JP6011431B2 - 車両用電源システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用電源システムに関するものである。

電源として複数の電池を並列接続して使用する技術が知られている（例えば特許文献１）。

特開平１１−２５２７１１号公報

ところで、並列接続された二種類の電池について、二種類の電池は、各々、出力特性等が異なり、並列接続された二種類の電池（電池群）を一つの電池とみたときには特性が劣る電池で特性が決まってしまう。

本発明の目的は、鉛蓄電池と蓄電デバイスについて個々の特性を有効に発揮させることができる車両用電源システムを提供することにある。

請求項１に記載の発明では、少なくとも発電機能を有する発電機能付機器と、前記発電機能付機器から電力の供給を受ける充放電可能な鉛蓄電池と、前記鉛蓄電池に並列接続され、上限電圧が前記鉛蓄電池の上限電圧より高い充放電可能な蓄電デバイスと、前記鉛蓄電池の電流経路に設けられた鉛蓄電池専用開閉手段と、充放電要求電力が第１の閾値よりも小さい場合には前記鉛蓄電池専用開閉手段を閉じるとともに、充放電要求電力が第１の閾値よりも大きい場合には前記鉛蓄電池専用開閉手段を開く開閉制御手段と、を備え、前記第１の閾値は前記鉛蓄電池の上限電圧に基づいて決定した値であることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、開閉制御手段により、充放電要求電力が第１の閾値よりも小さい場合には鉛蓄電池専用開閉手段が閉じられるとともに、充放電要求電力が第１の閾値よりも大きい場合には鉛蓄電池専用開閉手段が開かれる。これにより、鉛蓄電池と蓄電デバイスについて個々の特性を有効に発揮させることができる。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の車両用電源システムにおいて、充放電要求電力が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値を越えないように前記発電機能付機器の出力を制御する出力制御手段を更に備えるとよい。この場合、蓄電デバイスの上限電圧以下に抑えることが可能となる。

請求項３に記載のように、請求項２に記載の車両用電源システムにおいて、前記第２の閾値は前記蓄電デバイスの上限電圧に基づいて決定した値であるとよい。

請求項４に記載の発明では、少なくとも発電機能を有する発電機能付機器と、前記発電機能付機器から電力の供給を受ける充放電可能な鉛蓄電池と、前記鉛蓄電池に並列接続され、上限電圧が前記鉛蓄電池の上限電圧より高い充放電可能な蓄電デバイスと、前記鉛蓄電池の電流経路に設けられた鉛蓄電池専用開閉手段と、充放電要求電圧が第１の閾値よりも小さい場合には前記鉛蓄電池専用開閉手段を閉じるとともに、充放電要求電圧が第１の閾値よりも大きい場合には前記鉛蓄電池専用開閉手段を開く開閉制御手段と、を備え、前記第１の閾値は前記鉛蓄電池の上限電圧に基づいて決定した値であることを要旨とする。

請求項４に記載の発明によれば、開閉制御手段により、充放電要求電圧が第１の閾値よりも小さい場合には鉛蓄電池専用開閉手段が閉じられるとともに、充放電要求電圧が第１の閾値よりも大きい場合には鉛蓄電池専用開閉手段が開かれる。これにより、鉛蓄電池と蓄電デバイスについて個々の特性を有効に発揮させることができる。

請求項５に記載のように、請求項４に記載の車両用電源システムにおいて、充放電要求電圧が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値を越えないように前記発電機能付機器の出力を制御する出力制御手段を更に備えるとよい。この場合、蓄電デバイスの上限電圧以下に抑えることが可能となる。

請求項６に記載のように、請求項５に記載の車両用電源システムにおいて、前記第２の閾値は前記蓄電デバイスの上限電圧に基づいて決定した値であるとよい。

本発明によれば、鉛蓄電池と蓄電デバイスについて個々の特性を有効に発揮させることができる。

実施形態の車両用電源システムの電気的構成を示す図。 ＳＯＣとＯＣＶの関係を示す図。 電流と電圧の関係を示す図。 車両用電源システムの作用を説明するためのタイムチャート。 別例の車両用電源システムの電気的構成を示す図。 他の別例の車両用電源システムの電気的構成を示す図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態では、車両としてのハイブリッド車（ＨＶ車）の電源システムに具体化している。ハイブリッド車は、動力源としてモータとエンジンを搭載しており、これらを用いて車軸を駆動する。

図１に示すように、電源システム１０は、少なくとも発電機能を有する発電機能付機器としてのモータジェネレータ（ＭＧ）２０と、インバータ２１と、鉛蓄電池３０と、蓄電デバイスとしてのニッケル水素電池４０を備えている。さらに、電源システム１０は、スタータモータ５０と、鉛蓄電池用負荷としての補機６０と、スイッチ７０と、バッテリＥＣＵ（ＥＣＵ；電子制御ユニット）８０と、モータジェネレータＥＣＵ８１を備えている。

図１において、鉛蓄電池３０は、起電力（開回路電圧：ＯＣＶ）を発生させる部位に対する内部抵抗を有する。ニッケル水素電池４０は、起電力（開回路電圧：ＯＣＶ）を発生させる部位に対する内部抵抗を有する。鉛蓄電池３０とニッケル水素電池４０の内部抵抗の値は相違している。

モータジェネレータ２０は、インバータ２１と接続されている。そして、回生時にモータジェネレータ２０が発電機として機能する場合には、モータジェネレータ２０で発生した交流をインバータ２１において直流に変換して充電用電力として鉛蓄電池３０やニッケル水素電池４０に供給することが可能となる。また、力行時にモータジェネレータ２０でトルクを得る場合には、インバータ２１において鉛蓄電池３０やニッケル水素電池４０の直流を交流に変換してモータジェネレータ２０に供給してモータジェネレータ２０により車軸を回転駆動するための回転力を得ることができるようになっている。

鉛蓄電池３０は、例えば上限電圧が１４．４ボルトであり、下限電圧が７．２ボルトである。また、鉛蓄電池３０は、ＳＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）が例えば９０％以上で使用される。鉛蓄電池３０の負極端子はインバータ２１と接続されているとともに鉛蓄電池３０の正極端子はスイッチ７０を介してインバータ２１と接続されている。即ち、鉛蓄電池３０の電流経路にスイッチ７０が設けられている。そして、充放電可能な鉛蓄電池３０は、鉛蓄電池専用開閉手段としてのスイッチ７０を介してモータジェネレータ２０（インバータ２１）から電力の供給を受ける。スイッチ７０として、パワートランジスタ等の半導体スイッチング素子やリレースイッチが用いられる。

鉛蓄電池３０にエンジンを始動するためのスタータモータ５０が並列接続されている。また、鉛蓄電池３０に補機６０が並列接続されている。補機６０は、ラジオ、メータ、ＥＣＵ、オイルポンプ、ヘッドランプ、テールランプ等の車載用機器である。

鉛蓄電池３０の負極端子とインバータ２１の間において電流センサ３１が設けられている。電流センサ３１により鉛蓄電池３０への充電電流および鉛蓄電池３０からの放電電流が検出される。また、鉛蓄電池３０に並列に電圧センサ３２が設けられている。電圧センサ３２により鉛蓄電池３０の両端電圧が検出される。さらに、鉛蓄電池３０には温度センサ３３が設けられている。温度センサ３３により鉛蓄電池３０の温度が検出される。

ニッケル水素電池４０は１０個のセルを直列接続して構成されている。ニッケル水素電池４０は、例えば上限電圧が１６ボルトであり、下限電圧が９ボルトである。よって、充放電可能なニッケル水素電池４０は上限電圧が鉛蓄電池３０の上限電圧より高い。また、ニッケル水素電池４０は、ＳＯＣが例えば２０％〜８０％で使用される。ニッケル水素電池４０は、鉛蓄電池３０に比べ充電受入性が良い。また、一般的に、ニッケル水素電池４０は、鉛蓄電池３０に比べて低温特性が悪いという性質がある。ニッケル水素電池４０の負極端子はインバータ２１と接続されているとともにニッケル水素電池４０の正極端子はインバータ２１と接続されている。そして、充放電可能なニッケル水素電池４０はモータジェネレータ２０から電力の供給を受ける。

ニッケル水素電池４０の負極端子とインバータ２１の間に電流センサ４１が設けられている。電流センサ４１によりニッケル水素電池４０への充電電流およびニッケル水素電池４０からの放電電流が検出される。また、ニッケル水素電池４０に並列に電圧センサ４２が設けられている。電圧センサ４２によりニッケル水素電池４０の両端電圧が検出される。さらに、ニッケル水素電池４０には温度センサ４３が設けられている。温度センサ４３によりニッケル水素電池４０の温度が検出される。

バッテリＥＣＵ８０には、電流センサ３１、電圧センサ３２、温度センサ３３が接続され、各センサ３１，３２，３３の検出信号を入力する。また、バッテリＥＣＵ８０には、電流センサ４１、電圧センサ４２、温度センサ４３が接続され、各センサ４１，４２，４３の検出信号を入力する。

バッテリＥＣＵ８０にはスイッチ７０が接続され、バッテリＥＣＵ８０はスイッチ７０をオンオフ（開閉）制御することができるようになっている。また、モータジェネレータＥＣＵ８１にはインバータ２１が接続され、モータジェネレータＥＣＵ８１はインバータ２１（モータジェネレータ２０）の出力電力等を制御することができるようになっている。

モータジェネレータＥＣＵ８１には車両ＥＣＵ８２が接続されている。また、バッテリＥＣＵ８０には車両ＥＣＵ８２が接続されている。
バッテリＥＣＵ８０は、２つの電池（鉛蓄電池３０、ニッケル水素電池４０）を制御するＥＣＵである。詳しくは、バッテリＥＣＵ８０は、２つの電池（鉛蓄電池３０、ニッケル水素電池４０）のエネルギーをマネージメントする働きをするもので、電圧や電流、温度、ＳＯＣなどの情報から２つの電池（鉛蓄電池３０、ニッケル水素電池４０）への電力の出入りを制御する。具体的には、スイッチ７０をオンオフ（開閉）制御する。つまり、スイッチ７０のオンオフ制御がバッテリＥＣＵ８０からの信号で行われる。

モータジェネレータＥＣＵ８１は、モータジェネレータ２０（インバータ２１）を制御するＥＣＵである。モータジェネレータＥＣＵ８１は、車減速要求や加速要求を車両ＥＣＵ８２から受け、モータジェネレータ２０をモータ駆動（力行）とするかジェネレータ駆動（回生）とするかを制御する。さらに、モータジェネレータＥＣＵ８１はバッテリＥＣＵ８０からの情報に基づいて電池３０，４０への出力を制限する。具体的には、インバータ２１（モータジェネレータ２０）の出力電力を制御して電池３０，４０への出力を制限する。

車両ＥＣＵ８２はモータジェネレータＥＣＵ８１やバッテリＥＣＵ８０を制御して充放電動作を行わせるようになっている。即ち、車両ＥＣＵ８２は、回生時に車両として回生エネルギーがどれだけか推定して走行負荷に応じた電池要求電力をモータジェネレータＥＣＵ８１やバッテリＥＣＵ８０に指令する。この指令を受けてモータジェネレータＥＣＵ８１はインバータ２１を、また、バッテリＥＣＵ８０はスイッチ７０を制御する。

次に、このように構成した電源システム１０の作用について説明する。
バッテリＥＣＵ８０は、充電可能電力Ｗｉｎおよび放電可能電力Ｗｏｕｔについて、制限を加えるためのＷｉｎ値およびＷｏｕｔ値を演算する。

詳しくは、バッテリＥＣＵ８０は、鉛蓄電池３０について、電流センサ３１により検出された鉛蓄電池３０の充放電電流、電圧センサ３２により検出された鉛蓄電池３０の両端電圧、温度センサ３３により検出された鉛蓄電池３０の温度から、ＳＯＣを求める。ＳＯＣは電流積算で求められ、具体的には、初期ＳＯＣと充放電電流の時間積分値との和によって求められる。この電流積分によるＳＯＣの検出は電流センサの誤差の蓄積によってずれが発生するので、ずれの補正のために図２に示すように各温度における開放電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣの関係を予め求めておき、そのときの開放電圧（ＯＣＶ）に対するＳＯＣを求めて補正を行う。なお、ＯＣＶは、測定した電圧値Ｖと既知の内部抵抗Ｒと測定した電流値Ｉから、Ｖｏｃｖ＝Ｖ＋ＲＩから求める。また、電池の充放電電力を算出すべく、図３に示すように、そのときの温度とそのときのＳＯＣにおける電流を流し始めてから所定の時間（例えば充放電の開始から１０秒経過時点）における電流値と電圧値の関係を予め求めている。そして、電池の上限電圧である１４．４ボルトと下限電圧である７．２ボルトに対応する充電最大電流と放電最大電流を求め、上限電圧（１４．４ボルト）と充電最大電流との積算値を充電可能な電力（充電可能電力）Ｗｉｎとするとともに下限電圧（７．２ボルト）と放電最大電流との積算値を放電可能な電力（放電可能電力）Ｗｏｕｔとする。

同様に、バッテリＥＣＵ８０は、ニッケル水素電池４０について、電流センサ４１により検出されたニッケル水素電池４０の充放電電流、電圧センサ４２により検出されたニッケル水素電池４０の両端電圧、温度センサ４３により検出されたニッケル水素電池４０の温度から、ＳＯＣを求める。ＳＯＣは電流積算で求められ、具体的には、初期ＳＯＣと充放電電流の時間積分値との和によって求められる。この電流積分によるＳＯＣの検出は電流センサの誤差の蓄積によってずれが発生するので、ずれの補正のために図２で示したような各温度における開放電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣの関係を予め求めておき、そのときの開放電圧（ＯＣＶ）に対するＳＯＣを求めて補正を行う。また、電池の充放電電力を算出すべく、図３で示したようなそのときの温度とそのときのＳＯＣにおける電流を流し始めてから所定の時間（例えば充放電の開始から１０秒経過時点）における電流値と電圧値の関係を予め求めている。そして、電池の上限電圧である９ボルトと下限電圧である１６ボルトに対応する充電最大電流と放電最大電流を求め、上限電圧（１６ボルト）と充電最大電流との積算値を充電可能な電力（充電可能電力）Ｗｉｎとするとともに下限電圧（９ボルト）と放電最大電流との積算値を放電可能な電力（放電可能電力）Ｗｏｕｔとする。

なお、Ｗｉｎ値、Ｗｏｕｔ値の算出方法はこのようなやり方に限らず他のやり方でもよい。
バッテリＥＣＵ８０は、このようにして算出した鉛蓄電池３０のＷｉｎ値、ニッケル水素電池４０のＷｉｎ値、鉛蓄電池３０のＷｏｕｔ値、ニッケル水素電池４０のＷｏｕｔ値を、モータジェネレータＥＣＵ８１に送る。つまり、複数の電池が並列接続されて構成された電源での各電池で充放電可能な充放電可能電力（Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔ）を算出して得た充放電可能電力（Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔ）を上位ＥＣＵであるモータジェネレータＥＣＵ８１に渡す。

なお、バッテリＥＣＵ８０は、算出した鉛蓄電池３０のＷｉｎ値とニッケル水素電池４０のＷｉｎ値の和を求めるとともに鉛蓄電池３０のＷｏｕｔ値とニッケル水素電池４０のＷｏｕｔ値の和を求め、モータジェネレータＥＣＵ８１に送るようにしてもよい。つまり、複数の電池が並列接続されて構成された電源での充放電可能電力（Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔ）として、各電池で充放電可能な充放電可能電力（Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔ）を算出して、それらの和とし、このようにして得た充放電可能電力（Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔ）を上位ＥＣＵであるモータジェネレータＥＣＵ８１に渡すようにしてもよい。

モータジェネレータＥＣＵ８１やバッテリＥＣＵ８０は車両ＥＣＵ８２から電池要求電力指令を受ける。この電池要求電力（充放電要求電力）に対し制限値（制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ）に基づいてバッテリＥＣＵ８０においては電池要求電力の大きさによって図１のスイッチ７０（鉛蓄電池専用スイッチ７０）のオンオフの制御を行うとともにモータジェネレータＥＣＵ８１においてはインバータ２１の出力制御を行う。一例として、図４に示すような電池要求充電電力Ｌ１が要求されたとする。

図４において、横軸に時間をとり、縦軸に回生電力をとっている。この図４において、回生電力について第１の閾値Ｗｔｈ１と第２の閾値Ｗｔｈ２が設定されている。第１の閾値Ｗｔｈ１は、鉛蓄電池３０の充電可能電力（Ｗｉｎ）であり、鉛蓄電池３０の上限電圧の１４．４ボルトに相当する。第２の閾値Ｗｔｈ２は、ニッケル水素電池４０の充電可能電力（Ｗｉｎ）であり、ニッケル水素電池４０の上限電圧の１６ボルトに相当する。第１の閾値Ｗｔｈ１よりも小さな回生電力を第１領域Ｚ１としている。第１の閾値Ｗｔｈ１から第２の閾値Ｗｔｈ２までの回生電力を第２領域Ｚ２としている。第２の閾値Ｗｔｈ２よりも大きな回生電力を第３領域Ｚ３としている。

バッテリＥＣＵ８０は電池への要求電力が第１領域Ｚ１の範囲にある場合は、スイッチ７０をオンの状態にしてインバータ２１（モータジェネレータ２０）からの充電電力を鉛蓄電池３０およびニッケル水素電池４０で受けるようにする。つまり、この第１領域Ｚ１は、電池の上限電圧が１４．４ボルトの場合のスイッチ７０がオンの時に充電可能な電力の領域であり、要求電力が第１の閾値Ｗｔｈ１よりも小さい場合にはスイッチ７０を閉じる。

また、バッテリＥＣＵ８０は電池への要求電力が第２領域Ｚ２の範囲にある場合は、スイッチ７０をオフの状態にしてニッケル水素電池４０で充電電力を受けるようにする。つまり、第２領域Ｚ２は、電池の上限電圧が１６ボルトのときに、ニッケル水素電池４０単独で充電可能な電力の領域であり、要求電力が第１の閾値Ｗｔｈ１よりも大きい場合にはスイッチ７０を開く。詳しくは、鉛蓄電池３０の上限電圧は１４．４ボルトなので、１４．４ボルト以上の充電はしないようにして、鉛蓄電池３０の上限電圧以上の充電による劣化の促進を防止して鉛蓄電池３０の短寿命化を回避する。

バッテリＥＣＵ８０は電池への要求電力が第３領域Ｚ３の範囲にある場合は、スイッチ７０をオフの状態にしてニッケル水素電池４０で充電電力を受けるようにする。また、第３領域Ｚ３は、ニッケル水素電池４０単独で充電可能な電力範囲である第２領域Ｚ２を越えているため、モータジェネレータＥＣＵ８１はインバータ２１（モータジェネレータ２０）からの充電電力を絞る。つまり、モータジェネレータＥＣＵ８１は、要求電力が第１の閾値Ｗｔｈ１よりも大きな第２の閾値Ｗｔｈ２を越えないようにモータジェネレータ２０の出力を制御する。

上記のような第１領域Ｚ１〜第３領域Ｚ３を設定することにより、図４に示すように電池要求充電電力Ｌ１に対し制限が加わり制限後充電電力Ｌ２のようになる。
なお、充電時の説明を行ったが、放電時についても同様にしてスイッチ７０のオンオフ制御およびインバータ２１（モータジェネレータ２０）の出力制御を行う。

一方、スタータモータ５０は鉛蓄電池３０で駆動される。ここで、鉛蓄電池３０はニッケル水素電池４０に比べ低温特性が良いのでスタータモータ５０を駆動する上で好ましい。

また、補機６０が鉛蓄電池３０で駆動される。つまり、鉛蓄電池仕様の補機６０なので鉛蓄電池３０で補機６０を駆動することができる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）電源システム１０の構成として、モータジェネレータ２０と、鉛蓄電池３０と、鉛蓄電池３０に並列接続され、上限電圧が鉛蓄電池の上限電圧より高い充放電可能な蓄電デバイスとしてのニッケル水素電池４０と、鉛蓄電池３０の電流経路に設けられたスイッチ７０と、バッテリＥＣＵ８０を備える。開閉制御手段としてのバッテリＥＣＵ８０は、充放電要求電力が第１の閾値Ｗｔｈ１よりも小さい場合にはスイッチ７０を閉じるとともに、充放電要求電力が第１の閾値Ｗｔｈ１よりも大きい場合にはスイッチ７０を開く。よって、スイッチ７０を用いて鉛蓄電池３０とニッケル水素電池４０について個々の特性を有効に発揮させることができる。

（２）詳しくは、鉛蓄電池とニッケル水素電池を単に並列接続した場合にはニッケル水素電池の上限電圧は鉛蓄電池の上限電圧よりも高いが鉛蓄電池の１４ボルトが上限電圧となり、図４での第１の閾値（１４．４ボルト相当）以上は充電出力制限をかけることになるが、本実施形態では第２の閾値（１６ボルト相当）まで広くできる。よって、ニッケル水素電池４０の電圧範囲を広く使えることにより回生電力を多く回収することができる。

より具体的に説明する。例えば、鉛蓄電池とニッケル水素電池（１０直列）の場合において、ニッケル水素電池の上限電圧が１６ボルトなのに対して、鉛蓄電池の上限電圧は１４．４ボルトである。そのため、単に並列接続しただけではニッケル水素電池＋鉛蓄電池の充電が１４．４ボルトに制限され、充電電力が小さくなる。

これに対し、本実施形態では、鉛蓄電池３０、ニッケル水素電池４０のそれぞれの電圧範囲を広範囲で使えるとともに電圧範囲に対応するＳＯＣ範囲を広範囲で使える。そのため、充放電を行う電力を大きくすることができる。詳しくは、鉛蓄電池専用のスイッチ７０を設け、要求電力の大きさに応じてスイッチ７０を開閉制御することにより、電池３０，４０を単純並列接続した場合に比べ、大きな電力を充放電することができる。具体的には、鉛蓄電池３０とニッケル水素電池（１０直列）４０の場合において、ニッケル水素電池４０を１６ボルトで充電できるため大きな電力を充電することができる。

また、本実施形態ではニッケル水素電池４０の電圧が１６ボルトになっても、補機６０にかかる電圧が１６ボルトにならないため、ニッケル水素電池４０の電圧を１６ボルトまで上げられる。つまり、補機６０の電圧範囲は１６ボルト以下に設計されている車両が多く、ニッケル水素電池を１６ボルトで充電できないが、本実施形態では可能となる。

（３）充放電要求電力が第１の閾値Ｗｔｈ１よりも大きな第２の閾値Ｗｔｈ２を越えないようにモータジェネレータ２０の出力を制御する出力制御手段としてのモータジェネレータＥＣＵ８１を更に備えるので、ニッケル水素電池４０の上限電圧以下に抑えることが可能となる。

（４）第１の閾値Ｗｔｈ１は鉛蓄電池３０の上限電圧に基づいて決定した値であるので、鉛蓄電池３０が上限電圧以上になることを防止できる。
（５）第２の閾値Ｗｔｈ２はニッケル水素電池４０の上限電圧に基づいて決定した値であるので、ニッケル水素電池４０が上限電圧以上になることを防止できる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図１に代わり、図５に示すように、ニッケル水素電池４０の電流経路に、蓄電デバイス専用開閉手段としてのスイッチ７１を設けてもよい。詳しくは、鉛蓄電池３０とスイッチ７０の直列回路に対し、ニッケル水素電池４０とスイッチ７１の直列回路を並列接続する。そして、ニッケル水素電池４０はスイッチ７１を介してモータジェネレータ２０（インバータ２１）から電力の供給を受けるようにする。この場合、スイッチ７１を用いてより高度な制御が可能となり、鉛蓄電池とニッケル水素電池（蓄電デバイス）について個々の特性を有効に発揮させる上でより好ましいものとなる。例えば、バッテリＥＣＵ８０により、ニッケル水素電池４０の温度が閾値よりも高くなるとスイッチ７１を開くようにすることもできる。即ち、高温時にニッケル水素電池４０を動作させることで寿命が低下することがあるが、ニッケル水素電池４０のスイッチ７１を追加することで、寿命延伸が可能となる。

また、バッテリＥＣＵ８０により、スイッチ７１を開けることにより鉛蓄電池３０のリフレッシュ制御（定電圧充電を行った後にサルフェーション防止のために例えば２０時間に１回満充電する制御）を行うが可能となる。即ち、ニッケル水素電池４０のスイッチ７１が無いと、鉛蓄電池３０の定電圧充電を行うと、ニッケル水素電池４０が過充電になる可能性があるが、これを防止することができる。また、スイッチ７０，７１があることにより鉛蓄電池３０の下限電圧（７．２ボルト）、ニッケル水素電池４０の下限電圧（９ボルト）まで使える。

また、バッテリＥＣＵ８０により、ＳＯＣの制御を個別に制御できる。さらに、ニッケル水素電池４０を個別制御できるため、ニッケル水素電池４０のＳＯＣ範囲を広く使える。

なお、スイッチ７１として、パワートランジスタ等の半導体スイッチング素子やリレースイッチが用いられる。
・上記実施形態における充放電要求電力に代わり充放電要求電圧が第１の閾値よりも小さい場合にはスイッチ７０を閉じるとともに、充放電要求電圧が第１の閾値よりも大きい場合にはスイッチ７０を開く開閉制御手段（バッテリＥＣＵ８０）を備える構成としてもよい。つまり、第１の閾値、第２の閾値が上限電圧でスイッチングを行うようにしてもよい。この場合も、鉛蓄電池３０とニッケル水素電池４０（蓄電デバイス）について個々の特性を有効に発揮させることができる。

この構成において、充放電要求電圧が第１の閾値よりも大きな第２の閾値を越えないようにモータジェネレータ２０（発電機能付機器）の出力を制御する出力制御手（モータジェネレータＥＣＵ８１）を更に備えるとよく、この場合、ニッケル水素電池４０（蓄電デバイス）の上限電圧以下に抑えることが可能となる。

また、第１の閾値は鉛蓄電池３０の上限電圧に基づいて決定した値であるとよい。
さらに、第２の閾値はニッケル水素電池４０（蓄電デバイス）の上限電圧に基づいて決定した値であるとよい。

・実施形態では、バッテリＥＣＵ８０がスイッチ７０をオンオフ（開閉）制御する構成としたが、モータジェネレータＥＣＵがスイッチ７０をオンオフ（開閉）制御する構成であっても良い。また、バッテリＥＣＵ８０とモータジェネレータＥＣＵを統合したハイブリッドＥＣＵとして、モータジェネレータ及び電池３０，４０の全ての制御を行う構成としても良い。

・図５に代わり、図６に示すように、ニッケル水素電池４０に、蓄電デバイス用負荷としての補機９０を並列接続してもよい。ニッケル水素電池４０に並列接続された補機９０を更に備えると、１６ボルト仕様の補機９０を安定的に駆動することができる。

・蓄電デバイスはニッケル水素電池に限ることなく、鉛蓄電池よりも上限電圧が高ければ特に限定されない。例えばリチウムイオン二次電池であれば、上限電圧が１６．８ボルトとして適用可能であるし、キャパシタであれば上限電圧が１５ボルトとして適用可能である。上限電圧は、鉛蓄電池やニッケル水素電池、その他蓄電デバイスに対して寿命や安全を守るためにそれぞれ定められた電圧であれば良く、特に実施形態で例示した上限電圧の値に限定されない。

・モータジェネレータ２０とインバータ２１とを備えていたが、オルタネータ（交流発電機）とインバータを備える構成としてもよい。即ち、発電機能のみ有する機器としてもよい。この場合、スイッチ７０を閉じることによりニッケル水素電池４０で鉛蓄電池３０を充電することができる。

１０…蓄電デバイス、２０…モータジェネレータ、３０…鉛蓄電池、４０…ニッケル水素電池、７０…スイッチ、７１…スイッチ、８０…バッテリＥＣＵ、８１…モータジェネレータＥＣＵ。

Claims (6)

1. 少なくとも発電機能を有する発電機能付機器と、
   前記発電機能付機器から電力の供給を受ける充放電可能な鉛蓄電池と、
   前記鉛蓄電池に並列接続され、上限電圧が前記鉛蓄電池の上限電圧より高い充放電可能な蓄電デバイスと、
   前記鉛蓄電池の電流経路に設けられた鉛蓄電池専用開閉手段と、
   充放電要求電力が第１の閾値よりも小さい場合には前記鉛蓄電池専用開閉手段を閉じるとともに、充放電要求電力が第１の閾値よりも大きい場合には前記鉛蓄電池専用開閉手段を開く開閉制御手段と、
   を備え、
   前記第１の閾値は前記鉛蓄電池の上限電圧に基づいて決定した値であることを特徴とする車両用電源システム。
2. 充放電要求電力が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値を越えないように前記発電機能付機器の出力を制御する出力制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源システム。
3. 前記第２の閾値は前記蓄電デバイスの上限電圧に基づいて決定した値であることを特徴とする請求項２に記載の車両用電源システム。
4. 少なくとも発電機能を有する発電機能付機器と、
   前記発電機能付機器から電力の供給を受ける充放電可能な鉛蓄電池と、
   前記鉛蓄電池に並列接続され、上限電圧が前記鉛蓄電池の上限電圧より高い充放電可能な蓄電デバイスと、
   前記鉛蓄電池の電流経路に設けられた鉛蓄電池専用開閉手段と、
   充放電要求電圧が第１の閾値よりも小さい場合には前記鉛蓄電池専用開閉手段を閉じるとともに、充放電要求電圧が第１の閾値よりも大きい場合には前記鉛蓄電池専用開閉手段を開く開閉制御手段と、
   を備え、
   前記第１の閾値は前記鉛蓄電池の上限電圧に基づいて決定した値であることを特徴とする車両用電源システム。
5. 充放電要求電圧が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値を越えないように前記発電機能付機器の出力を制御する出力制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の車両用電源システム。
6. 前記第２の閾値は前記蓄電デバイスの上限電圧に基づいて決定した値であることを特徴とする請求項５に記載の車両用電源システム。