JP6642470B2 - 電源制御装置、電池パック、および、電源システム - Google Patents

Description

本発明は、電気負荷に電力供給を行う電源制御装置、電池パック、および、電源システムに関するものである。

特許文献１に示されるように、メインバッテリー、電池ユニット、オルタネータ、通常負荷、３つのリレー、および、非常時負荷を有する自動車電源装置が知られている。メインバッテリーはオルタネータ、通常負荷、および、非常時負荷それぞれと接続されている。電池ユニットは３つのリレーを介してオルタネータと通常負荷に接続されている。３つのリレーとしては、第一のリレー、第二のリレー、および、第三のリレーがある。電池ユニットは第三のリレーを介して非常時負荷と接続されている。この非常時負荷は電力を供給し続ける必要がある。

自動車の走行中にオルタネータの発電が停止すると、第一のリレーは不導通状態、第二のリレーと第三のリレーそれぞれは導通状態に制御される。この場合、電池ユニットはオルタネータおよび通常負荷それぞれと非導通状態になる。しかしながら電池ユニットと非常時負荷は導通状態であり、電池ユニットから非常時負荷に電力供給される。なおメインバッテリーから通常負荷と非常時負荷それぞれに電力供給される。

回生制御によりオルタネータが作動すると、３つのリレーすべてが導通状態に制御される。この場合、オルタネータから出力された発電電力は通常負荷、非常時負荷、および、電池ユニットそれぞれに供給される。メインバッテリーの出力電圧が発電電圧よりも低い場合、メインバッテリーにも発電電力が供給される。しかしながらメインバッテリーの出力電圧が発電電圧よりも高い場合、メインバッテリーには発電電力は供給されない。この場合、メインバッテリーから通常負荷や非常時負荷に電力供給される。

特開２０１６−１０７８７９号公報

上記したように特許文献１では、回生制御によりオルタネータが作動する場合、３つのリレーすべてが導通状態になる。この際にメインバッテリーの接続が遮断されると、メインバッテリーから通常負荷や非常時負荷への電力供給が途絶える。この場合、電池ユニット、通常負荷、および、非常時負荷への電力給電がオルタネータのみによって行われることになる。オルタネータの発電電力量が、電池ユニット、通常負荷、および、非常時負荷それぞれの要求する電力量を下回る場合、非常時負荷への供給電力量が低下し、それによって非常時負荷がオフ状態になる虞がある。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、メインバッテリー（第１電源）の電力供給が途絶えたとしても、非常時負荷（第２電気負荷）がオフ状態になることの抑制された電源制御装置、電池パック、および、電源システムを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために開示された発明の１つは、第１電源（１１０）と、
発電機（１３０）と、
第１電源、および、発電機それぞれと電気的に接続された第１電気負荷（１５０）と、
発電機と電気的に接続され、供給電力量がリセット閾値を下回るとオフ状態になる第２電気負荷（１６０）と、
第２電気負荷と発電機それぞれと電気的に接続された第２電源（１０）と、
第２電源と発電機との間に設けられた充放電スイッチ（２１）と、を備える電源システム（２００）に設けられる電源制御装置であって、
第２電源の充電量が充電要求閾値を下回り、発電機が電力を生成する発電状態であり、なおかつ、発電機の発電によって生成される発電電力量が第２電源、第１電気負荷、および、第２電気負荷それぞれの要求電力量の総和である総要求電力量以上の場合、充放電スイッチを閉状態にして発電機と第２電源とを電気的に接続する。

ほかの１つの発明は、第１電源（１１０）と、
発電機（１３０）と、
第１電源、および、発電機それぞれと電気的に接続された第１電気負荷（１５０）と、
発電機と電気的に接続され、供給電力量がリセット閾値を下回るとオフ状態になる第２電気負荷（１６０）と、を備える電源システム（２００）に設けられる電池パックであって、
第２電気負荷と発電機それぞれと電気的に接続された第２電源（１０）と、
第２電源と発電機との間に設けられた充放電スイッチ（２１）と、
充放電スイッチを開閉制御する電池制御部（３０）と、を有し、
電池制御部は、第２電源の充電量が充電要求閾値を下回り、発電機が電力を生成する発電状態であり、なおかつ、発電機の発電によって生成される発電電力量が第２電源、第１電気負荷、および、第２電気負荷それぞれの要求電力量の総和である総要求電力量以上の場合、充放電スイッチを閉状態にして発電機と第２電源とを電気的に接続する。

ほかの１つの発明は、第１電源（１１０）と、
発電機（１３０）と、
第１電源、および、発電機それぞれと電気的に接続された第１電気負荷（１５０）と、
発電機と電気的に接続され、供給電力量がリセット閾値を下回るとオフ状態になる第２電気負荷（１６０）と、
第２電気負荷と発電機それぞれと電気的に接続された第２電源（１０）と、
第２電源と発電機との間に設けられた充放電スイッチ（２１）と、
充放電スイッチを開閉制御する電源制御装置（３０，１７０）と、を有し、
電源制御装置は、第２電源の充電量が充電要求閾値を下回り、発電機が電力を生成する発電状態であり、なおかつ、発電機の発電によって生成される発電電力量が第２電源、第１電気負荷、および、第２電気負荷それぞれの要求電力量の総和である総要求電力量以上の場合、充放電スイッチを閉状態にして発電機と第２電源とを電気的に接続する。

上記構成において、第２電源（１０）の充電量が充電要求閾値を下回り、発電機（１３０）が発電状態であり、充放電スイッチ（２１）が閉状態の場合、第１電源（１１０）と発電機（１３０）が電力供給源となる。この際に第１電源（１１０）と第１電気負荷（１５０）との電気的な接続が遮断され、第１電源（１１０）からの電力供給が途絶えると、発電機（１３０）だけでは総要求電力量を賄えなくなる。それによって第２電気負荷（１６０）への供給電力量がリセット閾値を下回り、第２電気負荷（１６０）がオフ状態になる虞がある。

これに対して本発明では、発電機（１３０）の発電電力量が総要求電力量以上の場合、充放電スイッチ（２１）を閉状態にする。これによれば、例え第１電源（１１０）と第１電気負荷（１５０）との電気的な接続が遮断され、第１電源（１１０）からの電力供給が途絶えたとしても、発電機（１３０）から第２電気負荷（１６０）への供給電力量がリセット閾値を下回ることが抑制される。この結果、第２電気負荷（１６０）がオフ状態になることが抑制される。

さらに言えば、第２電源（１０）の充電が充電要求閾値を上回る程度に実施され易くなる。そのため、発電機（１３０）の発電が終了した後において、第２電源（１０）から第２電気負荷（１６０）への供給電力量がリセット閾値を下回ることが抑制される。これによっても第２電気負荷（１６０）がオフ状態になることが抑制される。

なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけている。この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。

電源システムの概略構成を示すブロック図である。 ＢＭＵの充電処理を説明するためのフローチャートである。 上位ＥＣＵの充電処理を説明するためのフローチャートである。 上位ＥＣＵのフェールセーフ処理を説明するためのフローチャートである。 Ｐｂ端子の接続不良による電源システムのダウンを説明するためのタイミングチャートである。 充電処理を説明するためのタイミングチャートである。 Ｐｂ端子の接続不良発生時におけるフェールセーフ処理を説明するためのタイミングチャートである。 Ｐｂ端子の接続不良発生時におけるレギュレータによる発電量の増大を説明するためのタイミングチャートである。 Ｐｂ端子の接続不良発生時における上位ＥＣＵによる発電量の増大を説明するためのタイミングチャートである。 電池パックの変形例を説明するためのブロック図である。 電池パックの変形例を説明するためのブロック図である。 電池パックの変形例を説明するためのブロック図である。 電源システムの変形例を説明するためのブロック図である。 電源システムの変形例を説明するためのブロック図である。 電源システムの変形例を説明するためのブロック図である。 電源システムの変形例を説明するためのブロック図である。

以下、本発明を車両に搭載された電源システムに適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図９に基づいて本実施形態に係る電源システムを説明する。

電源システム２００は車両に搭載された複数の車載機器と電池パック１００とによって構成されている。車載機器の１つとして鉛蓄電池１１０がある。電池パック１００はリチウム蓄電池１０を有している。電源システム２００はこれら鉛蓄電池１１０とリチウム蓄電池１０とによって２電源のシステムを構築している。

他の車載機器としてエンジン１４０がある。電源システム２００を搭載する車両は、所定の停止条件が満たされるとエンジン１４０を停止し、所定の始動条件が満たされるとエンジン１４０を再始動するアイドルストップ機能を有する。

図１に示すように電源システム２００は、上記した鉛蓄電池１１０とエンジン１４０の他に、スタータモータ１２０、回転電機１３０、一般負荷１５０、保護負荷１６０、上位ＥＣＵ１７０、および、ＭＧＥＣＵ１８０を有する。鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、一般負荷１５０、および、保護負荷１６０それぞれは、第１配線２０１を介して電池パック１００と電気的に接続されている。回転電機１３０は、第２配線２０２を介して電池パック１００と電気的に接続されている。

第１配線２０１と第２配線２０２はそれぞれワイヤハーネスである。第１配線２０１を構成する複数のワイヤハーネスの一端が、鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、一般負荷１５０、および、保護負荷１６０それぞれと電気的に接続されている。そしてこれら各ワイヤハーネスの他端は図示しない第１ヒューズボックスで電気的に接続されている。第１ヒューズボックスは２つの接続端子を有し、その先端が電池パック１００に機械的および電気的に接続されている。

同様にして第２配線２０２を構成する複数のワイヤハーネスの一端の１つが回転電機１３０に接続されている。そしてこれら各ワイヤハーネスの他端は図示しない第２ヒューズボックスに電気的に接続されている。第２ヒューズボックスは１つの接続端子を有し、その先端が電池パック１００に機械的および電気的に接続されている。

なお図示しないが、上記した第１ヒューズボックスと第２ヒューズボックスそれぞれは、バスバー、ヒューズ、接続端子、および、樹脂ケースを有する。樹脂ケースにバスバーが収納されている。バスバーにヒューズが設けられている。そしてバスバーの端部に接続端子が設けられている。バスバーにワイヤハーネスが接続される。接続端子が電池パック１００に接続される。

なお、上位ＥＣＵ１７０は図示しない配線を介して鉛蓄電池１１０と電池パック１００それぞれと電気的に接続されている。同様にしてＭＧＥＣＵ１８０は図示しない配線を介して鉛蓄電池１１０と電池パック１００それぞれと電気的に接続されている。

以上に示したように電源システム２００は、鉛蓄電池１１０と電池パック１００（リチウム蓄電池１０）とを電源にしている。以下、電源システム２００の各構成要素を個別に説明する。

鉛蓄電池１１０は化学反応によって起電圧を生成する。鉛蓄電池１１０は第１配線２０１を構成する複数のワイヤハーネスの１つの一端とボルトによって機械的および電気的に接続されている。この鉛蓄電池１１０におけるボルト止めされるＰｂ端子１１１を図１では二重丸で示している。鉛蓄電池１１０が第１電源に相当する。

スタータモータ１２０はエンジン１４０を始動する。スタータモータ１２０はエンジン１４０の始動時にエンジン１４０と機械的に連結される。スタータモータ１２０は鉛蓄電池１１０を電力供給源として回転する。この回転によってエンジン１４０のクランクシャフトが回転される。エンジン１４０のクランクシャフトの回転数が所定回転数を超えると、燃料噴射弁から燃焼室に霧状の燃料が噴射される。この際に点火プラグで火花が生成される。これにより燃料が爆発し、エンジン１４０が自律回転し始める。このエンジン１４０の動力が車両走行に分配される。なおエンジン１４０が自律回転し始めると、スタータモータ１２０とエンジン１４０との機械的な連結は解除される。

回転電機１３０は力行と発電を行う。回転電機１３０は発電機に相当する。回転電機１３０には図示しないインバータが接続されている。このインバータが第２配線２０２に電気的に接続されている。

インバータは鉛蓄電池１１０および電池パック１００のリチウム蓄電池１０うちの少なくとも一方から供給された直流電圧を交流電圧に変換する。この交流電圧が回転電機１３０に供給される。これにより回転電機１３０が力行する。

回転電機１３０はエンジン１４０と連結されている。回転電機１３０とエンジン１４０とは、ベルトなどを介して相互に回転エネルギーを伝達可能になっている。回転電機１３０の力行によって生じた回転エネルギーはエンジン１４０に伝達される。これによりエンジン１４０の回転が促進される。この結果、車両走行がアシストされる。上記したように電源システム２００を搭載する車両はアイドルストップ機能を有する。回転電機１３０は車両走行のアシストだけではなく、エンジン１４０の再始動時においてクランクシャフトを回転させる機能も果たす。

回転電機１３０はエンジン１４０の回転エネルギー、および、車両の車輪の回転エネルギーの少なくとも一方によって発電する機能も有する。回転電機１３０は発電によって交流電圧を生成する。この交流電圧がインバータによって直流電圧に変換される。この直流電圧が電池パック１００に供給される。電池パック１００に供給された直流電圧は、鉛蓄電池１１０、一般負荷１５０、および、保護負荷１６０それぞれにも供給される。

鉛蓄電池１１０の出力電圧が回転電機１３０の発電によって生じた発電電圧よりも低い場合、鉛蓄電池１１０は充電される。しかしながら鉛蓄電池１１０の出力電圧が発電電圧よりも高い場合、鉛蓄電池１１０は充電されず、鉛蓄電池１１０は放電する。この場合、鉛蓄電池１１０から一般負荷１５０や保護負荷１６０に電力供給される。

なお、図示しないが回転電機１３０にはレギュレータが接続されている。レギュレータは、回転電機１３０の発電電圧がＭＧＥＣＵ１８０から入力された要求電圧になるように、発電電圧の電池パック１００への供給を制御している。より正確に言えば、レギュレータは回転電機１３０と電池パック１００との間の電圧を検出し、その電圧値が上記の要求電圧の値と等しくなるように、発電電圧の電池パック１００への供給をフィードバック制御している。

電池パック１００と鉛蓄電池１１０の充電量、および、一般負荷１５０と保護負荷１６０の要求電力量それぞれの変動によって、回転電機１３０と電池パック１００との間の電圧は変動する。レギュレータはその変動が上記の要求電圧に収まるように、発電電圧の電池パック１００への供給を制御する。なおもちろんではあるが、回転電機１３０によって発電することの可能な発電電力量の上限値（発電可能電力量）は、車両の走行状態やエンジン１４０の動作状態に応じて変動する。したがって、レギュレータが上記した電圧の変動を抑えるように発電電圧の電池パック１００への供給をフィードバック制御しようとした際に、供給量が発電可能電力量に達すると、それ以上、電圧の変動を抑えることができなくなる。このような状況は、後述するように、鉛蓄電池１１０から一般負荷１５０や保護負荷１６０への電力供給が途絶えることによって生じ得る。

エンジン１４０は燃料を燃焼駆動することで車両の推進力を生成する。上記したようにエンジン１４０の始動時においては、スタータモータ１２０によってクランクシャフトが回転される。しかしながらアイドルストップによってエンジン１４０が一度停止した後に再び始動する際に、上記の所定の始動条件が満たされる場合、回転電機１３０によってクランクシャフトが回転される。

一般負荷１５０はシートヒータ、送風ファン、電動コンプレッサ、ルームライト、および、ヘッドライトなどの車載機器である。一般負荷１５０の要求電力量は、車両に搭乗しているユーザーの操作などに応じて変動する。一般負荷１５０は第１電気負荷に相当する。

保護負荷１６０は供給電力が一定であることが求められる電動シフトポジション、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）、ブレーキ（ＡＢＳ）、ドアロック、ナビゲーションシステム、および、オーディオなどである。保護負荷１６０は供給電圧がリセット閾値を下回るとオン状態からオフ状態へと切り換わる性質を有する。保護負荷１６０は第２電気負荷に相当する。

なお、車載機器にはインストルメントパネルの照明機器がある。この照明機器は供給電力の一定要求、および、供給電圧がリセット閾値を下回るとオフ状態になる性質を有しない。しかしながら、ユーザーが車両を操作するためにはインストルメントパネルの表示が必須である。そのためにインストルメントパネルの照明機器は、保護負荷１６０と同等の電力供給が保障されなければならない。このような電力供給の保障の要請により、インストルメントパネルの照明機器は、実体的には保護負荷１６０に含まれる。同様にして、供給電力の一定要求、および、供給電圧がリセット閾値を下回るとオフ状態になる性質を有さない車載機器であっても、車両走行に関連度の高いものは保護負荷１６０に含まれる。このように保護負荷１６０は、一般負荷１５０よりも車両走行の関連度の高い電気負荷である。

また、車載機器にはワイパがある。このワイパは車両走行に関しては間接的に関連がある。そのために一般負荷１５０と保護負荷１６０のいずれに属してもよい。さらに言えば、上記したヘッドライトも車両走行に間接的に関連がある。そのためにヘッドライトは一般負荷１５０ではなく保護負荷１６０に属しても良い。

以上に示したように保護負荷１６０への電力供給は、車両走行に関連して絶えず行う必要がある。この車両走行に対して関連度の高い保護負荷１６０への電力供給は、鉛蓄電池１１０およびリチウム蓄電池１０の少なくとも一方によって絶えず行われる。回転電機１３０の回生時においては、回転電機１３０からも保護負荷１６０に電力供給される。回転電機１３０の力行時においては、回転電機１３０への電力供給が鉛蓄電池１１０によって行われる。この際の保護負荷１６０への電力供給は主としてリチウム蓄電池１０によって行われる。また回転電機１３０の非駆動時においては、保護負荷１６０への電力供給は鉛蓄電池１１０とリチウム蓄電池１０によって行われる。

保護負荷１６０には、保護負荷１６０からの電流の流出を防ぐための逆流防止素子が接続されている。本実施形態の逆流防止素子は、具体的には第１ダイオード１６１と第２ダイオード１６２である。

第１ダイオード１６１は鉛蓄電池１１０および一般負荷１５０それぞれと保護負荷１６０との間に設けられている。第１ダイオード１６１のアノード電極は鉛蓄電池１１０と一般負荷１５０側であり、カソード電極は保護負荷１６０側である。第１ダイオード１６１は保護負荷１６０から鉛蓄電池１１０や一般負荷１５０への電流の逆流を抑制する機能を果たす。

第２ダイオード１６２はリチウム蓄電池１０と保護負荷１６０との間に設けられている。第２ダイオード１６２のアノード電極はリチウム蓄電池１０側であり、カソード電極は保護負荷１６０側である。第２ダイオード１６２は保護負荷１６０からリチウム蓄電池１０への電流の逆流を抑制する機能を果たす。

上位ＥＣＵ１７０とＭＧＥＣＵ１８０は車両に搭載された各種ＥＣＵのうちの１つである。これら各種ＥＣＵはバス配線１７１を介して互いに電気的に接続され、車載ネットワークを構築している。各種ＥＣＵが協調制御することで、エンジン１４０の燃焼や回転電機１３０の発電などが制御される。上位ＥＣＵ１７０は電池パック１００を制御し、ＭＧＥＣＵ１８０は回転電機１３０を制御する。上位ＥＣＵ１７０の電池パック１００の制御については後で詳説する。上位ＥＣＵ１７０が上位制御部に相当する。ＭＧＥＣＵ１８０が発電制御部に相当する。

なお上位ＥＣＵ１７０とＭＧＥＣＵ１８０は、保護負荷１６０と同様にして供給電力が一定であることが求められる性質を有する。上位ＥＣＵ１７０とＭＧＥＣＵ１８０は供給電圧がリセット閾値を下回るとオン状態からオフ状態へと切り換わる性質を有する。このように各種ＥＣＵは保護負荷１６０と同等の性質を有する。そして車両走行の関連度が非常に高い。したがって各種ＥＣＵ、および、後述の電池パック１００のＢＭＵ３０それぞれは、実体的には保護負荷１６０に含まれる。各種ＥＣＵへの電力供給は、鉛蓄電池１１０およびリチウム蓄電池１０の少なくとも一方によって絶えず行われる。

電源システム２００は、上記した各車載機器の他に、各種電圧や電流、および、温度などの物理量を測定するためのセンサを有している。これら各種センサの検出した検出信号は、各種ＥＣＵに入力される。図１では、上記したこれら各種センサの代表として、電流センサと電圧センサを図示している。

電流センサとしては、第１電流センサ１９１、第２電流センサ１９２、および、第３電流センサ１９３がある。また、電流センサとしては他に、電池パック１００に含まれる第４電流センサ４１がある。第１電流センサ１９１は回転電機１３０を流れる電流を検出する。第２電流センサ１９２は一般負荷１５０と保護負荷１６０を流れる電流を検出する。第３電流センサ１９３は鉛蓄電池１１０を流れる電流を検出する。第４電流センサ４１はリチウム蓄電池１０を流れる電流を検出する。

電圧センサとしては、第１電圧センサ１９５、および、第２電圧センサ１９６がある。また、電圧センサとしては他に、電池パック１００に含まれる第３電圧センサ４２がある。第１電圧センサ１９５は回転電機１３０と電池パック１００の間の電圧を検出する。第２電圧センサ１９６は鉛蓄電池１１０の電圧を検出する。第３電圧センサ４２はリチウム蓄電池１０の電圧を検出する。

第１電流センサ１９１、第２電流センサ１９２、および、第３電流センサ１９３それぞれの検出信号は上位ＥＣＵ１７０に入力される。同様にして、第１電圧センサ１９５、および、第２電圧センサ１９６それぞれの検出信号は上位ＥＣＵ１７０に入力される。第４電流センサ４１と第３電圧センサ４２それぞれの検出信号は電池パック１００のＢＭＵ３０に入力される。

なお、第１電流センサ１９１と第１電圧センサ１９５それぞれの検出信号は、上位ＥＣＵ１７０ではなく、ＭＧＥＣＵ１８０に入力されてもよい。第２電流センサ１９２の検出信号は、上位ＥＣＵ１７０ではなく、一般負荷１５０や保護負荷１６０を制御するＥＣＵに入力されてもよい。上記したように各種ＥＣＵはバス配線１７１を介して相互に信号を伝達可能となっている。そのためにどのセンサの検出信号がどのＥＣＵに入力されるのかは特に限定されない。

回転電機１３０が発電している場合、第１電流センサ１９１にて検出される第１電流と第１電圧センサ１９５で検出される第１電圧とを掛け合わせた第１電力は、回転電機１３０の発電によって生じた電力供給量を示す。

第２電流センサ１９２にて検出される第２電流と第１電圧とを掛け合わせた第２電力は、一般負荷１５０と保護負荷１６０それぞれが実際に使用している電力量（使用電力量）を示す。したがってこの使用電力量は、一般負荷１５０と保護負荷１６０それぞれが駆動のために要求している電力量（要求電力量）に応じた性質を有する。

第３電流センサ１９３にて検出される第３電流は、鉛蓄電池１１０を流れる電流に相当する。第２電圧センサ１９６で検出される第２電圧は鉛蓄電池１１０の出力電圧に相当する。この第３電流と第２電圧は鉛蓄電池１１０の要求電力量に関連する物理量である。

第４電流センサ４１にて検出される第４電流はリチウム蓄電池１０を流れる電流に相当する。第３電圧センサ４２で検出される第３電圧はリチウム蓄電池１０の出力電圧に相当する。この第４電流と第３電圧はリチウム蓄電池１０の要求電力量に関連する物理量である。

上記した鉛蓄電池１１０とリチウム蓄電池１０の要求電力量は、換言すれば、各蓄電池の充電要求量に相当する。この蓄電池の充電要求量は、蓄電池の充電状態（ＳＯＣ）に応じて決定される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＳＯＣが低い場合、充電要求が高いことを意味し、要求電力量は大きい。これとは反対にＳＯＣが高い場合、充電要求が低いことを意味し、要求電力量は少ない。蓄電池が充電状態の場合、充電要求（要求電力量）はプラスである。これとは反対に蓄電池が放電状態の場合、充電要求（要求電力量）はマイナスである。

蓄電池は化学反応によって起電圧を生成するが、この起電圧とＳＯＣとには相関関係がある。したがってＳＯＣを算出するためには、起電圧を算出すればよい。蓄電池は化学変化によって起電圧を生成する。しかしながら自身の内部抵抗による電圧降下のために、蓄電池は起電圧そのものを出力しない。蓄電池の起電圧は、その出力電圧から内部抵抗による電圧降下分を減算した値となる。

したがって、鉛蓄電池１１０の起電圧は、第２電圧から、第３電流に鉛蓄電池１１０の内部抵抗を乗算した値を減算した値になる。リチウム蓄電池１０の起電圧は、第３電圧から、第４電流にリチウム蓄電池１０の内部抵抗を乗算した値を減算した値になる。なお蓄電池の内部抵抗は、例えば蓄電池の充電時における電流と電圧を複数検出し、その電流と電圧とによって表されるグラフの傾きから算出することができる。

上位ＥＣＵ１７０は上記した演算を行うことで鉛蓄電池１１０の起電圧を算出する。上位ＥＣＵ１７０は鉛蓄電池１１０の起電圧とＳＯＣの相関関係を記憶している。上位ＥＣＵ１７０は算出した起電圧と上記の相関関係とに基づいて鉛蓄電池１１０のＳＯＣを算出する。換言すれば上位ＥＣＵ１７０は鉛蓄電池１１０の要求電力量を算出する。

次に電池パック１００を説明する。図１に示すように電池パック１００は二重丸で示す外部接続端子を有している。外部接続端子としては、第１外部接続端子１００ａ、第２外部接続端子１００ｂ、第３外部接続端子１００ｃ、および、第４外部接続端子１００ｄがある。

第１外部接続端子１００ａと第２外部接続端子１００ｂそれぞれには、上記した第１ヒューズボックスがボルト止めされる。これにより電池パック１００は鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、一般負荷１５０、および、保護負荷１６０それぞれと第１配線２０１を介して電気的に接続されている。第３外部接続端子１００ｃには、上記した第２ヒューズボックスがボルト止めされる。これにより電池パック１００は回転電機１３０と第２配線２０２を介して電気的に接続されている。第４外部接続端子１００ｄは、電池パック１００を車両のボディにボルト止めするためのものである。この第４外部接続端子１００ｄに挿入されるボルトが、電池パック１００と車両のボディとを接続する機能を果たす。これにより電池パック１００はボディアースされている。

電池パック１００は内部配線として、第１内部配線１１、第２内部配線１２、および、第３内部配線１３を有する。第１内部配線１１は第１外部接続端子１００ａと第３外部接続端子１００ｃとを電気的に接続する。第２内部配線１２は第１内部配線１１と第４外部接続端子１００ｄとを電気的に接続する。第３内部配線１３は第２内部配線１２と第２外部接続端子１００ｂとを電気的に接続する。

図１に示すように電池パック１００は、リチウム蓄電池１０、切り換えスイッチ２０、ＢＭＵ３０、および、第４電流センサ４１と第３電圧センサ４２を有する。また図示しないが電池パック１００は、配線基板とバスバーを有する。この配線基板の有する配線パターンとバスバーとによって上記の第１内部配線１１、第２内部配線１２、および、第３内部配線１３それぞれが構成されている。

切り換えスイッチ２０とＢＭＵ３０は上記の配線基板に搭載されている。これにより電気回路が構成されている。この電気回路に、リチウム蓄電池１０、第４電流センサ４１、および、第３電圧センサ４２それぞれが電気的に接続されている。この電気回路は上記のバスバーを介して、第１外部接続端子１００ａ、第２外部接続端子１００ｂ、第３外部接続端子１００ｃそれぞれと電気的に接続されている。また電気回路は、第４外部接続端子１００ｄに挿入されるボルトを介してボディアースされている。

以上の接続構成により、上記の電気回路は、鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、回転電機１３０、一般負荷１５０、保護負荷１６０、および、車両のボディそれぞれと電気的に接続されている。なお第４電流センサ４１と第３電圧センサ４２の少なくとも一部が電気回路の一部を構成してもよい。

電池パック１００は図示しない筐体を有する。この筐体はアルミダイカストによって生成される。この筐体に上記の配線基板とバスバー、リチウム蓄電池１０、切り換えスイッチ２０、ＢＭＵ３０、および、第４電流センサ４１と第３電圧センサ４２が収納される。筐体はリチウム蓄電池１０や電気回路で生じた熱を放熱する機能も果たす。筐体は車両の座席下方に設けられる。上記の第４外部接続端子１００ｄは筐体に形成された孔に相当する。なお筐体の開口部は、樹脂製のカバーで覆われる。これにより電気回路とリチウム蓄電池１０は防水されている。

上記したように配線基板に切り換えスイッチ２０が搭載される例を示した。しかしながら切り換えスイッチ２０は配線基板に電気的に接続されるだけでよく、直接搭載されなくともよい。この変形例の場合、例えば切り換えスイッチ２０は筐体に搭載される。これにより切り換えスイッチ２０と筐体とが熱的に接続される。切り換えスイッチ２０にて生じた熱は配線基板ではなく筐体に積極的に流れる。これにより切り換えスイッチ２０の放熱が促される。

リチウム蓄電池１０は化学反応によって起電圧を生成する。リチウム蓄電池１０は鉛蓄電池１１０よりもエネルギー密度が高い性質を有する。リチウム蓄電池１０は鉛蓄電池１１０よりも体格が小さく、重量も軽くなっている。リチウム蓄電池１０は複数の直列接続された電池セルを有する。リチウム蓄電池１０は内部接続端子を介して配線基板と電気的に接続されている。リチウム蓄電池１０が第２電源に相当する。

切り換えスイッチ２０は第１スイッチ２１を有する。第１スイッチ２１が充放電スイッチに相当する。図１に示すように第１スイッチ２１とリチウム蓄電池１０は第２内部配線１２において直列接続されている。第１スイッチ２１とリチウム蓄電池１０との間の第１中点Ｍ１に第３内部配線１３が接続されている。これにより保護負荷１６０は第１中点Ｍ１と電気的に接続されている。

以上の接続構成により、第１スイッチ２１が開状態になるとリチウム蓄電池１０と第１内部配線１１との電気的な接続が遮断される。すなわち、リチウム蓄電池１０と、鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、回転電機１３０、および、一般負荷１５０それぞれとの電気的な接続が遮断される。しかしながらリチウム蓄電池１０と保護負荷１６０との電気的な接続は継続される。このように第１スイッチ２１が開状態に制御されるのは、リチウム蓄電池１０の充電を実施しない場合である。

逆に、第１スイッチ２１が閉状態になるとリチウム蓄電池１０と第１内部配線１１とが電気的に接続される。これによりリチウム蓄電池１０と、鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、回転電機１３０、および、一般負荷１５０それぞれとが電気的に接続される。このように第１スイッチ２１が閉状態に制御されるのは、リチウム蓄電池１０の充電を実施する場合である。すなわち、リチウム蓄電池１０の充電要求があり、回転電機１３０が発電状態である場合に、第１スイッチ２１は開状態から閉状態に制御される。本実施形態の場合、第１スイッチ２１が閉状態に制御される条件として、これらの他に、総要求電力量を回転電機１３０の発電によって賄える場合、という条件が加えられる。

電源システム２００の要求する電力量（システム要求電力量）は、一般負荷１５０、保護負荷１６０、リチウム蓄電池１０、および、鉛蓄電池１１０それぞれの要求電力量の総和である。これに対して上記の総要求電力量は、システム要求電力量から鉛蓄電池１１０の要求電力量を除いたものである。すなわち総要求電力量は、一般負荷１５０、保護負荷１６０、および、リチウム蓄電池１０それぞれの要求電力量の総和である。

鉛蓄電池１１０が放電状態の場合、要求電力量はマイナスである。したがってこの場合、総要求電力量はシステム要求電力量よりも、鉛蓄電池１１０の供給電力分だけ高くなる。これとは反対に、鉛蓄電池１１０が充電状態の場合、要求電力量はプラスである。したがってこの場合、総要求電力量はシステム要求電力量よりも、鉛蓄電池１１０の充電電力分だけ低くなる。

上記したようにＢＭＵ３０や上位ＥＣＵ１７０とＭＧＥＣＵ１８０などの制御を司る車載機器は保護負荷１６０に実体的に含まれる。したがってこれら制御を司る車載機器それぞれの要求電力量も、上記のシステム要求電力量や総要求電力量に含まれる。制御を司る車載機器の要求電力量は、規定値として上位ＥＣＵ１７０に記憶されている。

なお、第１スイッチ２１が閉状態に制御される条件としては他に、リチウム蓄電池１０が過充電状態の場合がある。これは、リチウム蓄電池１０の放電を強制的に促すためである。

ＢＭＵ３０は、battery management unitの略である。本実施形態のＢＭＵ３０は上位ＥＣＵ１７０から出力される制御指令に基づいて切り換えスイッチ２０を開閉制御する。これによりＢＭＵ３０はリチウム蓄電池１０の充放電を制御する。ＢＭＵ３０は電池制御部に相当する。ＢＭＵ３０と上位ＥＣＵ１７０とによって電源制御装置が構成されている。

ＢＭＵ３０は第４電流センサ４１と第３電圧センサ４２それぞれと電気的に接続されている。ＢＭＵ３０はこれらセンサの出力に基づいてリチウム蓄電池１０の起電圧を算出する。ＢＭＵ３０はリチウム蓄電池１０の起電圧とＳＯＣの相関関係を記憶している。ＢＭＵ３０は算出した起電圧と記憶している相関関係とから、リチウム蓄電池１０のＳＯＣを算出する。換言すればＢＭＵ３０はリチウム蓄電池１０の要求電力量を算出する。ＢＭＵ３０は算出したリチウム蓄電池１０の要求電力量を上位ＥＣＵ１７０に送信する。

なお、図示しないが電池パック１００はリチウム蓄電池１０の温度を検出する温度センサを有している。ＢＭＵ３０は温度センサと電気的に接続されている。リチウム蓄電池１０の起電圧は温度にも応じて変化する。したがってＢＭＵ３０は起電圧の算出にあたって、この温度センサの検出信号も加味する。

次に、図２と図３に基づいて、リチウム蓄電池１０の充電処理を説明する。ＢＭＵ３０と上位ＥＣＵ１７０とは相互に通信することでリチウム蓄電池１０の充電処理を実行する。図２はＢＭＵ３０の充電処理を説明するためのフローチャートである。図３は上位ＥＣＵ１７０の充電処理を説明するためのフローチャートである。

ＢＭＵ３０は、図２に示すステップＳ１０において、先ずリチウム蓄電池１０のＳＯＣを算出する。そしてＢＭＵ３０はステップＳ２０へと進む。

ステップＳ２０へ進むとＢＭＵ３０は、リチウム蓄電池１０のＳＯＣは充電要求閾値を下回っているか否かを判定する。ＢＭＵ３０は、リチウム蓄電池１０のＳＯＣを判定するための閾値として、小さい値から順に、下限閾値、充電要求閾値、放電要求閾値、および、上限閾値を記憶している。リチウム蓄電池１０の正常な状態での使用範囲は、下限閾値と上限閾値の間である。下限閾値よりもＳＯＣが下回るとリチウム蓄電池１０は過放電の虞がある。上限閾値よりもＳＯＣが上回るとリチウム蓄電池１０は過充電の虞がある。充電要求閾値は、リチウム蓄電池１０のＳＯＣが下限閾値に近いことを判定するための値である。放電要求閾値は、リチウム蓄電池１０のＳＯＣが上限閾値に近いことを判定するための値である。

ＢＭＵ３０は、リチウム蓄電池１０のＳＯＣが充電要求閾値以上の場合、リチウム蓄電池１０は充電しなくともよいと判定し、ステップＳ１０へと戻る。これとは異なり、リチウム蓄電池１０のＳＯＣが充電要求閾値を下回る場合、リチウム蓄電池１０は充電する必要があると判定し、ステップＳ３０へと進む。

ステップＳ３０へ進むとＢＭＵ３０は、リチウム蓄電池１０の充電要求を上位ＥＣＵ１７０に出力する。またＢＭＵ３０はリチウム蓄電池１０のＳＯＣを上位ＥＣＵ１７０に出力する。そしてＢＭＵ３０はステップＳ４０へと進む。

ステップＳ４０へ進むとＢＭＵ３０は、リチウム蓄電池１０の充電要求に対する上位ＥＣＵ１７０の応答信号である、リチウム蓄電池１０の充電指令を受信したか否かを判定する。充電指令を受信するまでＢＭＵ３０はステップＳ４０を繰り返し、待機状態となる。充電指令を受信するとＢＭＵ３０はステップＳ５０へと進む。

ステップＳ５０へ進むとＢＭＵ３０は、切り換えスイッチ２０のオン制御を実施する。すなわちＢＭＵ３０は第１スイッチ２１に制御信号を出力する。これにより第１スイッチ２１は開状態から閉状態になる。この結果、リチウム蓄電池１０と回転電機１３０とが電気的に接続され、リチウム蓄電池１０が充電される。この後にＢＭＵ３０はステップＳ６０へと進む。

ステップＳ６０へ進むとＢＭＵ３０は、リチウム蓄電池１０のＳＯＣは放電要求閾値以上になったか否かを判定する。リチウム蓄電池１０のＳＯＣが放電要求閾値よりも下の場合、リチウム蓄電池１０は充電する必要があると判定し、ステップＳ６０を繰り返す。リチウム蓄電池１０のＳＯＣが放電要求閾値以上になると、リチウム蓄電池１０は放電する必要があると判定し、ステップＳ７０へと進む。

ステップＳ７０へ進むとＢＭＵ３０は、切り換えスイッチ２０のオフ制御を実施する。すなわちＢＭＵ３０は第１スイッチ２１への制御信号の出力を止める。これにより第１スイッチ２１が開状態になる。この結果、リチウム蓄電池１０と回転電機１３０との電気的な接続が遮断される。以上の処理を行い終わると、ＢＭＵ３０はリチウム蓄電池１０の充電処理を終了する。ＢＭＵ３０は再びステップＳ１０に戻り、充電処理を繰り返す。

ＢＭＵ３０は絶えずステップＳ１０、Ｓ２０を実施することで、リチウム蓄電池１０の充電要求を判定する。なおステップＳ１０においてＢＭＵ３０は、リチウム蓄電池１０のＳＯＣと上記した下限閾値、充電要求閾値、放電要求閾値、および、上限閾値それぞれとを比較する。これによりＢＭＵ３０はリチウム蓄電池１０の状態を判定している。この判定結果は上位ＥＣＵ１７０に送信される。

次に、図３に基づいて上位ＥＣＵ１７０のリチウム蓄電池１０の充電処理を説明する。

上位ＥＣＵ１７０は、図３に示すステップＳ１１０において、ＢＭＵ３０のリチウム蓄電池１０の充電要求を受信したか否かを判定する。充電要求を受信するまで上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１１０を繰り返し、待機状態となる。充電要求を受信すると上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１２０へと進む。この充電要求は、図２に示す充電処理のステップＳ３０においてＢＭＵ３０が上位ＥＣＵ１７０に出力したものである。

ステップＳ１２０へ進むと上位ＥＣＵ１７０は、一般負荷１５０と保護負荷１６０の要求電力量を算出する。そして上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１３０へと進む。

この一般負荷１５０と保護負荷１６０の要求電力量の算出は、一般負荷１５０と保護負荷１６０の要求電力量を使用電力量と等しいとみなす場合、第２電流と第１電圧とを掛け合わせることで算出することができる。若しくは、車両制御状態と使用電力量に基づくことで、要求電力量を予測して算出することもできる。さらに言えば、一般負荷１５０と保護負荷１６０それぞれを制御している各種ＥＣＵから、一般負荷１５０と保護負荷１６０それぞれの実際の制御に用いている要求電力量を取得することで、一般負荷１５０と保護負荷１６０の要求電力量を算出することもできる。なお、上位ＥＣＵ１７０自身が一般負荷１５０と保護負荷１６０それぞれの制御を実施する形態の場合、自身の生成している要求電力量を読み出すことになる。

ステップＳ１３０へ進むと上位ＥＣＵ１７０は、受信したリチウム蓄電池１０のＳＯＣと、算出した一般負荷１５０と保護負荷１６０の要求電力量を加算する。また上位ＥＣＵ１７０は、これに、規定値として記憶している制御を司る車載機器の要求電力量を加える。こうすることで上位ＥＣＵ１７０は総要求電力量を算出する。この後に上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１４０へと進む。

ＭＧＥＣＵ１８０から上位ＥＣＵ１７０には絶えず回転電機１３０の発電電力量が伝達されている。そこでステップＳ１４０へ進むと上位ＥＣＵ１７０は、ＭＧＥＣＵ１８０から伝達された回転電機１３０の発電電力量は、ステップＳ１３０で算出した総要求電力量以上か否かを判定する。発電電力量が総要求電力量以上の場合、上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１５０へと進む。これとは異なり発電電力量が総要求電力量よりも低い場合、上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１６０へと進む。

なお、上記したように鉛蓄電池１１０が放電状態の場合、総要求電力量はシステム要求電力量よりも、鉛蓄電池１１０の供給電力分だけ高くなる。したがってステップＳ１４０において、発電電力量が総要求電力量よりも大きいという条件が成立した場合、この際に鉛蓄電池１１０の電力供給が失陥したとしても、発電電力量だけで電源システム２００の要求する電力量をすべて賄えることになる。

ステップＳ１５０へ進むと上位ＥＣＵ１７０は、回転電機１３０は発電状態か否かを判定する。回転電機１３０が発電状態の場合、上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１７０へと進む。これとは異なり回転電機１３０が発電状態ではない場合、上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１８０へと進む。

ステップＳ１７０へ進むと上位ＥＣＵ１７０は、リチウム蓄電池１０の充電指令をＢＭＵ３０に出力する。以上の処理を行い終わると、上位ＥＣＵ１７０はリチウム蓄電池１０の充電処理を終了する。

フローを少し遡り、ステップＳ１５０において回転電機１３０が発電状態ではないと判定してステップＳ１８０へ進んだ場合、上位ＥＣＵ１７０は、ＭＧＥＣＵ１８０に回転電機１３０の発電要求を出力する。そして上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１５０へと戻る。このように上位ＥＣＵ１７０は回転電機１３０が発電状態になるまでステップＳ１５０とステップＳ１８０を繰り返す。

フローを遡り、ステップＳ１４０において発電電力量が総要求電力量以下であると判定してステップＳ１６０へ進んだ場合、上位ＥＣＵ１７０は、一般負荷１５０の要求電力量を制御する。上位ＥＣＵ１７０は、一般負荷１５０の要求電力量の制限度合いを、総要求電力量と発電可能電力量との差分値に基づいて行う。この一般負荷１５０の要求電力量の制限は、具体的には、一般負荷１５０の駆動を制御しているＥＣＵに上位ＥＣＵ１７０が制限要求を出力することで実施される。なお、上位ＥＣＵ１７０が一般負荷１５０の駆動を制御する場合、上位ＥＣＵ１７０が直接一般負荷１５０の要求電力量を制限することになる。

上記したように一般負荷１５０としては、シートヒータ、送風ファン、電動コンプレッサ、ルームライト、および、ヘッドライトなどがある。上位ＥＣＵ１７０は、例えばシートヒータの発熱量の制限、送風ファンの送風量の制限や動作の禁止などを行う。また上位ＥＣＵ１７０は、例えばルームライトやヘッドライトの出力制限を行う。

制限としては、例えば出力レンジが出力の高いほうから５〜１まであったとしたならば、当初の設定が５であったのを、例えば２に設定する。こうすることで使用可能な電力量の上限値を制限することで、要求電力量を制限する方法がある。また単純に、使用する電力量の要求値そのものを下げる方法がある。これら２つの方法を適宜組み合わせて要求電力量を制限することができる。

以上に示すように一般負荷１５０の要求電力量を制限した後に、上位ＥＣＵ１７０はステップＳ１２０に戻る。そして上位ＥＣＵ１７０は再びステップＳ１３０とステップＳ１４０とを実行する。その場合においても発電電力量が総要求電力量よりも低いと判定すると、上位ＥＣＵ１７０は再びステップＳ１６０へと進み、一般負荷１５０の要求電力量をさらに制御する。このように上位ＥＣＵ１７０は発電電力量が総要求電力量よりも大きくなるまで、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０、Ｓ１６０を繰り返す。

上記したように一般負荷１５０には様々な機能を有したものがあり、それらには車両走行への関連度の高低がある。上位ＥＣＵ１７０はその高低に基づいて、要求電力量の制限の優先順序を決定している。具体的に言えば、車両走行への関連度の低い一般負荷１５０の要求電力の制限を優先して実施する。その優先順序の一例としては、優先順位の高いほうから順に、シートヒータ、送風ファン、電動コンプレッサ、ルームライト、ヘッドライトと決定することができる。

要求電力量の制限が、シートヒータの発熱量の制限によって賄える場合、上位ＥＣＵ１７０は他の一般負荷１５０の要求電力量を制限しない。しかしながらシートヒータの発熱量の制限でも要求電力量の制限が賄えない場合、上位ＥＣＵ１７０はシートヒータだけではなく、送風ファンの送風量の制限や動作の禁止、および、電動コンプレッサの動作制限や動作の禁止を実施する。これでも要求電力量の制限が賄えない場合、上位ＥＣＵ１７０はシートヒータ、送風ファン、電動コンプレッサだけではなく、ルームライトの出力制限を実施する。最終的に、これでも補えない場合、上位ＥＣＵ１７０はヘッドライトの出力制限を実施する。

なお、ワイパが一般負荷１５０に含まれる場合、上位ＥＣＵ１７０によってワイパの動作速度の制限が実施される。ワイパの要求電力量の優先順位は、ヘッドライトと同等である。

次に、図４に基づいて上位ＥＣＵ１７０のフェールセーフ処理を説明する。このフェールセーフ処理は、図３に示すリチウム蓄電池１０の充電処理を実施している最中に実行される。

上位ＥＣＵ１７０は、図４に示すステップＳ２１０において、鉛蓄電池１１０からの電力供給が失陥したか否かを判定する。電力供給の失陥を検出しない場合、上位ＥＣＵ１７０はステップＳ２１０を繰り返し、待機状態となる。電力供給の失陥を検出すると上位ＥＣＵ１７０はステップＳ２２０へと進む。

この鉛蓄電池１１０の電力供給の失陥の有無は、例えば、第１電圧センサ１９５と第２電圧センサ１９６にて検出される電圧を比較することで判定することができる。第１電圧センサ１９５にて検出される第１電圧と、第２電圧センサ１９６にて検出される第２電圧とは、配線抵抗や接続抵抗による電圧降下分を除くと、等しくなることが期待される。したがって、第１電圧と第２電圧との差分値の絶対値が、上記の電圧降下分よりも大きい場合、鉛蓄電池１１０からの電力供給が失陥したと判定することができる。また、より単純に、第３電流センサ１９３にて検出される第３電流がゼロになったか否かに基づいて、鉛蓄電池１１０の電力供給の失陥を判定することもできる。

上記したように鉛蓄電池１１０のＰｂ端子１１１は、第１配線２０１を構成する複数のワイヤハーネスの１つの一端とボルトによって機械的および電気的に接続されている。このボルト止めは、車両の振動によってゆるむ虞がある。これにより鉛蓄電池１１０と第１配線２０１との電気的な接続が切れ、電力供給が失陥する虞がある。またこのボルトの締め具合は、車両のユーザーによって調整することが可能である。そのため、車両のユーザーによるボルト締めがゆるい場合、やはり鉛蓄電池１１０と第１配線２０１との電気的な接続が切れ、電力供給が失陥する虞がある。このような事態が想定されるので、上記のように上位ＥＣＵ１７０は鉛蓄電池１１０の電力供給の失陥を判定している。

ステップＳ２２０へ進むと上位ＥＣＵ１７０は、回転電機１３０からの供給電力の増大要求をＭＧＥＣＵ１８０に出力する。そして上位ＥＣＵ１７０はステップＳ２３０へと進む。

上記したように回転電機１３０にはレギュレータが接続されている。このレギュレータは、回転電機１３０と電池パック１００との間の電圧値がＭＧＥＣＵ１８０から出力された要求電圧の値と等しくなるように、発電電圧の電池パック１００への供給をフィードバック制御している。鉛蓄電池１１０の電力供給が失陥すると、回転電機１３０と電池パック１００との間の電圧値が低下する。したがってレギュレータは、上位ＥＣＵ１７０の供給電力要求に基づく、ＭＧＥＣＵ１８０からの供給電力の増大指令を受け取る前に、電圧変動が収まるように、発電電圧の電池パック１００への供給を実施する。

以上に示したように、回転電機１３０にレギュレータが接続されている場合、上位ＥＣＵ１７０はこのステップＳ２２０を実施しなくともよい。ただし、ステップＳ２２０を実施することで、電圧の安定性に対しての冗長性を持たせることができる。

ステップＳ２３０へ進むと上位ＥＣＵ１７０は、失陥処理を実施する。そしてフェールセーフ処理を終了する。

この失陥処理は、具体的に言えば以下の処理である。インストルメントパネルに設けられた異常ランプの点灯による車両ユーザーへの通知、一般負荷１５０の要求電力量の制限である。また、車両の停止を確認した場合に、車両の走行レンジをパーキングレンジに固定、第１スイッチ２１を開状態に固定することによる保護負荷１６０への供給電力の確保である。さらには、アイドルストップの禁止である。なお、一般負荷１５０の要求電力量の制限は、エンジン１４０の駆動を実施できる程度である。

次に、図５に基づいて、参考例として、Ｐｂ端子１１１の接続不良による電源システム２００のダウンを説明する。この参考例では、本実施形態の電源システム２００とは異なり、一般負荷１５０の要求電力量の制限を実施しない。なお、回転電機１３０の発電量には、電力量の差を明示するために、実際に発電している発電電力量を実線、発電することの可能な発電可能電力量を二点鎖線、システム要求電力量を一点鎖線で重ねて図示している。

時間ｔ１において、リチウム蓄電池１０のＳＯＣは放電要求閾値と充電要求閾値の間にある。そのためにＢＭＵ３０は充電要求を上位ＥＣＵ１７０に出力していない。

リチウム蓄電池１０は放電している。鉛蓄電池１１０も放電している。したがってリチウム蓄電池１０と鉛蓄電池１１０それぞれの要求電力量はマイナスになっている。図５では鉛蓄電池１１０の放電状態をマイナスで示している。

回転電機１３０は発電状態である。そしてその発電電力量は発電可能電力量に等しくなっている。システム要求電力量は発電電力量よりも大きくなっている。このシステム要求電力量と発電電力量との電力量の差は、鉛蓄電池１１０とリチウム蓄電池１０それぞれからの供給電力量によって補われている。

第１スイッチ２１は開状態になっている。そのためにリチウム蓄電池１０は保護負荷１６０だけと接続されている。保護負荷１６０の供給電圧は一定である。またその供給電圧はリセット電圧を上回っている。そのために保護負荷１６０はオン状態になっている。ＢＭＵ３０も同じくオン状態である。電池パック１００は動作状態である。保護負荷１６０には、鉛蓄電池１１０、リチウム蓄電池１０、および、回転電機１３０それぞれから電力供給されている。

時間ｔ１から時間が経過すると、保護負荷１６０への電力供給のためにリチウム蓄電池１０のＳＯＣが低減する。

時間ｔ２に至ると、リチウム蓄電池１０のＳＯＣは充電要求閾値を下回る。これを検出するとＢＭＵ３０は充電要求を上位ＥＣＵ１７０に出力する。

充電要求を受け取ると上位ＥＣＵ１７０は、充電指令をＢＭＵ３０に出力する。この上位ＥＣＵ１７０の充電要求の受け取りから充電指令の出力までには、応答遅れがある。この応答遅れは、図５における時間ｔ２と時間ｔ３の間の時間に相当する。

時間ｔ３に至ると、ＢＭＵ３０は充電指令を受け取る。充電指令にしたがい、ＢＭＵ３０は第１スイッチ２１を閉状態に制御する。第１スイッチ２１が開状態から閉状態に変化するには、遷移時間が必要である。しかしながら図５ではその遷移時間を省略している。

第１スイッチ２１が閉状態になると、リチウム蓄電池１０は回転電機１３０と電気的に接続される。これにより回転電機１３０はリチウム蓄電池１０へも電力供給を実施する。このリチウム蓄電池１０への電力供給のために、保護負荷１６０への供給電圧は少し下がる。

上記したように回転電機１３０にはレギュレータが接続され、出力電圧を一定とするようにフィードバック制御している。しかしながら、そもそも回転電機１３０の発電電力量は発電可能電力と等しくなっている。そのため、上記したように保護負荷１６０の供給電圧が少し下がったとしても、レギュレータのフィードバック制御によって、保護負荷１６０の供給電圧をもとの電圧レベルに保てなくなっている。

回転電機１３０からの電力供給によってリチウム蓄電池１０のＳＯＣは徐々に上昇する。そして遂にはリチウム蓄電池１０のＳＯＣは充電要求閾値を上回る。しかしながらリチウム蓄電池１０のＳＯＣが放電要求閾値を上回る手前の時間ｔ４においてＰｂ端子１１１の電気的な接続が切れる。すると、鉛蓄電池１１０からの電力供給が途絶えるため、保護負荷１６０への供給電圧がさらに低下する。

時間ｔ５に至ると、保護負荷１６０への供給電圧がリセット電圧を下回る。これにより保護負荷１６０はオフ状態になる。これに伴ってＢＭＵ３０もオフ状態になり、第１スイッチ２１も開状態になる。充電要求出力は途切れ、電池パック１００もオフ状態になる。そして電源システム２００もオフ状態になり、回転電機１３０による発電も止まる。以上に示したように、Ｐｂ端子１１１の電気的な接続が切れると、電源システム２００がダウンする虞がある。

次に、図６に基づいて本実施形態に係る電源システム２００の充電処理を説明する。なお図６では、図５と同様にして、鉛蓄電池１１０は放電状態である。したがって、この鉛蓄電池１１０の放電（電力供給）がなくなった場合、その分だけシステム要求電力量は増大することになる。

図６に示す時間ｔ１１における電源システム２００の状態は、図５に示す時間ｔ１における電源システム２００の状態と同一である。また、図６に示す時間ｔ１１から時間ｔ１２までの電源システム２００の振る舞いは、図５に示す時間ｔ１から時間ｔ２までの電源システム２００の振る舞いと同一である。そのためにこれらの説明を省略する。

時間ｔ１２において、リチウム蓄電池１０のＳＯＣは充電要求閾値を下回る。これを検出するとＢＭＵ３０は充電要求を上位ＥＣＵ１７０に出力する。

充電要求を受け取ると上位ＥＣＵ１７０は、総要求電力量を算出し、それと発電電力量とを比較する。図６に示すように発電電力量はシステム要求電力量を下回っている。したがって、当然ながら発電電力量は総要求電力量も下回っている。そのために上位ＥＣＵ１７０は一般負荷１５０の要求電力量を制限し始める。これによりシステム要求電力量（総要求電力量）は徐々に減り始める。またそれに応じて、電力消費量と電力供給量とが釣り合うように、回転電機１３０の発電量、および、鉛蓄電池１１０の放電量それぞれも徐々に下がる。

時間ｔ１３に至ると、システム要求電力量は発電可能電力量と等しくなる。しかしながらこのシステム要求電力量は、総要求電力量よりも、鉛蓄電池１１０の電力供給分だけ小さい。したがってこの時の要求電力量の制限だけでは、鉛蓄電池１１０の電力供給が途絶えた場合、回転電機１３０の発電電力量だけでは総要求電力量を賄うことができなくなる。そのために上位ＥＣＵ１７０は、鉛蓄電池１１０の電力供給分だけ、さらにシステム要求電力量を低減する。

時間ｔ１４に至ると、システム要求電力量は、時間ｔ１３の時のシステム要求電力量よりも、鉛蓄電池１１０の電力供給分だけ下がる。これにより、鉛蓄電池１１０の電力供給量が途絶えた場合のシステム要求電力量と、発電可能電力量とが等しくなる。換言すれば、総要求電力量と発電可能電力量とが等しくなる。この時に上位ＥＣＵ１７０は充電指令をＢＭＵ３０に出力する。

充電指令を受け取るとＢＭＵ３０は、第１スイッチ２１を閉状態に制御する。第１スイッチ２１が閉状態になると、リチウム蓄電池１０は回転電機１３０と電気的に接続される。これにより回転電機１３０はリチウム蓄電池１０へも電力供給を実施する。この際に、上記のシステム要求電力量の制限に伴う、回転電機１３０の発電電力量の低減のために、発電電力量は発電可能電力量よりも低くなっている。したがって、リチウム蓄電池１０への電力供給による電力消費量が増大したとしても、回転電機１３０の発電量も増大することが可能となっている。図６に示すように、リチウム蓄電池１０への電力供給による電力消費量の増大に伴って、回転電機１３０の発電電力量も増大する。これにより、保護負荷１６０への供給電圧は一定に保たれている。

上記したように回転電機１３０の発電電力量は増大するが、その増大した発電電力量は、発電可能電力量に対して余力がある。この余力は、鉛蓄電池１１０の電力供給量分に相当する。図６においてその余力を記号Ｐで表している。したがってこの際にＰｂ端子１１１の電気的な接続が切れて、鉛蓄電池１１０からの電力供給が途絶えたとしても、その分を回転電機１３０の発電によって補うことが可能となっている。

時間ｔ１４以降、回転電機１３０からの電力供給によってリチウム蓄電池１０のＳＯＣは徐々に上昇する。時間ｔ１５に至ると、リチウム蓄電池１０のＳＯＣは放電要求閾値を上回る。これを検出するとＢＭＵ３０は、上位ＥＣＵ１７０への充電要求出力を停止し、第１スイッチ２１を開状態に制御する。そして上位ＥＣＵ１７０は充電要求出力が停止されたことを検知すると、一般負荷１５０の要求電力量の制限を解除する。これによりシステム要求電力量が徐々に増大する。それに伴って、回転電機１３０の発電電力量と鉛蓄電池１１０の放電量も徐々に増大する。なお、上位ＥＣＵ１７０の充電要求出力の停止の検出から一般負荷１５０の要求電力量の制限の解除の実施までには、応答遅れがある。しかしながら図６ではこの応答遅れの図示を省略している。

次に図７に基づいて、リチウム蓄電池１０の充電を実施している際に、Ｐｂ端子１１１の電気的な接続が切れた場合の保護負荷１６０の供給電圧の振る舞いを説明する。なおこの図７に示す電源システム２００の上位ＥＣＵ１７０は図４に示すステップＳ２２０を実施しない。また回転電機１３０に接続されたレギュレータによる出力電圧のフィードバック制御による出力電圧の一定制御についても実施されない。説明を簡便とするために、これらの実施を省略している。これらについては、後で、図８および図９に基づいて個別に説明する。

図７に示す時間ｔ１１から時間ｔ１４までの電源システム２００の振る舞いは、図６に示す時間ｔ１１から時間ｔ１４までの電源システム２００の振る舞いと同一である。そのためにこれらの説明を省略する。

時間ｔ１６においてＰｂ端子１１１の電気的な接続が切れる。すると、鉛蓄電池１１０からの電力供給が途絶えるため、保護負荷１６０への供給電圧が低下する。

しかしながら保護負荷１６０の供給電圧の低下は、時間ｔ１７において停止する。この際の供給電圧は、リセット閾値よりも大きくなっている。これは、一般負荷１５０の要求電力量の制限のために、鉛蓄電池１１０の電力供給が失陥したとしても、回転電機１３０からの電力供給によって、システム要求電力量（総要求電力量）を補えるためである。

時間ｔ１８に至ると、リチウム蓄電池１０のＳＯＣは放電要求閾値を上回る。これを検出するとＢＭＵ３０は、上位ＥＣＵ１７０への充電要求出力を停止し、第１スイッチ２１を開状態に制御する。鉛蓄電池１１０の電力供給の失陥を検出しているため、充電要求出力が停止されたことを検知しても、上位ＥＣＵ１７０は一般負荷１５０の要求電力量の制限を継続する。

なお、図４に基づいて上位ＥＣＵ１７０のフェールセーフ処理を説明したが、そこでは、鉛蓄電池１１０からの電力供給が失陥したと判定すると、第１スイッチ２１の開状態の固定を例示した。このフェールセーフ処理が実行される場合、図７の時間ｔ１６において第１スイッチ２１は開状態に固定されることになる。しかしながら、図７に示すように、リチウム蓄電池１０のＳＯＣが放電要求閾値を超えた後に、第１スイッチ２１を開状態に固定してもよい。これによれば、リチウム蓄電池１０の充電が不十分のために、リチウム蓄電池１０から保護負荷１６０への供給電力が不足することが抑制される。

次に、図８に基づいて、レギュレータのフィードバック制御による保護負荷１６０への供給電圧の回復を説明する。

図８に示す時間ｔ１１から時間ｔ１６までの電源システム２００の振る舞いは、図７に示す時間ｔ１１から時間ｔ１６までの電源システム２００の振る舞いと同一である。そのためにこれらの説明を省略する。

時間ｔ１６においてＰｂ端子１１１の電気的な接続が切れる。すると、鉛蓄電池１１０からの電力供給が途絶えるため、保護負荷１６０への供給電圧が低下する。この際に、回転電機１３０と電池パック１００との間の電圧も低下する。するとレギュレータはこの電圧がもとの電圧レベルに回復するように、回転電機１３０の発電電圧の電池パック１００への供給を制御する。この結果、図８に示すように、保護負荷１６０への供給電圧はもとの電圧レベルに回復する。このレギュレータによる供給電圧の電圧レベルの回復は、レギュレータのフィードバック制御のために、上位ＥＣＵ１７０のフェールセーフ処理よりも応答が速い。

次に、図９に基づいて、上位ＥＣＵ１７０のフェールセーフ処理による保護負荷１６０への供給電圧の回復を説明する。

図９に示す時間ｔ１１から時間ｔ１６までの電源システム２００の振る舞いは、図７に示す時間ｔ１１から時間ｔ１６までの電源システム２００の振る舞いと同一である。そのためにこれらの説明を省略する。

時間ｔ１６においてＰｂ端子１１１の電気的な接続が切れる。すると、鉛蓄電池１１０からの電力供給が途絶えるため、保護負荷１６０への供給電圧が低下する。これを検知すると上位ＥＣＵ１７０は、回転電機１３０からの供給電力の増大要求をＭＧＥＣＵ１８０に出力する。この結果、図９に示すように、保護負荷１６０への供給電圧はもとの電圧レベルに回復する。この上位ＥＣＵ１７０からＭＧＥＣＵ１８０への供給電力の増大要求による供給電圧の電圧レベルの回復は、応答のために遅延がある。しかしながら、図７に基づいて説明したように、システム要求電力量の制限のために、鉛蓄電池１１０の電力供給が失陥したとしても、回転電機１３０からの電力供給によってシステム要求電力量（総要求電力量）を補えるようにしている。そのために供給電圧の電圧レベルの回復に遅れが生じたとしても、供給電圧がリセット閾値を下回ることが抑制されている。

次に、本実施形態に係る電池パック１００、および、それを含む電源システム２００の作用効果を説明する。

充電処理で説明したように、回転電機１３０が発電状態であり、リチウム蓄電池１０が充電要求状態であり、回転電機１３０の発電電力量が総要求電力量以上の場合、電源システム２００は第１スイッチ２１を閉状態にする。これによれば、例え鉛蓄電池１１０との電気的な接続が切れ、鉛蓄電池１１０からの電力供給が途絶えたとしても、回転電機１３０から保護負荷１６０への供給電力量がリセット閾値を下回ることが抑制される。この結果、保護負荷１６０がオフ状態になることが抑制される。

さらに言えば、鉛蓄電池１１０は、正極、負極、溶液を有する。この正極と負極は長年の使用により粒界腐食が進む。この粒界腐食が進むと電極が割れ、正極と負極の接触によりショートする虞がある。このように粒界腐食による鉛蓄電池１１０のショートによって、鉛蓄電池１１０からの電力供給が途絶える虞もある。しかしながら、このような鉛蓄電池１１０のショートがリチウム蓄電池１０の充電時に起きたとしても、上記の充電処理により、回転電機１３０から保護負荷１６０への供給電力量がリセット閾値を下回ることが抑制される。この結果、保護負荷１６０がオフ状態になることが抑制される。

また、リチウム蓄電池１０の充電が充電要求閾値を上回る程度に実施され易くなる。そのため、回転電機１３０の発電が終了した後において、リチウム蓄電池１０から保護負荷１６０への供給電力量がリセット閾値を下回ることが抑制される。これによっても保護負荷１６０がオフ状態になることが抑制される。

一般負荷１５０の要求電力量を低下させることで、総要求電力量を低下させている。

これによれば、例えリチウム蓄電池１０の充電実施の始めにおいて回転電機１３０の発電力量が総要求電力量よりも低かったとしても、総要求電力量を回転電機１３０の発電力量に近づいて下回るように低下させることができる。これにより、鉛蓄電池１１０からの電力供給の途絶によって保護負荷１６０がオフ状態になることが抑制される。

第１スイッチ２１を閉状態にして回転電機１３０とリチウム蓄電池１０とを電気的に接続している際に、鉛蓄電池１１０からの電力供給が途絶えたことを検出すると、上位ＥＣＵ１７０は回転電機１３０による発電電力量の増大要求をＭＧＥＣＵ１８０に出力する。

これによれば、鉛蓄電池１１０から保護負荷１６０への電力供給が途絶えたとしても、保護負荷１６０への供給電力量が低下することが抑制される。これにより、保護負荷１６０への供給電力量がリセット閾値を下回ることがより効果的に抑制される。この結果、保護負荷１６０がオフ状態になることがより効果的に抑制される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

（第１の変形例）
第１実施形態では切り換えスイッチ２０が第１スイッチ２１を有する例を示した。しかしながら図１０および図１１に示すように切り換えスイッチ２０は第１スイッチ２１の他に第２スイッチ２２を有してもよい。第２スイッチ２２は給電スイッチに相当する。

図１０に示す変形例では、第２内部配線１２において、第１内部配線１１との接続端から第４外部接続端子１００ｄとの接続端へと向かって、第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、および、リチウム蓄電池１０が順次直列接続されている。第１スイッチ２１と第２スイッチ２２との間の第２中点Ｍ２に第３内部配線１３が接続されている。これにより保護負荷１６０は第２中点Ｍ２と電気的に接続されている。

これによれば、第１スイッチ２１を開状態、第２スイッチ２２を閉状態に制御することで、回転電機１３０とリチウム蓄電池１０との電気的な接続を遮断しつつ、リチウム蓄電池１０から保護負荷１６０への電力供給を行うことができる。これにより、リチウム蓄電池１０は回転電機１３０の動作状態に影響されずに、保護負荷１６０へ電力供給を行うことができる。

また、第１スイッチ２１を閉状態、第２スイッチ２２を開状態に制御することで、回転電機１３０から保護負荷１６０への電力供給を継続しつつ、回転電機１３０からリチウム蓄電池１０への給電を停止することができる。換言すれば、回転電機１３０から保護負荷１６０への電力供給を継続しつつ、リチウム蓄電池１０が過充電となることを抑制することができる。

図１１に示す変形例では、第３内部配線１３に第２スイッチ２２が設けられている。これによれば、第１スイッチ２１を開状態、第２スイッチ２２を閉状態に制御することで、回転電機１３０とリチウム蓄電池１０との電気的な接続を遮断しつつ、リチウム蓄電池１０から保護負荷１６０への電力供給を行うことができる。これにより、リチウム蓄電池１０は回転電機１３０の動作状態に影響されずに、保護負荷１６０へ電力供給を行うことができる。

（第２の変形例）
第１実施形態では切り換えスイッチ２０が第１スイッチ２１を１つ有する例を示した。しかしながら切り換えスイッチ２０は第１スイッチ２１を複数有してもよい。図１２に示す変形例では、切り換えスイッチ２０は２つの並列接続された第１スイッチ２１を有する。第１内部配線１１と第３内部配線１３とが第４内部配線１４を介して電気的に接続されている。この第４内部配線１４に新たな第１スイッチ２１が設けられている。

これによれば、複数の第１スイッチ２１のうちの一部に不具合が生じたとしても、リチウム蓄電池１０と回転電機１３０との電気的な接続を制御することができる。

（第３の変形例）
第１実施形態では一般負荷１５０と保護負荷１６０それぞれが鉛蓄電池１１０と電気的に直接接続される例を示した。しかしながら図１３に示すように、一般負荷１５０と保護負荷１６０それぞれが、制限スイッチ１５１を介すことで、鉛蓄電池１１０と電気的に間接接続される構成を採用することもできる。これによれば、制限スイッチ１５１を開状態とすることで、一般負荷１５０への電力供給を止めることができる。そのため、制限スイッチ１５１を開閉制御することで、一般負荷１５０の要求電力量を制御することができる。ひいては、総要求電力量を制御することができる。この制限スイッチ１５１は電源システム２００に含まれ、上位ＥＣＵ１７０に開閉制御される。

なお、制限スイッチ１５１は、一般負荷１５０と保護負荷１６０それぞれに共通して設けなくともよい。制限スイッチ１５１は一般負荷１５０だけに対して設けてもよい。

（第４の変形例）
第３の変形例とは異なり、複数の一般負荷１５０のうちの少なくとも１つに制限スイッチ１５１が設けられる構成を採用することもできる。図１４に示す変形例では、２つの一般負荷１５０のうちの１つは鉛蓄電池１１０と電気的に直接接続されている。残りの１つの一般負荷１５０は、制限スイッチ１５１を介すことで、鉛蓄電池１１０と電気的に間接接続されている。これによれば、鉛蓄電池１１０と電気的に直接接続されている一般負荷１５０の動作制限を徐々に実施することで、総要求電力量を徐々に低下することができる。制限スイッチ１５１を開状態にすることで、鉛蓄電池１１０と電気的に間接接続されている一般負荷１５０の動作を禁止して、総要求電力量を一気に低下することができる。

このように鉛蓄電池１１０と電気的に直接接続される一般負荷１５０としては、車両走行への関連度が比較的高く、動作の急激な変化を回避すべきものを採用することができる。例えば、ルームライト、ヘッドライト、および、ワイパなどを採用することができる。鉛蓄電池１１０と電気的に間接接続される一般負荷１５０としては、車両走行への関連度が比較的低く、動作の急激な変化が是認することができるものを採用することができる。例えば、シートヒータ、送風ファン、および、電動コンプレッサなどを採用することができる。これによれば、複数の一般負荷１５０それぞれの特性に合わせて、総要求電力量の低下速度を制御することができる。

（第５の変形例）
第１実施形態では電源システム２００が鉛蓄電池１１０、一般負荷１５０、保護負荷１６０それぞれを電気的に接続する第１配線２０１と、回転電機１３０と電気的に接続された第２配線２０２とをそれぞれ独立して有する例を示した。しかしながら電源システム２００は第２配線２０２の機能を兼ね備えた第１配線２０１を有してもよい。すなわち第１配線２０１に回転電機１３０が接続された構成を採用することもできる。

この場合、図１５および図１６に示すように電池パック１００は第３外部接続端子１００ｃを有さなくなる。そして第１内部配線１１は第１外部接続端子１００ａと第４外部接続端子１００ｄとを電気的に接続する。この第１内部配線１１に第１スイッチ２１とリチウム蓄電池１０が設けられる。そしてこれらの間の第１中点Ｍ１に第３内部配線１３の一端が接続される。第３内部配線１３の他端は第２外部接続端子１００ｂに接続される。

図１５に示す変形例の場合、回転電機１３０は第１配線２０１におけるスタータモータ１２０と鉛蓄電池１１０との間に接続されている。

図１６に示す変形例の場合、回転電機１３０は保護負荷１６０と電池パック１００の第２外部接続端子１００ｂとの間に第３中点Ｍ３に接続されている。この第３中点Ｍ３が第２中点に相当する。

この図１６に示す変形例の場合、第１スイッチ２１を閉状態にすることで、回転電機１３０で生成された発電電力を一般負荷１５０に供給せずに、保護負荷１６０とリチウム蓄電池１０それぞれに供給することができる。そのため、リチウム蓄電池１０の充電量が減っていたとしても、リチウム蓄電池１０の充電を素早く行うことができる。

（第６の変形例）
第１実施形態では切り換えスイッチ２０は、上位ＥＣＵ１７０の制御指令に基づいてＢＭＵ３０が制御信号を出力することで、開閉制御される例を示した。しかしながらこれとは異なり、上位ＥＣＵ１７０が直接切り換えスイッチ２０に制御信号を出力することで、切り換えスイッチ２０を開閉制御してもよい。

図２および図３に示すようにＢＭＵ３０と上位ＥＣＵ１７０とが協調制御することで、リチウム蓄電池１０の充電処理を実施する例を示した。しかしながら上位ＥＣＵ１７０がリチウム蓄電池１０の充電処理に必要な情報をＢＭＵ３０から取得することで、上位ＥＣＵ１７０単体でリチウム蓄電池１０の充電処理を実施してもよい。

（第７の変形例）
第１実施形態では車両走行への関連度の低い一般負荷１５０の要求電力量の制限を優先して実施する例を示した。しかしながら、要求電力量を制限する方法は、他にも様々にある。例えば、複数の一般負荷１５０の要求電力量を一律に下げる。車両走行への関連度の高い一般負荷１５０よりも関連度の低い一般負荷１５０の要求電力量の減り幅を大きくする。これら各種方式を採用することができる。なおもちろんではあるが、これら各種方式を適宜組み合わせて一般負荷１５０の要求電力量を制限してもよい。

（第８の変形例）
本実施形態では電源システム２００を搭載する車両がアイドルストップ機能を有する例を示した。しかしながら電源システム２００を搭載する車両としては上記例に限定されない。車両としては、エンジン自動車、ハイブリッド自動車、電気自動車、いずれも採用することができる。

（第９の変形例）
回転電機１３０はベルトなどを介してエンジン１４０と連結された構成を示した。すなわち回転電機１３０はオルタネータやＩＳＧである構成を例示した。しかしながら回転電機１３０としては上記例に限定されない。回転電機１３０は動力分配機構を介してエンジン１４０と連結された構成を採用することもできる。回転電機１３０としてはモータジェネレータを採用することもできる。回転電機１３０としては、エンジン１４０の回転エネルギー、および、車両の車輪の回転エネルギーの少なくとも一方によって発電する機能を有するものであれば、特に限定されない。

（第１０の変形例）
電池パック１００は、第４電流センサ４１、第３電圧センサ４２．および、温度センサを有する例を示した。しかしながら電池パック１００は他のセンサを有してもよい。

例えば電池パック１００は、自身の水没を検出するための水没センサを有してもよい。この水没センサは対向電極によって構成されるコンデンサを有する。対向電極間に水があると、コンデンサの誘電率（静電容量）が変化する。ＢＭＵ３０はこの水没センサの静電容量の変化が所定時間継続されるか否かに基づいて、電池パック１００の水没を検出する。なお水没センサは配線基板よりも筐体の底部側に設けられる。

（第１１の変形例）
本実施形態では切り換えスイッチ２０が特に何で構成されるのかを規定しなかった。しかしながら切り換えスイッチ２０としては半導体スイッチを採用することができる。ただし、閉から開、開から閉へのスイッチの状態切換の速さが、停車からエンジン駆動への切り換えなどの車両状態の切り換えなどに対応できるのであれば、切り換えスイッチ２０としては例えばメカニカルリレーを採用することもできる。

切り換えスイッチ２０として半導体スイッチを採用する場合、具体的には、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴを採用することができる。

切り換えスイッチ２０としてＭＯＳＦＥＴを採用する場合、具体的には、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴやＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴを採用することができる。

切り換えスイッチ２０は複数のＭＯＳＦＥＴによって構成されてもよい。例えば第１スイッチ２１は、２つのＭＯＳＦＥＴが直列接続されてなる開閉部を少なくとも１つ有する構成を採用することもできる。この開閉部を構成する２つのＭＯＳＦＥＴのゲート電極は電気的に独立している。若しくは、２つのＭＯＳＦＥＴのゲート電極は同電位となっている。２つのＭＯＳＦＥＴはソース電極同士が連結されている。２つのＭＯＳＦＥＴの有する寄生ダイオードは、互いにアノード電極同士が連結されている。若しくは、２つのＭＯＳＦＥＴはドレイン電極同士が連結されている。２つのＭＯＳＦＥＴの有する寄生ダイオードは、カソード電極同士が連結されている。

第１スイッチ２１は、並列接続された複数の開閉部によって構成されてもよい。この開閉部の個数は、第１スイッチ２１を流れる電流の大きさに応じて適宜設計変更することができる。

複数の開閉部が並列接続された構成を採用する場合、開閉部を構成する２つのＭＯＳＦＥＴのソース電極同士が連結されている構成においては、複数の開閉部それぞれのソース電極が互いに電気的に接続された構成を採用することもできる。若しくは、複数の開閉部それぞれのソース電極同士が互いに電気的に接続されていない構成を採用することもできる。さらに言えば、複数の開閉部の一部のソース電極同士が互いに電気的に接続された構成を採用することもできる。開閉部を構成する２つのＭＯＳＦＥＴのドレイン電極同士が連結されている構成においても同様である。

なお、上記したように切り換えスイッチ２０としてＩＧＢＴを採用する場合、２つのＩＧＢＴによって開閉部を構成することもできる。ただしこの場合、２つのＩＧＢＴにダイオードを並列接続させるとよい。この２つのダイオードのカソード電極同士、若しくは、アノード電極同士は互いに接続される。

なお、この変形例では、第１実施形態に記載の切り換えスイッチ２０の第１スイッチ２１の具体的な構成について記載した。しかしながら、この具体的な構成については、他の変形例に記載の第２スイッチ２２や制限スイッチ１５１にも当然適用することができる。

１０…リチウム蓄電池
２１…第１スイッチ
３０…ＢＭＵ
１００…電池パック
１１０…鉛蓄電池
１３０…回転電機
１５０…一般負荷
１６０…保護負荷
１７０…上位ＥＣＵ
２００…電源システム

Claims (17)

1. 第１電源（１１０）と、
   発電機（１３０）と、
   前記第１電源、および、前記発電機それぞれと電気的に接続された第１電気負荷（１５０）と、
   前記発電機と電気的に接続され、供給電力量がリセット閾値を下回るとオフ状態になる第２電気負荷（１６０）と、
   前記第２電気負荷と前記発電機それぞれと電気的に接続された第２電源（１０）と、
   前記第２電源と前記発電機との間に設けられた充放電スイッチ（２１）と、を備える電源システム（２００）に設けられる電源制御装置であって、
   前記第２電源の充電量が充電要求閾値を下回り、前記発電機が電力を生成する発電状態であり、なおかつ、前記発電機の発電によって生成される発電電力量が前記第２電源、前記第１電気負荷、および、前記第２電気負荷それぞれの要求電力量の総和である総要求電力量以上の場合、前記充放電スイッチを閉状態にして前記発電機と前記第２電源とを電気的に接続する電源制御装置。
2. 前記第２電源の充電量が前記充電要求閾値を下回り、前記発電機が前記発電状態であり、なおかつ、前記発電機の前記発電電力量が前記総要求電力量を下回る場合、前記第１電気負荷の要求電力量を低下させることで、前記総要求電力量を低下させる請求項１に記載の電源制御装置。
3. 前記第２電気負荷は前記発電機だけではなく前記第１電源とも電気的に接続されており、
   前記充放電スイッチを閉状態にして前記発電機と前記第２電源とを電気的に接続している際に、前記第１電源の電力供給が途絶えたことを検出すると、前記発電機による発電電力量の増大要求を、前記発電機の駆動を制御する発電制御部（１８０）に出力する請求項１または請求項２に記載の電源制御装置。
4. 第１電源（１１０）と、
   発電機（１３０）と、
   前記第１電源、および、前記発電機それぞれと電気的に接続された第１電気負荷（１５０）と、
   前記発電機と電気的に接続され、供給電力量がリセット閾値を下回るとオフ状態になる第２電気負荷（１６０）と、を備える電源システム（２００）に設けられる電池パックであって、
   前記第２電気負荷と前記発電機それぞれと電気的に接続された第２電源（１０）と、
   前記第２電源と前記発電機との間に設けられた充放電スイッチ（２１）と、
   前記充放電スイッチを開閉制御する電池制御部（３０）と、を有し、
   前記電池制御部は、前記第２電源の充電量が充電要求閾値を下回り、前記発電機が電力を生成する発電状態であり、なおかつ、前記発電機の発電によって生成される発電電力量が前記第２電源、前記第１電気負荷、および、前記第２電気負荷それぞれの要求電力量の総和である総要求電力量以上の場合、前記充放電スイッチを閉状態にして前記発電機と前記第２電源とを電気的に接続する電池パック。
5. 前記第２電源と前記第２電気負荷との間に設けられた給電スイッチ（２２）を有し、
   前記電池制御部は前記充放電スイッチだけではなく前記給電スイッチも開閉制御しており、
   前記電池制御部は前記給電スイッチを開閉制御することで前記第２電源と前記第２電気負荷との電気的な接続を制御する請求項４に記載の電池パック。
6. 前記充放電スイッチと前記給電スイッチとは直列接続されており、
   前記第２電源は前記充放電スイッチと前記給電スイッチそれぞれを介して前記発電機と電気的に接続され、
   前記第２電気負荷は前記充放電スイッチと前記給電スイッチとの間の中点と電気的に接続され、前記充放電スイッチを介して前記発電機と電気的に接続されている請求項５に記載の電池パック。
7. 前記充放電スイッチを複数有し、
   複数の前記充放電スイッチは並列接続されている請求項４〜６のいずれか１項に記載の電池パック。
8. 前記電源システムは上位制御部（１７０）を有し、前記電池制御部と前記上位制御部とによって電源制御装置（３０，１７０）を構成しており、
   前記電池制御部は、前記上位制御部の制御指令に基づいて動作する請求項４〜７いずれか１項に記載の電池パック。
9. 第１電源（１１０）と、
   発電機（１３０）と、
   前記第１電源、および、前記発電機それぞれと電気的に接続された第１電気負荷（１５０）と、
   前記発電機と電気的に接続され、供給電力量がリセット閾値を下回るとオフ状態になる第２電気負荷（１６０）と、
   前記第２電気負荷と前記発電機それぞれと電気的に接続された第２電源（１０）と、
   前記第２電源と前記発電機との間に設けられた充放電スイッチ（２１）と、
   前記充放電スイッチを開閉制御する電源制御装置（３０，１７０）と、を有し、
   前記電源制御装置は、前記第２電源の充電量が充電要求閾値を下回り、前記発電機が電力を生成する発電状態であり、なおかつ、前記発電機の発電によって生成される発電電力量が前記第２電源、前記第１電気負荷、および、前記第２電気負荷それぞれの要求電力量の総和である総要求電力量以上の場合、前記充放電スイッチを閉状態にして前記発電機と前記第２電源とを電気的に接続する電源システム。
10. 前記電源制御装置は、前記第２電源の充電量が前記充電要求閾値を下回り、前記発電機が前記発電状態であり、なおかつ、前記発電機の前記発電電力量が前記総要求電力量を下回る場合、前記第１電気負荷の要求電力量を低下させることで、前記総要求電力量を低下させる請求項９に記載の電源システム。
11. 前記発電機と前記第１電気負荷との間に設けられた制限スイッチ（１５１）を有し、
    前記電源制御装置は前記充放電スイッチだけではなく前記制限スイッチも開閉制御する請求項９または請求項１０に記載の電源システム。
12. 前記第１電気負荷を複数有し、
    複数の前記第１電気負荷のうちの少なくとも１つと前記発電機との間に前記制限スイッチが設けられており、
    前記電源制御装置は、前記制限スイッチを介さずに前記発電機と接続されている前記第１電気負荷の要求電力量を制限することで、前記第１電気負荷の要求電力量を低下させる請求項１１に記載の電源システム。
13. 前記充放電スイッチと前記第２電源との間の第１中点（Ｍ１）に前記第２電気負荷が電気的に接続され、
    前記第２電気負荷と前記第１中点との間の第２中点（Ｍ３）に前記発電機が電気的に接続されている請求項９〜１２のいずれか１項に記載の電源システム。
14. 前記電源制御装置は、電池制御部（３０）と、前記電池制御部と電気的に接続された上位制御部（１７０）と、を有しており、
    前記電池制御部は、前記上位制御部の制御指令に基づいて動作する請求項９〜１３いずれか１項に記載の電源システム。
15. 前記上位制御部は、前記充放電スイッチに制御信号を出力することで、前記充放電スイッチを開閉制御する請求項１４に記載の電源システム。
16. 前記第１電源、前記第１電気負荷、および、前記第２電気負荷それぞれを電気的に接続する第１配線（２０１）と、
    前記発電機と電気的に接続された第２配線（２０２）と、を有し、
    前記第１配線と前記第２配線とは独立している請求項９〜１５のいずれか１項に記載の電源システム。
17. 前記第１電源、前記第１電気負荷、および、前記第２電気負荷それぞれを電気的に接続する第１配線（２０１）と、
    前記発電機と電気的に接続された第２配線（２０２）と、を有し、
    前記第１配線は前記第２配線を含む請求項９〜１５のいずれか１項に記載の電源システム。

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