鉛電池１２に電力を供給することができる。

なお、鉛電池１２の電圧と、オルタネータ４０の出力電圧とが異なる場合には、電力変換機１３を用いてオルタネータ４０の出力電圧を鉛電池１２の電圧に変換し、オルタネータ４０で発電された電力を鉛電池１２に供給しても良い。なお、電力変換機１３は、例えば、ＤＣＤＣコンバータである。

鉛電池１２は、充電率が低い状態で放置されると、充電率が高いときと比較して保存劣化が促進されるという特性がある。なお、充電率が低い状態とは、所定の電力量よりも、鉛電池１２の残電力量が少ない状態のことを言う。また、蓄電装置１０では、鉛電池１２に代えて、鉛電池１２よりも低い電圧を有し、充電率が低い状態で放置されると保存劣化が促進されるという特徴を有する他の種類の電池を用いても良い。

電力変換機１３は、リチウムイオン電池１１と鉛電池１２との間に接続される。そして、電力変換機１３は、リチウムイオン電池１１の出力電圧を鉛電池１２の電圧に変換（降圧）し、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力を鉛電池１２に供給する。また、電力変換機１３は、鉛電池１２の出力電圧をリチウムイオン電池１１の電圧に変換（昇圧）し、鉛電池１２に蓄積されている電力をリチウムイオン電池１１に供給する。

また、電力変換機１３は、スイッチ４２を介してオルタネータ４０と接続される。オルタネータ４０の出力電圧を変換（昇圧）し、オルタネータ４０で発電された電力をリチウムイオン電池１１に供給する。

制御装置１４は、リチウムイオン電池１１から電動過給機３０を駆動するモータ３１、および鉛電池１２から補機への電力の供給が停止されたとき、電力変換機１３を制御して、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力を鉛電池１２に供給させる。なお、リチウムイオン電池１１から電動過給機３０および鉛電池１２から補機への電力の供給が停止されたときとは、例えば、ユーザにより車両のイグニッションオフ操作がされ、車両のシステムが停止したときである。また、以下の説明では、リチウムイオン電池１１と鉛電池１２とをまとめて、各電池とも言う。

制御装置１４は、各電池から負荷への電力の供給が停止されたとき、リチウムイオン電池１１の充電率が第１閾値以下の場合、電力変換機１３を制御して、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力の鉛電池１２への供給を停止する。ここで、負荷とは、例えば、インバータ２０を介してリチウムイオン電池１１から電力を供給されるモータ３１、および鉛電池１２から電力を供給される補機のことである。

制御装置１４は、例えば、鉛電池１２から電力が供給されることにより動作する。また、制御装置１４は、各電池から負荷への電力の供給が停止されている間も、鉛電池１２から電力が供給される。したがって、制御装置１４は、車両のシステムが停止したときにも動作することができる。なお、制御装置１４に対する電力の供給元は、鉛電池１２に限定されるものではなく、車両のシステムが停止したときにおいても制御装置１４に電力を供給し、制御装置１４を動作させることができる電源であれば良い。

ここで、第１閾値とは、例えば、決められた条件でモータ３１を駆動することができる電力量以上の第１電力量が蓄積されていることを示すリチウムイオン電池１１の充電率を示す値である。また、第１閾値には、リチウムイオン電池１１の保存劣化が促進される充電率よりも低い充電率を示す値が設定される。決められた条件とは、例えば、イグニッションオンにより車両が駆動され、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域になるまでの間、モータ３１を駆動することができるという条件である。これにより、蓄電装置１０は、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域に達し、ターボチャージャ６０のコンプレッサ６１が機能するまでの間、電動過給機３０によりエンジン５０を過給することができる。高回転域とは、例えば、ターボチャージャ６０での過給が始まる回転数以上の回転域のことを言う。

さらに、制御装置１４は、鉛電池１２から補機への電力の供給が開始されたとき、電力変換機１３を制御して、鉛電池１２に蓄積されている電力をリチウムイオン電池１１に供給させる。なお、鉛電池１２から補機への電力の供給が開始されたときとは、例えば、ユーザにより車両のイグニッションオン操作がされ、車両のシステムが起動したときである。

また、制御装置１４は、鉛電池１２から補機への電力の供給が開始されたとき、リチウムイオン電池１１の充電率が第２閾値未満のとき、電力変換機１３を制御して、鉛電池１２に蓄積されている電力をリチウムイオン電池１１に供給させる。

ここで、第２閾値とは、例えば、第１閾値以下であり、決められた条件でモータ３１を駆動することができる電力量以上の第２電力量が蓄積されていることを示すリチウムイオン電池１１の充電率を示す値である。決められた条件とは、例えば、イグニッションオンにより車両が駆動され、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域になるまでの間、モータ３１を駆動することができるという条件である。これにより、蓄電装置１０は、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域に達し、ターボチャージャ６０のコンプレッサ６１が機能するまでの間、電動過給機３０によりエンジン５０を過給するための電力をリチウムイオン電池１１に供給することができる。

上記のように、第１電力量と第２電力量とは、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域になるまでの間、モータ３１を駆動することができる電力量（以下、第３電力量とも言う。）以上の電力量であれば良い。さらに、第１電力量と第２電力量とは、以下の点を考慮して決定しても良い。そして、第１閾値と第２閾値とには、決定された第１電力量と第２電力量に対応する充電率を設定しても良い。

第１電力量は、例えば、車両のシステムが起動され、オルタネータ４０からリチウムイオン電池１１に供給される電力量が、リチウムイオン電池１１からモータ３１に供給する電力量を上回るまでの間、モータ３１を駆動することができる電力量としても良い。オルタネータ４０からリチウムイオン電池１１に供給される電力量が、リチウムイオン電池１１からモータ３１に供給する電力量を上回るまでの間には、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域に複数回切り替わることがある。したがって、第１電力量は、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域に複数回切り替わる間、モータ３１を駆動することができる電力量としても良い。

制御装置１４は、オルタネータ４０からリチウムイオン電池１１に供給される電力量が、リチウムイオン電池１１からモータ３１に供給する電力量を上回るまでに消費される電力量を複数回測定し、測定された電力量の平均値を第１電力量としても良い。また、制御装置１４は、例えば、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域に切り替わる頻度を測定し、測定した頻度に応じて第１電力量を決定しても良い。これにより、制御装置１４は、車両を運転するユーザの環境に応じた第１電力量を決定することができる。

第２電力量は、例えば、第３電力量以上の電力量としても良い。これにより、蓄電装置１０は、例えば、車両のシステムが起動されたとき、鉛電池１２に蓄積されている電力と電力変換機１３とを用いて、リチウムイオン電池１１の残電力量を第３電力量以上となるように制御する。したがって、蓄電装置１１を備える車両は、車両のシステムが起動したとき、リチウムイオン電池１１の残電力量が第３電力量よりも少なくても、蓄電装置１１がない車両と比較して早い段階から、エンジン５０の低回転域時に電動過給機３０を駆動できる。

また、制御装置１４は、図示しない記憶装置を備えても良い。そして、制御装置１４は、エンジン５０の回転数が高回転域になるまでに消費される電力量を記憶装置に記憶させても良い。制御装置１４は、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域になるごとに、消費された電力量を記憶装置に記憶させ、記憶装置に記憶させた電力量の平均値を、モータ３１を駆動することができる電力量としても良い。

以下の説明では、記憶装置に記憶された電力量の平均値を、モータ３１を駆動することができる電力量にすることについて説明する。また、ターボチャージャ６０の構成を、コンプレッサ６１が遠心式であるものとして説明するが、これに限定するものではなく、他の種類のコンプレッサ６１を適用しても良い。

ターボチャージャ６０では、エンジン５０の回転数が低回転域のとき、エンジン５０から供給されるタービン６２のインペラを回転させるための排気が少なくなる。このため、ターボチャージャ６０では、配管7３から供給される空気を圧縮し、エンジン５０を過給ための動力を、タービン６２からコンプレッサ６１に供給できない。すなわち、車両では、ターボが十分に機能しない（以下の説明では、ターボラグとも言う。）。なお、電動過給機３０は、エンジン５０の低回転域のときに起こるターボラグの期間において、エンジン５０の過給を補うために搭載されている。

エンジン５０が低回転域からターボチャージャ６０での過給が始まる高回転域になるまでの期間は、ユーザのアクセルの踏み込みの差や温度環境などで異なる。したがって、ユーザごとに、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域になるまでの間、モータ３１を駆動することができる電力量は、ユーザや温度環境により異なる。制御装置１４は、各ユーザの運転の癖や温度環境などを、第１閾値や第２閾値に反映させるために、記憶装置に記憶させた電力量の平均値を、モータ３１を駆動することができる電力量としている。なお、制御装置１４は、エンジン５０の回転数を監視し、エンジン５０の回転数が低回転域から高回転域になるごとに消費された電力量を、エンジン５０が低回転域から高回転域になるまでの時間に、電動過給機３０の消費電力を乗算することにより求めても良い。

制御装置１４は、例えば、蓄電装置１０全体の制御をする。そして、制御装置１４は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）およびＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）などである。ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、およびＰＬＤのキャッシュには、第１閾値と、第２閾値と、後述する第３閾値とを記憶しても良い。

また、制御装置１４は、前述した図示しない記憶装置を備えても良い。
記憶装置は、各種データを記憶する。そして、記憶装置は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリや、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）などで構成される。記憶装置は、例えば、第１閾値と、第２閾値と、第３閾値とを記憶しても良い。

また、ＲＯＭは、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭは、制御装置１４のワークエリアとして使用される。ＨＤは、ＯＳ、アプリケーションプログラム、ファームウェアなどのプログラム、および各種データを記憶している。さらに、記憶装置は、例えば、制御装置１４に実施形態の蓄積処理の各種機能を実行させるための蓄積制御プログラムを記憶しても良い。

インバータ２０は、リチウムイオン電池１１の直流出力を交流出力に変換し、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力をモータ３１に供給する。
電動過給機３０は、例えば、モータ３１と、コンプレッサ３２と、シャフト３３とを備える。以下の説明では、電動過給機３０の構成を、コンプレッサ３２が遠心式であるものとして説明するが、これに限定するものではなく、他の種類のコンプレッサ３２を適用しても良い。

モータ３１は、シャフト３３を介してコンプレッサ３２に接続される。そして、モータ３１は、インバータ２０を介してリチウムイオン電池１１から供給される電力により動作し、シャフト３３を介してコンプレッサ３２に機械出力を供給する。

コンプレッサ３２は、例えば、モータ３１から供給される機械出力を利用して、インペラを回転させることにより、配管７０を介してエンジン５０に圧縮した空気を送り込む。すなわち、電動過給機３０は、リチウムイオン電池１１から供給される電力を用いて、エンジン５０を過給する。また、電動過給機３０とエンジン５０との間には、コンプレッサ３２から出力された圧縮空気を冷却するインタークーラー７１が備えられ、電動過給機３０からエンジン５０に供給する圧縮空気を冷却する。すなわち、インタークーラー７１は、圧縮により温度の上がった空気を冷やし、エンジン５０を含む電動アシストターボシステム１００全体の温度上昇を抑制するために備えられている。なお、インタークーラー７４についても、用途は、インタークーラー７１と同様である。

オルタネータ４０は、ベルト４１を介してエンジン５０の機械出力が供給されると、供給された機械出力を電力に変換する。なお、オルタネータ４０には、整流器が含まれているものとする。したがって、オルタネータ４０の出力は、直流であるものとする。

また、オルタネータ４０の出力電力は、鉛電池１２に供給される。さらに、オルタネータ４０の出力電力は、制御装置１４によりスイッチ４２がオン状態にされると、電力変換機１３を介してリチウムイオン電池１１に供給される。

エンジン５０は、例えば、燃料を燃やすことにより出力軸５１を回転させ、機械出力を他の装置に供給する。また、エンジン５０は、配管７０から空気を吸気し、配管７２に燃料の燃焼に用いた空気を排気する。

エンジン５０の出力軸５１は、例えば、トランスミッション５２を介して駆動輪８０に接続される。トランスミッション５２は、出力軸５１を介して供給されるエンジン５０からの機械出力を駆動輪８０の動力に変換する。

また、エンジン５０の出力軸５１は、例えば、ベルト４１を介して機械出力をオルタネータ４０に供給する。
ターボチャージャ６０は、コンプレッサ６１と、タービン６２と、シャフト６３とを備える。

コンプレッサ６１は、シャフト６３を介してタービン６２と接続される。そして、コンプレッサ６１は、タービン６２からシャフト６３を介して供給される機械出力を利用して、配管７３から吸気した空気を圧縮し、配管７０を介してエンジン５０に圧縮した空気を送り込む。

また、コンプレッサ６１とエンジン５０との間には、インタークーラー７１、７４と、逆止弁７５とが接続される。インタークーラー７１、７４は、それぞれ、コンプレッサ６１から出力され、エンジン５０に供給される圧縮空気を冷却する。逆止弁７５は、例えば、急にアクセルの踏み込みが弱められ、スロットルバルブが閉じられたときなどに、圧縮空気が行き場を失うことで、空気がターボチャージャ６０に逆流するのを防止する。

タービン６２は、配管７２を介してエンジン５０からの排気が供給されると、インペラが回転され、シャフト６３を介してコンプレッサ６１に機械出力を供給する。また、タービン６２は、エンジン５０から配管7２を介して供給された排気を配管７６から出力する。

図２は、蓄電装置の一例を示す図である。
図２を参照して、蓄電装置１０の構成をより詳細に説明する。
蓄電装置１０は、リチウムイオン電池１１と、鉛電池１２と、電力変換機１３と、制御装置１４とを備える。

リチウムイオン電池１１は、スイッチ９１とインバータ２０とを介してモータ３１と接続される。また、リチウムイオン電池１１は、スイッチ９２を介して電力変換機１３と接続される。そして、リチウムイオン電池１１と電力変換機１３との間には、リチウムイオン電池１１と直列に電流計９３が接続される。さらに、リチウムイオン電池１１には、電圧計９４が並列に接続される。

鉛電池１２は、スイッチ４２を介してオルタネータ４０と接続されている。また、鉛電池１２は、スイッチ９５を介して電力変換機１３と接続される。そして、鉛電池１２とオルタネータ４０との間には、鉛電池１２と直列に電流計９６が接続される。さらに、鉛電池１２には、電圧計９７が並列に接続される。

制御装置１４は、スイッチ４２、９１、９２、９５（以下の説明では、スイッチ４２、９１、９２、９５をまとめてスイッチ９０とも言う。）、電流計９３、９６、および電圧計９４、９７と信号線で接続されている。そして、制御装置１４は、各スイッチ９０のオンオフを制御する。また、制御装置１４は、電流計９３、９６から、電流計９３、９６で検出された電流値を取得する。さらに、制御装置１４は、電圧計９４、９７から、電圧計９４、９７で検出された電圧値を取得する。

制御装置１４は、例えば、リチウムイオン電池１１の充電率を求めるとき、スイッチ９１、９２をオフ状態にし、リチウムイオン電池１１の開放電圧値を取得しても良い。これにより、制御装置１４は、図示しない記憶装置に記憶したリチウムイオン電池１１の開放電圧値と充電率との関係から充電率を取得しても良い。そして、制御装置１４は、取得した充電率をリチウムイオン電池１１の電池容量に乗算することにより、リチウムイオン電池１１の残電力量を求めても良い。

制御装置１４は、例えば、スイッチ９１をオン状態にし、リチウムイオン電池１１からインバータ２０に電力を供給しているとき、電流計９３で検出された電流値を積算し、積算した電流値にリチウムイオン電池１１の電圧値を乗算する。これにより、制御装置１４は、リチウムイオン電池１１から出力された電力量を求めても良い。さらに、制御装置１４は、開放電圧値から求めた残電力量から、リチウムイオン電池１１から出力された電力量を減算することにより、リチウムイオン電池１１の残電力量を求めても良い。そして、制御装置１４は、求められたリチウムイオン電池１１の残電力量をリチウムイオン電池１１の電池容量で除算することにより、リチウムイオン電池１１の充電率を求めても良い。

制御装置１４は、例えば、スイッチ９２、９５をオン状態にし、鉛電池１２から電力変換機１３を介してリチウムイオン電池１１に電力を供給しているとき、電流計９３で検出された電流値を積算し、積算した電流値に電力変換機１３の出力電圧値を乗算する。これにより、制御装置１４は、リチウムイオン電池１１に供給された電力量を求めても良い。さらに、制御装置１４は、開放電圧値から求めた残電力量に、リチウムイオン電池１１に供給された電力量を加算することにより、リチウムイオン電池１１の残電力量を求めても良い。そして、制御装置１４は、求められたリチウムイオン電池１１の残電力量をリチウムイオン電池１１の電池容量で除算することにより、リチウムイオン電池１１の充電率を求めても良い。なお、制御装置１４は、例えば、スイッチ９２、９５をオン状態にし、オルタネータ４０から電力変換機１３を介してリチウムイオン電池１１に電力を供給しているときにおいても、同様にリチウムイオン電池１１の充電率を求めても良い。

制御装置１４は、例えば、鉛電池１２の充電率を求めるとき、スイッチ４２をオフ状態にし、鉛電池１２の開放電圧値を取得しても良い。これにより、制御装置１４は、図示しない記憶装置に記憶した鉛電池１２の開放電圧値と充電率との関係から充電率を取得しても良い。そして、制御装置１４は、取得した充電率を鉛電池１２の電池容量に乗算することにより、鉛電池１２の残電力量を求めても良い。なお、制御装置１４は、鉛電池１２の充電率を開放電圧から求めるとき、周囲の温度や鉛電池１２の温度の影響を考慮しても良い。制御装置１４は、例えば、車両の停止時に鉛電池１２の充電率を求めるとき、車両停止から数時間たったあとの開放電圧をもとに、充電率を求めても良い。

制御装置１４は、例えば、鉛電池１２から図示しない補機に電力を供給しているとき、電流計９６で検出された電流値を積算し、積算した電流値に鉛電池１２の電圧値を乗算する。これにより、制御装置１４は、鉛電池１２から出力された電力量を求めても良い。さらに、制御装置１４は、開放電圧値から求めた残電力量から、鉛電池１２から出力された電力量を減算することにより、鉛電池１２の残電力量を求めても良い。そして、制御装置１４は、求められた鉛電池１２の残電力量を鉛電池１２の電池容量で除算することにより、鉛電池１２の充電率を求めても良い。

制御装置１４は、例えば、スイッチ９２、９５をオン状態にし、リチウムイオン電池１１から電力変換機１３を介して鉛電池１２に電力を供給しているとき、電流計９３で検出された電流値を積算し、積算した電流値に電力変換機１３の出力電圧値を乗算する。これにより、制御装置１４は、鉛電池１２に供給された電力量を求めても良い。さらに、制御装置１４は、開放電圧値から求めた残電力量に、鉛電池１２に供給された電力量を加算することにより、鉛電池１２の残電力量を求めても良い。そして、制御装置１４は、求められた鉛電池１２の残電力量を鉛電池１２の電池容量で除算することにより、鉛電池１２の充電率を求めても良い。

図３は、システム停止時の蓄電処理を説明する図である。
図３を参照して、システム停止時の蓄電処理を説明する。図３には、図２に示すスイッチ９２とスイッチ９５とが省略されているが、スイッチ９２とスイッチ９５とがオン状態であることを示している。

制御装置１４は、各電池から負荷への電力の供給が停止されたとき、例えば、リチウムイオン電池１１の開放電圧から充電率を求める。また、制御装置１４は、充電率が第１閾値よりも高いとき、図３に示すように、スイッチ９２、９５をオン状態にする。そして、制御装置１４は、電力変換機１３を制御して、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力を鉛電池１２に供給させる。なお、矢印２００は、このときに電流が流れる向きを示している。

また、制御装置１４は、リチウムイオン電池１１の充電率が第１閾値以下になると、電力変換機１３を制御して、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力の鉛電池１２への供給を停止する。そして、制御装置１４は、図２に示すように、スイッチ９２、９５をオフ状態にする。

図４は、システム起動時の蓄電処理を説明する図である。
図４を参照して、システム起動時の蓄電処理を説明する。図３には、図２に示すスイッチ９２とスイッチ９５とが省略されているが、スイッチ９２とスイッチ９５とがオン状態であることを示している。

制御装置１４は、鉛電池１２から補機への電力の供給が開始されたとき、例えば、リチウムイオン電池１１の開放電圧から充電率を求める。また、制御装置１４は、リチウムイオン電池１１の充電率が第２閾値未満とき、図４に示すように、スイッチ９２、９５をオン状態にする。そして、制御装置１４は、電力変換機１３を制御して、鉛電池１２に蓄積されている電力をリチウムイオン電池１１に供給させる。なお、矢印３００は、このときに電流が流れる向きを示している。また、制御装置１４は、イグニッションオンされたとき、各電池から負荷への電力の供給開始が指示されたと判定し、リチウムイオン電池１１の開放電圧を取得したあと、スイッチ９２、９５とをオン状態にしても良い。

そして、制御装置１４は、リチウムイオン電池１１の残電力量が第２閾値以上になると、電力変換機１３を制御して、鉛電池１２に蓄積されている電力のリチウムイオン電池１１への供給を停止する。

図５は、システム停止時の蓄電処理を示すフローチャートである。
図５を参照して、システム停止時の蓄積処理を説明する。以下の説明では、図５のフローチャートに示す第１電池は、リチウムイオン電池１１であるものとして説明する。また、図５のフローチャートに示す第２電池は、鉛電池１２であるものとして説明する。そして、図５のフローチャートの開始時には、各電池から負荷への電力の供給がされている状態とする。

制御装置１４は、例えば、車両がイグニッションオフされて、各電池から負荷への電力の供給が停止（システム停止）されたか否かを判定する（Ｓ１０１）。
制御装置１４は、各電池から負荷への電力の供給が停止されないとき（Ｓ１０１にてＮｏ）、Ｓ１０１の処理を繰り返す。すなわち、制御装置１４は、システムが停止されるまで待機する。

制御装置１４は、各電池から負荷への電力の供給が停止されたとき（Ｓ１０１にてＹｅｓ）、リチウムイオン電池１１の充電率を取得する（Ｓ１０２）。
そして、制御装置１４は、リチウムイオン電池１１の充電率が第１閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。

制御装置１４は、リチウムイオン電池１１の充電率が第１閾値以下であるとき（Ｓ１０３にてＹｅｓ）、蓄電処理を終了する。
制御装置１４は、リチウムイオン電池１１の充電率が第１閾値よりも高いとき（Ｓ１０３にてＮｏ）、電力変換機１３を制御して、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力を鉛電池１２に供給させる。そして、制御装置１４は、Ｓ１０２の処理を実行する。

以上により、実施形態の蓄電装置１０は、車両の停止時において、リチウムイオン電池１１を保存するとき、リチウムイオン電池１１を、リチウムイオン電池１１の保存劣化が促進される充電率よりも低い充電率（第１閾値以下）で保存する。したがって、蓄電装置１０は、リチウムイオン電池１１の保存劣化を抑制することができる。

また、制御装置１４は、電力変換機１３を制御して、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力を鉛電池１２に供給させるとき、鉛電池１２の充電率が第３閾値未満である場合、鉛電池１２の残電力量が第３閾値以上となるようにしても良い。第３閾値とは、例えば、鉛電池１２の保存劣化が起こらない下限の充電率であり、制御装置１４が備える図示しない記憶装置に記憶される。これにより、蓄電装置１０は、車両の停止時において、鉛電池１２を保存するとき、鉛電池１２の保存劣化を抑制することができる。

図６は、システム起動時の蓄電処理を示すフローチャートである。
図６を参照して、システム起動時の蓄積処理を説明する。以下の説明では、図６のフローチャートに示す第１電池は、リチウムイオン電池１１であるものとして説明する。また、図６のフローチャートに示す第２電池は、鉛電池１２であるものとして説明する。そして、図６のフローチャートの開始時には、各電池から負荷への電力の供給が停止されている状態とする。

制御装置１４は、例えば、車両がイグニッションオンされて、鉛電池１２から補機への電力の供給が開始（システム起動）されたか否かを判定する（Ｓ２０１）。
制御装置１４は、鉛電池１２から補機への電力の供給が開始されないとき（Ｓ２０１にてＮｏ）、Ｓ２０１の処理を繰り返す。すなわち、制御装置１４は、システムが起動されるまで待機する。

制御装置１４は、鉛電池１２から補機への電力の供給が開始されたとき（Ｓ２０１にてＹｅｓ）リチウムイオン電池１１の充電率を取得する（Ｓ２０２）。
そして、制御装置１４は、リチウムイオン電池１１の充電率が第２閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。

制御装置１４は、リチウムイオン電池１１の充電率が第２閾値以上であるとき（Ｓ２０３にてＮｏ）、蓄電処理を終了する。
制御装置１４は、リチウムイオン電池１１の残電力量が第２閾値未満のとき（Ｓ２０３にてＹｅｓ）、電力変換機１３を制御して、鉛電池１２に蓄積されている電力をリチウムイオン電池１１に供給させる。そして、制御装置１４は、Ｓ２０２の処理を実行する。

以上により、実施形態の蓄電装置１０は、車両の起動時において、リチウムイオン電池１１に、決められた条件でモータ３１を駆動することができる電力量（第２閾値以上）が蓄積されていないとき、鉛電池１２からリチウムイオン電池１１に電力を供給する。したがって、蓄電装置１０は、車両の起動時から、リチウムイオン電池１１からモータ３１に電力を供給し、電動過給機３０を動作させることができる。

以上のように、実施形態の蓄電装置１０は、車両の停止時において、リチウムイオン電池１１の充電率が高い状態であるとき、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力を鉛電池１２に供給する。これにより、蓄電装置１０は、車両の停止中に、充電率が高い状態でリチウムイオン電池１１が放置されるのを防止する。したがって、蓄電装置１０は、リチウムイオン電池１１の保存劣化を抑制することができる。

また、実施形態の蓄電装置１０は、車両の停止時において、鉛電池１２の充電率が低い状態であるとき、リチウムイオン電池１１に蓄積されている電力を鉛電池１２に供給する。これにより、蓄電装置１０は、車両の停止中に、充電率が低い状態で鉛電池１２が放置されるのを防止する。したがって、蓄電装置１０は、鉛電池１２の保存劣化を抑制することができる。

さらに、実施形態の蓄電装置１０は、車両の起動時において、リチウムイオン電池１１の充電率が低い状態であるとき、鉛電池１２に蓄積されている電力をリチウムイオン電池１１に供給する。したがって、蓄電装置１０は、車両の起動時から、リチウムイオン電池１１から電力を供給することにより、電動過給機３０を動作させることができる。

実施形態の蓄電装置１０は、鉛電池１２からリチウムイオン電池１１への電力の供給を、電力変換機１３を介して行っているので、システム起動時のリチウムイオン電池１１の電圧がシステム停止時と比較して低下しない。よって、蓄電装置１０は、システム停止前とシステム起動時とで、リチウムイオン電池１１からモータ３１に供給する電流の大きさが同じとなる。したがって、蓄電装置１０は、リチウムイオン電池１１からモータ３１に電力を供給するときに発生する電力損失の増加を抑制することができる。なお、特許文献１の蓄電技術では、鉛電池からキャパシタへの電力の供給を、スイッチを介して行うので、システム停止時と比較して、システム起動時にキャパシタの電圧が低下する。したがって、特許文献１の蓄電技術では、システム停止前と比較してシステム起動時におけるキャパシタからモータに供給する電流が大きくなり、電力損失が増加する。

なお、本実施形態は、以上に述べた実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を取ることができる。

１０ 蓄電装置
１１ リチウムイオン電池
１２ 鉛電池
１３ 電力変換機
１４ 制御装置
２０ インバータ
３０ 電動過給機
３１ モータ
３２、６１ コンプレッサ
３３、６３ シャフト
４０ オルタネータ
４１ スイッチ
４１ ベルト
４２、９０〜９２、９５ スイッチ
５０ エンジン
５１ 出力軸
５２ トランスミッション
６０ ターボチャージャ
６２ タービン
７０、７２、７３，７６ 配管
７１、７４ インタークーラー
７５ 逆止弁
８０ 駆動輪
９３、９６ 電流計
９４、９７ 電圧計
１００ 電動アシストターボシステム

Claims (8)

1. 第１負荷に電力を供給する第１電池と、
   第２負荷に電力を供給する第２電池と、
   前記第１電池に蓄積されている電力を前記第２電池に供給する電力変換機と、
   各電池から前記第１負荷および前記第２負荷への電力の供給が停止されたとき、前記電力変換機を制御して、前記第１電池に蓄積されている電力を前記第２電池に供給させる制御装置と、
   を備えることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記第２負荷は、補機であり、
   前記電力変換機は、さらに、
   前記第２電池に蓄積されている電力を前記第１電池に供給し、
   前記制御装置は、さらに、
   前記第２電池から前記第２負荷への電力の供給が開始されたとき、前記電力変換機を制御して、前記第２電池に蓄積されている電力を前記第１電池に供給させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記制御装置は、さらに、
   前記第１電池の充電率が第１閾値以下のとき、前記電力変換機を制御して、前記第１電池に蓄積されている電力の前記第２電池への供給を停止する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記制御装置は、さらに、
   前記第１電池の充電率が第２閾値未満のとき、前記電力変換機を制御して、前記第２電池に蓄積されている電力を前記第１電池に供給させる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の蓄電装置。
5. 前記第１負荷は、
   内燃機関の回転数が低回転域のとき、内燃機関を過給する電動過給機を駆動する電動機であり、
   前記第１閾値は、
   前記内燃機関の回転数が高回転域になるまで、前記電動機を駆動することができる電力量以上の第１電力量が蓄積されていることを示す前記第１電池の充電率である
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の蓄電装置。
6. 前記第２閾値は、
   前記第１閾値以下であり、かつ前記内燃機関の回転数が高回転域になるまで、前記電動機を駆動することができる電力量以上の第２電力量が蓄積されていることを示す前記第１電池の充電率である
   ことを特徴とする請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記蓄電装置は、さらに、
   前記内燃機関の回転数が高回転域になるまでに消費される電力量を記憶する記憶装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関の回転数が低回転域から高回転域になるごとに、消費された電力量を前記記憶装置に記憶させ、前記記憶装置に記憶させた電力量の平均値を、前記電動機を駆動することができる電力量とする
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の蓄電装置。
8. 制御装置によって実行される第１負荷に電力を供給する第１電池と第２負荷に電力を供給する第２電池とを備える蓄電装置の蓄電方法であって、
   前記制御装置は、
   各電池から前記第１負荷および前記第２負荷への電力の供給が停止されたとき、電力変換機を制御して、前記第１電池に蓄積されている電力を前記第２電池に供給させる
   ことを実行する蓄電方法。