JP5843003B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、特性が異なる複数の組電池を備えた車両に関するものである。

特許文献１には、キャパシタおよび二次電池を備えた車両において、キャパシタの上方に二次電池を配置した構造や、二次電池の上方にキャパシタを配置した構造が記載されている。特許文献２には、バッテリをトランクルームに配置した構造が記載されている。

特開２００７−３１１２９０号公報 特開２００７−００８４４３号公報

互いに異なる特性を有する２つの二次電池を、トランクルームの周囲に配置した場合には、車両の衝突によってトランクルームに外力が加わったときに、特性が異なる２つの二次電池にも外力が加わってしまうおそれがある。２つの二次電池に外力が加わってしまうと、２つの二次電池を使用することができなくなってしまうことがある。

ここで、車両の衝突によってトランクルームに外力が加わったときに、特性の異なる２つの二次電池のうち、一方の二次電池だけを保護することが考えられる。しかしながら、特許文献１，２に記載の技術では、いずれかの二次電池を保護することが好ましいかについては、何ら考慮されていない。

本発明である車両は、車両を走行させる駆動源であるモータと、モータに電力を供給する二次電池が互いに異なるケースに収容されて、それぞれ構成された高出力型組電池および高容量型組電池とを有する。高出力型組電池および高容量型組電池は、車両の後部に位置するラゲッジスペースの周囲に配置されている。高出力型組電池は、高容量型組電池よりも大きな電流で充放電が可能である。高容量型組電池は、高出力型組電池よりも大きなエネルギ容量を有している。また、高容量型組電池は、高出力型組電池よりも車両の上方又は下方に配置されており、高容量型組電池の少なくとも一部は、高出力型組電池よりも車両の後方に向かって突出している。

本発明の車両では、高出力型組電池および高容量型組電池を搭載することにより、高出力型組電池を用いて車両の走行性能を確保することができるとともに、高容量型組電池を用いて車両の走行距離を確保することができる。すなわち、高出力型組電池および高容量型組電池のそれぞれ制御することにより、走行性能および走行距離の関係として、所望の関係を満足させることができ、車両の商品価値を向上させることができる。

ラゲッジスペースは、車両の後部に設けられているため、車両の後部が衝突したときには、ラゲッジスペースに外力が作用することになる。ここで、高出力型組電池および高容量型組電池をラゲッジスペースの周囲に配置した場合には、高出力型組電池および高容量型組電池の位置によっては、高出力型組電池および高容量型組電池の両方に外力が加わってしまう。

本発明では、高容量型組電池の少なくとも一部が、高出力型組電池よりも車両の後方に向かって突出している。これにより、車両の後部が衝突したときに発生する外力は、高容量型組電池に加わることがある。ここで、高出力型組電池は、高容量型組電池よりも車両の前方に配置されているため、外力が高出力型組電池に加わるのを抑制することができる。外力が高容量型組電池に加わると、高容量型組電池の変形によって、外力を吸収することもできるため、高出力型組電池に外力が加わるのを防止することができる。

高容量型組電池に外力が作用したとき、高容量型組電池は、車両の前方に変位するおそれがある。本発明では、高出力型組電池よりも車両の上方又は下方に、高容量型組電池を配置しているため、高容量型組電池が車両の前方に変位しても、高容量型組電池が高出力型組電池に衝突してしまうのを防止することができる。すなわち、本発明では、高容量型組電池に外力が加わっても、高出力型組電池から避けた位置において、高容量型組電池が変位するだけである。これにより、外力が、高容量型組電池を介して、高出力型組電池に作用するのを防止でき、高出力型組電池を保護することができる。

高出力型組電池および高容量型組電池が搭載された車両では、高容量型組電池よりも、高出力型組電池を保護することが好ましい。高出力型組電池は、高容量型組電池よりも大きな電流で充放電を行うことができる。言い換えれば、モータに電力を供給して車両を走行させるときに、高出力型組電池は、高容量型組電池よりも大きな電力をモータに供給できる。したがって、高出力型組電池を用いることにより、車両の要求出力を満たしやすくすることができる。

また、車両の制動時に、モータを用いて回生電力を発生させれば、高出力型組電池は、高容量型組電池よりも大きな電力（回生電力）を蓄えることができる。したがって、高出力型組電池を用いることにより、回生電力を無駄なく回収することができる。

このように、高出力型組電池は、高容量型組電池よりも車両の走行性能を確保する上で優れており、高容量型組電池よりも高出力型組電池を保護することが好ましい。本発明では、上述した構成によって、外力から高出力型組電池を保護することができ、車両の走行性能を確保することができる。

高出力型組電池および高容量型組電池の温度が等しいとき、この温度にかかわらず、高出力型組電池を充放電するときの電力は、高容量型組電池を充放電するときの電力よりも高い。二次電池で構成された高出力型組電池および高容量型組電池では、温度の低下に応じて、充放電時の電力が低下しやすい。ここで、温度が低下しても、高出力型組電池を充放電するときの電力は、高容量型組電池を充放電するときの電力よりも高くなっている。

このため、車両の後部が衝突したときには、上述したように、高出力型組電池を保護することが好ましい。すなわち、高出力型組電池を保護しておけば、車両が低温環境にあるときに、車両の走行性能を確保しやすくなる。例えば、モータに電力を供給して車両を走行させるとき、低温環境では、高出力型組電池を用いたほうが、モータに電力を供給しやすくなり、車両の走行を確保しやすくすることができる。また、モータが回生電力を生成するとき、低温環境では、高出力型組電池を用いたほうが、回生電力を蓄えやすくなる。

エンジンを始動させるうえでは、高出力型組電池を用いることが好ましく、上述したように、高出力型組電池を保護するメリットがある。エンジンを始動させるためには、所定値以上の電力が必要となる。ここで、低温環境では、高出力型組電池および高容量型組電池の出力電力が低下してしまうが、高出力型組電池の出力電力は、高容量型組電池の出力電力よりも高くなっている。このため、低温環境でも、高出力型組電池の出力電力は、エンジンを始動させる電力よりも高くなりやすく、エンジンを始動させやすくすることができる。

一方、高出力型組電池よりも、高容量型組電池を保護した場合には、以下に説明する不具合が生じるおそれがある。高容量型組電池の出力電力は、高出力型組電池の出力電力よりも低いため、高容量型組電池だけが残された状態では、エンジンを停止させた後に、エンジンを再び始動できなくなるおそれがある。ここで、エンジンを停止させなければ、エンジンを始動させることもないが、エンジンを停止させずに駆動し続けると、燃費が悪化してしまう。

高出力型組電池は、例えば、エンジン又は高容量型組電池を用いて車両を走行させているときに、車両の要求出力に応じて、モータに電力を供給することができる。高出力型組電池では、高容量型組電池よりも大きな電流で放電を行うことができ、瞬間的な出力を確保することができる。このため、車両に要求される出力が、エンジン又は高容量型組電池の出力よりも高くなったときには、高出力型組電池の出力を用いることにより、不足分の出力を補うことができる。これにより、アクセルペダルの操作に応じた車両の走行を行うことができ、ドライバビリティを向上させることができる。

高容量型組電池は、例えば、エンジンを始動していないときに、モータに電力を供給して車両を走行させることができる。高容量型組電池は、高出力型組電池よりも大きなエネルギ容量を有しているため、高容量型組電池の出力を用いて、車両を走行させ続けることができる。これにより、エンジンの始動を抑制して、燃費を向上させることができる。なお、エンジンを備えていない車両では、車両を走行させるためのエネルギとして、主に、高容量型組電池の出力を用いることができる。

高容量型組電池は、高出力型組電池よりも、車両の下方であって、車両の後方に配置することができる。この構成では、高出力型組電池が、高容量型組電池よりも車両の前方に配置されるため、上述したように、車両の後部が衝突したときの外力が高出力型組電池に加わるのを防止することができる。ここで、車両の後部が衝突する位置によっては、車両の上方部分だけに外力が加わることもある。このため、高容量型組電池を高出力型組電池よりも車両の下方に配置しておくことにより、車両の衝突状態によっては、高容量型組電池にも外力が加わらないこともある。この場合には、高容量型組電池および高出力型組電池の両者を保護することができる。

高容量型組電池を、高出力型組電池よりも車両の下方であって、車両の後方に配置する構成としては、例えば、高出力型組電池を、車両のフロアパネル上において、ラゲッジスペースと隣り合うシートの背面に沿った位置に配置することができる。高出力型組電池をシートの背面に沿った位置に配置することにより、ラゲッジスペースの周囲のうち、車両の後部から最も離れた位置に高出力型組電池を配置することができる。これにより、車両の後部が衝突したときに、外力が高出力型組電池に加わるのを防止しやすくなる。

一方、高容量型組電池は、ラゲッジスペースの下方に位置し、フロアパネルに形成された凹部に配置することができる。フロアパネルに凹部を形成することにより、凹部の上方に位置するスペースを、ラゲッジスペースとして用いることができる。そして、フロアパネルに凹部に高容量型組電池を収容することにより、高容量型組電池によって、ラゲッジスペースが制限されるのを抑制することができる。ここで、高出力型組電池をシートの背面に沿った位置に配置するとともに、高容量型組電池をフロアパネルに凹部に配置することにより、高出力型組電池および高容量型組電池の配置によって、ラゲッジスペースが狭くなってしまうのを最小限に抑えることができる。

高出力型組電池を高容量型組電池の上方に配置するときには、高出力型組電池の底面の全体を、車両の上下方向において、高容量型組電池の上面と対向させることができる。高容量型組電池は、上述したように、高出力型組電池よりも車両の後方に突出しているため、高出力型組電池の底面の全体を高容量型組電池の上面と対向させることにより、高容量型組電池を大型化させることができる。具体的には、高容量型組電池を構成する二次電池の数を増やすことができ、高容量型組電池の容量（満充電容量）を増やすことができる。高容量型組電池の容量を増やすことにより、高容量型組電池を用いて車両を走行させるときの距離を延ばすことができる。

高出力型組電池は、電気的に直列に接続された複数の二次電池によって構成することができ、この二次電池としては、例えば、角型電池を用いることができる。また、高容量型組電池は、電気的に並列に接続された複数の二次電池によって構成することができ、この二次電池としては、例えば、円筒型電池を用いることができる。

電池システムの構成を示す図である。 高出力型組電池で用いられる単電池（二次電池）の外観図である。 高出力型組電池の外観図である。 高容量型組電池で用いられる単電池（二次電池）の外観図である。 高容量型組電池で用いられる電池ブロックの外観図である。 高出力型組電池の単電池（二次電池）で用いられる発電要素の構成を示す図である。 高容量型組電池の単電池（二次電池）で用いられる発電要素の構成を示す図である。 単電池の出力および温度の関係を示す図である。 単電池の容量維持率および温度の関係を示す図である。 高出力型組電池および高容量型組電池が搭載された車両の概略図である。 高出力型組電池および高容量型組電池の位置関係を説明する図である。 高出力型組電池および高容量型組電池の位置関係（変形例）を説明する図である。 ラゲッジスペースの周囲の構造を示す図である。 出力（走行性能）および容量（走行距離）の対応関係を示す図である。 高出力型組電池および高容量型組電池の位置関係（変形例）を説明する図である。 高出力型組電池および高容量型組電池の位置関係（変形例）を説明する図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本実施例における電池システムについて、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す概略図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載されている。図１において、実線で示す接続は、電気的な接続を表し、点線で示す接続は、機械的な接続を表す。

電池システムは、電気的に並列に接続された高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を有する。高出力型組電池１０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｇ１を介してインバータ３１に接続されている。また、高容量型組電池２０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ２を介してインバータ３１に接続されている。インバータ３１は、組電池１０，２０から供給された直流電力を交流電力に変換する。

インバータ３１には、モータ・ジェネレータ３２（交流モータ）が接続されており、モータ・ジェネレータ３２は、インバータ３１から供給された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ３２は、車輪３３と接続されている。また、車輪３３には、エンジン３４が接続されており、エンジン３４で生成された運動エネルギが車輪３３に伝達される。これにより、組電池１０，２０やエンジン３４の出力を用いて、車両を走行させることができる。エンジン３４は、高出力型組電池１０の出力を用いて始動させることができる。

車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ３２は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ３１は、モータ・ジェネレータ３２が生成した交流電力を直流電力に変換して、組電池１０，２０に供給する。これにより、組電池１０，２０は、回生電力を蓄えることができる。

コントローラ３５は、インバータ３１およびモータ・ジェネレータ３２のそれぞれに制御信号を出力して、インバータ３１およびモータ・ジェネレータ３２の駆動を制御する。また、コントローラ３５は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｇ２のそれぞれに制御信号を出力することにより、各システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｇ２をオンおよびオフの間で切り替える。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｇ１がオンであるとき、高出力型組電池１０の充放電を行うことができ、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｇ１がオフであるとき、高出力型組電池１０の充放電が行われない。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ２がオンであるとき、高容量型組電池２０の充放電を行うことができ、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ２がオフであるとき、高容量型組電池２０の充放電が行われない。

本実施例では、組電池１０，２０をインバータ３１に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０，２０の少なくとも一方およびインバータ３１の間の電流経路に、昇圧回路を配置することができる。これにより、昇圧回路は、組電池１０，２０の少なくとも一方における出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ３１に供給することができる。

本実施例の車両では、車両を走行させるための動力源として、組電池１０，２０だけでなく、エンジン３４も備えている。エンジン３４としては、ガソリン、ディーゼル燃料又はバイオ燃料を用いるものがある。

本実施例の車両では、高出力型組電池１０の出力や高容量型組電池２０の出力だけを用いて、車両を走行させることができる。この走行モードを、ＥＶ（Electric Vehicle）走行モードという。例えば、充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）が１００％付近から０％付近に到達するまで、高容量型組電池２０を放電させて、車両を走行させることができる。ＳＯＣとは、満充電容量に対する現在の充電容量の割合である。高容量型組電池２０のＳＯＣが０％付近に到達した後は、外部電源を用いて、高容量型組電池２０を充電することができる。外部電源としては、例えば、商用電源を用いることができる。商用電源を用いるときには、交流電力を直流電力に変換する充電器が必要となる。

ＥＶ走行モードにおいて、運転者がアクセルペダルを操作して、車両の要求出力が上昇したときには、高容量型組電池２０の出力だけでなく、高出力型組電池１０の出力も用いて、車両を走行させることができる。高容量型組電池２０および高出力型組電池１０を併用することにより、アクセルペダルの操作に応じた電池出力を確保することができ、ドライバビリティを向上させることができる。

また、高容量型組電池２０のＳＯＣが０％付近に到達した後では、高出力型組電池１０およびエンジン３４を併用して、車両を走行させることができる。この走行モードを、ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードという。ＨＶ走行モードでは、エンジン３４の出力だけでなく、高出力型組電池１０の出力も用いて、車両を走行させることができる。エンジン３４および高出力型組電池１０を併用することにより、アクセルペダルの操作に応じた出力を確保することができ、ドライバビリティを向上させることができる。

また、ＨＶ走行モードでは、例えば、高出力型組電池１０のＳＯＣが、予め定めた基準ＳＯＣに沿って変化するように、高出力型組電池１０の充放電を制御することができる。例えば、高出力型組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣよりも高いときには、高出力型組電池１０を放電して、高出力型組電池１０のＳＯＣを基準ＳＯＣに近づけることができる。また、高出力型組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣよりも低いときには、高出力型組電池１０を充電して、高出力型組電池１０のＳＯＣを基準ＳＯＣに近づけることができる。

ＨＶ走行モードでは、高出力型組電池１０だけではなく、高容量型組電池２０も用いることができる。例えば、ＥＶ走行モードでの走行を終了させるときに、高容量型組電池２０の容量を残しておき、ＨＶ走行モードにおいて、高容量型組電池２０を放電させることができる。また、ＨＶ走行モードにおいて、回生電力を高容量型組電池２０に蓄えることもできる。

上述したように、高容量型組電池２０は、主にＥＶ走行モードで用いることができ、高出力型組電池１０は、主にＨＶ走行モードで用いることができる。高容量型組電池２０を主にＥＶ走行モードで用いることとは、以下の２つの場合を意味する。

第１として、ＥＶ走行モードにおいて、高容量型組電池２０の使用頻度が、高出力型組電池１０の使用頻度よりも高いことを意味する。第２として、ＥＶ走行モードにおいて、高容量型組電池２０および高出力型組電池１０を併用するときには、車両の走行に用いられた総電力のうち、高容量型組電池２０の出力電力が占める割合が、高出力型組電池１０の出力電力が占める割合よりも高いことを意味する。ここでの総電力とは、瞬間的な電力ではなく、所定の走行時間又は走行距離における電力である。

高出力型組電池１０は、図１に示すように、電気的に直列に接続された複数の単電池１１を有している。単電池１１は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池である。高出力型組電池１０を構成する単電池１１の数は、高出力型組電池１０の要求出力などを考慮して適宜設定することができる。単電池１１としては、図２に示すように、いわゆる角型の単電池を用いることができる。角型の単電池とは、電池の外形が直方体に沿って形成された単電池である。

図２において、単電池１１は、直方体に沿って形成された電池ケース１１ａを有しており、電池ケース１１ａは、充放電を行う発電要素を収容している。発電要素は、正極素子と、負極素子と、正極素子および負極素子の間に配置されるセパレータとを有する。正極素子は、集電板と、集電板の表面に形成された正極活物質層とを有する。負極素子は、集電板と、集電板の表面に形成された負極活物質層とを有する。セパレータ、正極活物質層および負極活物質層には、電解液が含まれている。なお、電解液の代わりに、固体電解質を用いることもできる。

電池ケース１１ａの上面には、正極端子１１ｂおよび負極端子１１ｃが配置されている。正極端子１１ｂは、発電要素の正極素子と電気的に接続されており、負極端子１１ｃは、発電要素の負極素子と電気的に接続されている。

図３に示すように、高出力型組電池１０では、複数の単電池１１が一方向に並んで配置されている。ここで、高出力型組電池１０を車両に搭載するときには、図３に示す構成をケース（図示せず）で覆うことになる。すなわち、高出力型組電池１０は、図３に示す構成と、ケースとで構成されることになる。隣り合って配置された２つの単電池１１の間には、仕切り板１２が配置されている。仕切り板１２は、樹脂などの絶縁材料で形成することができ、２つの単電池１１を絶縁状態とすることができる。

仕切り板１２を用いることにより、単電池１１の外面にスペースを形成することができる。具体的には、仕切り板１２に対して、単電池１１に向かって突出する突起部を設けることができる。突起部の先端を単電池１１に接触させることにより、仕切り板１２および単電池１１の間にスペースを形成することができる。このスペースにおいて、単電池１１の温度調節に用いられる空気を移動させることができる。

単電池１１が充放電などによって発熱しているときには、仕切り板１２および単電池１１の間に形成されたスペースに、冷却用の空気を導くことができる。冷却用の空気は、単電池１１との間で熱交換を行うことにより、単電池１１の温度上昇を抑制することができる。また、単電池１１が過度に冷えているときには、仕切り板１２および単電池１１の間に形成されたスペースに、加温用の空気を導くことができる。加温用の空気は、単電池１１との間で熱交換を行うことにより、単電池１１の温度低下を抑制することができる。

単電池（二次電池）１１は、電気二重層キャパシタと比べて、温度による影響を受けやすい。このため、冷却用又は加温用の空気を用いて、単電池１１の温度を、予め定めた温度範囲内に維持させることにより、単電池１１の入出力性能が低下してしまうのを抑制することができる。単電池１１の温度調節に用いられる空気としては、例えば、乗車スペースの空気を用いることができる。乗車スペースの空気は、車両に搭載された空調設備などによって、単電池１１の温度調節に適した温度状態となっているため、乗車スペースの空気を単電池１１に導くことにより、単電池１１の温度調節を容易に行うことができる。

複数の単電池１１は、２つのバスバーモジュール１３によって電気的に直列に接続されている。バスバーモジュール１３は、複数のバスバーと、複数のバスバーを保持するホルダとを有する。バスバーは、導電性材料で形成されており、隣り合って配置された２つの単電池１１のうち、一方の単電池１１の正極端子１１ｂと、他方の単電池１１の負極端子１１ｃとに接続される。ホルダは、樹脂などの絶縁材料で形成されている。

複数の単電池１１の配列方向における高出力型組電池１０の両端には、一対のエンドプレート１４が配置されている。一対のエンドプレート１４には、複数の単電池１１の配列方向に延びる拘束バンド１５が接続されている。これにより、複数の単電池１１に対して拘束力を与えることができる。拘束力とは、複数の単電池１１の配列方向において、各単電池１１を挟む力である。単電池１１に拘束力を与えることにより、単電池１１の位置ずれや膨張などを抑制することができる。

本実施例では、高出力型組電池１０の上面に、２つの拘束バンド１５が配置され、高出力型組電池１０の下面に、２つの拘束バンド１５が配置されている。なお、拘束バンド１５の数は、適宜設定することができる。すなわち、拘束バンド１５およびエンドプレート１４を用いて、単電池１１に拘束力を与えることができればよい。一方、単電池１１に拘束力を与えなくてもよく、エンドプレート１４や拘束バンド１５を省略することもできる。

本実施例では、複数の単電池１１を一方向に並べているが、これに限るものではない。例えば、複数の単電池を用いて、１つの電池モジュールを構成しておき、複数の電池モジュールを一方向に並べることもできる。各電池モジュールでは、複数の単電池を電気的に直列に接続することができる。また、複数の電池モジュールを電気的に直列に接続することにより、高出力型組電池１０を構成することができる。

一方、高容量型組電池２０は、図１に示すように、電気的に直列に接続された複数の電池ブロック２１を有している。各電池ブロック２１は、電気的に並列に接続された複数の単電池２２を有する。電池ブロック２１の数や、各電池ブロック２１に含まれる単電池２２の数は、高容量型組電池２０の要求出力や容量などを考慮して適宜設定することができる。

本実施例の電池ブロック２１では、複数の単電池２２を電気的に並列に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、まず、複数の単電池２２を電気的に直列に接続することによって構成された電池モジュールを用意しておく。そして、複数の電池モジュールを電気的に並列に接続することによって、電池ブロック２１を構成することもできる。

単電池２２は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池である。単電池２２としては、図４に示すように、いわゆる円筒型の単電池を用いることができる。円筒型の単電池とは、電池の外形が円柱に沿って形成された単電池である。

円筒型の単電池２２では、図４に示すように、円筒形状の電池ケース２２ａを有する。電池ケース２２ａの内部には、発電要素が収容されている。単電池２２における発電要素の構成部材は、単電池１１における発電要素の構成部材と同様である。

単電池２２の長手方向における両端には、正極端子２２ｂおよび負極端子２２ｃがそれぞれ設けられている。正極端子２２ｂおよび負極端子２２ｃは、電池ケース２２ａを構成する。ここで、正極端子２２ｂおよび負極端子２２ｃは、絶縁状態となっている。正極端子２２ｂは、発電要素の正極素子と電気的に接続されており、負極端子２２ｃは、発電要素の負極素子と電気的に接続されている。本実施例の単電池２２は、直径が１８［ｍｍ］であり、長さが６５．０［ｍｍ］であり、いわゆる１８６５０型と呼ばれる電池である。なお、１８６５０型の単電池２２とは異なるサイズの単電池２２を用いることもできる。

ここで、角型の単電池１１のサイズは、円筒型の単電池２２のサイズよりも大きい。単電池１１，２２のサイズとは、最も寸法が大きい部分のサイズをいう。具体的には、図２に示す単電池１１の構成では、長さＷ１を単電池１１のサイズとすることができる。図４に示す単電池２２の構成では、長さＷ２を単電池２２のサイズとすることができる。長さＷ１は、長さＷ２よりも大きい。

電池ブロック２１は、図５に示すように、複数の単電池２２と、複数の単電池２２を保持するホルダ２３とを有する。複数の電池ブロック２１を並べることによって、高容量型組電池２０が構成される。ここで、高容量型組電池２０を車両に搭載するときには、複数の電池ブロック２１をケース（図示せず）で覆うことになる。すなわち、高容量型組電池２０は、複数の電池ブロック２１と、ケースとで構成されることになる。複数の電池ブロック２１は、電気ケーブルなどを介して、電気的に直列に接続されている。高容量型組電池２０は、ＥＶ走行モードでの走行距離を確保するために用いられており、数多くの単電池２２が用いられている。このため、高容量型組電池２０のサイズは、高出力型組電池１０のサイズよりも大きくなりやすい。

ホルダ２３は、各単電池２２が挿入される貫通孔２３ａを有する。貫通孔２３ａは、電池ブロック２１を構成する単電池２２の数だけ設けられている。複数の単電池２２は、正極端子２２ｂ（又は負極端子２２ｃ）がホルダ２３に対して同一の側に位置するように配置されている。図５では、正極端子２２ｂが配置されている側から見たときの電池ブロック２１の外観を示している。複数の正極端子２２ｂは、１つのバスバーと接続され、複数の負極端子２２ｃは、１つのバスバーと接続される。これにより、複数の単電池２２は、電気的に並列に接続される。

本実施例の電池ブロック２１では、１つのホルダ２３を用いているが、複数のホルダ２３を用いることもできる。例えば、一方のホルダ２３を用いて、単電池２２の正極端子２２ｂの側を保持し、他方のホルダ２３を用いて、単電池２２の負極端子２２ｃの側を保持することができる。

高容量型組電池２０に対しても、単電池２２の温度調節に用いられる空気を供給することができる。すなわち、単電池２２が充放電などによって発熱しているときには、冷却用の空気を単電池２２に供給することにより、単電池２２の温度上昇を抑制することができる。また、外部環境などによって単電池２２が過度に冷えているときには、加温用の空気を単電池２２に供給することにより、単電池２２の温度低下を抑制することができる。

単電池２２は、二次電池であるため、電気二重層キャパシタと比べて、温度による影響を受けやすい。そこで、冷却用又は加温用の空気を用いて、単電池２２の温度を、予め定めた温度範囲内に維持することにより、単電池２２の入出力性能が低下してしまうのを抑制することができる。単電池２２の温度調節に用いられる空気としては、単電池１１の温度調節に用いられる空気と同様に、例えば、乗車スペースの空気を用いることができる。

次に、高出力型組電池１０で用いられる単電池１１の特性と、高容量型組電池２０で用いられる単電池２２の特性について説明する。以下の表１は、単電池１１，２２の特性を比較したものである。表１に示す「高」および「低」は、２つの単電池１１，２２を比較したときの関係を示している。すなわち、「高」は、比較対象の単電池と比べて高いことを意味しており、「低」は、比較対象の単電池と比べて低いことを意味している。

単電池１１の出力密度は、単電池２２の出力密度よりも高い。単電池１１，２２の出力密度は、例えば、単電池１１，２２の単位質量当たりの電力（単位［Ｗ／ｋｇ］）や、単電池１１，２２の単位体積当たりの電力（単位［Ｗ／Ｌ］）として表すことができる。単電池１１，２２の質量又は体積を等しくしたとき、単電池１１の出力［Ｗ］は、単電池２２の出力［Ｗ］よりも高くなる。

また、単電池１１，２２の電極素子（正極素子又は負極素子）における出力密度は、例えば、電極素子の単位面積当たりの電流値（単位［ｍＡ／ｃｍ＾２］）として表すことができる。電極素子の出力密度に関して、単電池１１は、単電池２２よりも高い。ここで、電極素子の面積が等しいとき、単電池１１の電極素子に流すことが可能な電流値は、単電池２２の電極素子に流すことが可能な電流値よりも大きくなる。

一方、単電池２２の電力容量密度は、単電池１１の電力容量密度よりも高い。単電池１１，２２の電力容量密度は、例えば、単電池１１，２２の単位質量当たりの容量（単位［Ｗｈ／ｋｇ］）や、単電池１１，２２の単位体積当たりの容量（単位［Ｗｈ／Ｌ］）として表すことができる。単電池１１，２２の質量又は体積を等しくしたとき、単電池２２の電力容量［Ｗｈ］は、単電池１１の電力容量［Ｗｈ］よりも大きくなる。

また、単電池１１，２２の電極素子（正極素子又は負極素子）における容量密度は、例えば、電極素子の単位質量当たりの容量（単位［ｍＡｈ／ｇ］）や、電極素子の単位体積当たりの容量（単位［ｍＡｈ／ｃｃ］）として表すことができる。電極素子の容量密度に関して、単電池２２は、単電池１１よりも高い。ここで、電極素子の質量又は体積が等しいとき、単電池２２の電極素子の容量は、単電池１１の電極素子の容量よりも大きくなる。

図６は、単電池１１における発電要素の構成を示す概略図であり、図７は、単電池２２における発電要素の構成を示す概略図である。

図６において、単電池１１の発電要素を構成する正極素子は、集電板１１１と、集電板１１１の両面に形成された正極活物質層１１２とを有する。単電池１１がリチウムイオン二次電池であるとき、集電板１１１の材料としては、例えば、アルミニウムを用いることができる。正極活物質層１１２は、正極活物質、導電材およびバインダーなどを含んでいる。

単電池１１の発電要素を構成する負極素子は、集電板１１３と、集電板１１３の両面に形成された負極活物質層１１４とを有する。単電池１１がリチウムイオン二次電池であるとき、集電板１１３の材料としては、例えば、銅を用いることができる。負極活物質層１１４は、負極活物質、導電材およびバインダーなどを含んでいる。

正極素子（正極活物質層１１２）および負極素子（負極活物質層１１４）の間には、セパレータ１１５が配置されており、セパレータ１１５は、正極活物質層１１２および負極活物質層１１４に接触している。正極素子、セパレータ１１５および負極素子を、図６に示すように積層して積層体を構成し、積層体を巻くことによって、発電要素を構成することができる。

本実施例では、集電板１１１の両面に正極活物質層１１２を形成したり、集電板１１３の両面に負極活物質層１１４を形成したりしているが、これに限るものではない。具体的には、いわゆるバイポーラ電極を用いることができる。バイポーラ電極では、集電板の一方の面に正極活物質層１１２が形成され、集電板の他方の面に負極活物質層１１４が形成されている。複数のバイポーラ電極を、セパレータを介して積層することにより、発電要素を構成することができる。

図７において、単電池２２の発電要素を構成する正極素子は、集電板２２１と、集電板２２１の両面に形成された正極活物質層２２２とを有する。単電池２２がリチウムイオン二次電池であるとき、集電板２２１の材料としては、例えば、アルミニウムを用いることができる。正極活物質層２２２は、正極活物質、導電材およびバインダーなどを含んでいる。

単電池２２の発電要素を構成する負極素子は、集電板２２３と、集電板２２３の両面に形成された負極活物質層２２４とを有する。単電池２２がリチウムイオン二次電池であるとき、集電板２２３の材料としては、例えば、銅を用いることができる。負極活物質層２２４は、負極活物質、導電材およびバインダーなどを含んでいる。正極素子（正極活物質層２２２）および負極素子（負極活物質層２２４）の間には、セパレータ２２５が配置されており、セパレータ２２５は、正極活物質層２２２および負極活物質層２２４に接触している。

図６および図７に示すように、単電池１１および単電池２２における正極素子を比較したとき、正極活物質層１１２の厚さＤ１１は、正極活物質層２２２の厚さＤ２１よりも薄い。また、単電池１１および単電池２２における負極素子を比較したとき、負極活物質層１１４の厚さＤ１２は、負極活物質層２２４の厚さＤ２２よりも薄い。活物質層１１２，１１４の厚さＤ１１，Ｄ１２が活物質層２２２，２２４の厚さＤ２１，Ｄ２２よりも薄いことにより、単電池１１では、正極素子および負極素子の間で電流が流れやすくなる。したがって、単電池１１の出力密度は、単電池２２の出力密度よりも高くなる。

ここで、活物質層における単位容量当たりの体積（単位［ｃｃ／ｍＡｈ］）に関して、正極活物質層１１２は、正極活物質層２２２よりも大きく、負極活物質層１１４は、負極活物質層２２４よりも大きい。また、活物質層２２２，２２４の厚さＤ２１，Ｄ２２は、活物質層１１２，１１４の厚さＤ１１，Ｄ１２よりも厚い。このため、単電池２２の容量密度は、単電池１１の容量密度よりも高くなる。

次に、電池の温度依存性について説明する。上記表１に示すように、入出力の温度依存性に関して、単電池２２は、単電池１１よりも高い。すなわち、単電池２２の入出力は、単電池１１の入出力と比べて、温度変化に対して変化しやすい。図８は、温度に対する単電池１１，２２の出力特性を示している。図８において、横軸は温度を示し、縦軸は出力（電力）を示している。図８は、単電池１１，２２の出力特性を示しているが、単電池１１，２２の入力特性についても、図８と同様の関係がある。

図８に示すように、単電池（高出力型）１１および単電池（高容量型）２２は、温度が低下するにつれて、出力性能が低下する。ここで、単電池１１における出力性能の低下率は、単電池２２における出力性能の低下率よりも低い。すなわち、単電池１１の出力性能は、単電池２２の出力性能に比べて、温度による影響を受けにくい。言い換えれば、単電池２２の出力性能は、単電池１１の出力性能に比べて、温度による影響を受けやすい。

図９は、単電池１１，２２の容量維持率と、温度との関係を示す図である。図９において、横軸は温度を示し、縦軸は容量維持率を示している。容量維持率とは、初期状態にある単電池１１，２２の容量（初期容量）と、使用状態（劣化状態）にある単電池１１，２２の容量（劣化容量）との比（劣化容量／初期容量）で表される。初期状態とは、単電池１１，２２が劣化していない状態であり、例えば、単電池１１，２２を製造した直後の状態とすることができる。図９に示すグラフは、各温度において、充放電を繰り返した後の単電池１１，２２の容量維持率を示す。

図９に示すように、温度が上昇するにつれて、単電池１１，２２の容量維持率が低下する傾向がある。容量維持率の低下は、単電池１１，２２の劣化を表している。温度上昇に対する単電池の容量維持率の低下率に関して、単電池２２は、単電池１１よりも高い。言い換えれば、単電池２２は、単電池１１と比べて、温度上昇（温度変化）に対して劣化し易くなっている。図８および図９を用いて説明したように、高容量型組電池２０は、高出力型組電池１０よりも温度に対する依存性が高くなっている。

図６および図７を用いて説明したように、高出力型組電池１０は、高容量型組電池２０よりも電流が流れやすい構造を有しているため、温度が低下しても、高容量型組電池２０よりも入出力を確保しやすくなる。

一方、充放電に関与する反応物質（例えば、リチウムイオン二次電池では、リチウムイオン）の減少によって、容量維持率が低下しやすい。ここで、高容量型組電池２０における活物質層２２２，２２４の厚さＤ２１，Ｄ２２は、高出力型組電池１０における活物質層１１２，１１４の厚さＤ１１，Ｄ１２よりも厚いため、高容量型組電池２０では、高出力型組電池１０と比べて、充放電に関与する反応物質の移動が制限されやすい。このため、充放電に関与する反応物質が減少しやすくなり、高容量型組電池２０の容量維持率は、高出力型組電池１０の容量維持率よりも低下しやすい傾向がある。

次に、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を車両に搭載するときの配置について、図１０を用いて説明する。図１０において、矢印ＦＲの方向は、車両１００の前進方向（前方）を示しており、矢印ＵＰの方向は、車両１００の上方を示している。当然のことながら、矢印ＦＲの方向と逆の方向は、車両１００の後進方向（後方）であり、矢印ＵＰの方向と逆の方向は、車両１００の下方である。

まず、本実施例の車両１００では、車両１００の前端に設けられたエンジンコンパートメントにエンジン３４が収容されている。すなわち、エンジン３４は、乗員の乗車するスペース（乗車スペースという）よりも、車両１００の前方に配置されている。ここで、エンジン３４は、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の搭載位置とは異なる位置に配置されていればよい。例えば、エンジン３４を、車両ボディの中心付近（ミッドシップ）に配置することもできる。

本実施例において、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０は、ラゲッジスペースＬＳの周囲に配置されている。ラゲッジスペースＬＳは、荷物を配置するための専用スペースである。ラゲッジスペースＬＳは、乗車スペースとつながっていてもよいし、車両１００に設けられたパーティションによって、ラゲッジスペースＬＳおよび乗車スペースが分けられていてもよい。ラゲッジスペースＬＳの周囲とは、ラゲッジスペースＬＳを区画する領域に沿った位置である。すなわち、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を配置した後に残されたスペースによって、ラゲッジスペースＬＳが構成される。

本実施例では、上述したように、ラゲッジスペースＬＳの周囲に、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を配置することを前提としている。言い換えれば、本実施例は、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の少なくとも一方を、ラゲッジスペースＬＳの周囲とは異なる位置に配置した構成を含むものではない。ラゲッジスペースＬＳの周囲とは異なる位置としては、例えば、乗車スペースや、車両の外面に位置するスペース（いわゆる車外スペース）がある。

図１１は、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の位置関係を説明する図である。図１１に示すように、高出力型組電池１０は、高容量型組電池２０よりも車両１００の上方に配置されている。具体的には、高出力型組電池１０の底面ＢＥは、高容量型組電池２０の上面ＵＥよりも上方に位置している。高出力型組電池１０の底面ＢＥは、高出力型組電池１０の外装を構成するケースの底面に相当する。また、高容量型組電池２０の上面ＵＥは、高容量型組電池２０の外装を構成するケースの上面に相当する。

また、高容量型組電池２０は、高出力型組電池１０よりも車両１００の後方に配置されている。具体的には、高容量型組電池２０の前端ＦＥは、高出力型組電池１０の後端ＲＥよりも車両１００の後方に位置している。高容量型組電池２０の前端ＦＥは、高容量型組電池２０の外装を構成するケースのうち、車両１００の最も前方に位置する面に相当する。また、高出力型組電池１０の後端ＲＥは、高出力型組電池１０の外装を構成するケースのうち、車両１００の最も後方に位置する面に相当する。

図１１に示す構成では、高容量型組電池２０の前端ＦＥを、高出力型組電池１０の後端ＲＥよりも車両１００の後方に位置させているが、これに限るものではない。例えば、高容量型組電池２０の前端ＦＥおよび高出力型組電池１０の後端ＲＥを、車両１００の上下方向において揃えることができる。言い換えれば、車両１００の上方又は下方から見たときに、前端ＦＥおよび後端ＲＥが互いに重なるように、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を配置することができる。

また、高容量型組電池２０の少なくとも一部が、高出力型組電池１０よりも車両１００の後方に突出するように、高容量型組電池２０および高出力型組電池１０を配置することができる。例えば、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を、図１２に示すように配置することができる。

図１２に示す構成では、高容量型組電池２０の前端ＦＥが、高出力型組電池１０の後端ＲＥよりも車両１００の前方に位置している。また、高出力型組電池１０の後端ＲＥは、高容量型組電池２０の後端ＲＥよりも車両１００の前方に位置している。これにより、車両１００の上方又は下方から見たときに、高容量型組電池２０の一部と、高出力型組電池１０の一部とは、互いに重なっている。なお、図１２に示す構成でも、図１１に示す構成と同様に、高出力型組電池１０は、高容量型組電池２０よりも車両１００の上方に配置されている。

高出力型組電池１０を高容量型組電池２０よりも車両１００の上方に配置するとき、車両１００の上下方向における、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の位置は、適宜設定することができる。具体的には、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０が搭載される車両ボディの構造に応じて、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の位置を適宜設定することができる。一方、車両１００の前後方向における高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の位置も、車両ボディの構造などを考慮して、適宜設定することができる。

高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を、図１１や図１２に示す位置関係で配置する場合の一例について、図１３を用いて説明する。図１３は、ラゲッジスペースの周囲における構造を示す図である。図１３に示す矢印ＬＨは、矢印ＦＲの方向を向いたときの左側の方向を示している。

図１３に示すように、高出力型組電池１０は、リアシートＲＳの背面に沿って配置されている。ここで、高出力型組電池１０は、リアシートＲＳが固定されるフロアパネル（車両ボディの一部）２００に対して取り付けることができる。また、フロアパネル２００は、凹部２０１を有しており、凹部２０１は、高出力型組電池１０よりも車両１００の後方に位置している。従来の車両１００では、凹部２０１にスペアタイヤを収容することができる。

高容量型組電池２０は、フロアパネル２００の凹部２０１に収容することができる。フロアパネル２００の凹部２０１に高容量型組電池２０を配置することにより、凹部２０１の上方に設けられるラゲッジスペースＬＳを確保しやすくなる。すなわち、凹部２０１よりも上方に高容量型組電池２０を配置してしまうと、ラゲッジスペースＬＳが、高容量型組電池２０によって制限されてしまい、ラゲッジスペースＬＳが狭くなってしまう。本実施例のように、凹部２０１に高容量型組電池２０を収容しておくことにより、ラゲッジスペースＬＳを広げることができる。

ここで、凹部２０１の上端に、高出力型組電池１０が配置されているため、図１１や図１２に示す位置関係を満たすためには、高容量型組電池２０の全体を、凹部２０１によって囲まれたスペースに収めることが好ましい。図２および図４を用いて説明したように、単電池（円筒型電池）２２のサイズは、単電池（角型電池）１１のサイズよりも小さいため、単電池１１に比べて、単電池２２のレイアウトを自由に設定しやすい。このため、高容量型組電池２０を凹部２０１に容易に配置することができる。

ここで、凹部２０１の形状は、図１３に示す形状に限るものではなく、凹部２０１に収容される高容量型組電池２０の外形に応じて、凹部２０１の形状を適宜設定することができる。すなわち、高容量型組電池２０を収容しやすいように、凹部２０１の形状を適宜設定することができる。

なお、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を配置する位置は、図１３で説明した位置に限るものではない。例えば、フロアパネル２００に凹部２０１が形成されていなく、フロアパネル２００が平坦な面で構成されているときには、高出力型組電池１０にブラケットを取り付けることにより、高出力型組電池１０を高容量型組電池２０よりも車両１００の上方に配置させることができる。この場合において、高容量型組電池２０の少なくとも一部は、高出力型組電池１０よりも車両１００の後方に突出している必要がある。

車両１００の後部（リヤバンパーの側）が衝突したときには、図１１や図１２の矢印Ｆで示す外力が発生する。外力Ｆは、車両１００の前方に向かう力である。図１１および図１２を用いて説明したように、高容量型組電池２０の少なくとも一部は、高出力型組電池１０の後端ＲＥよりも車両１００の後方に突出している。このため、外力Ｆは、高出力型組電池１０ではなく、高容量型組電池２０に作用しやすくなる。車両１００の後部が衝突したときには、リヤバンパーや車両ボディの変形によって、外力Ｆを吸収することができる。ただし、外力Ｆの大きさによっては、外力Ｆが高容量型組電池２０に作用するおそれもある。

高容量型組電池２０に外力Ｆが作用したときには、高容量型組電池２０の充放電を制限することが好ましい。ここで、高容量型組電池２０の充放電を制限するときには、充放電を許容する上限値を低下させたり、充放電を行わないようにしたりすることができる。充放電を許容する上限値は、高容量型組電池２０の充放電を制御するときに用いられ、高容量型組電池２０の入力電力や出力電力が上限値を超えないように、高容量型組電池２０の充放電が制御される。上限値を低下させることにより、高容量型組電池２０の入力電力や出力電力を低下させることができ、外力Ｆが作用した高容量型組電池２０の使用を制限することができる。

外力Ｆが高容量型組電池２０に作用したときには、高容量型組電池２０の変形などによって、外力Ｆを吸収することができ、外力Ｆが高出力型組電池１０に作用するのを防止することができる。

高出力型組電池１０に外力Ｆが作用するのを防止することにより、言い換えれば、外力Ｆによる高出力型組電池１０の変形を防止することにより、高出力型組電池１０を使用し続けることができる。すなわち、高出力型組電池１０の出力を用いて、車両１００を走行させたり、車両１００の制動時に発生する回生電力を高出力型組電池１０に蓄えたりすることができる。

一方、高容量型組電池２０に外力Ｆが作用したとき、高容量型組電池２０は、車両１００の前方に向かって変位してしまうことがある。ここで、高容量型組電池２０に外力Ｆが作用したときに、高容量型組電池２０を車両１００の前方に敢えて変位させれば、高容量型組電池２０を構成する単電池２２を保護することができる。すなわち、高容量型組電池２０の外装を構成するケースが、外力Ｆによって変形してしまうおそれもあるが、単電池２２を車両１００の前方に変位させることにより、単電池２２に過度の負荷がかかるのを防止することができる。

なお、高容量型組電池２０を車両１００の前方に変位させるときに、外力Ｆを吸収することもできる。高容量型組電池２０を車両１００の前方に変位させるときには、高容量型組電池２０を車両ボディに締結する部分を変形させる必要がある。この締結部分の変形によって、外力Ｆを吸収することができる。

本実施例では、図１１および図１２を用いて説明したように、高出力型組電池１０が高容量型組電池２０よりも車両１００の上方に配置されている。言い換えれば、車両１００の前方又は後方から見たときに、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０は、互いに重なっていない。このため、高容量型組電池２０が車両１００の前方に変位しても、高容量型組電池２０が高出力型組電池１０に衝突することはない。したがって、外力Ｆが、高容量型組電池２０を介して、高出力型組電池１０に伝達されてしまうのを防止することができる。

同一のスペース（ラゲッジスペースＬＳ）に対して、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を配置しようとするときには、外力Ｆから高出力型組電池１０を保護するためのレイアウトが必要となる。本実施例で説明したように、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を配置することにより、高出力型組電池１０を保護しやすくすることができる。

高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の一方を使用することができない状況を想定したとき、車両１００の走行性能を確保するためには、高容量型組電池２０が使用できなくなり、高出力型組電池１０を使用し続けることが好ましい。

高出力型組電池１０を使用し続けることができれば、例えば、ＨＶ走行モードでの走行を行うことができる。高出力型組電池１０は、高容量型組電池２０に流すことができる電流よりも大きな電流において、充放電を行うことができる。このため、瞬間的な入出力性能を確保できる点において、高出力型組電池１０は、高容量型組電池２０よりも優れている。このため、ＨＶ走行モードでは、高出力型組電池１０を用いることにより、アクセルペダルの操作に応じた要求出力を確保することができ、車両１００の走行性能が悪化してしまうのを防止することができる。なお、高出力型組電池１０のＳＯＣによっては、ＥＶ走行モードでの走行を行うこともできる。

図８を用いて説明したように、高出力型組電池１０（単電池１１）を充放電するときの電力は、高容量型組電池２０（単電池２２）を充放電するときの電力よりも高くなる。すなわち、単電池１１，２２の温度が等しければ、単電池１１を充放電するときの電力は、単電池２２を充放電するときの電力よりも高くなる。このため、高容量型組電池２０を用いるよりも、高出力型組電池１０を用いたほうが、車両１００の走行を確保しやすくしたり、回生電力を蓄えやすくしたりすることができる。

図８に示すように、高容量型組電池２０および高出力型組電池１０の出力は、温度の低下とともに低下してしまうため、低温環境の下で、車両１００の走行を確保するためには、高出力型組電池１０を用いたほうが好ましい。すなわち、高出力型組電池１０を用いれば、低温環境においても、車両１００の要求出力を満たしやすい。一方、高容量型組電池２０だけを使用できる状態では、低温環境において、車両１００の要求出力を満たしにくくなってしまう。

また、高出力型組電池１０の出力を用いて、エンジン３４を始動させるようにすれば、エンジン３４の始動を確保する上でも、高出力型組電池１０を保護する必要がある。エンジン３４を始動させるためには、所定電力以上の電力を確保する必要がある。高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の出力電力は、温度の低下に応じて、低下してしまうが、高出力型組電池１０の出力電力は、高容量型組電池２０の出力電力よりも高くなっている。すなわち、低温環境において、高出力型組電池１０の出力電力は、高容量型組電池２０の出力電力よりも高くなる。このため、低温環境において、エンジン３４の始動を確保するためには、高容量型組電池２０よりも高出力型組電池１０を用いたほうが好ましい。

なお、高容量型組電池２０を用いてエンジン３４を始動させるときには、以下に説明する不具合が生じるおそれがある。高容量型組電池２０の出力電力は、高出力型組電池１０の出力電力よりも低いため、高容量型組電池２０を用いてエンジン３４を始動させるときには、エンジン３４を停止した後に、エンジン３４を再び始動できなくなるおそれがある。このような不具合を解消する方法としては、エンジン３４を停止させないことが考えられる。しかし、エンジン３４を停止させずに駆動し続けると、燃費が悪化してしまう。したがって、エンジン３４の始動を確保するとともに、燃費の悪化を防止するためにも、高容量型組電池２０よりも高出力型組電池１０を用いることが好ましい。

一方、低温環境において、車両１００の制動時に発生する回生電力を蓄えやすくするためには、高出力型組電池１０を用いたほうが好ましい。すなわち、高出力型組電池１０を用いれば、低温環境においても、回生電力を効率良く蓄えることができる。一方、高容量型組電池２０だけを使用できる状態では、低温環境において、回生電力の一部を蓄えることしかできず、十分な回生電力を蓄えることができなくなってしまうことがある。

図８および図９を用いて説明したように、高容量型組電池２０は、高出力型組電池１０よりも温度に対する依存性が高くなっている。このため、高容量型組電池２０よりも温度の依存性が低い高出力型組電池１０を保護することにより、温度による悪影響を受けにくい状態において、高出力型組電池１０を使用し続けることができる。

具体的には、高出力型組電池１０の劣化の進行を、高容量型組電池２０の劣化の進行よりも遅らせることができる。仮に、車両１００の後部が衝突した後に、高容量型組電池２０だけを使用可能な状態で残してしまうと、高容量型組電池２０は、温度による悪影響を受けやすくなり、車両１００の走行を確保する点で好ましくない。具体的には、高容量型組電池２０だけを残した状態では、高容量型組電池２０の劣化が進行しやすくなってしまうことがある。

高容量型組電池２０は、主に、車両１００の走行距離を確保したり、ＥＶ走行モードでの走行を確保したりするために用いられる。ここで、車両１００が衝突した後においては、走行距離やＥＶ走行モードでの走行を確保するよりは、走行性能を確保するほうが好ましい。

本実施例の車両１００は、図１を用いて説明したように、エンジン３４を用いて車両１００を走行させることができる。エンジン３４は、車両１００の前端に設けられたエンジンコンパートメントに配置されているため、車両１００の後部が衝突しても、エンジン３４は、故障することがない。また、エンジン３４を、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の搭載位置とは異なる位置に配置しておくことにより、車両１００の後部が衝突しても、エンジン３４は、故障することがない。これにより、車両１００の後部が衝突した後においても、エンジン３４を用いて、車両１００を走行させることができる。

エンジン３４を用いて走行できる車両１００では、車両１００の後部が衝突した後に、高容量型組電池２０だけを使用可能な状態で残しても、高容量型組電池２０を使用することによるメリットが得られにくい。すなわち、エンジン３４を用いて車両１００を走行させればよく、高容量型組電池２０を用いて車両１００を走行させる必要性が低い。高容量型組電池２０は、車両１００の走行距離を確保したり、ＥＶ走行モードでの走行を確保したりするために用いられるため、エンジン３４を用いて車両１００を走行させることができる状態においては、高容量型組電池２０を敢えて使用する必要性が低い。

一方、本実施例のように、車両１００の後部が衝突した後に、高出力型組電池１０だけを使用可能な状態で残せば、エンジン３４および高出力型組電池１０を併用して、車両１００を走行させることができる。そして、高出力型組電池１０を用いることにより、瞬間的な入出力を確保することができ、車両１００の走行性能を向上させることができる。

上述したように、車両１００の後部が衝突した後においては、高容量型組電池２０よりも、高出力型組電池１０を保護することが好ましい。そこで、本実施例では、図１１および図１２を用いて説明したように、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を配置することにより、車両１００の後部が衝突したときに、高出力型組電池１０を優先的に保護することができる。

一方、車両１００の後部が衝突する位置によっては、外力Ｆが、高容量型組電池２０よりも車両１００の上方に作用することがある。例えば、車高の高い車が、車両１００の後部に衝突したときには、車両１００のうち、高容量型組電池２０よりも上方に位置する部分が変形することがある。この場合には、高容量型組電池２０に外力Ｆが作用しにくくなる。

ここで、高出力型組電池１０は、高容量型組電池２０よりも車両１００の上方に配置されているが、高容量型組電池２０よりも車両１００の前方に配置されている。すなわち、車両１００の後部から離れた位置に、高出力型組電池１０が配置されている。したがって、車両１００のうち、高容量型組電池２０よりも上方に位置する部分に外力Ｆが作用したとしても、外力Ｆが高出力型組電池１０に到達し難くすることができる。これにより、高容量型組電池２０および高出力型組電池１０の両者を保護することができる。

一方、２つの高出力型組電池１０（同一構成の２つの組電池）をラゲッジスペースＬＳの周囲に配置することも考えられる。すなわち、本実施例の構成において、高容量型組電池２０の代わりに、高出力型組電池１０を用いることも考えられる。この場合には、外力Ｆによって、一方の高出力型組電池１０が変形してしまっても、他方の高出力型組電池１０を用いて車両１００を走行させることができる。しかし、２つの高出力型組電池１０を用いたときには、車両１００が衝突していない状態において、走行距離および走行性能を両立させにくくなってしまう。

図１４に示す座標系では、縦軸に出力を示し、横軸に容量を示している。出力は、車両の走行性能に影響を与え、容量は、車両の走行距離に影響を与える。図１４に示すように、最大出力Ｗ＿ｍａｘおよび最大容量Ｗｈ＿ｍａｘで囲まれた領域（斜線領域）において、出力および容量を確保できるようにすれば、車両毎に要求される性能（走行距離および走行性能）を満足させることができる。

ここで、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を組み合わせることにより、図１４に示す斜線領域内に含まれる、任意の出力および容量の関係を確保することができる。具体的には、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０の駆動を制御することにより、図１４に示す斜線領域の全体をカバーすることができる。

例えば、高容量型組電池２０を用いることにより、最大容量Ｗｈ＿ｍａｘを上限として、容量（走行距離）を変化させることができる。また、高出力型組電池１０を用いることにより、最大出力Ｗ＿ｍａｘを上限として、出力（走行性能）を変化させることができる。このように、容量（走行距離）および出力（走行性能）のそれぞれを変化させることにより、図１４に示す斜線領域の全体をカバーすることができる。

一方、２つの高出力型組電池１０を用いた場合には、出力（走行性能）を確保できるものの、容量（走行距離）を確保し難くなり、図１４に示す斜線領域のうち、一部の領域を確保できるだけである。容量（走行距離）を確保し難いと、車両に要求される性能（特に、走行距離）を満足させにくくなり、車両の商品価値が低下してしまうおそれがある。したがって、車両の商品価値を向上させる上では、本実施例のように、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を車両に搭載することが好ましい。

次に、本実施例の変形について説明する。本実施例では、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を、図１１又は図１２に示すように配置しているが、図１５に示すように配置することもできる。

図１５において、高容量型組電池２０の前端ＦＥ２は、高出力型組電池１０の前端ＦＥ１よりも車両１００の前方に位置している。前端ＦＥ１，ＦＥ２は、本実施例で説明したように、組電池１０，２０の外装を構成するケースのうち、車両１００の最も前方に位置する面である。また、高容量型組電池２０の後端ＲＥ２は、高出力型組電池１０の後端ＲＥ１よりも車両１００の後方に位置している。すなわち、本実施例と同様に、高容量型組電池２０の一部は、高出力型組電池１０よりも車両１００の後方に突出している。後端ＲＥ１，ＲＥ２は、本実施例で説明したように、組電池１０，２０の外装を構成するケースのうち、車両１００の最も後方に位置する面である。

なお、本実施例と同様に、高出力型組電池１０は、高容量型組電池２０よりも車両１００の上方に配置されている。具体的には、高出力型組電池１０の底面ＢＥは、高容量型組電池２０の上面ＵＥよりも車両１００の上方に位置している。ここで、高出力型組電池１０の底面ＢＥの全体は、車両１００の上下方向において、高容量型組電池２０の上面ＵＥと対向している。

図１５に示す構成において、高容量型組電池２０は、高出力型組電池１０よりも車両１００の後方に突出しているため、車両１００の後部が衝突したときに発生する外力Ｆは、高容量型組電池２０に作用するおそれがある。通常、外力Ｆが高容量型組電池２０に到達する前に、車両ボディの変形などによって外力Ｆを吸収できるように、車両ボディが設計されている。ただし、想定以上の外力Ｆが発生したときには、高容量型組電池２０に外力Ｆが作用するおそれがある。

図１５に示す構成では、高出力型組電池１０の後端ＲＥ１が、高容量型組電池２０の後端ＲＥ２よりも車両１００の前方に位置しているため、外力Ｆが高出力型組電池１０に作用するのを抑制することができる。高容量型組電池２０が外力Ｆを吸収することにより、外力Ｆが高出力型組電池１０に作用するのを防止することができる。また、高出力型組電池１０は、高容量型組電池２０よりも車両１００の上方に位置しているため、外力Ｆを受けた高容量型組電池２０が車両１００の前方に変位しても、高容量型組電池２０が高出力型組電池１０に衝突することもない。

図１５に示す構成においても、本実施例と同様の効果を得ることができる。ここで、図１５に示す構成では、高容量型組電池２０の前端ＲＥ２が高出力型組電池１０の前端ＲＥ１よりも車両１００の前方に位置しているため、図１１又は図１２に示す構成と比べて、高容量型組電池２０を大型化することができる。具体的には、高容量型組電池２０を構成する単電池２２の数を増やすことができ、高容量型組電池２０の容量を増やすことができる。高容量型組電池２０の容量を増やせば、車両１００の走行距離を延ばすことができる。

組電池１０，２０の充放電を開始するときには、組電池１０，２０に対応して設けられたシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｇ２を動作させる必要がある。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｇ２では、コイルに電流を流して磁力を発生させ、この磁力を用いてリレーをオフからオンに切り替えている。このため、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｇ２をオフからオンに切り替えるときに、異音が発生することがある。ここで、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｇ１は、高出力型組電池１０と隣り合う位置に配置され、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ２は、高容量型組電池２０と隣り合う位置に配置されている。

図１５に示す構成では、高容量型組電池２０の上方に高出力型組電池１０が配置されているため、高容量型組電池２０のシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ２を動作させたときの異音が、乗車スペースに存在する乗員に到達するのを抑制することができる。すなわち、高容量型組電池２０で発生し、乗車スペースに向かう異音を、高出力型組電池１０によって遮ることができる。ＥＶ走行モードでは、高容量型組電池２０が積極的に用いられるため、高容量型組電池２０から異音が発生しやすい。そこで、図１５に示す構成によれば、高容量型組電池２０から乗車スペースに異音が到達するのを抑制することができ、乗車スペースに存在する乗員に違和感を与えてしまうのを抑制することができる。

一方、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０のそれぞれにブロワを配置し、各ブロワの駆動によって、温度調節用の空気を高出力型組電池１０や高容量型組電池２０のそれぞれに供給することができる。ここで、ブロワを駆動するときには、ブロワの駆動音が乗車スペースに存在する乗員に到達してしまうおそれがある。図１５に示す構成では、高容量型組電池２０の上方に高出力型組電池１０が配置されているため、高出力型組電池１０によって、高容量型組電池２０に対応したブロワの駆動音が乗車スペースに到達するのを遮ることができる。

高容量型組電池２０は、ＥＶ走行モードにおいて積極的に用いられるが、ＥＶ走行モードでは、エンジン３４が動作していないため、ＨＶ走行モードよりも静粛性が要求される。図１５に示す構成では、高容量型組電池２０に対応したブロワの駆動音が乗車スペースに到達するのを抑制できるため、ＥＶ走行モードでの静粛性を確保することができる。

一方、組電池１０，２０を充放電するときには、組電池１０，２０から電磁波が発生することがある。図１５に示す構成では、高容量型組電池２０の上方に高出力型組電池１０を配置しているため、高容量型組電池２０で発生し、乗車スペースに向かう電磁波を、高出力型組電池１０によって遮ることができる。ＥＶ走行モードでは、高容量型組電池２０が積極的に用いられるため、ＥＶ走行モードで走行するときには、高容量型組電池２０から電磁波が発生しやすい。

したがって、図１５に示す構成では、ＥＶ走行モードにおいて、高容量型組電池２０から乗車スペースに向かう電磁波を抑制することができる。乗車スペースでラジオやテレビを使用するときには、電磁波によってノイズが発生しやすくなる。したがって、電磁波を低減することにより、ノイズの発生を抑制することができる。

図１５に示す構成では、高容量型組電池２０の前端ＦＥ２が、高出力型組電池１０の前端ＦＥ１よりも車両１００の前方に位置しているが、これに限るものではない。例えば、高出力型組電池１０の前端ＦＥ１および高容量型組電池２０の前端ＦＥ２を、車両１００の上下方向において揃えることもできる。この場合であっても、図１５に示す構成と同様の効果を得ることができる。

また、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０は、図１５に示す位置関係を満たしていればよく、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を具体的に配置する位置は、適宜設定することができる。例えば、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０は、リアシートの背面に沿って配置することができる。通常、リアシートは傾斜しており、リアシートの上部は、リアシートの下部よりも車両１００の後方に位置している。このため、図１５に示す配置によれば、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を、リアシートの背面に沿って配置させることができる。

一方、高出力型組電池１０および高容量型組電池２０を、図１６に示すように配置することもできる。図１６に示す構成では、高容量型組電池２０が高出力型組電池１０よりも車両１００の上方に配置されている。具体的には、高容量型組電池２０の底面ＢＥは、高出力型組電池１０の上面ＵＥよりも車両１００の上方に位置している。

また、高容量型組電池２０の後端ＲＥ２は、高出力型組電池１０の後端ＲＥ１よりも車両１００の後方に位置している。すなわち、高容量型組電池２０の一部は、高出力型組電池１０よりも車両１００の後方に突出している。ここで、図１６に示す構成では、高容量型組電池２０の前端ＦＥ２が、高出力型組電池１０の前端ＦＥ１よりも車両１００の前方に位置しているが、前端ＦＥ１，ＦＥ２は、車両１００の上下方向において揃っていてもよい。

図１６に示す構成においても、車両１００の後部が衝突したときに発生する外力Ｆは、高出力型組電池１０よりも高容量型組電池２０に作用しやすくなる。すなわち、上述した実施例と同様に、外力Ｆが発生したときでも、高出力型組電池１０を保護することができる。

ここで、図１６に示す構成では、高出力型組電池１０よりも車両１００の後方に位置するスペースであって、高容量型組電池２０よりも車両１００の下方に位置するスペースは、デッドスペースとなりやすい。このデッドスペースには、組電池１０，２０の充放電制御で用いられる機器を配置することができる。この機器としては、例えば、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｇ２、組電池１０，２０の電圧を監視する監視ユニット、組電池１０，２０の電流を検出する電流センサがある。このような機器を配置することにより、上述したデッドスペースを有効活用することができる。

Claims (8)

1. 車両を走行させる駆動源であるモータと、
   前記モータに電力を供給する二次電池が互いに異なるケースに収容されて、それぞれ構成されており、前記車両の後部に位置するラゲッジスペースの周囲に配置された高出力型組電池および高容量型組電池と、を有し、
   前記高出力型組電池は、前記高容量型組電池よりも大きな電流で充放電が可能であり、
   前記高容量型組電池は、前記高出力型組電池よりも大きなエネルギ容量を有し、前記高出力型組電池よりも前記車両の上方又は下方に配置されており、前記高容量型組電池の少なくとも一部は、前記高出力型組電池よりも前記車両の後方に向かって突出していることを特徴とする車両。
2. 前記高出力型組電池および前記高容量型組電池の温度が等しいとき、この温度にかかわらず、前記高出力型組電池を充放電するときの電力は、前記高容量型組電池を充放電するときの電力よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 前記車両を走行させる駆動源であるエンジンを有しており、
   前記高出力型組電池は、前記エンジン又は前記高容量型組電池を用いて前記車両を走行させているときに、前記車両の要求出力に応じて、前記モータに電力を供給し、
   前記高容量型組電池は、前記エンジンを始動していないときに、前記モータに電力を供給して前記車両を走行させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両。
4. 前記高容量型組電池は、前記高出力型組電池よりも、前記車両の下方であって、前記車両の後方に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両。
5. 前記高出力型組電池は、前記車両のフロアパネル上において、前記ラゲッジスペースと隣り合うシートの背面に沿った位置に配置されており、
   前記高容量型組電池は、前記ラゲッジスペースの下方に位置し、前記フロアパネルに形成された凹部に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の車両。
6. 前記高出力型組電池の底面の全体は、前記車両の上下方向において、前記高容量型組電池の上面と対向していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両。
7. 前記高出力型組電池は、電気的に直列に接続された複数の前記二次電池を有し、
   前記高容量型組電池は、電気的に並列に接続された複数の前記二次電池を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の車両。
8. 前記高出力型組電池の前記二次電池は、角型電池であり、
   前記高容量型組電池の前記二次電池は、円筒型電池であることを特徴とする請求項７に記載の車両。
   

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