JP2017163713A - 充放電装置及び電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温時における蓄電部での内部抵抗の増加と容量の減少について対策し得る充放電装置及び電源装置を、低温時の充電時間をより低減しやすい構成で実現する。【解決手段】充放電装置２は、車両動作状態のとき、蓄電池温度検出回路１４によって検出される温度が低いほど蓄電部９０の充電目標電圧を高く設定し、車両動作停止状態のときには、充電目標電圧を車両動作状態のときよりも低い値とし且つ蓄電池温度検出回路１４によって検出された温度が低いほど値が高くなるように設定する。そして、車両動作状態及び車両動作停止状態のいずれの状態でも、設定された充電目標電圧と、蓄電池側電圧検出回路２４が検出する蓄電部９０の充電電圧とに基づき、蓄電部９０の充電電圧を充電目標電圧に近づける充放電制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、充放電装置及び電源装置に関するものである。

車載システムでは、主電源としてバッテリが用いられているが、主電源の失陥時などでも電力供給を可能とするために補助電源を用いる構成が知られている。例えば、特許文献１の技術では、電気二重層コンデンサを複数個用いたキャパシタユニットを補助電源として用いている。

特開２００７−１５３００６号公報

ところで、電気二重層コンデンサなどを補助電源として用いた場合、低温状態で内部抵抗が増加し容量が減少するという問題がある。この問題の対策としては、低温状態での内部抵抗の増加と容量の減少を想定して補助電源を設計する方法が考えられるが、この場合、キャパシタ規模の大型化が避けられない。

一方、特許文献１の技術では、低温状態での内部抵抗の増加と容量の減少の対策として、低温時に充電電圧を高く設定し、低温以外での電荷量と同等の電荷量を得ることができるようにしている。この構成によれば、車両温度が低下しても安定したエネルギー量を確保することが可能となり、低温時の内部抵抗の増加と容量の減少を想定してキャパシタ規模を大きく設計しておく必要もない。しかし、特許文献１の技術のように、単に低温時に印加電圧を高く設定するだけでは、電圧が高められた分だけ充電時間が延びてしまうという問題がある。

本発明は上述した事情に基づいてなされたものであり、低温時における蓄電部での内部抵抗の増加と容量の減少について対策し得る充放電装置及び電源装置を、低温時の充電時間をより低減しやすい構成で実現することを目的とするものである。

本発明の充放電装置は、
温度を検出する温度検出部と、
蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
前記蓄電部に対する充電及び前記蓄電部の放電を行う充放電回路部と、
所定の車両動作状態のとき、前記蓄電部の充電目標電圧を前記温度検出部によって検出される温度が低いほど高く設定し、所定の車両動作停止状態のとき、前記充電目標電圧を前記車両動作状態のときよりも低く且つ前記温度検出部によって検出された温度が低いほど高く設定する設定部と、
前記車両動作状態及び前記車両動作停止状態のときに、前記設定部が設定する前記充電目標電圧と、前記電圧検出部が検出する前記蓄電部の充電電圧とに基づき、前記充放電回路部を制御して前記蓄電部の充電電圧を前記充電目標電圧に近づける充放電制御を行う制御部と、
を有する。

本発明は、所定の車両動作状態のとき、蓄電部の充電目標電圧を温度検出部によって検出される温度が低いほど高く設定し、設定された充電目標電圧と、電圧検出部が検出する蓄電部の充電電圧とに基づき、充放電回路部を制御して蓄電部の充電電圧を充電目標電圧に近づける充放電制御を行う。このように低温時には充電目標電圧を相対的に高めた上で充放電制御を行うため、低温時における蓄電部での内部抵抗の増加と容量の減少について対策することができる。

一方、所定の車両動作停止状態のときには、充電目標電圧を車両動作状態のときよりも低く且つ温度検出部によって検出された温度が低いほど高く設定する。そして、設定された充電目標電圧と、電圧検出部が検出する蓄電部の充電電圧とに基づき、充放電回路部を制御して蓄電部の充電電圧を充電目標電圧に近づける充放電制御を行う。このように、車両動作停止状態のときには、充電目標電圧を車両動作状態のときよりも低く抑えることで蓄電池の劣化防止を図ることができる。しかも、車両動作停止状態のときには、このように劣化防止を図りつつ、低温時には充電目標電圧が相対的に高められるため、その後、低温状態のまま車両動作状態に変化して高い充電目標電圧が設定されても、充電時間を抑えることができる。

実施例１の充放電装置を備えた車載用の充放電システムを例示するブロック図である。 実施例１の充放電装置における車両動作状態のときの温度と充電目標電圧との関係を示すグラフである。 実施例１の充放電装置における車両動作停止状態のときの温度と充電目標電圧との関係を示すグラフである。

ここで、本発明の望ましい例を示す。
設定部は、車両動作状態のときに電圧検出部による検出値を継続的に監視し、車両動作状態での所定の温度変動が生じた場合、変動後の温度に対応する充電目標電圧を再設定するものであってもよい。

この構成によれば、車両動作中により望ましい充電目標電圧に更新することができ、例えば、車両温度が上昇した場合に相対的に高い充電目標電圧が設定され続けたり、車両温度が低下した場合に相対的に低い充電目標電圧が設定され続けたりすることを防ぐことができる。

充放電回路部は、第１の充電回路と、第１の充電回路よりも小さい充電電流を流す第２の充電回路とを有していてもよい。制御部は、車両動作停止状態から車両動作状態に変化した後に設定部によって最初に設定される充電目標電圧に近づける充電制御を行う場合、第１の充電回路を動作させて前記蓄電部の充電を行い、車両動作状態での所定温度変動によって再設定された充電目標電圧に近づける充電制御を行う場合、第２の充電回路を動作させて蓄電部の充電を行う構成であってもよい。

この構成によれば、車両動作停止状態から車両動作状態に変化した直後については、第１の充電回路により相対的に大きい放電電流を流し、より早期に充電目標電圧に近づけることができる。一方、その後の温度変動によって再設定された充電目標電圧に近づける充電制御を行う場合、相対的に小さい充電電流を流す第２の充電回路により、発熱とノイズを抑えた形で充電目標電圧に近づけることができる。

設定部は、車両動作停止状態のときに電圧検出部による検出値を継続的に監視し、車両動作停止状態での所定の温度変動が生じた場合、変動後の温度に対応する充電目標電圧を再設定するものであってもよい。

この構成によれば、車両動作停止中により望ましい充電目標電圧に更新することができ、例えば、車両温度が上昇した場合に相対的に高い充電目標電圧が設定され続けたり、車両温度が低下した場合に相対的に低い充電目標電圧が設定され続けたりすることを防ぐことができる。特に、車両動作停止状態で更新がなされるため、車両動作停止状態から車両動作状態に変化する直前のタイミングでより望ましい充電目標電圧が設定されている可能性を高めることができる。

充放電回路部は、第１の放電回路と、第１の放電回路よりも小さい放電電流を流す第２の放電回路とを有していてもよい。制御部は、車両動作状態から車両動作停止状態に変化した後に設定部によって最初に設定される充電目標電圧に近づける放電制御を行う場合、第１の放電回路を動作させて蓄電部の放電を行い、車両動作停止状態での所定温度変動によって再設定された充電目標電圧に近づける放電制御を行う場合、第２の放電回路を動作させて蓄電部の放電を行う構成であってもよい。

この構成によれば、車両動作状態から車両動作停止状態に変化した直後については、第１の放電回路によって相対的に大きい放電電流を流し、より早期に充電目標電圧に近づけることができる。一方、その後の温度変動によって再設定された充電目標電圧に近づける放電制御を行う場合、相対的に小さい放電電流を流す第２の放電回路により、発熱とノイズを抑えた形で充電目標電圧に近づけることができる。

蓄電部と上述したいずれかの充放電装置とを有する電源装置として構成してもよい。
この構成によれば、上述した充放電装置の効果を生じさせる電源装置を構築することができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について説明する。
図１は、実施例１に係る充放電装置２を用いた車載用の充放電システム１００を例示するブロック図である。図１で示す充放電システム１００は、１次電源としてのバッテリ１２０と、バッテリ１２０に電気的に接続される負荷１２２と、電源装置１とを有する。この充放電システム１００は、例えば、通常時にバッテリ１２０から供給される入力電圧を昇降圧回路４によって変換して蓄電部９０を充電し、異常時（例えばバッテリ１２０の失陥時など）には、蓄電部９０から供給される電圧を昇降圧回路４によって変換し、負荷１２２側に電力を供給するシステムとして構成されている。

充放電システム１００は、バッテリ１２０が第１導電路１５に電気的に接続され、第２導電路１６には、２次電源としての蓄電部９０が接続されている。バッテリ１２０は、例えば鉛バッテリとして構成され、満充電時の出力電圧が例えば１４Ｖ程度とされている。負荷１２２は、スタータなどの公知の車載負荷であり、第１導電路１５及びバッテリ１２０に電気的に接続されている。負荷１２２は、バッテリ１２０から電力供給を受けて動作し、例えばバッテリ１２０の失陥時には、蓄電部９０の放電によって電力供給を受けて動作する。

電源装置１は、２次電源としての蓄電部９０と、充放電装置２とを備える。
蓄電部９０は、充放電を行い得る蓄電部の一例に相当し、例えば電気二重層キャパシタによって構成されている。蓄電部９０は、第２導電路１６に電気的に接続され、昇降圧回路４による充放電が可能とされている。また、補充電回路１０による充電や放電回路１２による放電も可能とされている。

充放電装置２は、第１導電路１５、第２導電路１６、充放電回路部３、マイクロコンピュータ（以下、マイコンとも称する）６、制御回路８、蓄電池側電流検出回路２２、蓄電池側電圧検出回路２４、バッテリ側電流検出回路３２、バッテリ側電圧検出回路３４、蓄電池温度検出回路１４などを備える。

第１導電路１５は、バッテリ１２０の高電位側の端子に電気的に接続されるとともに、バッテリ１２０から所定の直流電圧が印加される構成をなす。第１導電路１５には、オルタネータ等の図示しない電気部品も接続されている。第２導電路１６は、蓄電部９０の高電位側の端子に電気的に接続されるとともに、蓄電部９０から所定の直流電圧が印加される構成をなす。

充放電回路部３は、昇降圧回路４、補充電回路１０、放電回路１２を備えており、蓄電部９０に対する充電及び蓄電部９０の放電を行う機能を有する。

昇降圧回路４は、双方向の昇降圧機能を有する公知の昇降圧ＤＣＤＣコンバータとして構成されており、例えば４スイッチコンバータなどの同期式昇降圧型コンバータが好適に用いられる。昇降圧回路４は、制御回路８からの出力によって駆動が制御されるスイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴ等）を複数備え、第１導電路１５に印加された電圧を降圧して第２導電路１６に出力する第１の電圧変換動作と、第２導電路１６に印加された電圧を昇圧して第１導電路１５に出力する第２の電圧変換動作とを行い得る。

昇降圧回路４は、制御回路８を介してなされるマイクロコンピュータ６からの充電指示に応じて蓄電部９０を充電する充電動作を行い、放電指示に応じて蓄電部９０を放電させる放電動作を行い得る。昇降圧回路４は、制御回路８から入力されたパルス信号（ＰＷＭ信号）によってスイッチング素子のオン／オフを繰り返し行うことにより昇圧動作又は降圧動作を行う。例えば、降圧モードでは、第１導電路１５に印加された直流電圧を降圧し、制御回路８から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比に対応する電圧を第２導電路１６に出力する。昇圧モードでは、第２導電路１６に印加された直流電圧を昇圧し、制御回路８から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比に対応する電圧を第１導電路１５に出力する。

補充電回路１０は、例えば、昇降圧回路４と並列に設けられ、第１導電路１５に接続された入力路と第２導電路１６に接続された出力路との間に抵抗とスイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴ等）が直列に接続された構成をなす。スイッチ素子のオンオフはマイクロコンピュータ６によって制御され、マイクロコンピュータ６がスイッチ素子をオン動作させるときには、補充電回路１０においてバッテリ１２０と蓄電部９０の電位差に対応する充電電流が流れ、蓄電部９０に供給される。補充電回路１０は、この補充電回路１０から供給される充電電流が、昇降圧回路４によって上述した第１の電圧変換動作が行われる場合の昇降圧回路４の出力電流よりも小さくなるように補充電回路１０を構成する抵抗の抵抗値が設定されている。

放電回路１２は、蓄電部９０と並列に設けられ、第２導電路１６とグランドとの間に抵抗とスイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴ等）が直列に接続された構成をなす。スイッチ素子のオンオフはマイクロコンピュータ６によって制御され、マイクロコンピュータ６がスイッチ素子をオン動作させるときには、蓄電部９０の正側の端子とグランドとの間が放電回路１２によって導通し、蓄電部９０からの放電電流が放電回路１２を流れるように放電動作がなされる。放電回路１２は、放電回路１２の放電動作中に放電回路１２によって流される放電電流が、昇降圧回路４によって上述した第２の電圧変換動作が行われる場合の昇降圧回路４の出力電流よりも小さくなるように放電回路１２を構成する抵抗の抵抗値が設定されている。

このように充放電回路部３は、蓄電部９０に接続された第２導電路１６の電圧を、スイッチング素子のスイッチング動作によって昇圧して第１導電路１５に出力する放電動作を行い得る昇降圧回路４を有し、更に、昇降圧回路４によるこの放電動作のときよりも小さい放電電流を流す放電回路１２を有する。また、昇降圧回路４は、第１の充電回路として機能し、バッテリ１２０に接続された第１導電路１５の電圧を、スイッチング素子のスイッチング動作によって降圧して第２導電路１６に出力し、蓄電部９０に供給する充電動作を行い得る。そして、充放電回路部３は、第２の充電回路に相当する補充電回路１０を備え、補充電回路１０は、昇降圧回路４（第１の充電回路）によるこの充電動作よりも小さい充電電流を流す構成をなす。

マイクロコンピュータ６は、設定部及び制御部として機能し、昇降圧回路４へ与える充電指示及び放電指示、補充電回路１０に与える充電指示及び停止指示、放電回路１２に与える放電指示及び停止指示を制御する構成をなす。

マイクロコンピュータ６は、ハイレベル信号とローレベル信号が交互に切り替えられるＰＷＭ信号を昇降圧回路４に出力するための信号の出力源となっている。マイクロコンピュータ６から出力されるＰＷＭ信号は、制御回路８（ＦＥＴ駆動部）に入力され、この制御回路８によって１又は複数のスイッチング素子に対してＰＷＭ信号が出力されるようになっている。

マイクロコンピュータ６は、ＣＰＵなどの演算装置、及び、ＲＯＭ又はＲＡＭ等のメモリ素子等を備えて構成される。マイクロコンピュータ６は、蓄電池側電流検出回路２２及び蓄電池側電圧検出回路２４が検出した電流値及び電圧値を取得し得る構成となっており、更には、バッテリ側電流検出回路３２及びバッテリ側電圧検出回路３４が検出した電流値及び電圧値をも取得し得る構成となっている。マイクロコンピュータ６は、蓄電池温度検出回路１４が検出した温度（蓄電部９０の温度）をも取得し得る。更に、マイクロコンピュータ６は、車両のイグニッションスイッチのオン／オフ状態を特定するＩＧオン信号及びＩＧオフ信号を取得し得る構成となっている。

蓄電池側電流検出回路２２は、昇降圧回路４から蓄電部９０へつながる第２導電路１６（充放電経路）の途中に介在した形で設けられている。この蓄電池側電流検出回路２２は、公知の電流検出回路として構成され、第２導電路１６を流れる電流を検出し、検出した電流値をマイクロコンピュータ６へ入力する。蓄電池側電圧検出回路２４は、電圧検出部の一例に相当し、蓄電部９０の充電電圧を検出する機能を有する。蓄電池側電圧検出回路２４は、公知の電圧検出回路として構成され、第２導電路１６の電圧（即ち、接地電位を基準とする蓄電部９０の正側端子の電圧）を検出し、検出した電圧値をマイクロコンピュータ６へ入力する。

バッテリ側電流検出回路３２は、バッテリ１２０から昇降圧回路４へつながる第１導電路１５の途中に介在した形で設けられている。このバッテリ側電流検出回路３２は、公知の電流検出回路として構成され、第１導電路１５を流れる電流を検出し、検出した電流値をマイクロコンピュータ６へ入力する。バッテリ側電圧検出回路３４は、公知の電圧検出回路として構成され、第１導電路１５の電圧（即ち、接地電位を基準とするバッテリ１２０の正側端子の電圧）を検出し、検出した電圧値をマイクロコンピュータ６へ入力する。

蓄電池温度検出回路１４は、温度検出部の一例に相当し、車両内の温度（具体的には、蓄電部９０の温度）を検出する機能を有する。この蓄電池温度検出回路１４は、公知の温度検出回路として構成されており、例えば、サーミスタなどの温度センサと、温度センサの温度に応じた検出値を電圧値としてマイクロコンピュータ６に出力する出力回路とによって構成されている。なお、蓄電池温度検出回路１４を構成するサーミスタなどの温度センサは、蓄電部９０の内部や外面部に固定されていてもよく、蓄電部９０が固定されるフレームや基板などに固定されていてもよい。

次に、充放電装置２の動作について説明する。
本構成では、例えば、イグニッションスイッチがオン状態に切り替わったことを示す信号（ＩＧオン信号）がマイクロコンピュータ６に入力されてから、イグニッションスイッチがオフ状態に切り替わったことを示す信号（ＩＧオフ信号）がマイクロコンピュータ６に入力されるまでの間が、「所定の車両動作状態」である。逆に、イグニッションスイッチがオフ状態に切り替わったことを示す信号（ＩＧオフ信号）がマイクロコンピュータ６に入力されてから、イグニッションスイッチがオン状態に切り替わったことを示す信号（ＩＧオン信号）がマイクロコンピュータ６に入力されるまでの間が、「所定の車両動作停止状態」である。

図１で示す充放電装置２は、所定の車両動作開始条件の成立に伴って、蓄電部９０に対する第１の充電動作（車両動作時の充電動作）を行う。具体的には、マイクロコンピュータ６に対して図示しないＥＣＵからＩＧオン信号（イグニッションスイッチがオン状態に切り替わったことを示す信号）が入力された場合に、マイクロコンピュータ６が蓄電池温度検出回路１４からの検出値（蓄電部９０の温度）を確認する。そして、ＩＧオン信号の入力直後に蓄電池温度検出回路１４によって確認された蓄電部９０の温度に基づき、充電目標電圧を設定する。本構成では、図２のように低温状態と高温状態とを区別する閾値温度Ｔａが、例えば−１０℃で設定されており、ＩＧオン信号の入力直後に蓄電池温度検出回路１４によって確認された蓄電部９０の温度が閾値温度Ｔａ以上であれば、充電目標電圧を通常時の充電目標電圧Ｖａ１（例えば２．５Ｖ）に設定する。ＩＧオン信号の入力直後に蓄電池温度検出回路１４によって確認された蓄電部９０の温度が閾値温度Ｔａ未満であれば、充電目標電圧を低温時の充電目標電圧Ｖａ２（例えば３．０Ｖ）に設定する。低温時の充電目標電圧Ｖａ２は、通常時の充電目標電圧Ｖａ１よりも高く設定される。

そして、マイクロコンピュータ６は、蓄電池側電圧検出回路２４による検出値を監視しながら、蓄電部９０の充電電圧が設定された充電目標電圧となるように充放電回路部３を制御する。具体的には、マイクロコンピュータ６は、蓄電部９０の充電電圧がＩＧオン信号の入力後（即ち車両動作の開始後）に最初に設定された充電目標電圧に達するまでは、第１の充電回路に相当する昇降圧回路４を駆動することで蓄電部９０に充電電流を供給し、蓄電部９０を充電する。

ＩＧオン信号が入力されてからＩＧオフ信号が入力されるまでの車両動作中は、マイクロコンピュータ６が蓄電池温度検出回路１４からの検出値（蓄電部９０の温度）を所定の短時間毎に確認する。このように温度を継続的に監視し、蓄電池温度検出回路１４からの検出値が、閾値温度Ｔａを跨ぐように変動した場合、変動後の温度に対応する充電目標電圧に設定し直す。例えば、通常時の充電目標電圧Ｖａ１に設定されている状態で、蓄電池温度検出回路１４からの検出値（蓄電部９０の温度）が閾値温度Ｔａ未満となった場合、変動後の温度（閾値温度Ｔａ未満の温度）に対応する充電目標電圧Ｖａ２に設定し直す。或いは、低温時の充電目標電圧Ｖａ２に設定されている状態で、蓄電池温度検出回路１４からの検出値（蓄電部９０の温度）が閾値温度Ｔａ以上となった場合、変動後の温度（閾値温度Ｔａ以上の温度）に対応する充電目標電圧Ｖａ１に設定し直す。このような設定変更は、蓄電池温度検出回路１４からの検出値が、閾値温度Ｔａを跨ぐように変動する毎に行う。

このように充電目標電圧の設定変更があった場合も、マイクロコンピュータ６は、蓄電池側電圧検出回路２４による検出値を監視しながら、蓄電部９０の充電電圧が設定変更された充電目標電圧となるように充放電回路部３を制御する。但し、充電目標電圧の設定変更があった場合、マイクロコンピュータ６は、第２の充電回路に相当する補充電回路１０及び放電回路１２を駆動することで充電電圧の制御を行う。

例えば、蓄電池側電圧検出回路２４によって検出される検出値（充電電圧）が充電目標電圧よりも低い場合、マイクロコンピュータ６は、補充電回路１０を動作させて蓄電部９０を充電する。また、蓄電池側電圧検出回路２４によって検出される検出値（充電電圧）が充電目標電圧よりも高い場合、マイクロコンピュータ６は、放電回路１２を動作させて蓄電部９０を放電する。

本構成では、マイクロコンピュータ６が設定部の一例に相当し、所定の車両動作状態のとき、蓄電部９０の充電目標電圧を蓄電池温度検出回路１４によって検出される温度が低いほど高く設定する。また、設定部に相当するマイクロコンピュータ６は、車両動作状態のときに蓄電池側電圧検出回路２４による検出値を継続的に監視し、車両動作状態での所定の温度変動（閾値温度Ｔａを跨ぐ変動）が生じた場合、変動後の温度に対応する充電目標電圧を再設定する。

次に車両動作停止状態のときの動作を説明する。
マイクロコンピュータ６に対して図示しないＥＣＵからＩＧオフ信号が入力された場合、マイクロコンピュータ６は、まず蓄電池温度検出回路１４からの検出値（蓄電部９０の温度）を確認する。そして、ＩＧオフ信号の入力直後に蓄電池温度検出回路１４によって確認された蓄電部９０の温度に基づき、充電目標電圧を設定する。本構成では、図３のように低温状態と高温状態とを区別する閾値温度Ｔｂが、例えば−１０℃で設定されている。図２、図３の例では、車両動作中に用いる閾値温度Ｔａと車両動作停止中に用いる閾値温度Ｔｂを同一にしているが、異ならせてもよい。そして、ＩＧオフ信号の入力直後に蓄電池温度検出回路１４によって確認された蓄電部９０の温度が閾値温度Ｔｂ以上であれば、充電目標電圧を通常時の充電目標電圧Ｖｂ１に設定する。ＩＧオフ信号の入力直後に蓄電池温度検出回路１４によって確認された蓄電部９０の温度が閾値温度Ｔｂ未満であれば、充電目標電圧を低温時の充電目標電圧Ｖｂ２に設定する。低温時の充電目標電圧Ｖｂ２は、通常時の充電目標電圧Ｖｂ１よりも高く設定される。

そして、マイクロコンピュータ６は、蓄電池側電圧検出回路２４による検出値を監視しながら、蓄電部９０の充電電圧が設定された充電目標電圧となるように充放電回路部３を制御する。具体的には、マイクロコンピュータ６は、蓄電部９０の充電電圧がＩＧオフ信号の入力後（即ち、車両動作停止状態の開始後）に最初に設定された充電目標電圧まで下がるまでは、第１の放電回路に相当する昇降圧回路４に放電動作（第２の変換動作）行わせるように駆動することで蓄電部９０から放電電流を流す。

ＩＧオフ信号が入力されてからＩＧオン信号が入力されるまでの車両動作停止中も、マイクロコンピュータ６が蓄電池温度検出回路１４からの検出値（蓄電部９０の温度）を所定の短時間毎に確認する。このように温度を継続的に監視し、蓄電池温度検出回路１４からの検出値が、閾値温度Ｔｂを跨ぐように変動した場合、変動後の温度に対応する充電目標電圧に設定し直す。例えば、通常時の充電目標電圧Ｖｂ１に設定されている状態で、蓄電池温度検出回路１４からの検出値（蓄電部９０の温度）が閾値温度Ｔｂ未満となった場合、変動後の温度（閾値温度Ｔｂ未満の温度）に対応する充電目標電圧Ｖｂ２に設定し直す。或いは、低温時の充電目標電圧Ｖｂ２に設定されている状態で、蓄電池温度検出回路１４からの検出値（蓄電部９０の温度）が閾値温度Ｔｂ以上となった場合、変動後の温度（閾値温度Ｔｂ以上の温度）に対応する充電目標電圧Ｖｂ１に設定し直す。このような設定変更は、蓄電池温度検出回路１４からの検出値が、閾値温度Ｔｂを跨ぐように変動する毎に行う。

このように充電目標電圧の設定変更があった場合も、マイクロコンピュータ６は、蓄電池側電圧検出回路２４による検出値を監視しながら、蓄電部９０の充電電圧が設定変更された充電目標電圧となるように充放電回路部３を制御する。但し、充電目標電圧の設定変更があった場合、マイクロコンピュータ６は、補充電回路１０及び第２の放電回路に相当する放電回路１２を駆動することで充電電圧の制御を行う。

例えば、蓄電池側電圧検出回路２４によって検出される検出値（充電電圧）が充電目標電圧よりも低い場合、マイクロコンピュータ６は、補充電回路１０を動作させて蓄電部９０を充電する。また、蓄電池側電圧検出回路２４によって検出される検出値（充電電圧）が充電目標電圧よりも高い場合、マイクロコンピュータ６は、第２の放電回路に相当する放電回路１２を動作させて蓄電部９０を放電する。

このように設定部に相当するマイクロコンピュータ６は、車両動作停止状態のとき、充電目標電圧を車両動作状態のときよりも低く且つ蓄電池温度検出回路１４によって検出された温度が低いほど高く設定する。そして、マイクロコンピュータ６（設定部）は、車両動作停止状態のときに蓄電池側電圧検出回路２４による検出値を継続的に監視し、車両動作停止状態での所定の温度変動が生じた場合、変動後の温度に対応する充電目標電圧を再設定する。

本構成では、マイクロコンピュータ６が制御部の一例に相当し、車両動作状態及び車両動作停止状態のときに、設定部が設定する充電目標電圧と、蓄電池側電圧検出回路２４が検出する蓄電部９０の充電電圧とに基づき、充放電回路部３を制御して蓄電部９０の充電電圧を充電目標電圧に近づける充放電制御を行う。

以上のように、本構成の充放電装置２は、所定の車両動作状態のとき、蓄電部９０の充電目標電圧を蓄電池温度検出回路１４によって検出される温度が低いほど高く設定し、設定された充電目標電圧と、蓄電池側電圧検出回路２４が検出する蓄電部９０の充電電圧とに基づき、充放電回路部３を制御して蓄電部９０の充電電圧を充電目標電圧に近づける充放電制御を行う。このように低温時には充電目標電圧を相対的に高めた上で充放電制御を行うため、低温時における蓄電部９０の容量減少を抑えることができる。

一方、所定の車両動作停止状態のときには、充電目標電圧を車両動作状態のときよりも低く且つ蓄電池温度検出回路１４によって検出された温度が低いほど高く設定する。そして、設定された充電目標電圧と、蓄電池側電圧検出回路２４が検出する蓄電部９０の充電電圧とに基づき、充放電回路部３を制御して蓄電部９０の充電電圧を充電目標電圧に近づける充放電制御を行う。このように、車両動作停止状態のときには充電目標電圧を車両動作状態のときよりも低く抑えるため蓄電池の劣化防止を図ることができる。このように劣化防止を図りつつ、低温時に充電目標電圧を相対的に高めるため、その後、低温状態のまま車両動作状態に変化して高い充電目標電圧が設定されても、相対的に高められた充電電圧から充電を開始することができるため、充電時間を抑えることができる。

設定部に相当するマイクロコンピュータ６は、車両動作状態のときに蓄電池側電圧検出回路２４による検出値を継続的に監視し、車両動作状態での所定の温度変動が生じた場合、変動後の温度に対応する充電目標電圧を再設定する。この構成によれば、車両動作中に、より望ましい充電目標電圧に更新することができ、例えば、車両温度が上昇した場合に相対的に高い充電目標電圧が設定され続けたり、車両温度が低下した場合に相対的に低い充電目標電圧が設定され続けたりすることを防ぐことができる。

充放電回路部３は、第１の充電回路に相当する昇降圧回路４と、第１の充電回路よりも小さい充電電流を流す第２の充電回路に相当する補充電回路１０とを有する。制御部に相当するマイクロコンピュータ６は、車両動作停止状態から車両動作状態に変化した後に設定部によって最初に設定される充電目標電圧に近づける充電制御を行う場合、昇降圧回路４を動作させて蓄電部９０の充電を行い、車両動作状態での所定温度変動によって再設定された充電目標電圧に近づける充電制御を行う場合、補充電回路１０を動作させて蓄電部９０の充電を行う。この構成によれば、車両動作停止状態から車両動作状態に変化した直後については、昇降圧回路４により相対的に大きい放電電流を流し、より早期に充電目標電圧に近づけることができる。一方、その後の温度変動によって再設定された充電目標電圧に近づける充電制御を行う場合、相対的に小さい充電電流を流す補充電回路１０により、発熱を抑えた形で充電目標電圧に近づけることができる。

設定部に相当するマイクロコンピュータ６は、車両動作停止状態のときに蓄電池側電圧検出回路２４による検出値を継続的に監視し、車両動作停止状態での所定温度変動が生じた場合、変動後の温度に対応する充電目標電圧を再設定する。この構成によれば、車両動作停止中により望ましい充電目標電圧に更新することができ、例えば、車両温度が上昇した場合に相対的に高い充電目標電圧が設定され続けたり、車両温度が低下した場合に相対的に低い充電目標電圧が設定され続けたりすることを防ぐことができる。特に、車両動作停止状態で更新がなされるため、車両動作停止状態から車両動作状態に変化する直前のタイミングでより望ましい充電目標電圧が設定されている可能性を高めることができる。

充放電回路部３は、第１の放電回路に相当する昇降圧回路４と、第１の放電回路よりも小さい放電電流を流す第２の放電回路に相当する放電回路１２とを有する。制御部に相当するマイクロコンピュータ６は、車両動作状態から車両動作停止状態に変化した後に設定部によって最初に設定される充電目標電圧に近づける放電制御を行う場合、昇降圧回路４を動作させて蓄電部９０の放電を行い、車両動作停止状態での所定温度変動によって再設定された充電目標電圧に近づける放電制御を行う場合、放電回路１２を動作させて蓄電部の放電を行う。この構成によれば、車両動作状態から車両動作停止状態に変化した直後については、昇降圧回路４によって相対的に大きい放電電流を流し、より早期に充電目標電圧に近づけることができる。一方、その後の温度変動によって再設定された充電目標電圧に近づける放電制御を行う場合、相対的に小さい放電電流を流す放電回路１２により、発熱を抑えた形で充電目標電圧に近づけることができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例１では、蓄電部の一例として、電気二重層キャパシタとして構成された蓄電部９０を例示したが、蓄電部９０は、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ等の他の蓄電手段であってもよい。
（２）実施例１では、車両動作状態及び車両動作停止状態のそれぞれにおいて充電目標電圧を２段階に切り替え得る構成を例示したが、いずれの状態でも、温度検出部によって検出された温度が低いほど高く設定するように充電目標電圧を３段階以上に切り替え得る構成であってもよい。或いは、温度検出部によって検出された温度が低くなるほど充電目標電圧が次第に高くなるような反比例式などにより、充電目標電圧を設定してもよい。
（３）実施例１では、バッテリ１２０に接続された導電路の電圧を降圧して蓄電部９０側に出力し、蓄電部９０に接続された導電路の電圧を昇圧してバッテリ１２０側に出力する昇降圧回路４を例示したがこの構成に限定されない。例えばバッテリ１２０側からの印加電圧を昇圧して蓄電部９０側に出力し、蓄電部９０側のからの印加電圧を降圧してバッテリ１２０側に出力する構成であってもよい。

１…電源装置
２…充放電装置
３…充放電回路部
４…昇降圧回路（電圧変換回路、第１の充電回路）
６…マイクロコンピュータ（設定部、制御部）
１０…補充電回路（第２の充電回路）
１２…放電回路
１４…蓄電池温度検出回路（温度検出部）
２４…蓄電池側電圧検出回路（電圧検出部）
９０…蓄電部

Claims (6)

1. 蓄電部の温度を検出する温度検出部と、
   前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
   前記蓄電部に対する充電及び前記蓄電部の放電を行う充放電回路部と、
   所定の車両動作状態のとき、前記蓄電部の充電目標電圧を前記温度検出部によって検出される温度が低いほど高く設定し、所定の車両動作停止状態のとき、前記充電目標電圧を前記車両動作状態のときよりも低く且つ前記温度検出部によって検出された温度が低いほど高く設定する設定部と、
   前記車両動作状態及び前記車両動作停止状態のときに、前記設定部が設定する前記充電目標電圧と、前記電圧検出部が検出する前記蓄電部の充電電圧とに基づき、前記充放電回路部を制御して前記蓄電部の充電電圧を前記充電目標電圧に近づける充放電制御を行う制御部と、
   を有する充放電装置。
2. 前記設定部は、前記車両動作状態のときに前記電圧検出部による検出値を継続的に監視し、前記車両動作状態での所定の温度変動が生じた場合、変動後の温度に対応する前記充電目標電圧を再設定する請求項１に記載の充放電装置。
3. 前記充放電回路部は、第１の充電回路と、前記第１の充電回路よりも小さい充電電流を流す第２の充電回路とを有し、
   前記制御部は、前記車両動作停止状態から前記車両動作状態に変化した後に前記設定部によって最初に設定される前記充電目標電圧に近づける充電制御を行う場合、前記第１の充電回路を動作させて前記蓄電部の充電を行い、前記車両動作状態での所定温度変動によって再設定された前記充電目標電圧に近づける充電制御を行う場合、前記第２の充電回路を動作させて前記蓄電部の充電を行う請求項２に記載の充放電装置。
4. 前記設定部は、前記車両動作停止状態のときに前記電圧検出部による検出値を継続的に監視し、前記車両動作停止状態での所定の温度変動が生じた場合、変動後の温度に対応する前記充電目標電圧を再設定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の充放電装置。
5. 前記充放電回路部は、第１の放電回路と、前記第１の放電回路よりも小さい放電電流を流す第２の放電回路とを有し、
   前記制御部は、前記車両動作状態から前記車両動作停止状態に変化した後に前記設定部によって最初に設定される前記充電目標電圧に近づける放電制御を行う場合、前記第１の放電回路を動作させて前記蓄電部の放電を行い、前記車両動作停止状態での所定温度変動によって再設定された前記充電目標電圧に近づける放電制御を行う場合、前記第２の放電回路を動作させて前記蓄電部の放電を行う請求項４に記載の充放電装置。
6. 前記蓄電部と、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の充放電装置とを有する電源装置。

Images