JP6834448B2 - 電池ユニット、及び電源システム - Google Patents

Description

本発明は、車両等に適用される電池ユニット、及び電源システムに関するものである。

従来、蓄電池と、電動機及び発電機の機能を併せ持つ回転電機（例えば、ＩＳＧ）とを備える電源システムにおいて、蓄電池の充放電の制御を適正化する技術が各種提案されている。

例えば、特許文献１には、ＩＳＧに対して並列に接続される鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池を備える電源システムが記載されている。この電源システムでは、ＩＳＧと鉛蓄電池の間の通電経路に第１スイッチが設けられ、ＩＳＧとリチウムイオン蓄電池の間の通電経路に第２スイッチが設けられている。そして、各蓄電池の状態に応じて各スイッチをオンオフ制御することで、各蓄電池からＩＳＧへの給電やＩＳＧから各蓄電池への充電を制御している。この場合、各蓄電池からＩＳＧへ給電を行うことで、エンジン出力軸に動力を付与すること（例えばモータアシスト等）が可能となっている。

特開２０１５−１５４６１８号公報

ところで、上記の電源システムでは、鉛蓄電池からＩＳＧへの電力供給と、リチウムイオン蓄電池からＩＳＧへの電力供給とがそれぞれ可能であり、いずれかの蓄電池からＩＳＧへの電力供給が選択的に行われる。この場合、鉛蓄電池の電力によるＩＳＧ駆動時と、リチウムイオン蓄電池の電力によるＩＳＧ駆動時とでは、ＩＳＧ駆動の要求が相違することが考えられる。しかしながら、既存の構成では、ＩＳＧに対して並列接続された各蓄電池を好適に使い分ける点について検討がなされておらず、改善の余地があると考えられる。例えばＩＳＧのモータアシスト量を大きくしようとする場合には、ＩＳＧへの通電電流を大きくすることが考えられるが、各通電経路に設けられたスイッチに過剰の電流が流れるおそれがあり、スイッチが故障してしまう等の不都合が生じることが考えられる。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、回転電機への給電において蓄電池の使い分けを考慮しつつ、システムの適正化を図ることができる電池ユニット、及び電源システムを提供することにある。

第１の手段では、
エンジンと、前記エンジンの出力軸に駆動連結され、発電及び力行駆動の各機能を有する回転電機（１６）と、該回転電機に対して並列接続される第１蓄電池（１１）及び第２蓄電池（１２）とを備える車両に適用され、前記各蓄電池のうち前記第２蓄電池を備えており、前記第１蓄電池及び前記回転電機にそれぞれ接続される電池ユニット（Ｕ）であって、
前記第１蓄電池が接続される第１端子（Ｔ１）と、
前記回転電機が接続される第２端子（Ｔ２）と、
前記第１端子と前記第２端子とを接続する第１電気経路（Ｌ１）に設けられ、該第１電気経路を開放又は閉鎖する第１開閉部（ＳＷ１）と、
前記第１電気経路において前記第１開閉部よりも前記第２端子の側の接続点（Ｎ１）と前記第２蓄電池とを接続する第２電気経路（Ｌ２）に設けられ、該第２電気経路を開放又は閉鎖する第２開閉部（ＳＷ２）と、
を備え、
前記第２開閉部は、前記第１開閉部に比べて許容通電電流が大きいものであり、前記第２蓄電池から前記回転電機への給電時における最大許容電流が、前記第１蓄電池から前記回転電機への給電時における最大許容電流よりも大きくなっていることを特徴とする。

上記車両において、回転電機は、電池ユニットを介して第１蓄電池に接続されるとともに、電池ユニット内の第２蓄電池にも接続されている。そのため、各蓄電池から回転電機へ給電することで、回転電機の力行駆動によりエンジン出力軸に動力を付与することができる。この場合、例えば回転電機の駆動力等に応じて各蓄電池を使い分けることが望ましいと考えられる。

この点、上記構成では、第２開閉部は、第１開閉部に比べて許容通電電流が大きいものであり、第２蓄電池から回転電機への給電時における最大許容電流が、第１蓄電池から回転電機への給電時における最大許容電流よりも大きくなっているようにした。この場合、回転電機への給電時において第２電気経路に第１電気経路に比べより大きな電流を流すことが可能となり、例えば回転電機の駆動力に応じて各蓄電池を使い分けることができる。また、第１開閉部及び第２開閉部のうち一方のみを大きくしたため、第２蓄電池の電力を回転電機の力行駆動に好適に用いること、すなわち、第１蓄電池と第２蓄電池とを使い分けることを考慮しつつ、システムとして適正に開閉部を設定できる。

第２の手段では、前記第１開閉部は、並列接続された複数のスイッチ（Ｓａ１〜Ｓａ４）を有し、前記第２開閉部は、並列接続された複数のスイッチ（Ｓｂ１〜Ｓｂ６）を有するものであって、前記第２開閉部における前記複数のスイッチの並列数が、前記第１開閉部における前記複数のスイッチの並列数に比べて多くなっている。

上記構成では、第２開閉部における複数のスイッチの並列数が、第１開閉部における複数のスイッチの並列数に比べて多くなっているようにした。この場合、第２開閉部の並列数を第１開閉部の並列数よりも多くすることで、第２開閉部の許容通電電流が第１開閉部に比べて大きくなる。これにより、例えば既存の電源システムにおける第２開閉部のスイッチ自体の許容通電電流を大きくすることなく、第２開閉部の許容通電電流を大きくすることができるため、電池ユニットの構築が容易となる。

第３の手段では、前記第１開閉部及び前記第２開閉部の開閉を制御する制御部（５０）を備え、前記制御部は、前記回転電機によるエンジン始動を行う時に、前記第１開閉部を閉鎖、前記第２開閉部を開放して、前記第１蓄電池から前記回転電機への給電を行わせ、前記回転電機により前記出力軸へ走行用動力を付与する時に、前記第１開閉部を開放、前記第２開閉部を閉鎖して、前記第２蓄電池から前記回転電機への給電を行わせる。

回転電機を力行駆動させる場面としては、例えばエンジン始動時や、走行用動力を付与する時（モータアシスト等）がある。エンジン始動時は、概ね定まったトルクが必要とされるのに対し、モータアシスト等の走行用動力を付与する時には、都度の状況に応じて必要とされるトルクの大きさが異なり、例えばエンジン始動時に比べて、エンジン出力軸に対しより大きな動力が必要になることがあると考えられる。

この点、上記構成では、回転電機によるエンジン始動時には第１蓄電池から回転電機への給電を行わせ、走行用動力を付与する時には第２蓄電池から回転電機への給電を行わせるようにした。この場合、走行用動力付与時には第２蓄電池から回転電機へ給電を行うことで、例えばエンジン始動時に比べより大きな電流を流すことができる。これにより、車両のトルク要求に対して広範に対応可能な構成を実現できる。

第４の手段では、前記制御部は、前記エンジンの燃焼が停止された状態で、前記第１開閉部を開放、前記第２開閉部を閉鎖し、前記走行用動力を付与する。

エンジンの燃焼が停止された状態において、回転電機から走行用動力を付与することによって車両を走行させるには、エンジン出力軸に対し一層大きな動力が必要となる。上記構成では、かかる状態において第１開閉部を開放、第２開閉部を閉鎖することで、第２蓄電池から回転電機へ給電を行うようにした。この場合、第２蓄電池から回転電機への通電電流を大きくすることができ、第１蓄電池から回転電機への給電時に比べてエンジン出力軸に対し一層大きな動力を付与することができる。これにより、エンジンの燃焼を必要としないＥＶ走行が実現できる。

電源システムとして、以下の構成を備えるものであってもよい。すなわち、第５の手段では、エンジンを備える車両に適用され、前記エンジンの出力軸に駆動連結され、発電及び力行駆動の各機能を有する回転電機（１６）と、該回転電機に対して互いに並列接続される第１蓄電池（１１）及び第２蓄電池（１２）とを備え、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の各々から前記回転電機への給電が可能な電源システムであって、前記回転電機と前記第１蓄電池を接続する第１電気経路（Ｌ１）に設けられ、該第１電気経路を開放又は閉鎖する第１開閉部（ＳＷ１）と、前記回転電機と前記第２蓄電池を接続する第２電気経路（Ｌ２）に設けられ、該第２電気経路を開放又は閉鎖する第２開閉部（ＳＷ２）と、を備え、前記第２開閉部は、前記第１開閉部に比べて許容通電電流が大きいものであり、前記第２蓄電池から前記回転電機への給電時における最大許容電流が、前記第１蓄電池から前記回転電機への給電時における最大許容電流よりも大きくなっている。

第１実施形態の電源システムを示す電気回路図。 ＩＳＧによるエンジン始動時の通電状態を示す図。 ＩＳＧによる走行用動力付与時の通電状態を示す図。 第１実施形態における態様を示すタイミングチャート。 第１実施形態の変形例の電池ユニットを示す電気回路図。 スイッチの駆動信号の診断を説明するための図。 バイパススイッチを駆動させるための論理回路の構成図。 蓄電池に基板を組み付けた状態での配線の状態を示す図。 ＩＣを保護するための手段を説明するための図。 ＩＣを保護するための手段を説明するための図。 ＩＣを保護するための手段を説明するための図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン（内燃機関）を駆動源として走行する車両において当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムを具体化するものとしている。

図１に示すように、本電源システムは、第１蓄電池としての鉛蓄電池１１と第２蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池１２とを有する２電源システムである。各蓄電池１１，１２に対して、発電機及び電動機として機能するＩＳＧ１６（Integrated Starter Generator）が接続されている。ＩＳＧ１６が発電機として機能する場合には各蓄電池１１，１２への充電が可能であり、各蓄電池１１，１２からＩＳＧ１６へ給電する場合にはＩＳＧ１６が電動機として機能する。また、各蓄電池１１，１２からはスタータ１３や、各種の電気負荷１４，１５、１７への給電が可能となっている。本電源システムでは、ＩＳＧ１６に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されるとともに、電気負荷１５に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されている。

鉛蓄電池１１は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池１２は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。これら各蓄電池１１，１２の定格電圧はいずれも同じであり、例えば１２Ｖである。

図示による具体的な説明は割愛するが、リチウムイオン蓄電池１２は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットＵとして構成されている。電池ユニットＵは、出力端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ０を有しており、このうち出力端子Ｔ１，Ｔ０に鉛蓄電池１１とスタータ１３と電気負荷１４とが接続され、出力端子Ｔ２にＩＳＧ１６と電気負荷１７とが接続され、出力端子Ｔ３に電気負荷１５が接続されている。

各電気負荷１４，１５，１７は、各蓄電池１１，１２から供給される供給電力の電圧について要求が相違するものである。このうち電気負荷１５には、供給電力の電圧が一定又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。これに対し、電気負荷１４、１７は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷１５は被保護負荷とも言える。また、電気負荷１５は電源失陥が許容されない負荷であり、電気負荷１４，１７は、電気負荷１５に比べて電源失陥が許容される負荷であるとも言える。

定電圧要求負荷である電気負荷１５の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンＥＣＵ等の各種ＥＣＵが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。電気負荷１５として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。また、電気負荷１４，１７の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。

ＩＳＧ１６の回転軸は、図示しないエンジン出力軸に対してベルト等により駆動連結されており、エンジン出力軸の回転によってＩＳＧ１６の回転軸が回転する。すなわち、ＩＳＧ１６は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電（回生発電）を行う。

次に、電池ユニットＵにおける電気的構成を説明する。図１に示すように、電池ユニットＵには、ユニット内電気経路として、各出力端子Ｔ１，Ｔ２を繋ぐ通電経路Ｌ１と、通電経路Ｌ１上の接続点Ｎ１とリチウムイオン蓄電池１２とを繋ぐ通電経路Ｌ２とが設けられている。このうち通電経路Ｌ１に第１スイッチ群ＳＷ１が設けられ、通電経路Ｌ２に第２スイッチ群ＳＷ２が設けられている。なお、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを接続する電気経路で言えば、接続点Ｎ１よりも鉛蓄電池１１の側に第１スイッチ群ＳＷ１が設けられ、接続点Ｎ１よりもリチウムイオン蓄電池１２の側に第２スイッチ群ＳＷ２が設けられている。第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２は、いずれも複数のＭＯＳＦＥＴ（半導体スイッチ）を備えている。

ここで、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２の構成について説明する。第１スイッチ群ＳＷ１では、寄生ダイオードの向きが互いに逆向きとなるようにして直列に半導体スイッチが接続されている。この場合、寄生ダイオードのカソードを出力端子Ｔ１側とする向きで２つの半導体スイッチＳａ１，Ｓａ２が並列に接続され、寄生ダイオードのカソードを出力端子Ｔ２側とする向きで２つの半導体スイッチＳａ３，Ｓａ４が並列に接続されている。つまり、半導体スイッチＳａ１，Ｓａ２と、半導体スイッチＳａ３，Ｓａ４とは、寄生ダイオードがアノード同士で接続されている。

第２スイッチ群ＳＷ２は、半導体スイッチの数を除き、第１スイッチ群ＳＷ１と基本的な構成は同じである。具体的には、第２スイッチ群ＳＷ２では、寄生ダイオードの向きが互いに逆向きとなるようにして直列に半導体スイッチが接続されている。この場合、寄生ダイオードのカソードを接続点Ｎ１側とする向きで３つの半導体スイッチＳｂ１，Ｓｂ２，Ｓｂ３が並列に接続され、寄生ダイオードのカソードをリチウムイオン蓄電池１２側とする向きで３つの半導体スイッチＳｂ４，Ｓｂ５，Ｓｂ６が並列に接続されている。つまり、半導体スイッチＳｂ１，Ｓｂ２，Ｓｂ３と、半導体スイッチＳｂ４，Ｓｂ５，Ｓｂ６とは、寄生ダイオードがアノード同士で接続されている。

上記のようにして、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２が構成されることで、例えば第１スイッチ群ＳＷ１がオフ（開放）状態となった場合、つまり半導体スイッチＳａ１〜Ｓａ４がオフ状態となった場合において、寄生ダイオードを通じて電流が流れることが完全に遮断される。つまり、鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２の側に意図せず放電されること、及びリチウムイオン蓄電池１２の側から鉛蓄電池１１に意図せず充電されることを回避できる。

なお、第１スイッチ群ＳＷ１における半導体スイッチの寄生ダイオードの向きを互いに変更し、寄生ダイオードがカソード同士で接続されるようにしてもよい。具体的には、寄生ダイオードのアノードを出力端子Ｔ１側とする向きで２つの半導体スイッチＳａ１，Ｓａ２を並列に接続し、寄生ダイオードのアノードを出力端子Ｔ２側とする向きで２つの半導体スイッチＳａ３，Ｓａ４を並列に接続してもよい。なお、第２スイッチ群ＳＷ２についても同様である。

また、半導体スイッチとして、ＭＯＳＦＥＴに代えて、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記の寄生ダイオードの代わりに各半導体スイッチにそれぞれダイオードを並列に接続させる。

また、通電経路Ｌ１において出力端子Ｔ１と第１スイッチ群ＳＷ１との間の接続点Ｎ２には分岐経路Ｌ３の一端が接続されるとともに、通電経路Ｌ２においてリチウムイオン蓄電池１２と第２スイッチ群ＳＷ２との間の接続点Ｎ４には分岐経路Ｌ４の一端が接続されており、これら分岐経路Ｌ３，Ｌ４の他端同士が中間点Ｎ３で接続されている。また、中間点Ｎ３と出力端子Ｔ３とが通電経路Ｌ５により接続されている。分岐経路Ｌ３，Ｌ４にはそれぞれ第３スイッチ群ＳＷ３、第４スイッチ群ＳＷ４が設けられている。スイッチ群ＳＷ３，ＳＷ４はそれぞれＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチにより構成されている。そして、各経路Ｌ３〜Ｌ５を通じて、各蓄電池１１，１２からそれぞれ電気負荷１５への給電が可能となっている。

電池ユニットＵには、ユニット内のスイッチ群ＳＷ１〜ＳＷ４を介さずに、鉛蓄電池１１を電気負荷１５に対して接続可能とするバイパス経路Ｌ０，Ｌ６が設けられている。具体的には、電池ユニットＵには、出力端子Ｔ０と通電経路Ｌ１上の接続点Ｎ１とを接続するバイパス経路Ｌ０が設けられるとともに、接続点Ｎ１と出力端子Ｔ３とを接続するバイパス経路Ｌ６が設けられている。そして、バイパス経路Ｌ０上にはバイパススイッチ２１が設けられ、バイパス経路Ｌ６上にはバイパススイッチ２２が設けられている。各バイパススイッチ２１，２２は例えば常閉式のリレースイッチである。

バイパススイッチ２１を閉鎖することで、第１スイッチ群ＳＷ１がオフ（開放）であっても鉛蓄電池１１と電気負荷１５とが電気的に接続される。また、両方のバイパススイッチ２１，２２を閉鎖することで、スイッチ群ＳＷ１〜ＳＷ４が全てオフ（開放）であっても鉛蓄電池１１と電気負荷１５とが電気的に接続される。例えば、車両の電源スイッチ（イグニッションスイッチ）がオフされている状態では、バイパススイッチ２１，２２を介して電気負荷１５に対して暗電流が供給される。なお、バイパス経路Ｌ０及びバイパススイッチ２１を、電池ユニットＵ外に設けることも可能である。

電池ユニットＵは、各スイッチ群ＳＷ１〜ＳＷ４、及びバイパススイッチ２１，２２のオンオフ（開閉）を制御する制御装置５０を備えている。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。制御装置５０には、電池ユニットＵ外のＥＣＵ１００が接続されている。つまり、これら制御装置５０及びＥＣＵ１００は、ＣＡＮ等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御装置５０及びＥＣＵ１００に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。

ＥＣＵ１００は、エンジンのアイドリングストップ制御を行う。アイドリングストップ制御は、概略として、所定の自動停止条件が成立するとエンジンの燃焼が停止されるとともに、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジンが再始動される。この場合、自動停止条件には、例えば、自車両の車速がエンジン自動停止速度域（例えば、車速≦１０ｋｍ／ｈ）にあり、かつアクセル操作が解除されたこと又はブレーキ操作が行われたことが含まれる。また、再始動条件としては、例えば、アクセル操作が開始されたことや、ブレーキ操作が解除されたことが含まれる。

制御装置５０は、各蓄電池１１，１２の蓄電状態や、上位制御装置であるＥＣＵ１００からの指令値に基づいて、各スイッチ群ＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフを制御する。これにより、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを選択的に用いて充放電が実施される。鉛蓄電池１１の通電経路には、鉛蓄電池１１のバッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧センサ（図示しない）が接続されており、リチウムイオン蓄電池１２の通電経路には、リチウムイオン蓄電池１２のバッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧センサ（図示しない）が接続されている。例えば、制御装置５０は、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ（残存容量：State Of Charge）を算出し、そのＳＯＣが所定の使用範囲内に保持されるようにリチウムイオン蓄電池１２への充電量及び放電量を制御する。なお、本実施形態において、制御装置５０は、「制御部」に相当する。

以上のように構成される本電源システムでは、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の少なくとも一方からＩＳＧ１６へ電力の供給が可能となっている。ＩＳＧ１６へ給電が行われる場合には、ＩＳＧ１６は力行駆動し、その動力がエンジン回転軸に付与されることになる。ここで、ＩＳＧ１６によって一層大きな動力を付与させるためには、蓄電池からＩＳＧ１６への通電電流を大きくする必要がある。この場合、例えば、電池ユニット内のリチウムイオン蓄電池１２からの通電電流を大きくすることが考えられる。しかしながら、リチウムイオン蓄電池１２の通電電流を大きくすると通電経路Ｌ２に設けられた第２スイッチ群ＳＷ２に過剰の電流が流れるおそれがある。そのため、第２スイッチ群ＳＷ２が破損してしまう懸念がある。

そこで、本実施形態では、第２スイッチ群ＳＷ２の許容通電電流を第１スイッチ群ＳＷ１よりも大きくし、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への給電時における最大許容電流が、鉛蓄電池１１からＩＳＧ１６への給電時における最大許容電流よりも大きくなるようにしている。つまり、リチウムイオン蓄電池１２からの通電電流を大きくした場合であっても、第２スイッチ群ＳＷ２が破損しないように大きな通電電流に耐え得る構成としている。

具体的な構成としては、第２スイッチ群ＳＷ２における半導体スイッチの並列数が、第１スイッチ群ＳＷ１における半導体スイッチの並列数に比べて多くなるようにしている。図１を用いて説明すると、第２スイッチ群ＳＷ２はそれぞれ３個の半導体スイッチが並列接続されたものであるのに対して、第１スイッチ群ＳＷ１はそれぞれ２個の半導体スイッチが並列接続されたものとなっている。つまり、第２スイッチ群ＳＷ２における半導体スイッチの並列数は３であり、第１スイッチ群ＳＷ１における半導体スイッチの並列数２よりも多くなっている。

このように、第２スイッチ群ＳＷ２における半導体スイッチの並列数を第１スイッチ群ＳＷ１の並列数に比べて多くすることで、第２スイッチ群ＳＷ２の許容通電電流を第１スイッチ群ＳＷ１に比べて大きくしている。本実施形態では、例えば、定常電流で第１スイッチ群ＳＷ１が約１７０Ａ，第２スイッチ群ＳＷ２が約２５０Ａの通電に耐え得る構成となっている。なお、スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２の各半導体スイッチとして同じものを用いている。

また、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチの並列数は、図１の実施形態に限らず、両者の大小関係が成立する範囲内で適宜変更することができる。例えば、第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチの並列数を４として、第１スイッチ群ＳＷ１の半導体スイッチの並列数を３としてもよい。また、第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチの並列数を４として、第１スイッチ群ＳＷ１の半導体スイッチの並列数を２としてもよい。

このような本電源システムとすることで、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への給電時には、鉛蓄電池１１からＩＳＧ１６への給電時に比べてエンジン出力軸に対し一層大きな動力を付与することが可能となる。つまり、車両から要求される動力の大きさ（要求トルク）に応じて、各蓄電池１１，１２の使い分けを行うことができる。具体的には、ＩＳＧ１６により所定以上の動力が必要となる場合は、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への給電を行い、所定未満の駆動力が必要となる場合は、鉛蓄電池１１からＩＳＧ１６への給電を行うといった制御が実現できる。

本実施形態では、制御装置５０は、ＩＳＧ１６によるエンジン始動時に、鉛蓄電池１１からＩＳＧ１６への給電を行わせ、ＩＳＧ１６により走行用動力を付与する時に、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への給電を行わせる。ここで、各状況下における制御装置５０の各スイッチ群ＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ制御を図２，３を用いて説明する。

図２には、ＩＳＧ１６によるエンジン始動時における各スイッチ群ＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ制御と、それに伴う電源システムの通電状態を示す。本実施形態では、エンジン始動時にＩＳＧ１６を駆動させ、エンジン始動を完了させる構成としている。つまり、エンジンの始動要求が生じると、制御装置５０はＩＳＧ１６を駆動させるべくスイッチ制御を実施する。この場合、制御装置５０は、第１スイッチ群ＳＷ１を閉鎖（オン）するとともに第２スイッチ群ＳＷ２を開放（オフ）する。これにより、鉛蓄電池１１から第１スイッチ群ＳＷ１を介してＩＳＧ１６に給電が行われる。なお、エンジンの始動に際しＩＳＧ１６とともにスタータ１３を駆動させる構成であってもよく、かかる場合には、鉛蓄電池１１からスタータ１３に給電が行われる。

また、エンジン始動時において、電気負荷１５に対しては、リチウムイオン蓄電池１２から給電が行われる。すなわち、制御装置５０は、第３スイッチ群ＳＷ３を開放（オフ）するとともに第４スイッチ群ＳＷ４を閉鎖（オン）する。これにより、リチウムイオン蓄電池１２から第４スイッチ群ＳＷ４を介して電気負荷１５に給電が行われる。

このように、エンジン始動時には、各始動装置（スタータ１３及びＩＳＧ１６）への通電経路Ｌ１と、電気負荷１５への通電経路Ｌ３，Ｌ５とが分離されるため、各始動装置の駆動に伴う電圧変動の影響を受けることなく、電気負荷１５に安定して給電を行うことができる。

図３には、ＩＳＧ１６により走行用動力を付与する時の各スイッチ群ＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ制御と、それに伴う電源システムの通電状態を示す。なお、図３の走行用動力付与時は、図２のエンジン始動時よりもエンジン出力軸に対し大きな動力を付与することを想定している。走行用動力を付与するためのＩＳＧ駆動指令が生成されると、制御装置５０はＩＳＧ１６を駆動させるべくスイッチ制御を実施する。この場合、制御装置５０は、第１スイッチ群ＳＷ１を開放（オフ）するとともに第２スイッチ群ＳＷ２を閉鎖（オン）する。これにより、リチウムイオン蓄電池１２から第２スイッチ群ＳＷ２を介してＩＳＧ１６に給電が行われる。

また、走行用動力付与時において、電気負荷１５に対しては、鉛蓄電池１１から給電が行われる。すなわち、制御装置５０は、第３スイッチ群ＳＷ３を閉鎖（オン）するとともに第４スイッチ群ＳＷ４を開放（オフ）する。これにより、鉛蓄電池１１から第３スイッチ群ＳＷ３を介して電気負荷１５に給電が行われる。

このように、走行用動力を付与する時には、エンジン始動時に比べて大きな動力が要求されると想定され、かかる場合にリチウムイオン蓄電池１２から第２スイッチ群ＳＷ２を介して給電を行うことで、エンジン出力軸に対しより大きな動力を付与することができる。また、この場合、電気負荷１５に対しては鉛蓄電池１１から給電を行うことで、リチウムイオン蓄電池１２の負担を軽減することができる。

また、制御装置５０は、エンジンの燃焼が停止された状態においてＩＳＧ１６で走行用動力を付与することによって車両を走行させる、いわゆるＥＶ走行させる際においても、図３と同様のスイッチ制御を実施する。この場合、ＩＳＧ１６によるＥＶ走行には、ＩＳＧ１６によるエンジン始動時に比べエンジン出力軸に対し一層大きな動力が必要となるため、許容通電電流がより大きな第２スイッチ群ＳＷ２を介して、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６へ給電を行うようにする。

なお、ＥＶ走行としては、例えばＥＶクリープ走行が挙げられる。ＥＶクリープ走行は、車両のアクセルオフ時における低速走行であって、ＥＶクリープ走行時の車速は、約１０ｋｍ／ｈである。

続いて、図２及び図３で示したスイッチ制御について、図４のタイミングチャートを用いて説明する。図４では、エンジンの自動停止中にエンジンが再始動され、その後ＥＶクリープ走行に移行する状況が示されている。

タイミングｔ１１以前はエンジンが自動停止された状態である。なお図４では、かかる状態で第１スイッチ群ＳＷ１がオンとされ、第４スイッチ群ＳＷ４がオンとされている。つまり、エンジン自動停止中に鉛蓄電池１１から電気負荷１７へ給電が行われ、リチウムイオン蓄電池１２からに電気負荷１５へ給電が行われている。なお、エンジン自動停止中のスイッチ制御は適宜変更されてもよい。

タイミングｔ１１において、運転者によりブレーキ操作が解除されることで、エンジンの再始動要求が生じると、ＩＳＧ駆動指令が生成され、制御装置５０によるスイッチ制御が実施される。具体的には、第１スイッチ群ＳＷ１，第４スイッチ群ＳＷ４に対してオン指令が送信され、第１スイッチ群ＳＷ１が閉鎖されることで鉛蓄電池１１からＩＳＧ１６へ給電が行われ、第４スイッチ群ＳＷ４が閉鎖されることでリチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５へ給電が行われる。

その後、タイミングｔ１２において、エンジン回転速度が所定以上となる等してエンジンの再始動が完了すると、アクセル操作がなされていないことを条件にＥＶクリープ走行が実施される。このとき、第１スイッチ群ＳＷ１，第４スイッチ群ＳＷ４に対してはオフ指令が送信され、第２スイッチ群ＳＷ２，第３スイッチ群ＳＷ３に対してはオン指令が送信される。その結果、第２スイッチ群ＳＷ２が閉鎖されることでリチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６に給電が行われ、第３スイッチ群ＳＷ３が閉鎖されることで鉛蓄電池１１から電気負荷１５に給電が行われる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２に対してＩＳＧ１６が接続される構成において、例えばＩＳＧ１６の駆動力等に応じて各蓄電池１１，１２を使い分けることが望ましいと考えられる。この点を考慮し、第２スイッチ群ＳＷ２は、第１スイッチ群ＳＷ１に比べて許容通電電流が大きいものであり、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への給電時における最大許容電流が、鉛蓄電池１１からＩＳＧ１６への給電時における最大許容電流よりも大きくなっているようにした。この場合、ＩＳＧ１６への給電時において通電経路Ｌ２に通電経路Ｌ１に比べより大きな電流を流すことが可能となり、例えばＩＳＧ１６の駆動力に応じて各蓄電池１１，１２を使い分けることができる。また、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２のうち一方のみを大きくしたため、リチウムイオン蓄電池１２の電力をＩＳＧ１６の力行駆動に好適に用いること、すなわち、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを使い分けることを考慮しつつ、システムとして適正に各スイッチ群を設定できる。

第２スイッチ群ＳＷ２の構成として、複数の半導体スイッチＳｂ１〜Ｓｂ６においてＳｂ１〜Ｓｂ３とＳｂ４〜Ｓｂ６とを互いに並列に接続する構成としたため、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への給電時において並列接続された複数のスイッチのうちいずれかがオフ故障した場合であっても、ＩＳＧ１６が直ちに電源失陥に至る事象を防止することができる。

第２スイッチ群ＳＷ２における複数の半導体スイッチＳｂ１〜Ｓｂ６の並列数が、第１スイッチ群ＳＷ１における複数の半導体スイッチＳａ１〜Ｓａ４の並列数に比べて多くなっているようにした。この場合、第２スイッチ群ＳＷ２の並列数を第１スイッチ群ＳＷ１の並列数よりも多くすることで、第２スイッチ群ＳＷ２の許容通電電流が第１スイッチ群ＳＷ１に比べて大きくなる。これにより、例えば既存の電源システムにおける第２スイッチ群ＳＷ２のスイッチ自体の許容通電電流（最大定格電流）を大きくすることなく、第２スイッチ群ＳＷ２の許容通電電流を大きくすることができるため、電池ユニットＵの構築が容易となる。

ＩＳＧ１６を力行駆動させる場面としては、例えばエンジン始動時や、走行用動力を付与する時（モータアシスト等）がある。エンジン始動時は、概ね定まったトルクが必要とされるのに対し、モータアシスト等の走行用動力を付与する時には、都度の状況に応じて必要とされるトルクの大きさが異なり、例えばエンジン始動時に比べて、エンジン出力軸に対しより大きな動力が必要になることがあると考えられる。この点を考慮し、ＩＳＧ１６によるエンジン始動時には鉛蓄電池１１からＩＳＧ１６への給電を行わせ、走行用動力を付与する時にはリチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への給電を行わせるようにした。この場合、走行用動力付与時にはリチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６へ給電を行うことで、例えばエンジン始動時に比べより大きな電流を流すことが可能となる。これにより、車両のトルク要求に対して広範に対応可能な構成を実現できる。

エンジンの燃焼が停止された状態において、ＩＳＧ１６から走行用動力を付与することによって車両を走行させるには、エンジン出力軸に対し一層大きな動力が必要となる。この点を考慮し、かかる状態において第１スイッチ群ＳＷ１を開放、第２スイッチ群ＳＷ２を閉鎖することで、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６へ給電を行うようにした。この場合、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への通電電流を大きくすることができ、鉛蓄電池１１からＩＳＧ１６への給電時に比べてエンジン出力軸に対し一層大きな動力を付与することができる。これにより、エンジンの燃焼を必要としないＥＶ走行が実現できる。

（第１実施形態の変形例）
・上記実施形態では、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２として、並列に接続された半導体スイッチを寄生ダイオードの向きが互いに逆向きになるようにして直列に接続されたものを用いたが、これを変更してもよい。例えば、図５に示すように、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２として、寄生ダイオードの向きが互いに逆向きとなるようにして直列に接続された直列接続体を並列に接続されたものを用いてもよい。具体的には、第１スイッチ群ＳＷ１は、直列接続体３１，３２が並列に接続された構成となっており、第２スイッチ群ＳＷ２は、直列接続体４１，４２，４３が並列に接続された構成となっている。

図５の構成においても、第２スイッチ群ＳＷ２の許容通電電流が、第１スイッチ群ＳＷ１に比べて大きくなるように構成される。すなわち、第２スイッチ群ＳＷ２における半導体スイッチの並列数は、第１スイッチ群ＳＷ１における半導体スイッチの並列数に比べて多くなっている。

・上記実施形態では、第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチの並列数を、第１スイッチ群ＳＷ１の半導体スイッチの並列数よりも多くすることで、第２スイッチ群ＳＷ２の許容通電電流が大きくなるようにしたが、並列数の差以外によって許容通電電流が大きくなるようにしてもよい。例えば、第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチとして、第１スイッチ群ＳＷ１の半導体スイッチよりも最大定格電流が大きい半導体スイッチを用いるようにしてもよい。この場合、例えば第１スイッチ群ＳＷ１と第２スイッチ群ＳＷ２の並列数を等しくしてもよい。

・上記実施形態では、ＩＳＧ１６によるエンジン始動時と、ＩＳＧ１６により走行用動力を付与する時とで各蓄電池１１，１２を使い分ける構成としたが、これに限らない。例えば、ＩＳＧ１６による走行用動力付与時において、車両から要求される動力の大きさ（要求トルク）に応じて、各蓄電池１１，１２を使い分ける構成としてもよい。例えば、所定以上のモータアシストが必要となる場合は、リチウムイオン蓄電池１２から給電することとし、所定未満のモータアシストである場合は、鉛蓄電池１１から給電するようにしてもよい。また、各蓄電池１１，１２のバッテリＳＯＣ等を加味してもよい。

・上記電源システムにおいて、鉛蓄電池１１の電力によるＩＳＧ１６のモータアシストを可能にするとともに、リチウムイオン蓄電池１２の電力によるＩＳＧ１６のモータアシストを可能にしてもよい。例えば、リチウムイオン蓄電池１２の充放電が許可されている状態では、リチウムイオン蓄電池１２の電力によりモータアシストを実施する一方、リチウムイオン蓄電池１２の充放電が禁止されている状態（第２スイッチ群ＳＷ２が開放されている状態）では、リチウムイオン蓄電池１２に代えて鉛蓄電池１１の電力によりモータアシストを実施する。この場合、第２スイッチ群ＳＷ２は、第１スイッチ群ＳＷ１に比べて許容通電電流が大きいものである構成を考慮し、リチウムイオン蓄電池１２の電力によるＩＳＧ駆動時には、鉛蓄電池１１の電力によるＩＳＧ駆動時に比べてモータトルクの許容上限を大きくするとよい。

・上記実施形態では、リチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への給電によって車両をＥＶクリープ走行させる態様としたが、リチウムイオン蓄電池１２からの給電によってＥＶクリープ走行以外のＥＶ走行を実施させてもよい。つまり、アクセル操作量に応じてリチウムイオン蓄電池１２からＩＳＧ１６への通電電流を制御するようにしてもよい。

・上記実施形態では、蓄電池として鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２を用いる構成としたが、これを変更してもよい。例えば、リチウムイオン蓄電池１２に代えて、それ以外の高密度蓄電池、例えばニッケル−水素電池を用いてもよい。その他、少なくともいずれかの蓄電池としてキャパシタを用いることも可能である。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、電気負荷１５を被保護負荷とする構成としたが、第２実施形態では、電気負荷１７にも被保護負荷が含まれる構成とする。なお、第２実施形態における電源システムは、第１実施形態と同じである。

上述したように、制御装置５０は、各スイッチ群ＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ制御を実施することで、各蓄電池１１，１２の充放電を制御している。例えば、鉛蓄電池１１から電気負荷１７へ給電を行う場合には、制御装置５０は、第１スイッチ群ＳＷ１に駆動信号を送信する。その駆動信号は、第１スイッチ群ＳＷ１に設けられるスイッチ駆動回路（図示せず）に出力され、そのスイッチ駆動回路により第１スイッチ群ＳＷ１の半導体スイッチのオンオフが切り替えられる。このようなオンオフ制御では、制御装置５０の駆動信号に基づいて、各スイッチ群が正しく作動する必要がある。そのため、制御装置５０から、各スイッチ群に対して駆動信号が正常に送信されているか駆動信号の診断を適宜実施している。

ここで、車両の電源スイッチ（イグニッションスイッチ）がオンされている状態では、制御装置５０は、電気負荷１７（被保護負荷を含む）に対して継続的な電力供給を行うべくスイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２の少なくともいずれかが常に閉鎖（オン）になるように、駆動信号を出力している。つまり、制御態様として、スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２が同時に開放（オフ）になるような制御は存在しない。そのため、スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２の駆動信号がいずれもオフの場合には、制御装置５０においてスイッチ切替が不能となる異常が生じていると考えられる。

そして、このような制御装置５０に異常が生じた場合には、フェールセーフ処理として、バイパススイッチ２１，２２を駆動させるようにする。これにより電気負荷１７への給電を継続し、電気負荷１７の電源失陥を防止している。

ここで、本実施形態における第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２の駆動信号の診断について図６を用いて説明する。上述のとおり、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２はそれぞれ、並列に接続された半導体スイッチを寄生ダイオードの向きが互いに逆向きになるようにして直列に接続されて構成されている。本実施形態における診断では、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２において寄生ダイオードの向きが互いに逆向きとなる任意の一組の半導体スイッチを選択し、それら半導体スイッチに対し制御装置５０から駆動信号が送信されているかを検出する。例えば、図６では、第１スイッチ群ＳＷ１において半導体スイッチＳａ２，Ｓａ４の駆動信号を検出し、第２スイッチ群ＳＷ２において半導体スイッチＳｂ１，Ｓｂ６の駆動信号を検出する。

このように、第１スイッチ群ＳＷ１、第２スイッチ群ＳＷ２それぞれにおいて、寄生ダイオードの向きが互いに逆向きとなる任意の一組の半導体スイッチの駆動信号を検出する。この構成によれば、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２それぞれにおいて、全ての半導体スイッチの駆動信号を検出する必要がなくなるため、論理回路が少なくて済み、ひいては基板の縮小につながる。

図７には、本実施形態におけるバイパススイッチ２１，２２のオンオフを決定するための論理回路６０を示す。論理回路６０は、第１スイッチ群ＳＷ１において出力端子Ｔ１側をカソードとするいずれか１つの半導体スイッチの駆動信号、及び出力端子Ｔ２側をカソードとするいずれか１つの半導体スイッチの駆動信号を入力するＡＮＤ回路Ｃ１と、第２スイッチ群ＳＷ２において接続点Ｎ１側をカソードとするいずれか１つの半導体スイッチの駆動信号、及びリチウムイオン蓄電池１２側をカソードとするいずれか１つの半導体スイッチの駆動信号を入力するＡＮＤ回路Ｃ２と、ＡＮＤ回路Ｃ１の出力信号及びＡＮＤ回路Ｃ２の出力信号を入力するＯＲ回路Ｃ３と、ＯＲ回路Ｃ３の出力信号及びバイパススイッチの駆動信号を入力するＡＮＤ回路Ｃ４とを有している。そして、ＡＮＤ回路Ｃ４から出力された信号が「１」であればバイパススイッチ２１，２２が開放され、「０」であればバイパススイッチ２１，２２が閉鎖される。

なお、バイパススイッチ２１，２２の駆動信号は、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２のオンオフによらず、イグニッションスイッチがオンされている状態では「１」が出力される。

論理回路６０において、ＡＮＤ回路Ｃ１は、第１スイッチ群ＳＷ１においてダイオードが互いに逆向きの半導体スイッチの駆動信号がいずれも「１」の場合に「１」を出力し、それら駆動信号の少なくともいずれかが「０」の場合に「０」を出力する。同様に、ＡＮＤ回路Ｃ２は、第２スイッチ群ＳＷ２においてダイオードが互いに逆向きの半導体スイッチの駆動信号がいずれも「１」の場合に「１」を出力し、それら駆動信号の少なくともいずれかが「０」の場合に「０」を出力する。そして、ＯＲ回路Ｃ３は、ＡＮＤ回路Ｃ１の出力信号が「０」であって、かつＡＮＤ回路Ｃ２の出力信号が「０」の場合のみ、「０」を出力する。

ここで、電気負荷１７への給電を継続するためには、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２の少なくともいずれかがオンとなっている必要がある。つまり、ＡＮＤ回路Ｃ１の出力信号及びＡＮＤ回路Ｃ２の出力信号の少なくともいずれかが「１」となり、ＯＲ回路Ｃ３の出力信号が「１」となる必要がある。そのため、ＯＲ回路Ｃ３の出力信号が「１」となる場合には、制御装置５０から各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２に対して正常に駆動信号が送信されている状態であるとみなすことができ、かかる場合バイパススイッチ２１，２２は開放される。

一方、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２のいずれもオフとなる異常時には、ＡＮＤ回路Ｃ１の出力信号及びＡＮＤ回路Ｃ２の出力信号がいずれも「０」となり、ＯＲ回路Ｃ３の出力信号が「０」となる。つまりこの場合、ＯＲ回路Ｃ３の「０」の出力信号はフェール信号であるといえる。そして、ＯＲ回路Ｃ３の出力信号が「０」となると、ＡＮＤ回路Ｃ４の出力信号が「０」となる。そのため、異常時には、フェールセーフ処理としてバイパススイッチ２１，２２が閉鎖されるようになっている。

（変形例）
・上記実施形態では、図６に示される第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２での診断を示したが、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２の構成はこれに限らない。例えば、各スイッチ群の並列数をそれぞれ変更してもよい。なお、かかる場合であっても、ダイオードの向きが逆向きとなる任意の一組の半導体スイッチの駆動信号をそれぞれ検出すればよい。

・上記実施形態では、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２の駆動信号の診断を示したが、例えば第３スイッチ群ＳＷ３及び第４スイッチ群ＳＷ４が、ＳＷ１及びＳＷ２と同様に並列接続された構成を有する場合には、ＳＷ３及びＳＷ４の駆動信号の診断を実施することができる。つまり、電気負荷１５（被保護負荷を含む）に対しては給電が継続的に行われるべく、第３スイッチ群ＳＷ３及び第４スイッチ群ＳＷ４のいずれかが閉鎖（オン）となっている必要があり、この状況を考慮して駆動信号の診断を実施することができる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態で示した電池ユニットＵは、リチウムイオン蓄電池１２と、制御装置５０を実装した基板７０とを筐体に組み付けることで構築される。図８には、リチウムイオン蓄電池１２と基板７０を組み付けた状態での配線の状態を示している。なお、リチウムイオン蓄電池１２の負極とグランドが接続される通電経路に設けられるヒューズ７１は、電池ユニットＵの製造時において、リチウムイオン蓄電池１２の正極及び負極に対して基板７０を組み付けた後に取り付けられるようになっている。

基板７０は、制御装置５０を有しており、さらに制御装置５０は、バッテリ監視用のＩＣ７２を有している。また、基板７０は、端子部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を有しており、このうち端子部Ｐ１はリチウムイオン蓄電池１２の正極に接続され、端子部Ｐ２はリチウムイオン蓄電池１２の負極に接続されている。また、端子部Ｐ３は、最終的にはグランドに接続されることになるが、基板７０の組み付け時には、非接続状態となっている。

基板７０における電気的構成を説明する。図８に示すように、基板７０には、基板内電気経路として、端子部Ｐ１，Ｐ３を繋ぐ通電経路Ｌ１１と、通電経路Ｌ１１上の接続点Ｎ１１と端子部Ｐ２とをＩＣ７２内部を経由して繋ぐ通電経路Ｌ１２とが設けられている。このうち通電経路Ｌ１１において接続点Ｎ１１よりも端子部Ｐ１側にコンデンサ７３が設けられている。また、通電経路Ｌ１２上のＩＣ７２内部にはダイオード部７４が設けられている。ダイオード部７４は、２個のダイオードが直列に接続されて構成されており、端子部Ｐ２側がカソード、接続点Ｎ１１側がアノードとなるように接続されている。なお、ダイオード部７４は、意図せず発生した静電気がＩＣ７２内を通電することによってＩＣ７２が破損することを防ぐために設けられている。

かかる構成において、基板７０を組み付ける際に、リチウムイオン蓄電池１２の正極及び負極に基板７０の各端子部Ｐ１，Ｐ２が接続されると、端子部Ｐ１から端子部Ｐ２に向かって突入電流が発生する。この場合、突入電流は、コンデンサ７３を経由して、ＩＣ７２内部のダイオード部７４を介してリチウムイオン蓄電池１２の負極へと流れる。このとき、ＩＣ７２内部に過剰の電流が流れることで、ＩＣ７２が破損するおそれがある。

そこで、本実施形態では、リチウムイオン蓄電池１２に基板７０を取り付ける際に、ＩＣ７２内部に過剰の電流が流れないようにすべく基板７０に保護手段を設けている。これにより、ＩＣ７２の破損を防止するようにしている。

保護手段として、具体的には、ＩＣ７２内部を経由しない（迂回する）バイパス経路Ｌ１３を設けるとともに、そのバイパス経路Ｌ１３にダイオード部７４よりも電気抵抗が小さいダイオード部７５を設ける構成とした。図９は、かかる構成における突入電流の通電状態を示している。バイパス経路Ｌ１３は、ＩＣ７２を経由せずに端子部Ｐ２と端子部Ｐ３とを接続するように、通電経路Ｌ１１の接続点Ｎ１１よりも端子部Ｐ３側の接続点Ｎ１２と、通電経路Ｌ２においてＩＣ７２外部となる端子部Ｐ２側の接続点Ｎ１３とを接続している。そして、バイパス経路Ｌ１３上にダイオード部７４よりも電気抵抗が小さいダイオード部７５を設けている。具体的には、ダイオード部７５は、１個のダイオードで構成されている。

この構成によれば、基板７０の組み付け時に発生する突入電流は、ダイオード部７４よりも電気抵抗が小さいダイオード部７５に優先して流れることになる。つまり、突入電流がバイパス経路Ｌ１３に流れることで、ＩＣ７２内部に過剰の電流が流れることを防ぐことができる。

その他の保護手段として、ＩＣ７２外部の通電経路Ｌ１２上に制限抵抗７６を設ける構成とした。図１０は、かかる構成における突入電流の通電状態を示している。この場合、制限抵抗７６の抵抗値は、ＩＣ７２内部を流れる電流がＩＣ７２の許容電流以下となるように設定される。この構成によれば、突入電流は、ＩＣ７２内部のダイオード部７４に流れることになるが、制限抵抗７６によって、突入電流がＩＣ７２の許容通電電流以下に抑えられるため、ＩＣ７２の破損を防ぐことができる。

また、保護手段の別の構成として、上述のバイパス経路Ｌ１３及びダイオード部７５と、制限抵抗７６を組み合わせる構成としてもよい。かかる構成では、通電経路Ｌ１２において制限抵抗７６と端子部Ｐ２との間の中間点と、接続点Ｎ１２が接続されるようにバイパス経路Ｌ１３を設ける。このように各保護手段を組み合わせることで、ＩＣ７２内部へ過剰の電流が流れることをより好適に防ぐことができる。

一方、リチウムイオン蓄電池１２は、複数の単電池が直列に接続された組電池として構成されており、かかる場合におけるＩＣ７２の保護手段の一例を図１１に示す。

この場合、リチウムイオン蓄電池１２は、単電池１２ａ〜１２ｅから構成されており、各単電池１２ａ〜１２ｅの正極及び負極がそれぞれ、基板７０の端子部Ｐ１，Ｐ２ａ〜Ｐ２ｅに接続される。基板７０上のＩＣ７２内部には、各端子部Ｐ２ａ〜Ｐ２ｅと通電経路Ｌ１２とを接続する通電経路がそれぞれ設けられており、各通電経路には、静電気対策用のダイオード部（図示せず）がそれぞれ設けられている。つまり、図８と同様、基板７０を組み付ける際に、ＩＣ７２内部に過剰の電流が流れるおそれがある。

そこで、図１１では、バイパス経路Ｌ１３を設けるとともに、そのバイパス経路上にダイオード部７５ａ〜７５ｅを設けた。さらに、各端子部Ｐ２ａ〜Ｐ２ｅに接続される各通電経路上に制限抵抗７６ａ〜７６ｅを設けた。これにより、ＩＣ７２内部に過剰の電流が流れることを防止でき、ひいてはＩＣ７２の破損を防ぐことができる。

１１…鉛蓄電池、１２…リチウムイオン蓄電池、１６…ＩＳＧ、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ群、Ｓａ１〜Ｓａ４，Ｓｂ１〜Ｓｂ６…半導体スイッチ、５０…制御装置。

Claims (3)

1. エンジンと、前記エンジンの出力軸に駆動連結され、発電及び力行駆動の各機能を有する回転電機（１６）と、該回転電機に対して並列接続される第１蓄電池（１１）及び第２蓄電池（１２）とを備える車両に適用され、前記各蓄電池のうち前記第２蓄電池を備えており、前記第１蓄電池及び前記回転電機にそれぞれ接続される電池ユニット（Ｕ）であって、
   前記第１蓄電池が接続される第１端子（Ｔ１）と、
   前記回転電機が接続される第２端子（Ｔ２）と、
   前記第１端子と前記第２端子とを接続する第１電気経路（Ｌ１）に設けられ、該第１電気経路を開放又は閉鎖する第１開閉部（ＳＷ１）と、
   前記第１電気経路において前記第１開閉部よりも前記第２端子の側の接続点（Ｎ１）と前記第２蓄電池とを接続する第２電気経路（Ｌ２）に設けられ、該第２電気経路を開放又は閉鎖する第２開閉部（ＳＷ２）と、
   前記第１開閉部及び前記第２開閉部の開閉を制御する制御部（５０）と、
   を備え、
   前記第２開閉部は、前記第１開閉部に比べて許容通電電流が大きいものであり、前記第２蓄電池から前記回転電機への給電時における最大許容電流が、前記第１蓄電池から前記回転電機への給電時における最大許容電流よりも大きくなっており、
   前記制御部は、前記回転電機によるエンジン始動を行う時に、前記第１開閉部を閉鎖、前記第２開閉部を開放して、前記第１蓄電池から前記回転電機への給電を行わせ、
   前記回転電機により前記出力軸へ走行用動力を付与する時に、前記第１開閉部を開放、前記第２開閉部を閉鎖して、前記第２蓄電池から前記回転電機への給電を行わせ、
   前記エンジンの燃焼が停止された状態で、所定以上の前記走行用動力が必要となる場合は、前記第１開閉部を開放、前記第２開閉部を閉鎖して前記走行用動力を付与し、必要となる前記走行用動力が所定未満である場合は、前記第１開閉部を閉鎖、前記第２開閉部を開放して前記走行用動力を付与する電池ユニット。
2. 前記第１開閉部は、並列接続された複数のスイッチ（Ｓａ１〜Ｓａ４）を有し、
   前記第２開閉部は、並列接続された複数のスイッチ（Ｓｂ１〜Ｓｂ６）を有するものであって、
   前記第２開閉部における前記複数のスイッチの並列数が、前記第１開閉部における前記複数のスイッチの並列数に比べて多くなっている請求項１に記載の電池ユニット。
3. エンジンを備える車両に適用され、
   前記エンジンの出力軸に駆動連結され、発電及び力行駆動の各機能を有する回転電機（１６）と、該回転電機に対して互いに並列接続される第１蓄電池（１１）及び第２蓄電池（１２）とを備え、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の各々から前記回転電機への給電が可能な電源システムであって、
   前記回転電機と前記第１蓄電池を接続する第１電気経路（Ｌ１）に設けられ、該第１電気経路を開放又は閉鎖する第１開閉部（ＳＷ１）と、
   前記回転電機と前記第２蓄電池を接続する第２電気経路（Ｌ２）に設けられ、該第２電気経路を開放又は閉鎖する第２開閉部（ＳＷ２）と、
   前記第１開閉部及び前記第２開閉部の開閉を制御する制御部（５０）と、
   を備え、
   前記第２開閉部は、前記第１開閉部に比べて許容通電電流が大きいものであり、前記第２蓄電池から前記回転電機への給電時における最大許容電流が、前記第１蓄電池から前記回転電機への給電時における最大許容電流よりも大きくなっており、
   前記制御部は、前記回転電機によるエンジン始動を行う時に、前記第１開閉部を閉鎖、前記第２開閉部を開放して、前記第１蓄電池から前記回転電機への給電を行わせ、
   前記回転電機により前記出力軸へ走行用動力を付与する時に、前記第１開閉部を開放、前記第２開閉部を閉鎖して、前記第２蓄電池から前記回転電機への給電を行わせ、
   前記エンジンの燃焼が停止された状態で、所定以上の前記走行用動力が必要となる場合は、前記第１開閉部を開放、前記第２開閉部を閉鎖して前記走行用動力を付与し、必要となる前記走行用動力が所定未満である場合は、前記第１開閉部を閉鎖、前記第２開閉部を開放して前記走行用動力を付与する電源システム。

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