JP2017159784A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】駐車状態での鉛バッテリの劣化の促進を低減しつつ、駐車状態でのＤＣ−ＤＣコンバータの作動効率の向上を図ることができる電源システムの提供。【解決手段】電源システムは、電気負荷群と、鉛バッテリと、リチウムイオンバッテリと、鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとの間に設けられるＤＣ−ＤＣコンバータと、駐車状態において、リチウムイオンバッテリから電気負荷群に電力を供給するよう、ＤＣ−ＤＣコンバータを作動させる第１処理と、ＤＣ−ＤＣコンバータを停止させる第２処理とを選択的に実行する制御装置とを含み、制御装置は、駐車状態において、電気負荷群の消費電力が第１閾値以上であるか否かを判定し、電気負荷群の消費電力が第１閾値以上である場合に、第１処理を実行し、電気負荷群の消費電力が第１閾値以上でない場合に、第２処理を実行する。【選択図】図２

Description

本開示は、車両に搭載される電源システムに関する。

駐車状態において、リチウムイオンバッテリの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）が所定値以上であり且つ鉛バッテリが満充電状態でない場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御してリチウムイオンバッテリから鉛バッテリに電力を供給することで、リチウムイオンバッテリのＳＯＣを低減させつつ、鉛バッテリを満充電状態にさせる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2008-148389号公報

近年、駐車状態において電気負荷群の消費電力が比較的高くなる傾向がある。この点、上記のような技術では、駐車状態において電気負荷群の消費電力が比較的高い場合に、鉛バッテリのＳＯＣが低下し、鉛バッテリの劣化が促進される虞がある。他方、駐車状態において電気負荷群の消費電力をリチウムイオンバッテリからの電力で賄うためにＤＣ−ＤＣコンバータを作動させることとすると、ＤＣ−ＤＣコンバータが効率の低い領域で作動して作動効率が悪くなる虞がある。

そこで、開示の技術は、駐車状態での鉛バッテリの劣化の促進を低減しつつ、駐車状態でのＤＣ−ＤＣコンバータの作動効率の向上を図ることができる電源システムを提供する。

本開示の一局面によれば、車両に搭載される電源システムであって、
駐車状態において作動する電気負荷を含む電気負荷群と、
前記電気負荷群に電気的に接続される鉛バッテリと、
前記鉛バッテリに対して並列な関係で前記電気負荷群に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリと、
前記電気負荷群及び前記鉛バッテリと前記リチウムイオンバッテリとの間に設けられるＤＣ−ＤＣコンバータと、
駐車状態において、前記リチウムイオンバッテリから前記電気負荷群に電力を供給するよう、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを作動させる第１処理と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを停止させる第２処理とを選択的に実行する制御装置とを含み、
前記制御装置は、駐車状態において、前記電気負荷群の消費電力が第１閾値以上であるか否かを判定し、前記電気負荷群の消費電力が前記第１閾値以上である場合に、前記第１処理を実行し、前記電気負荷群の消費電力が前記第１閾値以上でない場合に、前記第２処理を実行する、電源システムが提供される。

本開示の技術によれば、駐車状態での鉛バッテリの劣化の促進を低減しつつ、駐車状態でのＤＣ−ＤＣコンバータの作動効率の向上を図ることができる電源システムが得られる。

電源システム１の概略的な電気回路構成を示す図である。 電源システム１の制御系の概略的な構成を示す図である。 マップ情報として記憶されるリチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣと供給可能電力との関係の一例を示す図である。 制御装置７０により実行される処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 昇降圧コンバータ３０の効率特性の説明図である。 リチウムイオンバッテリ２２のみを用いた電力供給状態を概略的に示す図である。 鉛バッテリ２０及びリチウムイオンバッテリ２２を用いた電力供給状態を概略的に示す図である。 鉛バッテリ２０のみを用いた電力供給状態を概略的に示す図である。 鉛バッテリ２０の充電時の電力供給状態を概略的に示す図である。 比較例による負荷消費電力と鉛バッテリ２０のＳＯＣとの関係を示す図である。 本実施例による効果の説明図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、電源システム１の概略的な電気回路構成を示す図である。電源システム１は、エンジンのみを駆動源とする車両に搭載される。

電源システム１は、電気負荷群１０と、鉛バッテリ２０と、リチウムイオンバッテリ２２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０（以下、「昇降圧コンバータ３０」と称する）とを含む。

電気負荷群１０は、鉛バッテリ２０から電力供給を受ける低電圧系の複数の電気負荷１１，１２を含む。図１に示す例では、電気負荷群１０は、２つの電気負荷１１，１２を含むが、実際には、より多数の電気負荷を含みうる。電気負荷群１０は、駐車状態において作動する電気負荷を含む。本実施例では、電気負荷１１，１２は、駐車状態において作動する電気負荷であるとする。例えば、駐車状態において作動する電気負荷としては、例えば、セキュリティシステムやエアコンシステムに関する電気負荷や、デフォッガ等がありうる。

鉛バッテリ２０は、例えば１２Ｖを定格電圧とする。

リチウムイオンバッテリ２２は、例えば２４Ｖ又は４８Ｖを定格電圧とする。但し、リチウムイオンバッテリ２２は、１２Ｖを定格電圧としてもよい。

昇降圧コンバータ３０は、昇圧動作時、オルタネータ４０により生成された電圧を昇圧してリチウムイオンバッテリ２２を充電する。昇降圧コンバータ３０は、降圧動作時、リチウムイオンバッテリ２２の電圧を降圧して低電圧側（鉛バッテリ２０及び電気負荷群１０側）に出力する。

電源システム１は、更に、鉛バッテリ２０の充放電電流を検出する電流センサ２０１と、鉛バッテリの電圧を検出する電圧センサ２０２と、リチウムイオンバッテリ２２の充放電電流を検出する電流センサ２２１と、リチウムイオンバッテリ２２の電圧を検出する電圧センサ２２２とを含む。また、電源システム１は、更に、昇降圧コンバータ３０の出力電流を検出する電流センサ３０１と、昇降圧コンバータ３０の出力電圧を検出する電圧センサ３０２とを含む。尚、電流センサ３０１及び電圧センサ３０２は、昇降圧コンバータ３０に内蔵されてもよい。

図２は、電源システム１の制御系の概略的な構成を示す図である。電源システム１は、制御装置７０を含む。制御装置７０は、マイコン及びＩＣ（Integrated Circuit）を含むＥＣＵ（Electronic Control Unit）により実現される。制御装置７０には、センサ群９０及び昇降圧コンバータ３０が接続される。センサ群９０は、電流センサ２０１，２２１，３０１、及び電圧センサ２０２，２２２，３０２を含む。

制御装置７０は、バッテリ情報取得部７１と、コンバータ起動制御部７２と、消費電力判定部７４と、供給可能電力算出部７６と、記憶部７７と、コンバータ制御部７８と、電源生成回路７９とを含む。バッテリ情報取得部７１、コンバータ起動制御部７２、消費電力判定部７４、及び供給可能電力算出部７６は、マイコンにより実現される（即ち、マイコンのＣＰＵがＲＯＭ等に記憶されたプログラムを実行することで実現される）。記憶部７７は、例えばマイコンのフラッシュメモリなどのメモリにより実現される。コンバータ制御部７８は、例えばマイコン及び制御ＩＣにより実現される。

バッテリ情報取得部７１は、鉛バッテリ２０の状態を表す情報、及び、リチウムイオンバッテリ２２の状態を表す情報を取得する。鉛バッテリ２０の状態を表す情報は、電流センサ２０１及び電圧センサ２０２から取得できる電流及び電圧を含む。バッテリ情報取得部７１は、鉛バッテリ２０の状態を表す情報に基づいて、鉛バッテリ２０のＳＯＣを算出する。尚、鉛バッテリ２０のＳＯＣの算出に、鉛バッテリ２０の温度を用いる場合は、鉛バッテリ２０の状態を表す情報は、鉛バッテリ２０の温度を含む。

同様に、リチウムイオンバッテリ２２の状態を表す情報は、電流センサ３０１及び電圧センサ３０２から取得できる電流及び電圧を含む。バッテリ情報取得部７１は、リチウムイオンバッテリ２２の状態を表す情報に基づいて、リチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣを算出する。同様に、リチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣの算出に、リチウムイオンバッテリ２２の温度のような他のパラメータを用いる場合は、リチウムイオンバッテリ２２の状態を表す情報は、鉛バッテリ２０の温度等を含む。例えば、バッテリ情報取得部７１は、電流センサ３０１から得られる電流情報に基づいて駐車中に積算電流値を積算により算出し、該積算電流値と、駐車開始時のＳＯＣとに基づいて、現時点のＳＯＣを算出する。この際、バッテリ情報取得部７１は、リチウムイオンバッテリ２２の温度や劣化度合い（例えばＳＯＨ：State Of Health）に基づいて、現時点のＳＯＣを補正してもよい。

コンバータ起動制御部７２は、昇降圧コンバータ３０の停止状態において、昇降圧コンバータ３０を起動させる。具体的には、コンバータ起動制御部７２は、電源生成回路７９を制御して駆動電源を生成することで、昇降圧コンバータ３０を起動させる。電源生成回路７９は、例えば鉛バッテリ２０に起因した低圧系電源（例えばいわゆる＋B）に基づいて駆動電源(例えば１５V)を生成する。駆動電源が生成されると、昇降圧コンバータ３０の作動状態が形成される。コンバータ制御部７８の制御ＩＣは、電源生成回路７９により生成された駆動電源に基づいて昇降圧コンバータ３０のスイッチング素子（図示せず）をオン・オフ動作させる。

コンバータ起動制御部７２は、昇降圧コンバータ３０の作動状態において、昇降圧コンバータ３０を停止させる。コンバータ起動制御部７２は、電源生成回路７９による駆動電源の生成を停止させることで、昇降圧コンバータ３０を停止させる。

消費電力判定部７４は、電気負荷群１０の消費電力（以下、「負荷消費電力」と称する）を算出する。消費電力判定部７４は、電流センサ２０１及び電圧センサ２０２からの情報に基づいて、鉛バッテリ２０から電気負荷群１０に供給される電力（以下、「第１消費電力」と称する）を算出する共に、電流センサ３０１及び電圧センサ３０２からの情報に基づいて、リチウムイオンバッテリ２２から電気負荷群１０に供給される電力（以下、「第2消費電力」と称する）を算出する。そして、消費電力判定部７４は、第１消費電力及び第２消費電力を足し合せることで、負荷消費電力を算出する。

供給可能電力算出部７６は、電気負荷群１０に昇降圧コンバータ３０から供給可能な消費電力（以下、「供給可能電力」と称する）を算出する。例えば、供給可能電力算出部７６は、例えば、図3に示すようなリチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣと供給可能電力との関係に基づいて、リチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣに応じた供給可能電力を算出する。図３には、横軸に供給可能電力、縦軸にＳＯＣが示されている。尚、供給可能電力は、リチウムイオンバッテリ２２の耐久性を考慮して、リチウムイオンバッテリ２２から供給可能な最大電力よりも低く設定される。図３に示す関係は、例えば試験等に基づいて導出され、マップ化されて制御装置７０の記憶部７７に記憶される。

記憶部７７には、図３に示すような関係を示すマップ情報が記憶される。

コンバータ制御部７８は、消費電力判定部７４及び供給可能電力算出部７６からの算出結果に基づいて、昇降圧コンバータ３０の出力電圧の目標値を決定する。そして、コンバータ制御部７８は、出力電圧の目標値が実現されるように昇降圧コンバータ３０の出力電圧を制御する。例えば、コンバータ制御部７８は、ＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）制御により目標値に応じた駆動信号を生成し、駆動信号を昇降圧コンバータ３０の各スイッチング素子（図示せず）のゲートに印加する。

より具体的には、コンバータ制御部７８は、消費電力判定部７４により算出された負荷消費電力が供給可能電力算出部７６により算出された供給可能電力以下である場合は、昇降圧コンバータ３０の出力電圧の目標値を、鉛バッテリ２０の放電電流が０になるように決定する。即ち、コンバータ制御部７８は、電流センサ２０１から得られる情報に基づいて、鉛バッテリ２０の放電電流が０になるように昇降圧コンバータ３０の出力電圧を制御する。

他方、コンバータ制御部７８は、消費電力判定部７４により算出された負荷消費電力が供給可能電力算出部７６により算出された供給可能電力を超える場合、昇降圧コンバータ３０の出力電圧の目標値を、該供給可能電力が供給されるような値に決定する。即ち、コンバータ制御部７８は、電流センサ３０１及び電圧センサ３０２から取得できる電流及び電圧の積が、決定した出力電圧の目標値に一致するように、昇降圧コンバータ３０の出力電圧を制御する。この結果、鉛バッテリ２０が放電する。即ち、鉛バッテリ２０からの電力が消費される。

コンバータ制御部７８の他の動作については、図４を参照して後述する。

電源生成回路７９は、上述の駆動電源を生成する電気回路である。尚、コンバータ制御部７８の制御ＩＣは、上述のように駆動電源に基づいて動作するので、駆動電源が生成されない状態では、オフとなる。

図４は、制御装置７０により実行される処理の一例を概略的に示すフローチャートである。図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、及び図７Ｂは、図４の処理の説明図であり、電力の供給状態を概略的に示す図である。図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、及び図７Ｂにおいて、矢印は電力の供給を示し、矢印は供給電力量が大きいほど太い態様で概略的に示されている。

ステップＳ４００では、消費電力判定部７４は、エンジンが作動中であるか否かを判定する。エンジンが作動中であるか否かは、例えばイグニッション電源の電圧に基づいて判断できる。或いは、エンジンが作動中であるか否かは、エンジンＥＣＵ（図示せず）から情報に基づいて判断されてもよい。

ステップＳ４０２では、消費電力判定部７４は、負荷消費電力を算出し、算出した負荷消費電力が所定値Ｗ_１（第１閾値の一例）よりも小さいか否かを判定する。所定値Ｗ_１は、例えば図５に示すような、昇降圧コンバータ３０の効率特性に基づいて予め決定される。図５では、昇降圧コンバータ３０の効率特性の一例として、横軸に出力電力（出力電圧×出力電流）が、縦軸に昇降圧コンバータ３０の効率が示されている。一般的に、昇降圧コンバータ３０は、出力電力が小さいと効率が悪く、リチウムイオンバッテリ２２から無駄な電力が消費される。図５のＸ領域は、かかる効率の低い領域を示す。従って、所定値Ｗ_１は、領域Ｘよりも大きい電力の範囲内に設定される。ステップＳ４０２において、判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、低負荷処理を行うべくステップＳ４０４に進み、それ以外の場合は、高負荷処理（第１処理の一例）を行うべくステップＳ４２０に進む。

ステップＳ４０４では、バッテリ情報取得部７１は、リチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣを算出し、算出したリチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣが所定値Ｓ_３以上であるか否かを判定する。所定値Ｓ_３は、例えば、確保されるべきリチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣの下限値に対して所定のマージンを持たせた値に対応する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４０６に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４１０に進む。

ステップＳ４０６では、バッテリ情報取得部７１は、リチウムイオンバッテリ２２から鉛バッテリ２０に充電中であるか否かを判定する。リチウムイオンバッテリ２２から鉛バッテリ２０への充電は、コンバータ制御部７８による後述のステップＳ４１６の処理により実現される。従って、リチウムイオンバッテリ２２から鉛バッテリ２０に充電中であるか否かは、コンバータ制御部７８からの情報に基づいて判断できる。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４０８に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４１２に進む。

ステップＳ４０８では、バッテリ情報取得部７１は、鉛バッテリ２０のＳＯＣを算出し、算出した鉛バッテリ２０のＳＯＣが所定値Ｓ_２（第２閾値の一例）以上であるか否かを判定する。所定値Ｓ_２は、満充電に対応する値又はそれに近い値である。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４１０に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４１６に進む。

ステップＳ４１０では、コンバータ起動制御部７２は、昇降圧コンバータ３０の停止状態を形成する（第２処理の一例）。例えば、コンバータ起動制御部７２は、電源生成回路７９により駆動電源が生成されていない停止状態では該停止状態を維持し、電源生成回路７９により駆動電源が生成されている昇降圧コンバータ３０の作動状態では、電源生成回路７９の動作を停止させる。図７Ａは、昇降圧コンバータ３０の停止状態における電力の供給状態を模式的に示す。この場合、図７Ａに示すように、鉛バッテリ２０の電力のみが電気負荷群１０により消費される。

ステップＳ４１２では、バッテリ情報取得部７１は、鉛バッテリ２０のＳＯＣを算出し、算出した鉛バッテリ２０のＳＯＣが所定値Ｓ_１（第３閾値の一例）以下であるか否かを判定する。所定値Ｓ_１は、鉛バッテリ２０の劣化が促進されるＳＯＣの範囲の上限値に対応し、所定値Ｓ_２よりも小さい。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４１４に進み、それ以外の場合は、そのまま終了する。

ステップＳ４１４では、コンバータ起動制御部７２は、昇降圧コンバータ３０の作動状態を形成する（第２処理の一例）。例えば、コンバータ起動制御部７２は、電源生成回路７９により駆動電源が起動されている昇降圧コンバータ３０の作動状態では該作動状態を維持し、電源生成回路７９により駆動電源が生成されていない停止状態では、電源生成回路７９により駆動電源を生成させる。

ステップＳ４１６では、コンバータ制御部７８は、昇降圧コンバータ３０を駆動してリチウムイオンバッテリ２２から鉛バッテリ２０の充電を行う（第３処理の一例）。図７Ｂは、ステップＳ４１６の処理による電力の供給状態を模式的に示す。図７Ｂに示す例では、リチウムイオンバッテリ２２の電力は、鉛バッテリ２０の充電及び電気負荷群１０により消費される。

ステップＳ４２０では、コンバータ起動制御部７２は、上記のステップＳ４１４と同様、昇降圧コンバータ３０の作動状態を形成する。

ステップＳ４２２では、バッテリ情報取得部７１は、リチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣを算出する。

ステップＳ４２４では、供給可能電力算出部７６は、例えば図３に示す関係を用いて、ステップＳ４２２で算出されたリチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣに応じた供給可能電力を算出し、負荷消費電力（ステップＳ４０２で算出）が供給可能電力以下であるか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４２６に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４２８に進む。

ステップＳ４２６では、コンバータ制御部７８は、電流センサ２０１から得られる情報に基づいて、鉛バッテリ２０の放電電流が０になるような値に決定し、決定した出力電圧の目標値に基づいて、昇降圧コンバータ３０の出力電圧を制御する。図６Ａは、ステップＳ４２６の処理による電力の供給状態を模式的に示す。この場合、図６Ａに示すように、リチウムイオンバッテリ２２の電力のみが電気負荷群１０により消費される。

ステップＳ４２８では、コンバータ制御部７８は、リチウムイオンバッテリ２２から電気負荷群１０に供給される電力が供給可能電力と一致するように、昇降圧コンバータ３０の出力電圧を制御する。具体的には、コンバータ制御部７８は、上述のように、昇降圧コンバータ３０の出力電圧の目標値を、供給可能電力が供給されるような値に決定し、決定した出力電圧の目標値に基づいて、昇降圧コンバータ３０の出力電圧を制御する。図６Ｂは、ステップＳ４２８の処理による電力の供給状態を模式的に示す。この場合、図６Ｂに示すように、鉛バッテリ２０及びリチウムイオンバッテリ２２の電力が電気負荷群１０により消費される。

図４に示す処理によれば、駐車状態では、ステップＳ４００の判定結果が"ＮＯ"となり、ステップＳ４０２の判定結果に応じて、低負荷処理（ステップＳ４０４〜ステップＳ４１６）又は高負荷処理（ステップＳ４２０〜ステップＳ４２８）が選択的に実行される。

ところで、近年では、車両に搭載される電気負荷群１０の中には、駐車状態において作動して比較的高い電力を消費する電気負荷（以下、「大電力負荷」と称する）が存在する場合がありうる。また、大電力負荷が存在しない場合でも、駐車状態において作動する電気負荷の数が多く、駐車状態において比較的高い電力が消費される場合があり得る。かかる場合には、駐車状態において電気負荷群の消費電力が比較的高くなる。

この点に関して、図８及び図９を参照しつつ、本実施例による効果を説明する。図８は、比較例による負荷消費電力と鉛バッテリ２０のＳＯＣとの関係を示す図であり、上側が負荷消費電力の時系列を示し、下側が鉛バッテリ２０のＳＯＣ（Ｐｂ ＳＯＣ）の時系列を示す。図９は、本実施例による効果の説明図であり、上から順に、負荷消費電力の時系列を示し、鉛バッテリ２０のＳＯＣ（Ｐｂ ＳＯＣ）の時系列、及びリチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣ（ＬｉＢ ＳＯＣ）の時系列を示す。

比較例では、駐車状態において、昇降圧コンバータ３０は作動されない。即ち、比較例では、駐車状態において負荷消費電力（電気負荷群１０の消費電力）が比較的高い状態においても、昇降圧コンバータ３０が停止状態で維持される。比較例では、駐車状態において負荷消費電力（電気負荷群１０の消費電力）が比較的高い状態において、昇降圧コンバータ３０が停止状態で維持されると、鉛バッテリ２０の放電が進み、過放電に起因した鉛バッテリ２０の劣化が促進されやすくなる。例えば図８に示す例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで大電力負荷が作動し、負荷消費電力が高くなっている。これに伴い、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、鉛バッテリ２０のＳＯＣは大きく減少し、時刻ｔａで鉛バッテリ２０のＳＯＣは所定値Ｓ_１を下回る。これにより、比較例では、過放電に起因した鉛バッテリ２０の劣化が促進されやすくなる。

従って、駐車状態において負荷消費電力が比較的高い状態においては、昇降圧コンバータ３０を作動させることが、鉛バッテリ２０の劣化の促進を低減する観点から有用となる。

この点、本実施例によれば、駐車状態において負荷消費電力が所定値Ｗ_１以上である場合には、昇降圧コンバータ３０が作動状態となり、昇降圧コンバータ３０が制御される（ステップＳ４２６又はステップＳ４２８）。これにより、駐車状態において負荷消費電力が比較的高い状態においても鉛バッテリ２０の劣化の促進を低減できる。例えば図９に示す例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで大電力負荷が作動し、負荷消費電力が高くなっている。これに伴い、昇降圧コンバータ３０が作動状態となり、昇降圧コンバータ３０が制御される。図９に示す例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１までは、負荷消費電力がリチウムイオンバッテリ２２からの電力で全て賄われており、鉛バッテリ２０のＳＯＣが低下しない。これにより、過放電に起因した鉛バッテリ２０の劣化の促進が低減される。

ここで、リチウムイオンバッテリ２２は、ＳＯＣが比較的高い状態で長時間放置されると劣化が促進される傾向がある。この点、本実施例によれば、駐車状態において負荷消費電力が所定値Ｗ_１以上である場合には、昇降圧コンバータ３０が作動される（ステップＳ４２６又はステップＳ４２８）。昇降圧コンバータ３０が作動されると、リチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣが低下する。これにより、リチウムイオンバッテリ２２が高いＳＯＣの状態で長時間放置される可能性が低減し、リチウムイオンバッテリ２２の劣化の促進を低減できる。

また、駐車状態において負荷消費電力が比較的低い状態においては、昇降圧コンバータ３０を作動させないことは、昇降圧コンバータ３０の低効率領域（図５の領域Ｘ）での使用を低減する観点から有用となる。

この点、本実施例によれば、駐車状態において負荷消費電力が所定値Ｗ_１以上でない場合には、特定の条件が成立した場合（ステップＳ４１６が実行される条件が成立した場合）を除き、昇降圧コンバータ３０が停止状態となる（ステップＳ４１０）。これにより、駐車状態において負荷消費電力が比較的低い状態において昇降圧コンバータ３０の低効率領域での使用を防止できる。即ち、駐車状態でのＤＣ−ＤＣコンバータの作動効率の向上を図ることができる。例えば図９に示す例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで大電力負荷が停止し、暗電流のみが発生している。尚、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、鉛バッテリ２０のＳＯＣは暗電流が流れる分だけ僅かに低下していくが、鉛バッテリ２０のＳＯＣが所定値Ｓ_１以上である。これに伴い、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、昇降圧コンバータ３０が停止状態となる。これにより、昇降圧コンバータ３０の低効率領域での使用を防止できる。

このようにして、本実施例によれば、駐車状態での昇降圧コンバータ３０の作動効率の向上を図りつつ、駐車状態での鉛バッテリ２０の劣化の促進を低減できる。

また、本実施例によれば、駐車状態において負荷消費電力が所定値Ｗ_１以上である場合には、負荷消費電力と供給可能電力との関係に応じて、リチウムイオンバッテリ２２から電気負荷群１０に供給される電力が供給可能電力を超えないように昇降圧コンバータ３０が制御される（ステップＳ４２６、ステップＳ４２８）。これにより、リチウムイオンバッテリ２２から供給可能電力を超える電力が消費されることに起因してリチウムイオンバッテリ２２の耐久性が悪化してしまうことを、防止できる。

また、本実施例によれば、駐車状態において負荷消費電力が所定値Ｗ_１以上である場合であって、リチウムイオンバッテリ２２から電気負荷群１０に供給される電力が供給可能電力を超えない場合は、鉛バッテリ２０の放電電流が０になるように昇降圧コンバータ３０が制御される（ステップＳ４２６）。これにより、鉛バッテリ２０からの不必要な放電を防止して、鉛バッテリ２０のＳＯＣの低下を防止できる。

また、本実施例によれば、駐車状態において負荷消費電力が所定値Ｗ_１以上でない場合において、鉛バッテリ２０のＳＯＣが所定値Ｓ_１以下である場合は、鉛バッテリ２０への充電が実行される（ステップＳ４１６）。これにより、鉛バッテリ２０のＳＯＣが所定値Ｓ_１を下回ることに起因した鉛バッテリ２０の劣化の促進を低減できる。図９に示す例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、鉛バッテリ２０のＳＯＣは暗電流が流れる分だけ僅かに低下していく。そして、時刻ｔ２にて鉛バッテリ２０のＳＯＣが所定値Ｓ_１以下になると、昇降圧コンバータ３０が作動してリチウムイオンバッテリ２２から鉛バッテリ２０への充電が実行される。この充電は、鉛バッテリ２０のＳＯＣがＳ_２以上となる時刻ｔ３にて停止される。

また、本実施例によれば、消費電力判定部７４は、電流センサ３０１及び電圧センサ３０２からの情報に基づいて、リチウムイオンバッテリ２２から昇降圧コンバータ３０を介して消費される第2消費電力を算出する。これにより、昇降圧コンバータ３０で生じる若干の電力損失を反映した精度の高い負荷消費電力を算出できる。但し、変形例では、消費電力判定部７４は、電流センサ３０１及び電圧センサ３０２からの情報に代えて、電流センサ２２１及び電圧センサ２２２からの情報に基づいて、第２消費電力を算出してもよい。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、図４に示す例において、高負荷処理（ステップＳ４２０〜ステップＳ４２８）は、リチウムイオンバッテリ２２のＳＯＣが所定値Ｓ_３以上である場合だけ実行されることとしてもよい。

また、図４に示す例では、消費電力判定部７４により算出された負荷消費電力に基づいて、負荷消費電力が所定値Ｗ_１以上であるか否かが判定されるが、これに限られない。例えば、負荷消費電力が所定値Ｗ_１以上であるか否かは、所定の大電力負荷が作動しているか否かに基づいて判定されてもよい。この場合、所定の大電力負荷が作動している場合は、負荷消費電力が所定値Ｗ_１以上であると判定される。そして、作動している所定の大電力負荷の属性（例えば定格の消費電力）に応じて、ステップＳ４２６又はステップＳ４２８の処理が選択的に実行されてもよい。

１ 電源システム
１０ 電気負荷群
１１ 電気負荷
１２ 電気負荷
２０ 鉛バッテリ
２２ リチウムイオンバッテリ
３０ 昇降圧コンバータ
４０ オルタネータ
７０ 制御装置
７１ バッテリ情報取得部
７２ コンバータ起動制御部
７４ 消費電力判定部
７６ 供給可能電力算出部
７７ 記憶部
７８ コンバータ制御部
７９ 電源生成回路
９０ センサ群
２０１ 電流センサ
２０２ 電圧センサ
２２１ 電流センサ
２２２ 電圧センサ
３０１ 電流センサ
３０２ 電圧センサ

Claims (7)

1. 車両に搭載される電源システムであって、
   駐車状態において作動する電気負荷を含む電気負荷群と、
   前記電気負荷群に電気的に接続される鉛バッテリと、
   前記鉛バッテリに対して並列な関係で前記電気負荷群に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリと、
   前記電気負荷群及び前記鉛バッテリと前記リチウムイオンバッテリとの間に設けられるＤＣ−ＤＣコンバータと、
   駐車状態において、前記リチウムイオンバッテリから前記電気負荷群に電力を供給するよう、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを作動させる第１処理と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを停止させる第２処理とを選択的に実行する制御装置とを含み、
   前記制御装置は、駐車状態において、前記電気負荷群の消費電力が第１閾値以上であるか否かを判定し、前記電気負荷群の消費電力が前記第１閾値以上である場合に、前記第１処理を実行し、前記電気負荷群の消費電力が前記第１閾値以上でない場合に、前記第２処理を実行する、電源システム。
2. 前記第１処理において、前記制御装置は、前記リチウムイオンバッテリのＳＯＣに応じて、前記リチウムイオンバッテリから前記電気負荷群に供給可能な電力を算出し、前記リチウムイオンバッテリから前記電気負荷群に供給される電力が前記供給可能な電力以下となるように、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する、請求項１に記載の電源システム。
3. 前記鉛バッテリの充放電電流を検出する電流センサを更に備え、
   前記第１処理において、前記制御装置は、前記供給可能な電力が前記電気負荷群の消費電力以上である場合は、前記電流センサにより検出される放電電流が０になるように、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する、請求項２に記載の電源システム。
4. 前記第１処理において、前記制御装置は、前記供給可能な電力が前記電気負荷群の消費電力以上でない場合は、前記リチウムイオンバッテリから前記電気負荷群に供給される電力が前記供給可能な電力と一致するように、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する、請求項２又は３に記載の電源システム。
5. 前記制御装置は、駐車状態において、前記第１処理と、前記第２処理と、前記リチウムイオンバッテリから供給される電力により前記鉛バッテリを充電するよう、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを作動させる第３処理とを選択的に実行し、
   前記制御装置は、駐車状態において、前記電気負荷群の消費電力が前記第１閾値以上でなく、且つ、前記鉛バッテリのＳＯＣが第２閾値以上である場合に、前記第２処理を実行し、
   前記制御装置は、駐車状態において、前記電気負荷群の消費電力が前記第１閾値以上でなく、且つ、前記鉛バッテリのＳＯＣが前記第２閾値よりも小さい第３閾値以下である場合に、前記第３処理を実行する、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の電源システム。
6. 前記鉛バッテリの充放電電流を検出する第１電流センサと、
   前記鉛バッテリの電圧を検出する第１電圧センサと、
   前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電気負荷群側の出力電流を検出する第２電流センサと、
   前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電気負荷群側の出力電圧を検出する第２電圧センサとを更に含み、
   前記制御装置は、前記第１電流センサ、前記第１電圧センサ、前記第２電流センサ、及び前記第２電圧センサの各検出結果に基づいて、前記電気負荷群の消費電力を算出する、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の電源システム。
7. 車両に搭載される電源システムであって、
   駐車状態において作動する電気負荷を含む電気負荷群と、
   前記電気負荷群に電気的に接続される鉛バッテリと、
   前記鉛バッテリに対して並列な関係で前記電気負荷群に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリと、
   前記電気負荷群及び前記鉛バッテリと前記リチウムイオンバッテリとの間に設けられるＤＣ−ＤＣコンバータと、
   駐車状態において、前記リチウムイオンバッテリから前記電気負荷群に電力を供給するよう、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを作動させる第１状態と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを停止させる第２状態とを選択的に形成する制御装置とを含み、
   前記制御装置は、駐車状態において、前記電気負荷群の消費電力が第１閾値以上であるか否かを判定し、前記電気負荷群の消費電力が前記第１閾値以上である場合に、前記第１状態を形成し、前記電気負荷群の消費電力が前記第１閾値以上でない場合に、前記第２状態を形成する、電源システム。

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