JP5541134B2

JP5541134B2 - 電源装置

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Publication number: JP5541134B2
Application number: JP2010277275A
Authority: JP
Inventors: 敦志今井; 成則斉藤; 博志田村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-12-13
Also published as: DE102011056270A1; JP2012130108A

Description

本発明は、鉛蓄電池と、鉛蓄電池に比べて出力密度又はエネルギ密度の高い第２蓄電池（例えばリチウム蓄電池）との両蓄電池を備えた電源装置に関する。

内燃機関を走行駆動源とする車両には、スタータモータ等の各種電気負荷へ電力供給する鉛蓄電池が搭載されているのが一般的である。鉛蓄電池は、ニッケル蓄電池やリチウム蓄電池等の高出力・高エネルギ密度の蓄電池（高性能蓄電池）に比べて安価であるものの、頻繁な充放電（累積充放電量）に対する耐久性が低い。特にアイドルストップ機能を有した車両においては、鉛蓄電池が頻繁に放電されることとなり早期劣化が懸念される。また、車両の回生エネルギによりオルタネータを発電させて充電する車両においては、鉛蓄電池が頻繁に充電されることにもなるため、早期劣化が懸念される。これらの懸念に対し、鉛蓄電池を上記高性能蓄電池に替えただけでは、大幅なコストアップを招く。

そこで特許文献１〜５では、頻繁な充放電に対する耐久性の高い高性能蓄電池（第２蓄電池）と安価な鉛蓄電池との両方を、並列接続して搭載することが提案されている。すなわち、アイドルストップ中における電気負荷への電力供給や充電（特に回生充電）は、高性能蓄電池が優先的に実施することで、鉛蓄電池の劣化軽減を図る。一方、車両を駐車する場合等、長時間に亘って要求される電力供給（暗電流補給）に対しては、安価な鉛蓄電池が実施することで、高性能蓄電池を小容量化してコストアップ抑制を図る。

特開２００７−４６５０８号公報特開２００７−１３１１３４号公報特開２００８−２９０５８号公報特開２００８−１５５８１４号公報特開２００９−１２６３９５号公報

上記特許文献１〜５記載の電源装置では、両蓄電池の間にＤＣＤＣコンバータを備えることを前提とするが、従来必須となっていたＤＣＤＣコンバータを不要にして十分なコストダウンを実現可能にした電源装置を、本発明者らは先に出願している（先願１：特願２００９−１５６９４７）。また、この先願１にかかる発明（先願発明１）を改良した発明も既に出願している（先願２：特願２００９−２２３９４７、先願３：特願２０１０−１０１８２９）。しかし、これら先願２，３にかかる発明（先願発明２，３）を実施しようとすると、ＤＣＤＣコンバータを備えることを前提とした従来装置では生じなかった新たな問題が生じることが分かった。

この新たな問題を解決するのが本発明であり、以下、先願発明１〜３の概要を説明するとともに前記新たな問題について説明する。

＜先願発明１の概要＞
ここで、蓄電池が過充電や過放電の状態になると早期劣化が懸念される。したがって、充電状態を表すＳＯＣ（State of charge：満充電時の充電量に対する充電量の割合）が過充放電とならない範囲（ＳＯＣ使用範囲）となるよう蓄電池を使用することが望ましい。そして、ＳＯＣに応じて蓄電池の開放電圧は異なる値となるが、鉛蓄電池のＳＯＣ使用範囲における開放電圧（例えば１２．７Ｖ〜１２．８Ｖ）と、高性能蓄電池のＳＯＣ使用範囲における開放電圧とは一致しないのが通常である。

すると、両蓄電池は並列接続されているため、放電時において、端子電圧Ｖｄ（以下の式１参照）の高い側の蓄電池から低い側の蓄電池へ電流が流れ込み、ＳＯＣ使用範囲から外れた過充電状態になることが懸念される。なお、放電電流をＩｄ、蓄電池の内部抵抗をＲ、蓄電池の開放電圧をＶ０とすると、放電時における蓄電池の端子電圧Ｖｄは「Ｖｄ＝Ｖ０−Ｉｄ×Ｒ」といった式１で表される。

そこで上記特許文献１〜５記載の電源装置では、両蓄電池の間にＤＣＤＣコンバータを備え、高い電圧となっている側の蓄電池（主に高機能蓄電池）の端子電圧をＤＣＤＣコンバータにより調整することで、低い電圧となっている側の蓄電池（主に鉛蓄電池）に高機能蓄電池から電流が流れ込むことを回避して、鉛蓄電池の過充電を回避させている。

しかしながら、ＤＣＤＣコンバータは高価なものであるため、ＤＣＤＣコンバータを備えることが必須となっている上記電源装置では、コストダウンを十分に図ることができなかった。

そこで先願発明１では、鉛蓄電池のＳＯＣ使用範囲と高性能蓄電池のＳＯＣ使用範囲とで、鉛蓄電池の開放電圧と高性能蓄電池の開放電圧とが一致するポイントが存在するように、鉛蓄電池及び高性能蓄電池の開放電圧及び内部抵抗を設定している。これによれば、従来必須となっていたＤＣＤＣコンバータを廃止しつつも、鉛蓄電池が過充電状態になるおそれを抑制できる。よって、上記ＤＣＤＣコンバータを不要にして十分なコストダウンを図ることができる。

＜先願発明２，３の概要＞
しかし、先願発明１では、鉛蓄電池（及び発電機）と高性能蓄電池とが、ＤＣＤＣコンバータを介することなく直接接続されるので、鉛蓄電池を電力供給源として作動するよう配置されたスタータモータへ、高性能蓄電池から電流が流れ込んでしまい、高性能蓄電池が過放電になることが懸念される。

そこで先願発明２，３では、鉛蓄電池（及び発電機）と高性能蓄電池との間に半導体スイッチを設け、スタータモータ駆動時には半導体スイッチをオフ作動させる。これによれば、高性能蓄電池からスタータモータへ電流が流れ込むことを回避でき、高性能蓄電池が過放電になることの懸念を解消できる。

＜先願発明２，３において新たに生じる問題＞
しかし、先願発明２，３では、半導体スイッチの作動を制御する制御手段が故障した場合や、半導体スイッチ自体が故障した場合等、半導体スイッチを通電作動させることができなくなる場合に、高性能蓄電池を充電できなくなってしまう。すると、高性能蓄電池を電力供給源として作動するよう配置された電気負荷へは、高性能蓄電池から電力供給できなくなることは勿論のこと、発電機及び鉛蓄電池からも電力供給できなくなるので、前記電気負荷を作動させることができなくなる、といった問題が生じる。

ちなみに、鉛蓄電池（及び発電機）と高性能蓄電池とがＤＣＤＣコンバータを介して接続されていた従来装置では、ＤＣＤＣコンバータが故障しても、昇圧ができなくなるだけで通電は可能である。そのため、前記電気負荷へは発電機及び鉛蓄電池からの電力供給が確保されるので、前記問題が生じることはない。つまり、先願発明２，３においては、半導体スイッチを通電作動できなくなる故障が生じた場合、前記電気負荷を作動できなくなるといった問題が新たに生じる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、故障に対するフェールセーフ機能が付与された電源装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明では、発電機による発電電力を充電可能な鉛蓄電池と、前記鉛蓄電池に対して電気的に並列接続され、前記発電電力を充電可能であり、かつ、前記鉛蓄電池に比べて出力密度又はエネルギ密度の高い第２蓄電池と、前記発電機及び前記鉛蓄電池と前記第２蓄電池との間に電気接続され、前記発電機及び前記鉛蓄電池と、前記第２蓄電池との通電及び遮断を切り替える半導体スイッチと、前記半導体スイッチに対して前記第２蓄電池の側に電気接続された電気負荷及び前記第２蓄電池へ、前記発電機又は前記鉛蓄電池から電力供給する給電線と、前記給電線に電気接続され、前記半導体スイッチをバイパスして前記発電機又は前記鉛蓄電池から前記電気負荷へ給電するバイパス給電線と、前記バイパス給電線の通電及び遮断を切り替えるバイパス開閉手段と、を備えることを特徴とする。

上記発明によれば、半導体スイッチをバイパスして発電機又は鉛蓄電池から電気負荷へ給電するバイパス給電線を備えるので、電気負荷へ電力供給できなくなる故障時にはバイパス給電線を通電させれば、前記故障が生じても電気負荷への電力供給を確保できる。

また、バイパス給電線にバイパス開閉手段を設け、故障が生じていない通常時にはバイパス給電線を遮断させるようにすれば、通常時には半導体スイッチにより給電線の通電及び遮断を制御できる。以上により、上記発明によれば、半導体スイッチの作動を制御する手段（半導体スイッチ制御手段）の故障や半導体スイッチ自体の故障等に対するフェールセーフ機能を付与できる。

さらに、請求項１記載の発明では、前記バイパス開閉手段は、ノーマリクローズ式の電磁リレーであることを特徴とする。

バイパス開閉手段に電磁リレーを採用した場合において、その電磁リレーの作動を制御する手段（バイパス制御手段）が故障することも考えられる。そして、例えば電源装置が水没した場合等、バイパス制御手段及び半導体スイッチ制御手段が同時に故障することも考えられ、その場合にバイパス給電線を通電できなければ、上記フェールセーフ機能を発揮できなくなる。

この点を鑑みた上記発明では、ノーマリクローズ式の電磁リレーを採用するので、例えばバイパス制御手段及び半導体スイッチ制御手段が同時に故障した場合であっても、バイパス給電線を通電できるので、上記フェールセーフ機能を発揮できる。

請求項２記載の発明では、前記第２蓄電池と前記給電線との通電及び遮断を切り替える第２蓄電池用スイッチを備え、前記バイパス開閉手段が通電作動している時には、前記第２蓄電池と前記給電線との通電を遮断させるよう前記第２蓄電池用スイッチが遮断作動することを特徴とする。

ここで、バイパス給電線を通電させてフェールセーフを機能させている時に、上記発明に反して第２蓄電池と給電線とを通電状態にしておくと、バイパス給電線から給電線を介して第２蓄電池へ電流が流れ込み、第２蓄電池が過充電に陥ることが懸念される。また、バイパス給電線は、電気負荷が要する小電流（例えば１０Ａ）を流すことを想定した規格で設計することが妥当であるが、上述の如く第２蓄電池へ電流が流れ込むと、バイパス給電線に大電流（例えば１００Ａ）が流れることとなり、バイパス給電線を大電流対応の規格で設計しなければならなくなる。

これらの点を鑑みた上記発明によれば、バイパス給電線の通電時には、第２蓄電池と給電線との通電を遮断させるよう第２蓄電池用スイッチを遮断作動させるので、上述した第２蓄電池の過充電の懸念を解消できるとともに、バイパス給電線を小電流用の低規格で設計できる。

請求項３記載の発明では、前記第２蓄電池用スイッチの遮断作動は、前記バイパス開閉手段の遮断作動から通電作動への切り替えが完了した後に実施させることを特徴とする。

これによれば、給電線及びバイパス給電線のいずれもが同時に遮断状態になることを回避できるので、両給電線からの電気負荷への給電が途絶えて瞬断することを回避できる。

請求項４記載の発明では、前記給電線のうち、前記半導体スイッチの作動を制御する制御手段へ電力供給するよう分岐する点を制御手段用給電分岐点とした場合において、前記バイパス給電線のうち前記発電機の側に接続される一端を、前記給電線のうち前記制御手段用給電分岐点よりも前記発電機の側に接続したことを特徴とする。

ここで、給電線は、複数のハーネスやそれらのハーネスを接続するコネクタ等により構成されているが、特にコネクタ部分での接触不良による通電故障が懸念される。そのため、給電線のうちバイパス給電線によりバイパスされない部分には、コネクタの数ができるだけ少なく存在するように、バイパス給電線の両端を離して給電線に接続することで、バイパス給電線の通電時に通電故障のコネクタを介さずに電気負荷へ電力供給できるようにすることが望ましい。

この点を鑑みた上記発明では、バイパス給電線のうち発電機の側に接続される一端を制御手段用給電分岐点よりも発電機の側に接続するので、制御手段用給電分岐点よりも電気負荷の側に接続する場合に比べて、バイパス給電線の両端を離して給電線に接続することができる。

また、請求項５記載の発明では、前記給電線のうち、前記第２蓄電池へ電力供給するよう分岐する点を第２蓄電池用給電分岐点とした場合において、前記バイパス給電線のうち前記電気負荷の側に接続される一端を、前記給電線のうち前記第２蓄電池用給電分岐点よりも前記電気負荷の側に接続したことを特徴とする。

これによれば、バイパス給電線のうち電気負荷の側に接続される一端を、第２蓄電池用給電分岐点よりも前記電気負荷の側に接続するので、第２蓄電池用給電分岐点よりも発電機の側に接続する場合に比べて、バイパス給電線の両端を離して給電線に接続することができる。

請求項６記載の発明では、前記半導体スイッチ及び前記バイパス開閉手段が実装されるとともに、前記給電線の一部及び前記バイパス給電線が電気接続される基板と、前記基板を内部に収容する筐体と、を備え、前記給電線の一部は、前記筐体に設けられた筐体端子と前記基板に設けられた基板端子とを電気接続するハーネスにより構成されており、前記バイパス給電線のうち前記発電機の側に接続される一端、及び前記電気負荷の側に接続される一端の少なくとも一方は、前記基板端子に電気接続されていることを特徴とする。

半導体スイッチ及びバイパス開閉手段を１つの基板に実装させて基板数低減を図り、当該基板を筐体に収容して構成することが現実的な構成として考えられる。そしてこの場合には、給電線を接続する端子（筐体端子）を筐体に設け、基板に設けられた端子（基板端子）と筐体端子とをハーネスで接続することが必要となる。

このような構成を前提とした上記発明では、バイパス給電線を基板端子に接続するので、バイパス給電線を基板に接続する場合において、バイパス給電線の両端をできるだけ離して給電線に接続することができる。

請求項７記載の発明では、前記半導体スイッチは複数備えられており、これら複数の半導体スイッチを、当該半導体スイッチに存在する寄生ダイオードが逆向きになるよう直列に接続して構成されていることを特徴とする。

上記発明に反して半導体スイッチを１つにすると、次の問題が生じる。すなわち、一般的なＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチは、その内部構造上必然的に寄生ダイオードを有する。すると、半導体スイッチをオフさせていても、寄生ダイオードによる障壁電圧以上の電位差が半導体スイッチに生じると、寄生ダイオードを通じて電流が流れてしまう。よって、第２蓄電池の過充電や過放電が懸念されるようになる。

これに対し上記発明では、複数の半導体スイッチを、寄生ダイオードが逆向きになるよう直列に接続するので、両半導体スイッチをオフさせておけば、発電機及び鉛蓄電池と第２蓄電池との通電を確実に遮断できるので、上記懸念を解消できる。

なお、半導体スイッチを１つ備えるようにすれば、半導体スイッチを通電作動できない故障が生じたとしても、寄生ダイオードを通じて鉛蓄電池から電気負荷へ給電できるようになるので、フェールセーフの機能を発揮するとも言える。しかしその背反として、第２蓄電池の過充電や過放電が懸念されるようになる。

したがって上記発明は、半導体スイッチを複数備えることで第２蓄電池の過充放電回避を図るとともに、半導体スイッチを複数備えることで顕著となった問題、つまり故障時に電気負荷へ給電できなくなるといった問題を、バイパス給電線及びバイパス開閉手段を備えることで解決する発明であると言える。

請求項８記載の発明では、前記第２蓄電池、前記半導体スイッチ、及び前記半導体スイッチの作動を制御する制御手段を共通の筐体に収容して構成され、前記発電機、前記鉛蓄電池及び前記電気負荷と電気接続するコネクタを有した電池パックを備え、前記電池パックが、車両のうちエンジンルームの外部に配置されていることを特徴とする。

これによれば、発電機、各種電気負荷及び鉛蓄電池を備えて構成される既存の電源装置に、電池パックを追加する作業を実施して、鉛蓄電池に第２蓄電池を並列接続した上記発明にかかる電源装置に変更することができる。よって、既存の電源装置に対してハード的に設計変更が要求される変更点を少なくできる。

また、上記発明にかかる電源装置を車両に搭載する場合において、鉛蓄電池はエンジンルームに配置されるのが一般的であるが、第２蓄電池は熱に弱いため、電池パックをエンジンルームの外に配置することが要求される。そのため、車室内の乗員座席シートの下方や、コンソールボックスの下方が、電池パックの配置の有力候補となる。

しかし、このようにシートの下方等に電池パックを配置すると、車室の床上まで車両が浸水した場合には、筐体内部に水が浸入して、半導体スイッチの作動を制御する制御手段（半導体スイッチ制御手段）が故障することが懸念されるようになる。

よって、このようにエンジンルームの外部に電池パックを配置した電源装置に、バイパス給電線及びバイパス開閉手段を備えさせた上記発明によれば、半導体スイッチ制御手段が故障した場合のフェールセーフ機能を、好適に発揮させることができる。

本発明の一実施形態にかかる電源装置を示す電気ブロック図。図１の電源装置において、回生充電時の作動を示す図。図１の電源装置において、自動再始動時の作動を示す図。図１の電源装置において、アイドルストップ時（Ｖｄ(Pb)＞Ｖｄ(Li)）の作動を示す図。図１の電源装置において、アイドルストップ時（Ｖｄ(Pb)≦Ｖｄ(Li)）の作動を示す図。図１の電源装置において、マイコン故障時の、定電圧要求電気負荷への給電経路を説明する図である。図１の電源装置において、電池パックの詳細構造を示す電気ブロック図である。図１の電源装置において、バイパス給電線の接続点の位置をより詳細に示した電池パックの模式図である。図１の電源装置において、電池パックの車両Ｖへの搭載位置を示す図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態にかかる電源装置は車両Ｖ（図９参照）に搭載されており、当該車両Ｖは内燃機関Ｅを駆動源として走行するものである。また、所定の自動停止条件を満たした場合に内燃機関Ｅを自動停止させ、所定の自動再始動条件を満たした場合に内燃機関Ｅを自動再始動させる、アイドルストップ機能を有する。なお、内燃機関Ｅの始動時にクランク軸を回転させるスタータモータは搭載されているものの、車両走行をアシストする走行用モータは搭載されていない。

図１に示すように、当該車両Ｖには、以下に説明するオルタネータ１０（発電機）、レギュレータ１１（発電制御手段）、鉛蓄電池２０、リチウム蓄電池３０（第２蓄電池）、各種の電気負荷４１，４２，４３、２つのＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０（半導体スイッチ）及びＬｉ蓄電池リレー７０（第２蓄電池用スイッチ）が搭載されており、これら鉛蓄電池２０、リチウム蓄電池３０及び電気負荷４１〜４３はオルタネータ１０に対して並列に電気接続されている。

ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０は、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０と、リチウム蓄電池３０との間に配置されており、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０に対するリチウム蓄電池３０の通電（オン）と遮断（オフ）を切り替えるスイッチとして機能する。

また、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０は、その内部構造上必然的に整流手段を有していると言える。すなわち、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０の内部回路は、半導体スイッチ部５２，６２と寄生ダイオード５１，６１（整流手段）とを並列接続した回路と等価であると言える。なお、半導体スイッチ部５２，６２のゲートへの入力信号は電子制御装置（ＥＣＵ８０）により制御される。つまり、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０のオン作動（通電作動）とオフ作動（遮断作動）とは、電子コントロールユニット（ＥＣＵ８０）により切り替えられるよう制御される。

２つのＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０は、寄生ダイオード５１，６１が互いに逆向きになるよう直列に接続されている。そのため、２つのＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオフ作動させた場合において、寄生ダイオード５１，６１を通じて電流が流れることを完全に遮断できる。よって、２つのＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオフ作動させれば、リチウム蓄電池３０から鉛蓄電池２０の側に放電されることも回避でき、鉛蓄電池２０の側からリチウム蓄電池３０へ充電されることも回避できる。

Ｌｉ蓄電池リレー７０は機械式接点を有する電磁リレーであり、整流手段を有することのないものである。そして、Ｌｉ蓄電池リレー７０のオン作動（通電作動）とオフ作動（遮断作動）とは、ＥＣＵ８０により切り替えられるよう制御される。このＬｉ蓄電池リレー７０は緊急時用であり、通常時は、ＥＣＵ８０からの励磁電流を常時出力させてオン作動させておく。そして、以下に例示する緊急時には、励磁電流の出力を停止してＬｉ蓄電池リレー７０をオフ作動させて、リチウム蓄電池３０の過充電及び過放電の回避を図る。

例えば、レギュレータ１１が故障して設定電圧Ｖｒｅｇが異常に高くなる場合には、リチウム蓄電池３０が過充電の状態になることが懸念される。この場合にはＬｉ蓄電池リレー７０をオフ作動させる。

また、オルタネータ１０の故障やＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０の故障によりリチウム蓄電池３０へ充電ができなくなる場合には、リチウム蓄電池３０が過放電になることが懸念される。この場合にもＬｉ蓄電池リレー７０をオフ作動させる。

また、ノーマリオープン式の電磁リレーをＬｉ蓄電池リレー７０として採用している。したがって、ＥＣＵ８０が故障してＬｉ蓄電池リレー７０の作動を制御できなくなった場合には、Ｌｉ蓄電池リレー７０は自動的に開作動して通電を遮断する。

電気負荷４１〜４３のうち符号４３に示す負荷は、供給電力の電圧が概ね一定、又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求電気負荷４３であり、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０に対してリチウム蓄電池３０の側に電気接続される。これにより、定電圧要求電気負荷４３への電力供給は、リチウム蓄電池３０が分担することとなる。

定電圧要求電気負荷４３の具体例としてはナビゲーション装置やオーディオ装置が挙げられる。例えば、供給電力の電圧が一定ではなく大きく変動している場合、或いは前記所定範囲を超えて大きく変動している場合には、電圧が瞬時的に最低動作電圧よりも低下して、ナビゲーション装置等の作動がリセットする不具合が生じる。そこで、定電圧要求電気負荷４３へ供給される電力は、電圧が最低動作電圧よりも低下することのない一定の値に安定していることが要求される。

図１に示す給電線９０，９１，９２は、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０から定電圧要求電気負荷４３へ電力供給する給電経路を形成するものであり、ハーネス、コネクタ、基板上のプリント配線等から構成される。給電線９０は、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０からＭＯＳ−ＦＥＴ６０までの給電経路を形成する。給電線９１は、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０から定電圧要求電気負荷４３までの給電経路を形成する。給電線９２は、ＭＯＳ−ＦＥＴ６０からＭＯＳ−ＦＥＴ５０までの給電経路を形成する。

図１に示すバイパス給電線９３は、給電線９０，９１に電気接続され、２つのＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をバイパスしてオルタネータ１０及び鉛蓄電池２０へ電力供給する給電経路を形成するものであり、ハーネス、コネクタ、基板上のプリント配線等から構成される。また、バイパス給電線９３には、ノーマリクローズ式の電磁リレーであるバイパスリレー９４（バイパス開閉手段）が備えられている。バイパスリレー９４の作動はＥＣＵ８０により制御される。

このバイパスリレー９４は、後に詳述するようにＥＣＵ８０が故障した場合の故障時用であり、通常時は、ＥＣＵ８０励磁電流を常時出力してオフ作動させておく。そして、ＥＣＵ８０が故障して励磁電流を出力できなくなると、ノーマリクローズ式であるバイパスリレー９４はオン作動して、バイパス給電線９３を通電させる。

電気負荷４１〜４３のうち符号４１に示す負荷は、内燃機関Ｅを始動させるスタータモータであり、符号４２に示す負荷は、定電圧要求電気負荷４３及びスタータモータ４１以外の一般的な電気負荷である。一般電気負荷４２の具体例としてはヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。

これらのスタータモータ４１及び一般電気負荷４２は、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０に対して鉛蓄電池２０の側に電気接続される。これにより、スタータモータ４１及び一般電気負荷４２への電力供給は鉛蓄電池２０が分担することとなる。

オルタネータ１０は、クランク軸の回転エネルギにより発電するものである。具体的には、オルタネータ１０のロータがクランク軸により回転すると、ロータコイル１０ａに流れる励磁電流に応じてステータコイルに交流電流が誘起され、図示しない整流器により直流電流に変換される。そして、ロータコイル１０ａに流れる励磁電流をレギュレータ１１が調整することで、発電された直流電流の電圧を設定電圧Ｖｒｅｇとなるよう調整する。

オルタネータ１０で発電した電力は、各種電気負荷４１〜４３へ供給されるとともに、鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０へ供給される。内燃機関Ｅの駆動が停止してオルタネータ１０で発電されていない時には、鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０から電気負荷４１〜４３へ電力供給される。鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０から電気負荷４１〜４３への放電量、及びオルタネータ１０からの充電量は、ＳＯＣ（State of charge：満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合）が過充放電とならない範囲（適正範囲）となるよう、設定電圧Ｖｒｅｇを調整するとともにＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０の作動を制御している。

また、本実施形態では、車両Ｖの回生エネルギによりオルタネータ１０を発電させて両蓄電池２０，３０（主にはリチウム蓄電池３０）に充電させる減速回生を行っている。この減速回生は、車両Ｖが減速状態であること、内燃機関Ｅへの燃料噴射をカットしていること、等の条件が成立した時に実施される。

鉛蓄電池２０は周知の汎用蓄電池である。具体的には、正極活物質が二酸化鉛（ＰｂＯ_２）、負極活物質が鉛（Ｐｂ）、電解液が硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）である。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。なお、鉛蓄電池２０の蓄電容量は、リチウム蓄電池３０の蓄電容量よりも大きく設定している。

一方、リチウム蓄電池３０の正極活物質には、リチウムを含む酸化物（リチウム金属複合酸化物）が用いられており、具体例としては、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＦｅＰＯ_４等が挙げられる。リチウム蓄電池３０の負極活物質には、カーボン（Ｃ）やグラファイト、チタン酸リチウム（例えばＬｉ_ｘＴｉＯ_２）、Ｓｉ又はＳｕを含有する合金等が用いられている。リチウム蓄電池３０の電解液には有機電解液が用いられている。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。特に本実施形態では、リチウム蓄電池３０の負極活物質にチタン酸リチウムを採用している。

なお、図１中の符号２１，３１は、鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０の電池セル集合体を表し、符合２２，３２は鉛蓄電池２０及びリチウム蓄電池３０の内部抵抗を表している。また、以下の説明において、蓄電池の開放電圧Ｖ０とは、電池セル集合体２１，３１により生じた電圧のことであり、蓄電池の端子電圧Ｖｄ，Ｖｃとは、次の式１，２で表される電圧のことである。
Ｖｄ＝Ｖ０−Ｉｄ×Ｒ・・・（式１）
Ｖｃ＝Ｖ０＋Ｉｃ×Ｒ・・・（式２）
なお、放電電流をＩｄ、充電電流をＩｃ、蓄電池の内部抵抗をＲ、蓄電池の開放電圧をＶ０とする。これらの式１，２に示すように、放電時の端子電圧Ｖｄは内部抵抗Ｒが大きいほど小さい値となり、充電時の端子電圧Ｖｃは内部抵抗Ｒが大きいほど大きい値となる。

ここで、両蓄電池２０，３０は並列接続されているため、オルタネータ１０から充電する際には、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオン作動させていれば、端子電圧Ｖｃの低い側の蓄電池へオルタネータ１０の起電流が流れ込むこととなる。一方、電気負荷４２，４３へ電力供給（放電）する際には、非発電時にＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオン作動させていれば、端子電圧Ｖｄの高い側の蓄電池から電気負荷へ放電されることとなる。

そして、回生充電時には、リチウム蓄電池３０の端子電圧Ｖｃ(Li)が鉛蓄電池２０の端子電圧Ｖｃ(Pb)より低くなる機会が多くなるようにして、鉛蓄電池２０よりも優先してリチウム蓄電池３０に充電されるように設定している。また、放電時には、リチウム蓄電池３０の端子電圧Ｖｄ(Li)が鉛蓄電池２０の端子電圧Ｖｄ(Pb)より高くなる機会が多くなるようにして、鉛蓄電池２０よりも優先してリチウム蓄電池３０から定電圧要求電気負荷４３へ放電されるように設定している。

これらの設定は、両蓄電池２０，３０の開放電圧Ｖ０及び内部抵抗値Ｒを設定することで実現可能であり、開放電圧Ｖ０の設定は、リチウム蓄電池３０の正極活物質、負極活物質及び電解液を選定することで実現可能である。

以下、回生充電時にＶｃ(Li)＜Ｖｃ(Pb)、放電時にＶｄ(Li)＞Ｖｄ(Pb)となる機会を多くする設定の詳細について説明する。

鉛蓄電池２０のＳＯＣの適正範囲(Pb)は例えばＳＯＣ８８％〜９２％であり、リチウム蓄電池３０のＳＯＣ適正範囲(Li)は例えばＳＯＣ３５％〜８０％である。適正範囲(Li)の上限は適正範囲(Pb)の上限より小さく、適正範囲(Li)の下限は適正範囲(Pb)の下限より小さい。そして、以下の条件（ａ）〜（ｃ）を満たすリチウム蓄電池３０の電圧特性（開放電圧とＳＯＣとの関係）となるよう、リチウム蓄電池３０は設定されている。具体的には、リチウム蓄電池３０の正極活物質、負極活物質及び電解液の組み合わせを選定することで、条件（ａ）〜（ｃ）を満たす電圧特性を作りこむことができる。

条件（ａ）：鉛蓄電池２０の適正範囲(Pb)とリチウム蓄電池３０の適正範囲(Li)とで、鉛蓄電池２０の開放電圧Ｖ０(Pb)とリチウム蓄電池３０の開放電圧Ｖ０(Li)とが一致するポイントＶｄＳが存在する。

条件（ｂ）：リチウム蓄電池３０の適正範囲(Li)のうち一致ポイントＶｄｓの上限側では、リチウム蓄電池３０の開放電圧Ｖ０(Li)が、鉛蓄電池２０の開放電圧Ｖ０(Pb)よりも高い。

条件（ｃ）：リチウム蓄電池３０の適正範囲(Li)のうち一致ポイントＶｄｓの下限側では、リチウム蓄電池３０の開放電圧Ｖ０(Li)が鉛蓄電池２０の開放電圧Ｖ０(Pb)よりも低い。

次に、内燃機関Ｅの運転状態に応じてＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０のオンオフをどのように切り替えるのかを説明する。なお、Ｌｉ蓄電池リレー７０については、先述したような緊急時でない限り常時オン作動させておく。

図２に示すように、減速回生によりオルタネータ１０を発電させている場合には、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオン作動させる。これにより、減速回生による発電電力はリチウム蓄電池３０へ充電される。また、回生エネルギの一部は、電気負荷４２，４３及び鉛蓄電池２０へ供給される。

図３に示すように、アイドルストップ機能による自動再始動時には、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオフ作動させる。これにより、スタータモータ４１への電力供給は鉛蓄電池２０から為されることとなり、リチウム蓄電池３０からスタータモータ４１への放電は回避される。スタータモータ４１への供給電力は、他の電気負荷４２，４３への供給電力に比べて桁違いに大きい。そのため、鉛蓄電池２０に比べて容量の小さいリチウム蓄電池３０からスタータモータ４１へ電力供給すると、リチウム蓄電池３０のＳＯＣ（Ｌｉ）は直ぐに過放電の状態となってしまう。そこで、上述の如くリチウム蓄電池３０からスタータモータ４１への放電を回避することで、リチウム蓄電池３０の過放電を防止している。なお、一般電気負荷４２へは鉛蓄電池２０から電力供給され、定電圧要求電気負荷４３へはリチウム蓄電池３０から電力供給される。

図４に示すように、アイドルストップ機能によるアイドルストップ時（自動停止時）であって、鉛蓄電池２０の端子電圧Ｖｄ(Pb)がリチウム蓄電池３０の端子電圧Ｖｄ(Li)より高い時には、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオフ作動させる。これにより、鉛蓄電池２０からリチウム蓄電池３０へ電流が流れ込むことを回避して、リチウム蓄電池３０の過充電が回避される。なお、一般電気負荷４２へは鉛蓄電池２０から電力供給され、定電圧要求電気負荷４３へはリチウム蓄電池３０から電力供給される。

一方、図５に示すように、アイドルストップ機能によるアイドルストップ時であって、Ｖｄ(Pb)≦Ｖｄ(Li)である時には、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオン作動させる。これにより、一般電気負荷４２へはリチウム蓄電池３０から電力供給されるので、一般電気負荷４２への電力供給不足を解消できる。また、鉛蓄電池２０はリチウム蓄電池３０から充電され、定電圧要求電気負荷４３へはリチウム蓄電池３０から電力供給される。

減速回生によりオルタネータ１０を発電させていない非回生時（例えばアイドル運転時、加速走行時、定常走行時等）には、リチウム蓄電池３０のＳＯＣ(Li)に応じてＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０のオンオフを切り替えることで、ＳＯＣ(Li)が最適範囲となるよう制御する。

具体的には、非回生時であってＳＯＣ(Li)が第１閾値ＴＨ１（上限閾値）よりも大きい時には、図４に示すようにＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオフ作動させる。これにより、定電圧要求電気負荷４３へはリチウム蓄電池３０から電力供給させる。一方、非回生時であってＳＯＣ(Li)が第２閾値ＴＨ２（下限閾値）以下である時には、図２に示すようにＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオン作動させる。これにより、定電圧要求電気負荷４３へは鉛蓄電池２０又はオルタネータ１０から電力供給させる。よって、リチウム蓄電池３０の過放電を回避できる。

ＥＣＵ８０は、リチウム蓄電池３０のＳＯＣ(Li)が適正範囲となるよう、主にＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０の作動を制御する。一方、ＥＣＵ８０Ａは、鉛蓄電池２０のＳＯＣ(Pb)が適正範囲となるよう、主にレギュレータ１１の設定電圧Ｖｒｅｇを制御する。

ＥＣＵ８０及びＥＣＵ８０Ａの各々は、両蓄電池２０，３０の端子電圧Ｖｃ，Ｖｄ又は開放電圧Ｖ０(Li)の検出値を常時取得するとともに、電流検出手段７１，７２（図１参照）により検出される、両蓄電池２０，３０を流れる電流値を常時取得する。

また、ＥＣＵ８０は、リチウム蓄電池３０の温度（リチウム温度）、及び鉛蓄電池２０の温度（鉛温度）を常時取得する。そして、取得したリチウム蓄電池３０の端子電圧及びリチウム温度等に基づきＳＯＣ(Li)を算出する。ＥＣＵ８０Ａは、取得した鉛蓄電池２０の端子電圧及び鉛温度等に基づきＳＯＣ(Pb)を算出する。

ＥＣＵ８０は、ＳＯＣ(Li)が第１閾値ＴＨ１より大きい場合には、リチウム蓄電池３０の過充電回避を図るべく、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０のオン作動を禁止する。これにより、オルタネータ１０又は鉛蓄電池２０からリチウム蓄電池３０への充電が禁止される（図４参照）。一方、ＳＯＣ(Li)が第２閾値ＴＨ２以下の場合には、リチウム蓄電池３０の過放電回避を図るべく、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオン作動させる。これにより、オルタネータ１０又は鉛蓄電池２０からリチウム蓄電池３０へ充電させる（図２参照）。

ＥＣＵ８０Ａは、設定電圧Ｖｒｅｇを調整することでＳＯＣ(Pb)を最適範囲に制御する。具体的には、算出したＳＯＣ(Pb)が所定の上限閾値よりも高い場合には、設定電圧Ｖｒｅｇを、鉛蓄電池２０の端子電圧Ｖｄ(Pb)よりも低くなるように制御することで、オルタネータ１０から鉛蓄電池２０へ充電されることを回避して、鉛蓄電池２０の過充電防止を図る。一方、算出したＳＯＣ(Pb)が所定の下限閾値よりも低い場合には、設定電圧Ｖｒｅｇを、鉛蓄電池２０の端子電圧Ｖｃ(Pb)よりも高くなるように制御することで、オルタネータ１０から鉛蓄電池２０へ充電させて鉛蓄電池２０の過放電防止を図る。

図６は、ＥＣＵ８０が水没等により故障してＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオン作動できなくなった時の、定電圧要求電気負荷４３への給電経路を説明する図である。

ＥＣＵ８０からＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０へ出力される信号が停止すると、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０はオフ状態になって、給電線９０〜９２の通電が遮断される。また、ノーマリオン式のバイパスリレー９４は、ＥＣＵ８０からの励磁電流の出力停止に伴いオン作動して、バイパス給電線９３を通電させる。これによれば、通電遮断された給電線９２及びＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をバイパスして、オルタネータ１０又は鉛蓄電池２０からバイパス給電線９３を通じて定電圧要求電気負荷４３へ電力供給されるようになる。

また、ノーマリオフ式のＬｉ蓄電池リレー７０は、ＥＣＵ８０からの励磁電流の出力停止に伴いオフ作動して、バイパス給電線９３及び給電線９１とリチウム蓄電池３０との通電を遮断させる。これによれば、オルタネータ１０又は鉛蓄電池２０からバイパス給電線９３を通じてリチウム蓄電池３０へ電流が流れ込むことを回避でき、リチウム蓄電池３０の過充電を防止できる。

ここで、図１に示すリチウム蓄電池３０、ＥＣＵ８０及びＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０は、共通の筐体３０ｋに収容されてユニット化されている。以下、このユニットを電池パック３０Ｐと呼ぶ。

図７は、電池パック３０Ｐの詳細構造を示す電気ブロック図である。

ＥＣＵ８０は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータ（マイコン８１）、給電線９０の電圧を所定の低電圧に降圧してマイコン８１へ供給するマイコン電源８２、給電線９０の電圧を昇圧してＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０のゲートへ出力するチャージポンプ８３、Ｌｉ蓄電池リレー７０への励磁電流の出力オンオフを制御する半導体スイッチ８４、等を有して構成されている。

マイコン８１がチャージポンプ８３へ通電指令信号を出力すると、チャージポンプ８３はＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０へゲート信号を出力する。また、マイコン８１が半導体スイッチ８４へ通電指令信号を出力すると、半導体スイッチ８４は通電作動してＬｉ蓄電池リレー７０へ励磁電流を出力する。要するに、マイコン８１がチャージポンプ８３及び半導体スイッチ８４の作動を制御することで、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０及びＬｉ蓄電池リレー７０の作動を制御する。

但し、半導体スイッチ８４とＬｉ蓄電池リレー７０との間にはディレイ回路８５が設けられているので、マイコン８１が半導体スイッチ８４へ通電指令信号を出力してから所定のディレイ時間が経過した後に、Ｌｉ蓄電池リレー７０はオン作動する。同様に、マイコン８１が半導体スイッチ８４へ通電指令信号の出力を停止すると、その停止時点から所定のディレイ時間が経過した後に、Ｌｉ蓄電池リレー７０はオフ作動する。

バイパス給電線９３及びバイパスリレー９４を有して構成されるバイパス回路は、バイパスリレー９４への励磁電流の出力オンオフを制御する半導体スイッチ９４ａと、以下に説明するコンパレータ９４ｂを備える。

コンパレータ９４ｂは、半導体スイッチ８４とＬｉ蓄電池リレー７０との接続点での電圧が所定の閾値電圧よりも高くなっている場合に、バイパスリレー９４へ通電指令信号を出力する。つまり、半導体スイッチ８４から励磁電流が出力されていればコンパレータ９４ｂは通電指令信号を出力する。すると、バイパスリレー９４はオン作動してバイパスリレー９４へ励磁電流を出力し、その結果、ノーマリクローズ式のバイパスリレー９４はオフ作動する。

一方、マイコン８１又は半導体スイッチ８４が故障する等に起因して、半導体スイッチ８４からＬｉ蓄電池リレー７０へ励磁電流が出力されなくなると、コンパレータ９４ｂからの通電指令信号は出力停止される。すると、バイパスリレー９４はオフ作動し、その結果、ノーマリクローズ式のバイパスリレー９４はオン作動する。

要するに、コンパレータ９４ｂは、マイコン８１及び半導体スイッチ８４の故障を検出する故障検出手段として機能する。そして、故障を検出した場合にはバイパスリレー９４をオン作動させるよう制御する故障時制御手段として機能する。

また、ディレイ回路８５を備えるので、上記故障等に起因してＬｉ蓄電池リレー７０へ励磁電流が出力されなくなると、バイパスリレー９４が上述の如くオン作動した時点から、所定のディレイ時間が経過した後にＬｉ蓄電池リレー７０はオフ作動する。そのため、定電圧要求電気負荷４３への給電に関し、給電線９０〜９２及びバイパス給電線９３のいずれもが同時に遮断状態になることを回避できるので、両給電線からの定電圧要求電気負荷４３への給電が途絶えて瞬断することが回避される。

図７中の符号７０ａは、給電線９１のうち、リチウム蓄電池３０へ電力供給するようハーネスを分岐させた分岐点（第２蓄電池用給電分岐点）を示す。図７中の符号９３ａ，９３ｂは、給電線９０，９１のうち、バイパス給電線９３の一端が接続される接続点を示す。図７中の符号９０ａ，９１ａは、給電線９０，９１からＥＣＵ８０へ電力を引き込むハーネスを示し、符号９０ｂ，９１ｂは、これらのハーネス９０ａ，９１ａが給電線９０，９１に接続される接続点を示す。また、符号ｔ１，ｔ２は、筐体３０ｋに設けられた端子を示しており、筐体端子ｔ１は、鉛蓄電池２０と同電位になるハーネスが接続され、筐体端子ｔ２は、リチウム蓄電池３０と同電位になるハーネスが接続される。

ハーネス９０ａの接続点９０ｂ（制御手段用給電分岐点）は、ＭＯＳ−ＦＥＴ６０に対してオルタネータ１０の側に位置する。そのため、リチウム蓄電池３０が未だ充電されていない内燃機関Ｅの初回起動時に、オルタネータ１０からＥＣＵ８０へ給電する場合にハーネス９０ａは用いられることとなる。一方、ハーネス９１ａの接続点９１ｂは、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０に対してリチウム蓄電池３０の側に位置する。スタータモータ４１の駆動時等鉛蓄電池２０の電圧が低下している時であっても、リチウム蓄電池３０による安定した電圧がハーネス９１ａを通じてＥＣＵ８０へ引き込まれることとなる。

そして、バイパス給電線９３の接続点９３ａは、ハーネス９０ａの接続点９０ｂに対して鉛蓄電池２０の側（上流側）に設けられている。また、バイパス給電線９３の接続点９３ｂは、分岐点７０ａに対して定電圧要求電気負荷４３の側（下流側）に設けられている。

図８は、バイパス給電線９３の接続点９３ａ，９３ｂの位置をより詳細に示した、電池パック３０Ｐの模式図である。筐体３０ｋの内部には、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０及びバイパスリレー９４が実装される基板９５が収容されている。また、筐体３０ｋ内部に位置する給電線９０，９１は、複数のハーネスＨ、及びこれらのハーネスＨを接続するコネクタＣにより構成されている。そして、これらのハーネスＨは、基板９５に実装された基板端子９５ｔと筐体端子ｔ１，ｔ２とを接続する。そして、先述したバイパス給電線９３の接続点９３ａ，９３ｂは、前記基板端子９５ｔに接続されている。

図９は、電池パック３０Ｐの車両Ｖへの搭載位置を示す図である。鉛蓄電池２０は、内燃機関Ｅが搭載されるエンジンルームＶａ内に配置されている。これに対してリチウム蓄電池３０は、鉛蓄電池２０に比べて耐熱温度が低いので、エンジンルームＶａに配置することができない。そこで図９に示す例では、リチウム蓄電池３０が収容された電池パック３０Ｐを、エンジンルームＶａの外であり、かつ、車室Ｖｂに配置している。例えば、図９に示すように乗員座席シートＶｄの下方に配置してもよいし、運転席と助手席の間に位置するコンソールボックスの下方に配置してもよいし、車室ＶｂのフロアパネルＶｃの下方に配置してもよい。

但し、このように、電池パック３０ＰをエンジンルームＶａの外に配置しようとすると、電池パック３０Ｐは鉛蓄電池２０よりも下方に配置せざるを得なくなる。そのため、例えばフロアパネルＶｃの上まで車両が浸水した場合には、電池パック３０Ｐが水没する可能性が高くなる。そして、筐体３０ｋ内部に水が浸入すると、特に低電圧で駆動するマイコン８１等の回路部品が故障しやすい。そして、マイコン８１が故障するとＭＯＳ−ＦＥＴ５０，６０をオン作動できなくなるので、給電線９０〜９１を通じてリチウム蓄電池３０への充電ができなくなる。すると、ＳＯＣ(Li)の低下が進行して、定電圧要求電気負荷４３への電力供給ができなくなることが懸念されるようになる。

この懸念に対し、以上に説明した本実施形態によれば、マイコン８１が故障するとバイパスリレー９４がオン作動するので、バイパス給電線９３を通じて定電圧要求電気負荷４３への電力供給が可能になる。よって、上記懸念を解消できる。

また、本実施形態によれば、ディレイ回路８５を備えるので、給電線９０〜９２及びバイパス給電線９３のいずれもが同時に遮断状態になることを回避できるので、両給電線からの定電圧要求電気負荷４３への給電が途絶えて瞬断することを回避できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・図７に示す上記実施形態では、バイパス給電線９３の接続点９３ａを、ハーネス９０ａの接続点９０ｂに対して鉛蓄電池２０の側（上流側）に設けているが、この接続点９３ａを、接続点９０ｂよりも下流側に設けてもよいし、筐体端子ｔ１に設けてもよい。

・図７に示す上記実施形態では、バイパス給電線９３の接続点９３ｂを、分岐点７０ａに対して定電圧要求電気負荷４３の側（下流側）に設けているが、この接続点９３ｂを、分岐点７０ａよりも上流側に設けてもよいし、ハーネス９１ａの接続点９１ｂの下流側又は上流側に設けてもよいし、筐体端子ｔ２に設けてもよい。

・筐体３０ｋ内に水が浸入すると、図８に示すコネクタＣや基板端子９５ｔが接続不良となることが懸念される。そこで、バイパス給電線９３の接続点９３ａ，９３ｂを筐体端子ｔ１，ｔ２に接続して、上記懸念の解消を図るようにしてもよい。

・図７に示す実施形態では、半導体スイッチ９４ａ及びコンパレータ９４ｂをＥＣＵ８０の外部に設けているが、これらの半導体スイッチ９４ａ及びコンパレータ９４ｂをＥＣＵ８０に設けてもよい。

１０…オルタネータ（発電機）、２０…鉛蓄電池、３０…リチウム蓄電池（第２蓄電池）、４３…定電圧要求電気負荷（電気負荷）、５０，６０…ＭＯＳ−ＦＥＴ（半導体スイッチ）、７０ａ…第２蓄電池用給電分岐点、９０ｂ…接続点（制御手段用給電分岐点）、９０〜９２…給電線、９３…バイパス給電線、９４…バイパスリレー（バイパス開閉手段）。

Claims

発電機による発電電力を充電可能な鉛蓄電池と、
前記鉛蓄電池に対して電気的に並列接続され、前記発電電力を充電可能であり、かつ、前記鉛蓄電池に比べて出力密度又はエネルギ密度の高い第２蓄電池と、
前記発電機及び前記鉛蓄電池と前記第２蓄電池との間に電気接続され、前記発電機及び前記鉛蓄電池と、前記第２蓄電池との通電及び遮断を切り替える半導体スイッチと、
前記半導体スイッチに対して前記第２蓄電池の側に電気接続された電気負荷及び前記第２蓄電池へ、前記発電機又は前記鉛蓄電池から電力供給する給電線と、
前記給電線に電気接続され、前記半導体スイッチをバイパスして前記発電機又は前記鉛蓄電池から前記電気負荷へ給電するバイパス給電線と、
前記バイパス給電線の通電及び遮断を切り替えるバイパス開閉手段と、
を備え、
前記バイパス開閉手段は、ノーマリクローズ式の電磁リレーであることを特徴とする電源装置。
前記第２蓄電池と前記給電線との通電及び遮断を切り替える第２蓄電池用スイッチを備え、
前記バイパス開閉手段が通電作動している時には、前記第２蓄電池と前記給電線との通電を遮断させるよう前記第２蓄電池用スイッチが遮断作動することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記第２蓄電池用スイッチの遮断作動は、前記バイパス開閉手段の遮断作動から通電作動への切り替えが完了した後に実施させることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
前記給電線のうち、前記半導体スイッチの作動を制御する制御手段へ電力供給するよう分岐する点を制御手段用給電分岐点とした場合において、
前記バイパス給電線のうち前記発電機の側に接続される一端を、前記給電線のうち前記制御手段用給電分岐点よりも前記発電機の側に接続したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電源装置。
前記給電線のうち、前記第２蓄電池へ電力供給するよう分岐する点を第２蓄電池用給電分岐点とした場合において、
前記バイパス給電線のうち前記電気負荷の側に接続される一端を、前記給電線のうち前記第２蓄電池用給電分岐点よりも前記電気負荷の側に接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電源装置。
前記半導体スイッチ及び前記バイパス開閉手段が実装されるとともに、前記給電線の一部及び前記バイパス給電線が電気接続される基板と、
前記基板を内部に収容する筐体と、
を備え、
前記給電線の一部は、前記筐体に設けられた筐体端子と前記基板に設けられた基板端子とを電気接続するハーネスにより構成されており、
前記バイパス給電線のうち前記発電機の側に接続される一端、及び前記電気負荷の側に接続される一端の少なくとも一方は、前記基板端子に電気接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の電源装置。
前記半導体スイッチは複数備えられており、
これら複数の半導体スイッチを、当該半導体スイッチに存在する寄生ダイオードが逆向きになるよう直列に接続して構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の電源装置。
前記第２蓄電池、前記半導体スイッチ、及び前記半導体スイッチの作動を制御する制御手段を共通の筐体に収容して構成され、前記発電機、前記鉛蓄電池及び前記電気負荷と電気接続するコネクタを有した電池パックを備え、
前記電池パックが、車両のうちエンジンルームの外部に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の電源装置。