JP6728932B2 - 電源システム及び自動車 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池技術に関し、自動車に搭載される電源システム等に関する。

一般的に自動車の燃費改善ニーズは高い。燃費効率の高い自動車として、近年では、アイドリングストップシステム（ＩＳＳ）を備える車両であるＩＳＳ車を含む、オルタネータ回生車両の開発及び実用化が進められている。

ＩＳＳ車では、車両停止時にエンジンを停止し、これによりオルタネータから蓄電池への充電も停止される。その間、電装品等の負荷への電力供給については、すべて蓄電池からの放電によって賄われる。ＩＳＳ車は、アイドリングストップ後の始動時には、蓄電池の電力によって、スタータであるセルモータを駆動させてエンジンを始動する。ＩＳＳ車では、車両停止時にエンジンが停止されるので、普通ガソリン車と比べて燃費が向上する。

オルタネータ回生車両は、μＨＥＶまたはマイクロハイブリッド等と呼ばれることもある。オルタネータ回生車両では、走行中にオルタネータから供給される回生電力によって蓄電池を充電し、蓄電池から電装品等の負荷へ放電して電力供給する。オルタネータ回生車両では、制動時等を除く走行中には、原則的にオルタネータの作動を停止させ、蓄電池への充電を停止させる。これにより、オルタネータ回生車両では、オルタネータを作動させるためのエンジンによるガソリン消費を低減させ、したがって燃費が改善される。オルタネータの作動停止中における負荷への電力供給については、すべて蓄電池からの放電によって賄われる。

上記のような車載用途に適用可能である電源システムに関する先行技術例として、特開２００３−１３４６８９号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１には、電源システムとして、以下の旨が記載されている。その電源システムは、水溶液系二次電池である鉛蓄電池と、非水溶液系二次電池であるリチウムイオン電池とを組み合わせた複合構成の蓄電池部を備える。

また、車載用途で２種類の蓄電池の複合構成の電源システムとしては、共に水溶液系二次電池である鉛蓄電池とニッケル水素電池とを組み合わせた蓄電池部を備える電源システムも実用化されている。

特開２００３−１３４６８９号公報

オルタネータ回生車両に搭載する電源システムとしては、オルタネータから供給される回生電力を受け入れ可能、かつ、電装品等の負荷に放電可能である蓄電池を備える必要がある。その電源システムとしては、効率的な充放電により燃費改善に寄与することや、安全性に優れること等が求められている。

電源システムとして、複数の種類の蓄電池を組み合わせた複合構成の蓄電池システム等が検討されている。特許文献１の場合、鉛蓄電池とリチウムイオン電池との複合構成を有する。リチウムイオン電池は、充電受け入れ性能に優れる利点がある。しかし、その構成では、各種の蓄電池の寿命や安全性を確保するために、各種の蓄電池に対する充放電時の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）の管理及び制御が必要である。即ち、その構成では、システム複雑化やコスト等の点で課題がある。特に、リチウムイオン電池は、比較的高価な点や、非水溶液系の電解液を用いることから安全性の点で、課題がある。

また、鉛蓄電池とニッケル水素電池との複合構成の場合、コストや安全性の点では優れる。しかし、ニッケル水素電池は、エネルギー密度が低く自己放電が大きいため、省スペース化、軽量化、高出力の充放電が難しい。

本発明の目的は、蓄電池を含む電源システム、及び電源システムを備える自動車の技術に関して、充電受け入れ性能、コスト、安全性等の点で優れる好適なシステムを実現できる技術を提供することである。

本発明のうち代表的な実施の形態は、電源システム及び自動車であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。

一実施の形態の電源システムは、自動車に搭載される電源システムであって、前記自動車のオルタネータから供給される回生電力を受け入れ可能であり、かつ、前記自動車の負荷へ放電可能である蓄電池としてニッケル亜鉛電池を含む蓄電池部と、前記回生電力の第１電圧を前記蓄電池の第２電圧に合わせるように電圧変換して出力する電圧変換部と、前記蓄電池の状態を検出する蓄電池状態検出部と、前記オルタネータ及び前記負荷と前記蓄電池部との間における、充電または放電、電流及び電圧を切り替えるための充放電切り替え部と、前記蓄電池の状態、及び前記回生電力の供給の状態に応じて、前記充放電切り替え部の前記切り替えを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記回生電力を前記蓄電池部へ充電する充電入力を行う際には、前記回生電力の前記第１電圧を、前記電圧変換部を介して電圧変換した後の前記第２電圧で前記蓄電池部へ充電するように前記切り替えを制御し、前記蓄電池部から電力を前記負荷へ放電する放電出力を行う際には、前記蓄電池部からの電力を、前記電圧変換部を介さずに前記負荷へ放電するように前記切り替えを制御する。

一実施の形態の自動車は、車両制御部と、回生電力を出力するオルタネータと、負荷と、電源システムと、を備え、前記電源システムは、前記オルタネータから供給される回生電力を受け入れ可能であり、かつ、前記自動車の前記負荷へ放電可能である蓄電池としてニッケル亜鉛電池を含む蓄電池部と、前記回生電力の第１電圧を前記蓄電池の第２電圧に合わせるように電圧変換して出力する電圧変換部と、前記蓄電池の状態を検出する蓄電池状態検出部と、前記オルタネータ及び前記負荷と前記蓄電池部との間における、充電または放電、電流及び電圧を切り替えるための充放電切り替え部と、前記蓄電池の状態、及び前記回生電力の供給の状態に応じて、前記充放電切り替え部の前記切り替えを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記回生電力を前記蓄電池部へ充電する充電入力を行う際には、前記回生電力の前記第１電圧を、前記電圧変換部を介して電圧変換した後の前記第２電圧で前記蓄電池部へ充電するように前記切り替えを制御し、前記蓄電池部から電力を前記負荷へ放電する放電出力を行う際には、前記蓄電池部からの電力を、前記電圧変換部を介さずに前記負荷へ放電するように前記切り替えを制御する。

本発明のうち代表的な実施の形態によれば、蓄電池を含む電源システム、及び電源システムを備える自動車の技術に関して、充電受け入れ性能、コスト、安全性等の点で優れる好適なシステムを実現できる。

本発明の実施の形態の電源システム及び自動車の構成を示す図である。 実施の形態の電源システムにおける、制御状態を示す図である。 実施の形態の電源システムにおける、ＳＯＣ管理のＳＯＣ値を示す図である。 実施の形態の電源システムにおける、ＳＯＣ管理を含む充放電切り替え制御のうちの充電制御を示す図である。 実施の形態の電源システムにおける、ＳＯＣ管理を含む充放電切り替え制御のうちの放電制御を示す図である。 実施の形態の電源システムにおける、制御処理例のフローを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

［課題等］
前述の課題等について補足説明する。従来の普通ガソリン車では、制動時を除く走行中に、発電機であるオルタネータから供給される電力を、鉛蓄電池等の蓄電池に充電し、蓄電池をほぼ満充電状態に保っていた。この場合、オルタネータから供給される回生電力が熱消費されていた。一方、ＩＳＳ車では、前述のように、オルタネータから供給される回生電力を蓄電池に充電し、蓄電池からの放電により負荷へ電力供給する。オルタネータ回生車両として、μＨＥＶでは、蓄電池の充電状態が、予め定められた設定値以下となった場合に、蓄電池の過放電等を防止するために、走行中または走行前にオルタネータを作動させて蓄電池を充電する。

電源システムの蓄電池として、鉛蓄電池の単独構成の場合では、充電可能な電流が例えば１２０Ａ程度と小さいため、制動時のオルタネータからの回生電力をすべて受け入れて蓄電池へ充電することは難しい。即ち、その構成では、充電受け入れ性能が低い。その電源システムで、回生電力をすべて受け入れて充電可能とするためには、蓄電池の容量や数の増加、蓄電池の充電受け入れ性能の向上等が必要である。しかし、それは、設置スペースやコストの増大、性能向上限界等の点で課題がある。

そこで、前述のように、複数の種類の蓄電池を組み合わせた複合構成の蓄電池システムも検討されている。特許文献１の例のように鉛蓄電池とリチウムイオン電池との複合構成や、鉛蓄電池とニッケル水素電池との複合構成等が挙げられる。しかし、それらの複合構成では、システム複雑化やコスト、あるいは高出力の充放電が難しい等の点で課題がある。

一方、高出力の蓄電池として、ニッケル亜鉛電池が知られている。ニッケル亜鉛電池は、鉛蓄電池よりも高い電流値での高出力の充放電が可能であるため、充電受け入れ性能に優れている。ニッケル亜鉛電池は、エネルギー密度が高いため、省スペース化及び軽量化が可能である。ニッケル亜鉛電池は、ニッケル水素電池と同様に、リチウムイオン電池よりもコストの点で優位であり、水溶液系の電解液を用いることから安全性の点でも優れる。ニッケル亜鉛電池は、デンドライトによりサイクル寿命の点で遜色する等の理由から、蓄電池としての普及が遅れていた。近時では、デンドライトを抑えて高サイクル寿命のニッケル亜鉛電池の開発が進められている。

そこで、実施の形態の電源システムは、オルタネータ回生車両に搭載可能である好適な電源システムとして、１種類の蓄電池であるニッケル亜鉛電池の単独構成を備える電源システムとした。この電源システムは、充電受け入れ性能、コスト、安全性等の点を、バランス良く所定水準を満たすようにした。

また、自動車では、オルタネータの回生電力の電圧値等を含め、仕様が規定されている。そのため、自動車に搭載する電源システムとしては、自動車の仕様に合わせて、蓄電池等を設計する必要がある。そこで、実施の形態の電源システムは、ニッケル亜鉛電池の採用と共に、回生電力の電圧値等の仕様に合わせて、蓄電池への充放電の際の電圧値を好適に調整するために、電圧変換部等を設け、充放電の切り替えを制御する構成とした。これにより、この電源システムでは、自動車の仕様に合わせた効率的な充放電を実現する。

（実施の形態）
図１〜図５を用いて、本発明の実施の形態の電源システム及び自動車について説明する。図１は、実施の形態の電源システム１及び自動車２の構成を示す。実施の形態の電源システム１は、実施の形態の自動車２に搭載される電源システム、言い換えると蓄電池システムである。

［自動車］
実施の形態の自動車２は、電源システム１を搭載したオルタネータ回生車両であり、特にＩＳＳ機能を持つＩＳＳ車である。自動車２は、ＩＳＳ車であるため、電源システム１の蓄電池部１４から負荷２２への放電は、自動車２のエンジン始動の際の放電を含む。自動車２の負荷２２は、エンジン始動用のスタータを含む。

自動車２は、電源システム１、車両制御部２０、オルタネータ２１、負荷２２、電線２４等を備える。オルタネータ２１及び負荷２２は、電線２４を通じて、電源システム１の充放電切り替え部１１と接続されている。

自動車２は、車両制御部２０により、オルタネータ２１等の作動を制御し、回生を制御する。自動車２は、オルタネータ２１により生成する回生電力を、電源システム１へ供給することにより、蓄電池部１４へ充電させる。また、自動車２は、電源システム１の蓄電池部１４からの放電による電力を、負荷２２に供給する。自動車２の車両制御部２０は、電源システム１との間でのインタフェースを通じて、電源システム１を制御可能である。

オルタネータ２１からは電線２４へ回生電力が出力される。出力された回生電力は、充放電切り替え部１１に入力される。その回生電力の流れを、電源システム１の充電入力１０１として示す。蓄電池部１４からは電線２４へ放電の電力が出力される。その出力された電力は、負荷２２に入力される。その電力の流れを、電源システム１の放電出力１０２として示す。

車両制御部２０は、オルタネータ２１や負荷２２等を含め、自動車２の全体を制御する。車両制御部２０は、エンジンの制御、アクセルやブレーキの制御、オルタネータ２１による回生の制御、アイドリングストップの制御等を行う。車両制御部２０は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）等により構成される。

車両制御部２０は、通信線２５を通じて、電源システム１の制御部１０の通信部１７と接続されており、制御部１０と通信可能である。車両制御部２０は、その通信を通じて、電源システム１を制御可能である。車両制御部２０は、その通信を通じて、電源システム１の状態を把握可能である。車両制御部２０は、その通信を通じて、自動車２の状態を電源システム１へ通知可能である。

車両制御部２０は、イグニッションスイッチが、ＯＦＦ位置、ＯＮ／ＡＣＣ位置、ＳＴＡＲＴ位置のいずれの位置かを把握する。車両制御部２０は、アクセル、ブレーキ、エンジン等の作動状態、速度、加速度、その他の車両状態を把握する。車両制御部２０は、オルタネータ２１の作動を制御し、その作動状態及び回生状態を把握する。車両制御部２０は、把握した状態に応じた走行制御を行う。

車両制御部２０は、把握した自車両の状態を、車両状態情報１０４として、電源システム１の制御部１０へ通知する機能を有する。制御部１０は、その車両状態情報１０４を取得する機能を有する。また、車両制御部２０は、制御部１０から電源状態情報１０３を取得する機能を有する。

車両状態情報１０４は、イグニッションスイッチ位置情報や、オルタネータ２１の作動状態を表す情報であるオルタネータ作動情報を含む。言い換えると、オルタネータ作動情報は、回生状態を表す情報である。そのオルタネータ作動情報は、例えば、回生電力の出力の開始を表す回生開始情報、回生電力の出力の終了を表す回生終了情報を含む。車両制御部２０は、オルタネータ２１を作動させるタイミングに伴い、オルタネータ作動情報を含む車両状態情報１０４を、通信部１７へ送信する。

オルタネータ２１は、自動車２の制動時やアクセルオフ時に、エンジンの回転力を電力に変換する発電機である。この電力を回生電力と称する。オルタネータ２１は、回生電力を交流電力から直流電力に変換して出力する。即ち、電線２４には、直流電力の回生電力が供給される。オルタネータ２１の一方の端子は電線２４に接続されており、他方の端子はグランドに接続されている。グランドは、グランド電位を示し、車両シャーシ電位と同じである。

オルタネータ２１は、発電部、整流部、電圧レギュレータ等により構成される。発電部は、ステータ及びロータで構成される。整流部は、発電部で発電された交流電力を直流電力に変換する。電圧レギュレータは、整流部で変換後の直流電力の電圧を一定にする。

実施の形態では、自動車２の仕様の１つとして、オルタネータ２１からの回生電力における出力電圧が、１４Ｖに規定されている。これに対応して、充電入力１０１における第１電圧Ｖ１は、Ｖ１＝１４Ｖである。

なお、オルタネータ２１は、自動車２の始動時に、電圧駆動により、スタータとして機能させることもできる。オルタネータ２１をスタータとして用いる場合、蓄電池部１４からの放電の電力が、オルタネータ２１へ供給される。

負荷２２は、蓄電池部１４からの放電の電力を利用する負荷であり、自動車２に搭載されている各種の電装品や補機、自動車２の構成要素を含む。負荷２２の一方の端子は電線２４に接続されており、他方の端子はグランドに接続されている。負荷２２は、スタータ等を含む。電装品や補機は、例えばランプ、エンジンポンプ、エアコン、ファン、ラジオ、テレビ、カーナビゲーション装置等が挙げられる。電装品や補機は、作動のための最低電圧（例えば８Ｖ）以上の電圧が、蓄電池部１４からの放電により供給されればよい。

自動車２のエンジン始動時には、イグニッションスイッチがＳＴＡＲＴ位置に位置付けられる。すると、蓄電池部１４からの放電の電力が、スタータに対応する負荷２２へ供給される。それにより、スタータが回転し、クラッチ機構を介して、エンジンの回転軸に、スタータの回転駆動力が伝達される。これにより、エンジンが始動する。

［電源システム］
電源システム１及び蓄電池部１４は、オルタネータ２１からの回生電力を受け入れ可能である。即ち、その回生電力を充電入力１０１として蓄電池部１４に充電可能である。電源システム１は、蓄電池部１４に蓄えられている電力を、負荷２２へ放電により供給可能である。電源システム１は、自動車２の車両制御部２０及びオルタネータ２１等との間のインタフェースを通じて、蓄電池部１４の充放電を好適に制御する。電源システム１は、例えば自動車２のエンジンルームに搭載される。

電源システム１は、蓄電池部１４、制御部１０、充放電切り替え部１１、電圧変換部１２、電線１３等を備える。各部は接続線により接続されている。

蓄電池部１４は、蓄電池１４Ａ、蓄電池制御部１４Ｂを含む。蓄電池部１４の蓄電池１４Ａは、１種類の蓄電池としてニッケル亜鉛電池の単独構成を有する。蓄電池部１４は、オルタネータ２１から供給される回生電力を受け入れて充電が可能であり、かつ、自動車２の負荷２２へ放電による電力供給が可能である。実施の形態では、蓄電池１４Ａは、自動車２のエンジンを始動させるためのメイン蓄電池としても使用される。

蓄電池１４Ａは、複数個の単電池の直列接続による組電池を含む。蓄電池１４Ａは、更に、複数の組電池の並列接続を含んでもよい。実施の形態では、蓄電池１４Ａは、７個のニッケル亜鉛電池の直列接続による組電池の構成を有する。蓄電池１４Ａは、その組電池の構成において、充電時の満充電電圧である、第２電圧Ｖ２として、Ｖ２＝１３．３Ｖである。

蓄電池制御部１４Ｂは、蓄電池１４Ａにおける組電池及び単電池のそれぞれの電圧、電流、及び温度等の状態を計測する。蓄電池制御部１４Ｂは、それらの計測値を、信号線を通じて検出値１０７として蓄電池状態検出部１５へ出力する。蓄電池制御部１４Ｂは、蓄電池１４Ａの充放電の際、及び充放電の休止の際、それらの計測値をメモリに格納してから、検出値１０７として蓄電池状態検出部１５へ出力する。

蓄電池制御部１４Ｂは、例えば、所定時間毎に、例えば１０ミリ秒の時間間隔で、蓄電池１４Ａ内の温度センサにより、電圧に基づいて温度を計測する。

蓄電池制御部１４Ｂは、所定時間毎に、例えば２ミリ秒の間隔で、蓄電池１４Ａの組電池の電圧である、正極端子と負極端子との間の電圧を計測する。また、蓄電池制御部１４Ｂは、蓄電池１４Ａが過充電及び過放電にならないように監視するために、蓄電池１４Ａの各々の単電池の電圧についても計測する。

蓄電池制御部１４Ｂは、所定時間毎に、例えば２ミリ秒の間隔で、蓄電池１４Ａの正極端子の電流値を計測する。蓄電池１４Ａの正極端子が接続されている電線１３には、電流値の計測のため、ホール素子またはシャント抵抗等により構成される電流センサが設けられている。

また、蓄電池制御部１４Ｂは、自動車２の停車時等、充放電の休止時には、蓄電池１４Ａの開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）及び温度を計測する。このＯＣＶ及び温度は、蓄電池状態検出部１５でのＳＯＣ値の推定の際に利用される。なお、蓄電池制御部１４Ｂは、蓄電池１４Ａの各々の単電池の容量を調整するための容量調整回路等を有してもよい。

制御部１０は、蓄電池状態検出部１５、切り替え制御部１６、通信部１７を含む。制御部１０は、自動車２の車両制御部２０との通信で連携しつつ、電源システム１を制御する。制御部１０は、充放電切り替え部１１等の制御により、蓄電池部１４の充電または放電の切り替え、その際の電流や電圧、開始や停止のタイミング等を制御する。制御部１０は、充電または放電の指示、及びその際の電流値等の指示を含む制御信号１０６を、充放電切り替え部１１へ与える。

制御部１０は、例えばマイコン等により構成される。マイコンは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、バス等により構成される。ＣＰＵは、ＲＯＭ等のプログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、切り替え制御部１６等の処理部を実現する。ＲＯＭにはプログラムや各種のデータが格納されている。ＲＡＭはワークエリアとして使用される。不揮発性メモリには設定情報等が格納されている。

通信部７は、通信インタフェース基板等により構成される。通信部７のポートには、車両制御部２０との通信線２５、蓄電池制御部１４Ｂとの信号線、充放電切り替え部１１との信号線等が接続されている。

制御部１０は、電源システム１の状態を、電源状態情報１０３として、車両制御部２０へ通知する機能を有する。制御部１０は、車両制御部２０から車両状態情報１０４を取得する機能を有する。電源状態情報１０３は、蓄電池部１４等の状態を表す情報を含む。電源状態情報１０３は、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値を含む。

充放電切り替え部１１は、制御部１０からの制御信号１０６による制御に従い、蓄電池部１４の充電または放電を切り替え、またその際の電流や電圧、開始や停止等を切り替える。充放電切り替え部１１は、その切り替えの状態になるように、蓄電池部１４を制御する。充放電切り替え部１１は、大電流が通電可能である複数のスイッチング素子、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ、等により構成される。

充放電切り替え部１１は、オルタネータ２１及び負荷２２と蓄電池部１４との間の接続状態を切り替えるためのスイッチとして、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂを含む。充放電切り替え部１１は、一方端が、電線２４を通じて、オルタネータ２１及び負荷２２に接続されている。充放電切り替え部１１は、他方端が、電圧変換部１２を介して、蓄電池部１４と接続されている。

電線２４から分岐する電線１３上に、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂが設けられている。第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂのそれぞれの一方端は電線２４に共通に接続されている。分岐する電線１３は、蓄電池部１４の蓄電池１４Ａの一方端に共通に接続されている。第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂは、それぞれ、制御端子に入力される信号に従い、接続状態としてオン状態とオフ状態とが切り替えられる。充放電切り替え部１１は、切り替え制御部１６からの制御信号１０６に応じて、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂのそれぞれの接続状態を切り替える。

充放電切り替え部１１は、オルタネータ２１からの回生電力を蓄電池部１４へ受け入れる充電入力１０１の際に、電圧変換部１２を介して充電するように、スイッチの接続状態を切り替える。また、充放電切り替え部１１は、蓄電池１４Ａに蓄えられている電力を負荷２２へ供給する放電出力１０２の際に、電圧変換部１２を介さずに放電するように、スイッチの接続状態を切り替える。

第１スイッチ１１Ａの他方端は、電圧変換部１２の一方端に接続されている。電圧変換部１２の他方端が、蓄電池１４Ａの一方端に接続されている。第１スイッチ１１Ａは、電線１３及び電圧変換部１２を介して、蓄電池１４Ａの一方端に接続されている。第１スイッチ１１Ａは、オルタネータ２１及び負荷２２と電圧変換部１２との接続状態を切り替えるためのスイッチである。第１スイッチ１１Ａは、特に回生電力を蓄電池１４Ａへ充電する際にオン状態にされる。

第２スイッチ１１Ｂの他方端は、電線１３を通じて、電圧変換部１２を介さずに、蓄電池１４Ａの一方端に接続されている。第２スイッチ１１Ｂは、オルタネータ２１及び負荷２２と蓄電池１４Ａとの接続状態を切り替えるためのスイッチである。第２スイッチ１１Ｂは、特に蓄電池１４Ａの電力を負荷２２へ放電する際にオン状態に切り替えられる。

電圧変換部１２は、充放電切り替え部１１の第１スイッチ１１Ａと蓄電池部１４の蓄電池１４Ａとの間に設けられている。電圧変換部１２は、オルタネータ２１からの回生電力による充電入力１０１における第１電圧Ｖ１を入力する。電圧変換部１２は、第１電圧Ｖ１を、蓄電池部１４の電圧である第２電圧Ｖ２に合わせるように電圧変換を行う。電圧変換部１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を用いて構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータは、スイッチング素子、チョークコイル、ダイオード、電解キャパシタ等により構成される。

実施の形態では、回生電力の第１電圧Ｖ１が１４Ｖであり、それに対し、蓄電池１４Ａの第２電圧Ｖ２が１３．３Ｖであり、Ｖ１＞Ｖ２である。そのため、実施の形態では、電圧変換部１２は、第１電圧Ｖ１を第２電圧Ｖ２へ降圧する電圧変換を行うための直流降圧回路を含む。

上記のように、電圧変換部１２は、オルタネータ２１の回生電力の仕様における第１電圧Ｖ１、及び蓄電池１４Ａであるニッケル亜鉛電池の満充電電圧である第２電圧Ｖ２の構成に合わせて設計されている。充電入力１０１の際には、回生電力の第１電圧Ｖ１である１４Ｖは、電圧変換部１２で降圧されて、第２電圧Ｖ２である１３．３Ｖにされる。これにより、蓄電池１４Ａは、適切な第２電圧で充電され、過充電等が防止される。放電出力１０２の際には、蓄電池１４Ａからの放電の第３電圧Ｖ３は、電圧変換部１２を介さずに、充放電切り替え部１１の制御に応じて、負荷２２への放電に好適な電圧として供給することができる。実施の形態の電源システム１は、１つの電圧変換部１２を設ける構成であるため、比較的低コストで実現できる。

蓄電池状態検出部１５は、蓄電池制御部１４Ｂを通じて、蓄電池１４Ａの状態を検出する。蓄電池状態検出部１５は、蓄電池制御部１４Ｂからの検出値１０７を入力してメモリに格納し、検出値１０７から蓄電池１４Ａの電圧、電流、温度等の状態を把握する。蓄電池状態検出部１５は、蓄電池１４Ａの電圧、電流、温度等の把握に基づいて、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値を推定する処理を行う。その際、蓄電池状態検出部１５は、例えば予めメモリに格納されている関数またはテーブル情報等を用いて、所定の方式でＳＯＣ値を推定する。その関数またはテーブル情報は、ニッケル亜鉛電池における、基準温度及びＯＣＶ等における、電圧や電流の関係を規定する情報である。ＳＯＣ推定の方式としては公知の方式を適用可能である。蓄電池状態検出部１５は、ＳＯＣ値を含む、蓄電池１４Ａの状態を表す検出値を、切り替え制御部１６や通信部１７へ出力する。蓄電池状態検出部１５は、自動車２の走行中や走行前の時を含め、所定の時間間隔で蓄電池１４Ａの状態を検出する。

切り替え制御部１６は、車両制御部２０から、通信部１７の通信を通じて、オルタネータ作動情報等の車両状態情報１０４を受信して取得する。切り替え制御部１６は、蓄電池状態検出部１５から、蓄電池１４Ａの現在のＳＯＣ値を含む、蓄電池１４Ａの状態の検出値を取得する。切り替え制御部１６は、蓄電池１４Ａの状態の検出値に基づいて、その状態を含む電源状態情報１０３を、通信部１７の通信を通じて、車両制御部２０へ通知する。

切り替え制御部１６は、蓄電池１４Ａの状態及び自動車２の回生状態等に応じて、蓄電池１４Ａの充放電の切り替えを制御する。切り替え制御部１６は、蓄電池１４Ａの状態及び回生状態の把握に基づいて、充放電切り替え制御の内容を決定する。切り替え制御部１６は、その制御のための指示を含む制御信号１０６を、充放電切り替え部１１へ出力する。

通信部１７は、車両制御部２０から受信した車両状態情報１０４を、切り替え制御部１６へ渡す。通信部１７は、蓄電池状態検出部１５または切り替え制御部１６から受け取った検出値を含む電源状態情報１０３を、車両制御部２０へ通知する。

なお、実施の形態では、制御部１０、充放電切り替え部１１、及び蓄電池制御部１４Ｂ等は、蓄電池部１４から供給される電力を用いて稼動する。

［蓄電池部、ニッケル亜鉛電池］
蓄電池１４Ａにおけるニッケル亜鉛電池の詳しい構成は以下である。ニッケル亜鉛電池は、例えば公称電圧が１．６５Ｖ、満充電電圧が１．９Ｖである。実施の形態では、蓄電池１４Ａとして、７個のニッケル亜鉛電池の単電池の直列接続による組電池を用いる。組電池における公称電圧は１．６５Ｖ×７＝１１．５５Ｖ、満充電電圧は１．９Ｖ×７＝１３．３Ｖである。

蓄電池１４Ａの組電池の最上位電位側には正極端子が設けられ、最下位電位側には負極端子が設けられている。正極端子は電線１３に接続されており、蓄電池制御部１４Ｂにより電流値の計測が可能となっている。負極端子はグランドに接続されている。

蓄電池１４Ａの組電池における中央付近の単電池には、サーミスタ等による温度センサが接着剤により固定されている。

ニッケル亜鉛電池は、亜鉛を主成分とした負極と、水酸化ニッケルを主成分とした正極とが、微多孔性セパレータを介して、積層または捲回された電極群を有する。電極群は、水酸化カリウム等の水溶液系の電解液に浸潤されて、角型、円筒型、または偏平円筒型の形状を持つ電池缶内に収容されている。

ニッケル亜鉛電池の充放電のサイクル寿命を延ばすためには、負極の形態変化、凝集、及びデンドライトの抑制や、負極の導電性の向上、等が必要である。例えば、負極の形態変化、凝集、及びデンドライトの抑制に対しては、以下のような対策手段が有効なものとして挙げられる。即ち、負極活物質として、カルシウム、水酸化物、フッ化物、リン酸を添加すること。電解液に、リン酸、フッ化物、炭酸塩を添加すること。セパレータに、ポリオレフィン微多孔膜を使用すること。また、負極の導電性の向上に対しては、負極活物質として、ビスマス、鉛、カーボン等を添加することが挙げられる。

［充放電切り替え制御］
電源システム１の充放電切り替え制御について以下である。制御部１０は、オルタネータ２１からの回生電力を蓄電池部１４へ受け入れて充電する充電入力１０１と、蓄電池部１４からの放電の電力を負荷２２へ供給する放電出力１０２との切り替えを制御する。制御部１０は、充電入力１０１の際には、第１スイッチ１１Ａをオン状態にし、第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように切り替えを制御する。即ち、切り替え制御部１６は、その切り替えの指示の制御信号１０６を充放電切り替え部１１へ与える。充放電切り替え部１１は、その制御信号１０６に従い、各スイッチの接続状態を切り替える。

制御部１０は、放電出力１０２の際には、第１スイッチ１１Ａをオフ状態にし、第２スイッチ１１Ｂをオン状態にするように切り替えを制御する。即ち、切り替え制御部１６は、その切り替えの指示の制御信号１０６を充放電切り替え部１１へ与える。充放電切り替え部１１は、その制御信号１０６に従い、各スイッチの接続状態を切り替える。

充電入力１０１の際には、電線２４から回生電力の電流値が第１スイッチ１１Ａを通じて電圧変換部１２に入力される。電圧変換部１２は、その入力の第１電圧Ｖ１を、第２電圧Ｖ２になるように電圧変換して出力する。電圧変換後の第２電圧Ｖ２に対応する電流値が蓄電池１４Ａに入力され、第２電圧Ｖ２で蓄電池１４Ａが充電される。

放電出力１０２の際には、蓄電池部１４からの放電により電線１３へ出力される電力が、電圧変換部１２を介さずに、第２スイッチ１１Ｂを介して電線２４へ出力され、負荷２２へ供給される。蓄電池部１４からの放電の電圧を、第３電圧Ｖ３として示す。

切り替え制御部１６は、基本的な制御として、車両状態情報１０４のオルタネータ作動情報で示される回生状態に応じて、充放電を切り替える。切り替え制御部１６は、例えば、充電を行っていない状態で、回生開始情報を受信した場合、回生電力の充電を開始させるように切り替える。また、切り替え制御部１６は、回生終了情報を受信した場合、蓄電池１４Ａへの充電を停止させるように切り替える。また、切り替え制御部１６は、その充電停止と共に、蓄電池１４Ａから負荷２２への放電を開始させるように切り替える。

また、制御部１０は、蓄電池状態検出部１５により検出した、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値を含む状態に基づいて、後述のＳＯＣ管理を含む充放電切り替え制御を行う。

［制御状態］
図２は、電源システム１における充放電切り替え制御の制御状態についてまとめた表を示す。表において、行で示す３つの制御状態として、「休止」、「充電」、「放電」がある。各制御状態について、充放電切り替え部１１のスイッチの接続状態や備考を示す。切り替え制御部１６は、３つの制御状態の切り替えを制御する。

第１状態として、休止制御状態は、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂを共にオフ状態にする制御状態である。この休止制御状態では、オルタネータ２１及び負荷２２が蓄電池部１４に接続されず、蓄電池部１４の充電及び放電のいずれも休止される。

第２状態として、充電制御状態は、第１スイッチ１１Ａをオン状態、かつ、第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にする制御状態である。回生開始等の場合には、第２状態に切り替えられる。この第２状態では、回生電力が電圧変換を通じて蓄電池１４Ａへ充電され、負荷２２への放電は行われない。また、この第２状態では、ＳＯＣ管理に対応させて、後述の第１充電制御等が実行される。

第３状態として、放電制御状態は、第１スイッチ１１Ａをオフ状態、かつ、第２スイッチ１１Ｂをオン状態にする制御状態である。回生終了等の場合には、第３状態に切り替えられる。この第３状態では、蓄電池１４Ａからの放電の電力が、電圧変換を介さずに出力されて負荷２２へ供給され、回生電力の充電は行われない。また、この第３状態では、ＳＯＣ管理に対応させて、後述の第１放電制御等が実行される。

なお、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａと第２スイッチ１１Ｂとの両方がオン状態になる状態にはならないように、スイッチの切り替えを制御する。例えば、切り替え制御部１６は、第２状態から第３状態へ切り替える際には、まず、第１スイッチ１１Ａをオン状態からオフ状態に切り替えるように制御信号１０６を与える。これにより、短い期間、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂを共にオフ状態にする。次に、切り替え制御部１６は、第２スイッチ１１Ｂをオフ状態からオン状態に切り替えるように制御信号１０６を与える。これにより第３状態となる。

［ＳＯＣ管理］
図３は、実施の形態の電源システム１におけるＳＯＣ管理のＳＯＣ値の規定について示す。蓄電池１４Ａであるニッケル亜鉛電池における０％から１００％までのＳＯＣ値において、使用上限ＳＯＣ値、第１ＳＯＣ値、使用下限ＳＯＣ値が規定されている。実施の形態では、使用上限ＳＯＣ値＝１００％、第１ＳＯＣ値＝９０％、使用下限ＳＯＣ値＝７０％、と規定されている。

使用上限ＳＯＣ値は、９５％以上で１００％以下の範囲内の値に設定されればよい。第１ＳＯＣ値は、８５％以上で９５％未満の範囲内の値に設定されればよい。使用下限ＳＯＣ値は、６５％以上で７５％未満の範囲内の値に設定されればよい。

使用上限ＳＯＣ値及び第１ＳＯＣ値は、蓄電池１４Ａの過充電による劣化を抑え、かつ、回生電力の利用効率を高めるために、所定値である１００％及び９０％に設計されている。第１ＳＯＣ値は、例えば使用上限ＳＯＣ値である１００％に対して１０％の差を設けるように９０％に設定されている。使用下限ＳＯＣ値は、蓄電池１４Ａの過放電による劣化を抑え、かつ、回生電力の利用効率を高めるために、所定値である７０％に設計されている。

なお、ＳＯＣ値推定誤差等を考慮して、上記ＳＯＣ値、特に使用下限ＳＯＣ値が設計されている。ＳＯＣ値推定誤差がある場合にも、過放電を防止し、蓄電池１４Ａの劣化を抑えることができる。例えば、蓄電池状態検出部１５では、現在の検出値が取得できない場合、過去の検出値を用いてＳＯＣ値の推定を行う。その場合に推定の誤差がある程度あったとしても、過放電を防止することができる。

［ＳＯＣ管理の制御］
図４及び図５は、実施の形態の電源システム１におけるＳＯＣ管理を含む充放電切り替え制御の内容を示す。制御部１０は、切り替え制御部１６により、以下のような制御を行う。制御部１０は、基本的な制御としては、オルタネータ２１からの回生電力の供給が有る状況の場合には、回生電力を蓄電池１４Ａへ充電する充電入力１０１を行い、回生電力の供給が無い状況の場合には、蓄電池１４Ａから負荷２２へ放電する放電出力１０２を行う。制御部１０は、車両制御部２０から回生開始情報を受信した場合には、充電を開始させるように切り替え、回生終了情報を受信した場合には、放電を開始させるように切り替える。

制御部１０は、上記基本的な制御に加え、充電入力１０１の際には、図４に示すようにＳＯＣ管理を含む充電制御を行い、放電出力１０２の際には、図５に示すようにＳＯＣ管理を含む放電制御を行う。

図４において、制御部１０は、充電入力１０１の際には、ＳＯＣ値及び回生状態に応じて、（Ａ１）に示す第１充電制御を行う。制御部１０は、充電入力１０１の際、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値が最大で使用上限ＳＯＣ値までに抑えられる範囲内で、蓄電池１４Ａへの充電を行うように、第２状態となるように制御する。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａをオン状態、第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように、制御信号１０６を充放電制御部１１へ与える。

制御部１０は、蓄電池状態検出部１５により検出したＳＯＣ値が、使用上限ＳＯＣ値に達した場合には、まず、蓄電池１４Ａへの充電を停止させるように、第２状態から第１状態へ切り替える。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂを共にオフ状態にするように制御信号１０６を与える。これにより、蓄電池１４Ａの過充電が防止され、劣化が抑制される。（Ａ１）では、ＳＯＣ値が例えば値Ｘの状態から、回生電力の供給に応じて、使用上限ＳＯＣ値まで充電される場合を示している。

更に、制御部１０は、即時に、負荷２２への放電を開始させるように、第１状態から第３状態へ切り替える。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａをオフ状態、第２スイッチ１１Ｂをオン状態にするように制御信号１０６を与える。これにより、制御部１０は、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値を、第１ＳＯＣ値までの範囲内で低下させる。制御部１０は、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値が、第１ＳＯＣ値に達した場合には、負荷２２への放電を停止させるように第３状態から第１状態へ切り替える。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂを共にオフ状態にするように制御信号１０６を与える。（Ａ１）では、使用上限ＳＯＣ値の状態から第１ＳＯＣ値の状態まで低下するように放電される場合を示している。

このように、第１充電制御では、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値を、使用上限ＳＯＣ値の状態に維持せずに、それよりも低い第１ＳＯＣ値に近付けるようにする。即ち、第１充電制御では、回生電力の充電の受け入れが可能な状態となるように、予めＳＯＣに余裕を持たせた状態にしておく。

上記放電後または放電中、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値が第１ＳＯＣ値に近い状態である時に、回生電力の供給が生じた場合、即ち回生開始情報を受信した場合、制御部１０は、その回生電力を受け入れる充電を開始させるように、第２状態に切り替える。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａをオン状態、第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように制御信号１０６を与える。これにより、使用上限ＳＯＣ値までの範囲で充電され、以降同様に制御が行われる。

なお、実施の形態の変形例として、（Ａ２）に示す第２充電制御を行う形態としてもよい。第２充電制御として、制御部１０は、充電入力１０１の際に、ＳＯＣ及び回生状態に応じて、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値が最大で使用上限ＳＯＣ値までに抑えられる範囲内で、蓄電池１４Ａへ充電するように第２状態に制御する。制御部１０は、蓄電池状態検出部１５により検出したＳＯＣ値が、使用上限ＳＯＣ値に達した場合には、蓄電池１４Ａへの充電を停止させるように、第２状態から第１状態へ切り替える。そして、制御部１０は、負荷２２への放電をせずに、そのＳＯＣ値が使用上限ＳＯＣ値である状態を維持する。

即ち、第２充電制御では、蓄電池１４ＡのＳＯＣを、なるべく最大である使用上限ＳＯＣ値の状態に維持しておくことにより、必要な際に高出力の放電を可能とする。なお、制御部１０は、その状態で、車両制御部２０から車両状態情報１０４として負荷２２への放電を要求する旨の情報を受信した場合には、負荷２２への放電を開始させるようにしてもよい。即ち、切り替え制御部１６は、第１状態から第３状態へ切り替えるように制御信号１０６を与える。

蓄電池１４Ａの充電の際に、回生電力を熱消費せずにできるだけ多く受け入れることを優先する場合、第１充電制御を適用すればよい。一方、蓄電池１４ＡのＳＯＣをなるべく高い状態に維持することや、オルタネータ２１の作動を抑制してガソリン消費低減を優先する場合、変形例の第２充電制御を適用すればよい。

図５において、制御部１０は、放電出力１０２の際には、ＳＯＣ値及び回生状態に応じて、（Ｂ１）に示す第１放電制御を行う。制御部１０は、放電出力１０２の際、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値が最小で使用下限ＳＯＣ値までに抑えられる範囲内で、蓄電池１４Ａからの放電を行うように、第３状態となるように制御する。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａをオフ状態、第２スイッチ１１Ｂをオン状態にするように、制御信号１０６を充放電制御部１１へ与える。

制御部１０は、蓄電池状態検出部１５により検出されたＳＯＣ値が、使用下限ＳＯＣ値に達した場合には、まず、放電を停止させるように、第３状態から第１状態に切り替える。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように制御信号１０６を与える。これにより、蓄電池１４Ａの過放電が防止され、劣化が抑制される。（Ｂ１）では、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値が例えば値Ｙの状態から、使用下限ＳＯＣ値まで放電される場合を示している。

更に、制御部１０は、即時に、蓄電池１４Ａへの充電を開始させるように制御する。この際、制御部１０は、その充電を可能とするために、回生電力が供給されるように、車両制御部２０へ要求する。切り替え制御部１６は、その要求を、通信部１７を通じて車両制御部２０へ送信する。

車両制御部２０は、その要求に対して応答する。車両制御部２０は、その要求に対し、回生電力の供給の開始が可能である場合、オルタネータ２１を作動させて回生電力の出力を開始させると共に、回生開始情報を含む車両状態情報１０４を、制御部１０へ送信する。その際、車両制御部２０は、電磁クラッチを作動させてエンジンの回転力をオルタネータ２１に伝達させてオルタネータ２１を作動させる。

制御部１０は、車両制御部２０からの応答としてその車両状態情報１０４を、通信部１７を通じて受信する。制御部１０は、車両状態情報１０４として回生開始情報を取得した場合、蓄電池１４Ａへの充電を開始させるように第２状態へ切り替える。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａをオン状態、第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように制御信号１０６を与える。これにより、第１放電制御では、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値を使用下限ＳＯＣ値よりも高いＳＯＣ値になるようにする。

なお、制御部１０は、要求に対する車両制御部２０からの応答として、その時の自動車２の状況に応じて回生電力の供給ができない状態である場合には、ＳＯＣ値が使用下限ＳＯＣ値である状態のまま、第１状態で待機する。

なお、実施の形態の変形例として、（Ｂ２）に示す第２放電制御を行う形態としてもよい。第２放電制御として、制御部１０は、放電出力１０２の際に、ＳＯＣ及び回生状態に応じて、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値が最小で使用下限ＳＯＣ値までに抑えられる範囲内で、蓄電池１４Ａから放電するように第３状態に制御する。制御部１０は、蓄電池状態検出部１５により検出したＳＯＣ値が、使用下限ＳＯＣ値に達した場合には、放電を停止させるように第３状態から第１状態へ切り替える。そして、制御部１０は、ＳＯＣ値が使用下限ＳＯＣ値である状態を維持する。その後、制御部１０は、回生開始情報を受信した場合には、蓄電池１４Ａへの充電を開始させるように第１状態から第２状態へ切り替える。

なお、上記充電制御の判断の際に、制御部１０は、蓄電池状態検出部１５により検出した蓄電池１４ＡのＳＯＣ値として、組電池の複数の単電池の各単電池のＳＯＣ値を参照して判断する。例えば、制御部１０は、いずれかの単電池のＳＯＣ値が使用上限ＳＯＣ値に達した場合に、充電を停止させる。同様に、上記放電制御の判断の際に、制御部１０は、いずれかの単電池のＳＯＣ値が使用下限ＳＯＣ値に達した場合に、放電を停止させる。

また、変形例として、制御部１０は、蓄電池１４Ａの組電池の単位でのＳＯＣ値や電圧値を用いて、上記判断を行ってもよい。制御で使用する単位に応じて、制御用のＳＯＣ値や電圧値が設定される。例えば、電圧値を用いて判断する場合には、使用上限電圧値、使用下限電圧値、第１ＳＯＣ値に対応する第１電圧値、等が設定される。

［制御処理フロー］
図６は、上記ＳＯＣ管理を含む充放電切り替え制御の制御処理例のフローを示す。図６のフローは、ステップＳ１〜Ｓ１３を有する。以下、ステップの順に説明する。図６の制御は、図４の第１充電制御及び図５の第１放電制御を含む。

（Ｓ１） 自動車２は、イグニッションスイッチのＯＮ／ＡＣＣ位置等の契機で起動される。電源システム１の制御部１０は、自動車２の起動に合わせて、電源システム１を起動させる。制御部１０は、起動に応じて、充放電切り替え制御の状態を、最初、第１状態である休止制御状態にする。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように制御信号１０６を充放電切り替え部１１へ与える。なお、制御部１０は、自動車２の駐停車等の状態に伴って電源システム１をスリープ状態へ移行させる場合には、起動終了する。

（Ｓ２） 制御部１０は、車両制御部２０からの車両状態情報１０４の通知に基づいて、回生開始情報を受信したかどうかを判断し、受信した場合（Ｙ）にはＳ４へ進み、そうでない場合（Ｎ）にはＳ３へ進む。

（Ｓ３） 制御部１０は、車両状態情報１０４に基づいて回生終了情報を受信したかどうかを判断し、受信した場合（Ｙ）にはＳ５へ進み、そうでない場合（Ｎ）にはＳ１へ戻る。

（Ｓ４） 制御部１０は、回生電力の供給が有るので、充電入力１０１として、回生電力を蓄電池１４Ａへ充電するように第２状態へ切り替える。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａをオン状態、第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように制御信号１０６を与える。

（Ｓ５） 制御部１０は、回生電力の供給が無いので、放電出力１０２として、蓄電池１４Ａから負荷２２へ放電するように第３状態へ切り替える。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａをオフ状態、第２スイッチ１１Ｂをオン状態にするように制御信号１０６を与える。

（Ｓ６） Ｓ４の後、Ｓ６で、制御部１０は、回生終了情報を受信したかどうかを判断し、受信した場合（Ｙ）にはＳ５へ進み、そうでない場合（Ｎ）にはＳ８へ進む。

（Ｓ７） Ｓ５の後、Ｓ７で、制御部１０は、回生開始情報を受信したかどうかを判断し、受信した場合（Ｙ）にはＳ４へ進み、そうでない場合（Ｎ）にはＳ９へ進む。

（Ｓ８） 制御部１０は、蓄電池状態検出部１５で検出された蓄電池１４Ａの現在のＳＯＣ値が、使用上限ＳＯＣ値に達したかどうかを判断し、達していない場合（Ｎ）にはＳ６へ戻り、達した場合（Ｙ）にはＳ１０へ進む。

（Ｓ９） 制御部１０は、蓄電池状態検出部１５で検出された蓄電池１４Ａの現在のＳＯＣ値が、使用下限ＳＯＣ値に達したかどうかを判断し、達していない場合（Ｎ）にはＳ７へ戻り、達した場合（Ｙ）にはＳ１１へ進む。

（Ｓ１０） 制御部１０は、充放電を休止する第１状態にする。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように制御信号１０６を与える。Ｓ１０の後、Ｓ１２へ進む。

（Ｓ１１） 制御部１０は、充放電を休止する第１状態にする。即ち、切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａ及び第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように制御信号１０６を与える。Ｓ１１の後、Ｓ１３へ進む。

（Ｓ１２） 制御部１０は、図４の第１充電制御に対応する処理を行う。制御部１０は、即時に、負荷２２への放電を開始させるように第３状態へ切り替え、第１ＳＯＣ値までの範囲でその放電を許容する。切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａをオフ状態、第２スイッチ１１Ｂをオン状態にするように制御信号１０６を与える。制御部１０は、ＳＯＣ値が、第１ＳＯＣ値に達した場合には放電を停止させるように第１状態へ切り替える。Ｓ１２の後はＳ１へ戻る。

（Ｓ１３） 制御部１０は、図５の第１放電制御に対応する処理を行う。制御部１０は、即時に、車両制御部２０へ回生電力の供給を要求し、応答として回生開始情報を受信した場合には、蓄電池１４Ａへの充電を開始させるように第２状態へ切り替える。切り替え制御部１６は、第１スイッチ１１Ａをオン状態、第２スイッチ１１Ｂをオフ状態にするように制御信号１０６を与える。Ｓ１３の後はＳ１へ戻る。

なお、Ｓ１３の処理で、制御部１０は、車両制御部２０からの応答として、回生開始情報を所定時間内に受信できない場合には、回生電力の供給ができない状況と判断して、休止制御状態を維持するようにしてもよい。また、制御部１０は、一定時間毎に、要求を送信するようにしてもよい。あるいは、車両制御部２０からの応答として、回生電力の供給ができない状況である旨の応答を送信するようにしてもよい。

［自動車動作］
自動車２の動作とその動作に伴う電源システム１の動作について詳しくは以下である。まず、自動車２の駐停車時の動作については以下である。自動車２の走行後の駐停車の開始時には、ドライバーによりイグニッションスイッチがＯＮ／ＡＣＣ位置からＯＦＦ位置に位置付けられ、イグニッションキーが引き抜かれる。車両制御部２０は、監視に基づいてイグニッションスイッチがＯＮ／ＡＣＣ位置からＯＦＦ位置に位置付けられたことを検出する。車両制御部２０は、そのＯＦＦ位置状態を、車両状態情報１０４として、制御部１０へ通知する。

制御部１０は、車両制御部２０から、そのＯＦＦ位置状態の車両状態情報１０４を受信する。すると、制御部１０は、蓄電池制御部１４Ｂ及び自身を、省エネモードに対応したスリープ状態へ移行させる。切り替え制御部１６は、充放電を休止する第１状態にするように制御信号１０６を充放電切り替え部１１へ与える。また、切り替え制御部１６は、蓄電池状態検出部１５を制御して状態検出を停止させる。これに従い、蓄電池状態検出部１５は、蓄電池制御部１４Ｂに、検出値の通知を停止させる。切り替え制御部１６は、車両制御部２０への電源状態の通知を停止する。切り替え制御部１６は、上記ＯＦＦ位置状態の通知を受信した時点からの時間を計測し、所定時間が経過したかを判断する。この所定時間は、蓄電池１４Ａの特性に応じて設計される。

切り替え制御部１６は、上記所定時間が経過した時点で、蓄電池制御部１４Ｂをスリープ状態から起動させるように、蓄電池状態検出部１５を制御する。切り替え制御部１６は、蓄電池状態検出部１５を通じて、蓄電池制御部１４Ｂに、蓄電池１４ＡのＯＣＶ及び温度等の検出値を出力させる。切り替え制御部１６は、その検出値を取得した後、蓄電池検出部１４Ｂを、再度スリープ状態へ移行させる。

次に、制御部１０は、蓄電池状態検出部１５に、上記検出値であるＯＣＶ及び温度等の値を用いて蓄電池１４Ａの現在のＳＯＣ値を推定する演算を行わせる。蓄電池状態検出部１５は、プログラム処理により、所定の関数やテーブル情報に基づいて、蓄電池１４Ａの現在の温度における現在のＳＯＣ値を計算する。蓄電池状態検出部１５は、そのＳＯＣ値を、基準温度（例えば２５℃）におけるＳＯＣ値に補正する。なお、基準温度におけるＳＯＣ値を、基準ＳＯＣ値と称する。切り替え制御部１６は、蓄電池状態検出部１５から、その基準ＳＯＣ値を含む状態の検出値を得る。

次に、制御部１０は、上記現在の蓄電池１４Ａの基準ＳＯＣ値、温度、電圧、電流等の値を含む電源状態情報１０３を、通信部１７を通じて車両制御部２０へ通知する。その後、制御部１０は、自身を再度スリープ状態に移行させる。

上記のように、制御部１０は、所定時間毎における、蓄電池１４ＡのＯＣＶ及び温度等の検出、基準ＳＯＣ値の計算、及びそれらの検出値の通知の際に、起動状態となり、それ以外の時にはスリープ状態となる。なお、自動車２の走行後にイグニッションスイッチがＯＦＦ位置に位置付けられた時、車両制御部２０も、データ保存等の所定の処理を行った後にはスリープ状態になり、制御部１０からの通知を受けた時には起動状態になる。上記ＯＣＶ等の測定及びスリープ状態の制御は、制御部１０が主体で行う形態でもよいし、車両制御部２０が主体で行う形態でもよい。

次に、自動車２の駐停車後の走行開始前の動作については以下である。ドライバーにより、イグニッションスイッチにイグニッションキーが挿入される。そして、イグニッションスイッチがＯＦＦ位置からＯＮ／ＡＣＣ位置に位置付けられ、更にＯＮ／ＡＣＣ位置からＳＴＡＲＴ位置に位置付けられた後、再びＯＮ／ＡＣＣ位置に位置付けられる。車両制御部２０は、イグニッションスイッチが最初にＯＮ／ＡＣＣ位置に位置付けられると、その状態を制御部１０へ通知する。

制御部１０は、その状態の通知を受けると、蓄電池制御部１４Ｂ及び自身を起動状態へ移行させる。制御部１０は、自動車２の走行中や走行前の状態では、前述のように、回生電力及びＳＯＣの状態に応じて、蓄電池部１４の充放電を制御する。制御部１０は、その際、蓄電池制御部１４Ｂから検出された所定時間毎の蓄電池１４Ａの電圧値、及び電流値を、蓄電池状態検出部１５を通じて取得する。なお、その電圧値は、ニッケル亜鉛電池の各々の単電池の電圧値を含む。制御部１０は、蓄電池状態検出部１５により、前述の基準ＳＯＣ値、及び既知の電池容量に基づいて、上記所定時間毎の電流値を積算して、蓄電池１４Ａの現在のＳＯＣ値を推定させる演算を行わせる。なお、その演算の際には、電圧値及び電流値としては、基準温度により補正された値が用いられる。制御部１０は、所定時間毎に、蓄電池１４Ａの現在のＳＯＣ値及び電圧値等を含む電源状態情報１０３を、通信部１７を通じて車両制御部２０へ通知する。

車両制御部２０は、制御部１０からの電源状態情報１０３の通知を受けると、その蓄電池１４Ａの現在のＳＯＣ値及び電圧値等の参照に基づいて、オルタネータ２１による回生電力を蓄電池部１４へ充電させるか否かを判断する。車両制御部２０は、蓄電池１４Ａの状態に基づいて、充電させると判断した場合、電磁クラッチを作動させてエンジンの回転力をオルタネータ２１に伝達させて、回生電力を出力させる。

例えば、車両制御部２０は、蓄電池１４Ａの現在のＳＯＣ値が、使用上限ＳＯＣ値またはそれに近いＳＯＣ値である場合には、オルタネータ２１を作動させないように、即ち回生電力を供給しないように制御してもよい。これにより、蓄電池１４Ａが過充電状態になることを防止する。また、変形例として、車両制御部２０は、蓄電池１４Ａの現在の電圧値が所定の使用上限電圧値またはそれに近い値である場合に、上記制御を行ってもよい。あるいは、車両制御部２０は、現在のＳＯＣ値及び電圧値の両方が上記の条件を満たす場合に、上記制御を行ってもよい。

また、車両制御部２０は、蓄電池１４Ａの現在のＳＯＣ値が、使用下限ＳＯＣ値またはそれに近いＳＯＣ値である場合には、ブレーキやアクセルの操作による回生電力の発生を待たずに、オルタネータ２１を作動させて回生電力を発生させるように制御してもよい。これにより、蓄電池１４Ａが過放電状態になることを防止する。また、変形例として、車両制御部２０は、蓄電池１４Ａの現在の電圧値が所定の使用下限電圧値またはそれに近い値である場合に、上記制御を行ってもよい。あるいは、車両制御部２０は、現在のＳＯＣ値及び電圧値の両方が上記の条件を満たす場合に、上記制御を行ってもよい。

車両制御部２０は、ブレーキが踏まれた場合、またはアクセルが開放されてアクセルオフ状態になった場合には、オルタネータ２１を作動させて回生電力を出力するように制御し、回生開始情報を制御部１０へ送信する。また、車両制御部２０は、ブレーキが開放された、またはアクセルオフ状態になった結果、自動車２の加速度が０になった場合には、オルタネータ２１の作動を停止させて回生電力を出力しないように制御し、回生終了情報を制御部１０へ送信する。

自動車２は、アイドリングストップ後のエンジン再始動の際には、メイン電池である蓄電池１４Ａからの放電により、負荷２２のうちのスタータへ、大電流で電力を供給する。その放電出力１０２の際にも、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値の低下が使用下限ＳＯＣ値までに抑えられるように制御される。使用下限ＳＯＣ値は、そのアイドリングストップ後のエンジン再始動の際のスタータへの放電の電力量を考慮した値に設定されると好適である。例えば、アイドリングストップ時に負荷２２へ放電する電力量をＰ１、エンジン再始動の際の放電の電力量をＰ２、と見積もる。電力量Ｐ１に対応したＳＯＣの変動量をＤ１、電力量Ｐ２に対応したＳＯＣの変動量をＤ２、と見積もる。すると、使用下限ＳＯＣ値は、以下のような関係式に基づいた値に設定すると好適である。［使用下限ＳＯＣ値］≦［使用上限ＳＯＣ値］−（Ｄ１＋Ｄ２）。

［異常処理］
また、制御部１０は、蓄電池状態検出部１５による状態検出に基づいて、蓄電池１４Ａの状態が異常であるかどうかを判断し、異常状態と判断した場合には、所定の異常処理を実行する。切り替え制御部１６は、蓄電池１４Ａの組電池及び単電池の単位での現在の電圧値や温度が、所定の範囲内にある場合には正常状態と判断し、所定の範囲外になった場合には異常状態と判断する。制御部１０は、異常状態を、例えば範囲の区分に応じて、複数の段階の異常状態として分けて判断することがより好ましい。制御部１０は、異常状態と判断した場合、その異常状態に応じた異常処理を実行する。例えば、制御部１０は、蓄電池１４Ａの充放電を休止する第１状態に切り替える。また、制御部１０は、異常状態と判断した場合、その異常状態を、通信部１７を通じて車両制御部２０へ通知する。車両制御部２０は、通知からその異常状態を把握して制御を行う。車両制御部２０は、例えば、異常状態を、表示画面への表示、または音声出力等により、ユーザへ伝える。

［効果等］
以上説明したように、実施の形態の電源システム及び自動車によれば、充電受け入れ性能、コスト、安全性等の点で優れる好適なシステムを実現できる。これにより、自動車の燃費改善等に寄与できる。実施の形態では、回生電力の供給がある場合にその開始及び終了に応じて蓄電池１４Ａに充電し、供給が無い場合には蓄電池１４Ａから負荷２２へ放電することができる。そのため、回生電力の受け入れ性能が高く、高効率で充放電ができ、燃費を改善させることができる。

実施の形態では、蓄電池部１４として１種類の蓄電池であるニッケル亜鉛電池の単独構成とした。ニッケル亜鉛電池の採用により、高出力の充放電を可能とし、安全性にも優れている。これにより、実施の形態では、前述した従来の２種類の蓄電池の複合構成よりも、高出力で安全性に優れ、システム構成を簡易化して低コスト及び省スペース等で実現できる。特に、オルタネータ回生車両の車載に好適な電源システムを実現できる。電源システム１は、オルタネータ２１の回生電力を高効率で利用し、蓄電池１４Ａの寿命を長くでき、燃費改善に寄与できる。

［変形例（１）］
実施の形態の変形例として以下が可能である。実施の形態では、自動車２の回生電力の仕様として第１電圧Ｖ１を１４Ｖとし、それに合わせて電源システム１を１４Ｖ系のシステムとしたが、これに限らず適用可能である。例えば、４８Ｖ系の電源システム等も同様に可能であり、回生電力の出力電圧の仕様に応じて設計された電圧変換部１２を備える形態とすればよい。

変形例として、蓄電池部１４は、７個以下の単電池の直列接続による組電池の構成としてもよいし、８個以上の単電池の直列接続による組電池の構成としてもよい。電圧変換部１２は、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２に応じて設計されればよい。蓄電池部１４の第２電圧Ｖ２は、１３．３Ｖに限らず適用可能である。変形例の電源システムでは、蓄電池部１４の蓄電池１４Ａは、８個のニッケル亜鉛電池の直列接続による組電池の構成を有する。これにより、組電池における公称電圧は１．６５Ｖ×８＝１３．２Ｖであり、満充電電圧は１．９Ｖ×８＝１５．２Ｖである。即ち、第２電圧Ｖ２は、Ｖ２＝１５．２Ｖであり、Ｖ１＜Ｖ２である。これに対応して、電圧変換部１２は、充電の際に第１電圧Ｖ１を第２電圧Ｖ２へ昇圧する電圧変換を行うための直流昇圧回路を含む。

［変形例（２）］
制御部１０の蓄電池状態検出部１５と蓄電池制御部１４Ｂとが１つに統合された形態でもよい。車両制御部２０側に蓄電池状態検出部１５の機能を有してもよい。オルタネータ作動情報の取得については、オルタネータ２１を制御する部分であるオルタネータ制御部や、ブレーキ制御部等から取得する形態でもよい。

［変形例（３）］
実施の形態では、自動車２の車両制御部２０から回生状態を含む車両状態情報１０４を通知し、電源システム１の制御部１０は、その回生状態に合わせて、ＳＯＣ管理を含む充放電切り替え制御を行っている。これに限らず、以下のように自動車２が主体で制御を行う形態としてもよい。自動車２の車両制御部２０は、電源システム１の制御部１０から一定時間毎にＳＯＣ値を含む電源状態情報１０３を取得することにより、電源システム１の蓄電池１４Ａの状態を監視する。車両制御部２０は、その蓄電池１４Ａの状態に合わせて、好適な充放電及びＳＯＣの状態が実現されるように、オルタネータ２１の作動による回生電力の供給を制御する。

実施の形態では、図４の第１充電制御、及び図６のＳ１２の処理として、制御部１０の判断により即時に放電を開始させる処理とした。変形例として、以下のように同様の制御を実現してもよい。車両制御部２０は、制御部１０から取得する電源状態情報１０３により、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値が使用上限ＳＯＣ値に達したこと等を把握する。車両制御部２０は、その電源状態の把握に応じて、判断により、オルタネータ２１の作動を停止させて回生電力の供給を終了させて、回生終了情報を制御部１０へ送信する。これにより、車両制御部２０は、制御部１０に蓄電池１４Ａへの充電を停止させることができる。

実施の形態では、図５の第１放電制御、及び図６のＳ１３の処理として、制御部１０が車両制御部２０へ回生電力の供給を要求して充電を開始させる処理とした。変形例として、以下のように同様の制御を実現してもよい。車両制御部２０は、制御部１０から取得する電源状態情報１０３により、蓄電池１４ＡのＳＯＣ値が使用下限ＳＯＣ値に達したこと等を把握する。車両制御部２０は、その電源状態の把握に応じて、判断により、回生電力の供給が可能である状況の場合には、オルタネータ２１を作動させて回生電力の出力を開始させて、回生開始情報を制御部１０へ送信する。これにより、車両制御部２０は、制御部１０に蓄電池１４Ａへの充電を開始させることができる。

以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１…電源システム、２…自動車、１０…制御部、１１…充放電切り替え部、１１Ａ…第１スイッチ、１１Ｂ…第２スイッチ、１２…電圧変換部、１３…電線、１４…蓄電池部、１４Ａ…蓄電池、１４Ｂ…蓄電池制御部、１５…蓄電池状態検出部、１６…切り替え制御部、１７…通信部、２０…車両制御部、２１…オルタネータ、２２…負荷、２４…電線、２５…通信線、１０１…充電入力、１０２…放電出力、１０３…電源状態情報、１０４…車両状態情報、１０６…制御信号、１０７…検出値。

Claims (5)

1. 自動車に搭載される電源システムであって、
   前記自動車のオルタネータから供給される回生電力を受け入れ可能であり、かつ、前記自動車の負荷へ放電可能である蓄電池としてニッケル亜鉛電池を含む蓄電池部と、
   前記蓄電池部と、前記オルタネータ及び前記負荷との間の電線における分岐する第１電線と第２電線のうちの前記第１電線の途中に接続され、前記回生電力の第１電圧を前記蓄電池部の第２電圧に合わせるように電圧変換して出力する電圧変換部と、
   前記蓄電池部に接続され、前記蓄電池の状態を検出する蓄電池状態検出部と、
   前記電線の途中に接続され、前記第１電線の途中で前記電圧変換部に接続される第１スイッチ、及び前記第２電線に接続される第２スイッチを含み、前記蓄電池部への充電と前記蓄電池部からの放電との間で切り替えるための充放電切り替え部と、
   前記蓄電池の状態、及び前記回生電力の供給の状態に応じて、前記充放電切り替え部の前記切り替えを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記充電及び前記放電を休止する第１状態とする際には、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフ状態にし、
   前記回生電力を前記蓄電池部へ充電する充電入力を行う第２状態とする際には、前記回生電力の前記第１電圧を、前記電圧変換部を介して電圧変換した後の前記第２電圧で前記蓄電池部へ充電するように、前記第２スイッチをオフ状態にし、前記第１スイッチをオン状態にし、
   前記蓄電池部から電力を前記負荷へ放電する放電出力を行う第３状態とする際には、前記蓄電池部からの電力を、前記電圧変換部を介さずに前記負荷へ放電するように、前記第１スイッチをオフ状態にし、前記第２スイッチをオン状態にし、
   前記蓄電池部は、前記ニッケル亜鉛電池の単独構成として、複数個の単電池の直列接続による組電池を含み、前記第２電圧は、前記組電池の満充電電圧であり、前記電圧変換部は、前記第１電圧を前記第２電圧に合わせるように降圧する直流降圧回路または昇圧する直流昇圧回路を含み、
   前記制御部は、前記自動車の車両制御部から、前記オルタネータの作動の状態に対応した前記回生電力の供給の状態を表す車両状態情報を取得し、前記車両状態情報に基づいて、前記回生電力の供給が開始された状態である場合には、前記充電を開始させるように前記充放電切り替え部を制御し、前記回生電力の供給が終了した状態である場合には、前記充電を停止させ、前記放電を開始させるように前記充放電切り替え部を制御し、
   前記蓄電池は、前記充電及び前記放電に使用可能である充電状態値の範囲として、使用上限値から使用下限値までの範囲が定められており、
   前記蓄電池状態検出部は、前記蓄電池の充電状態値を推定し、
   前記制御部は、前記充電状態値に基づいた前記充放電切り替え部の制御として、前記充電入力の際には、前記充電状態値に応じて最大で前記使用上限値まで充電し、前記充電状態値が前記使用上限値に達した場合には前記充電を停止させ、前記放電出力の際には、前記充電状態値に応じて最小で前記使用下限値まで放電し、前記充電状態値が前記使用下限値に達した場合には前記放電を停止させる、
   電源システム。
2. 請求項１記載の電源システムにおいて、
   前記蓄電池は、前記使用上限値と前記使用下限値との間に、第１充電状態値が定められており、
   前記制御部は、前記充電入力の際に、前記充電状態値が前記使用上限値に達して前記充電を停止させた後、即時に、前記負荷への前記放電を開始させ、前記充電状態値が前記第１充電状態値に達した場合には前記放電を停止させる、
   電源システム。
3. 請求項１記載の電源システムにおいて、
   前記制御部は、前記放電出力の際に、前記充電状態値が前記使用下限値に達して前記放電を停止させた後、前記自動車の車両制御部へ前記回生電力の供給を要求し、前記回生電力の供給が開始された場合には前記充電を開始させる、
   電源システム。
4. 請求項２記載の電源システムにおいて、
   前記使用上限値は、９５％以上１００％以下の範囲内の値に定められ、
   前記第１充電状態値は、８５％以上９５％未満の範囲内の値に定められ、
   前記使用下限値は、６５％以上７５％未満の範囲内の値に定められている、
   電源システム。
5. 自動車であって、
   車両制御部と、
   回生電力を出力するオルタネータと、
   負荷と、
   電源システムと、
   を備え、
   前記電源システムは、
   前記オルタネータから供給される回生電力を受け入れ可能であり、かつ、前記自動車の前記負荷へ放電可能である蓄電池としてニッケル亜鉛電池を含む蓄電池部と、
   前記蓄電池部と、前記オルタネータ及び前記負荷との間の電線における分岐する第１電線と第２電線のうちの前記第１電線の途中に接続され、前記回生電力の第１電圧を前記蓄電池部の第２電圧に合わせるように電圧変換して出力する電圧変換部と、
   前記蓄電池部に接続され、前記蓄電池の状態を検出する蓄電池状態検出部と、
   前記電線の途中に接続され、前記第１電線の途中で前記電圧変換部に接続される第１スイッチ、及び前記第２電線に接続される第２スイッチを含み、前記蓄電池部への充電と前記蓄電池部からの放電との間で切り替えるための充放電切り替え部と、
   前記蓄電池の状態、及び前記回生電力の供給の状態に応じて、前記充放電切り替え部の前記切り替えを制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記充電及び前記放電を休止する第１状態とする際には、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフ状態にし、
   前記回生電力を前記蓄電池部へ充電する充電入力を行う第２状態とする際には、前記回生電力の前記第１電圧を、前記電圧変換部を介して電圧変換した後の前記第２電圧で前記蓄電池部へ充電するように、前記第２スイッチをオフ状態にし、前記第１スイッチをオン状態にし、
   前記蓄電池部から電力を前記負荷へ放電する放電出力を行う第３状態とする際には、前記蓄電池部からの電力を、前記電圧変換部を介さずに前記負荷へ放電するように、前記第１スイッチをオフ状態にし、前記第２スイッチをオン状態にし、
   前記蓄電池部は、前記ニッケル亜鉛電池の単独構成として、複数個の単電池の直列接続による組電池を含み、前記第２電圧は、前記組電池の満充電電圧であり、前記電圧変換部は、前記第１電圧を前記第２電圧に合わせるように降圧する直流降圧回路または昇圧する直流昇圧回路を含み、
   前記制御部は、前記自動車の前記車両制御部から、前記オルタネータの作動の状態に対応した前記回生電力の供給の状態を表す車両状態情報を取得し、前記車両状態情報に基づいて、前記回生電力の供給が開始された状態である場合には、前記充電を開始させるように前記充放電切り替え部を制御し、前記回生電力の供給が終了した状態である場合には、前記充電を停止させ、前記放電を開始させるように前記充放電切り替え部を制御し、
   前記蓄電池は、前記充電及び前記放電に使用可能である充電状態値の範囲として、使用上限値から使用下限値までの範囲が定められており、
   前記蓄電池状態検出部は、前記蓄電池の充電状態値を推定し、
   前記制御部は、前記充電状態値に基づいた前記充放電切り替え部の制御として、前記充電入力の際には、前記充電状態値に応じて最大で前記使用上限値まで充電し、前記充電状態値が前記使用上限値に達した場合には前記充電を停止させ、前記放電出力の際には、前記充電状態値に応じて最小で前記使用下限値まで放電し、前記充電状態値が前記使用下限値に達した場合には前記放電を停止させる、
   自動車。

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