WO2011121974A1 - 車両用電源装置 - Google Patents

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WO2011121974A1
WO2011121974A1 PCT/JP2011/001818 JP2011001818W WO2011121974A1 WO 2011121974 A1 WO2011121974 A1 WO 2011121974A1 JP 2011001818 W JP2011001818 W JP 2011001818W WO 2011121974 A1 WO2011121974 A1 WO 2011121974A1
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vehicle
battery
power supply
storage device
power
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PCT/JP2011/001818
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Inventor
岩見良太郎
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a power supply device for a vehicle used for a vehicle such as a car.
  • hybrid cars and electric cars have attracted attention from the viewpoint of environmental protection, and their development is rapidly advancing. These vehicles are configured to obtain driving force of a driving wheel by converting DC power from a power source having a secondary battery into AC power and driving the motor with AC power.
  • a hybrid car is an electric car that shares an engine and an electric motor, and in a broad sense is a type of electric car.
  • the term "electric vehicle” is used herein in a broad sense, including hybrid cars, for convenience.
  • Patent Document 1 discloses a regeneration system including two batteries (for example, a lithium ion battery and a lead battery) having different nominal voltages.
  • a main power source which is a general lead battery
  • an auxiliary power source which is a high-performance battery (for example, a lithium ion battery) that has better charge acceptance and easier state detection than the main power source, It is connected via a / DC converter.
  • a generator is directly connected to the auxiliary power supply.
  • the main power supply supplies electric power to the vehicle electric load in preference to the sub power supply, and the sub power supply recovers and stores the regenerated power generated by the generator when the vehicle decelerates, and is used as a redundant power supply for the main power supply Ru.
  • Patent Document 1 it is possible to efficiently recover the regenerative energy at the time of deceleration of the vehicle and to supply a stable voltage to the electric load.
  • Lithium-ion batteries are high-performance but expensive devices, so the system cost is unlikely to match the performance.
  • lithium ion batteries are difficult to charge / discharge control for safe use in a car, and advanced charge / discharge control is necessary to safely use a lithium ion battery on a car.
  • a state detection technology for each battery is required, which complicates the system configuration.
  • the lithium ion battery and the lead battery can not but be installed in different locations of the vehicle (for example, the former in the cabin and the latter in the engine room), so the degree of freedom in design is low and the installation space is reduced. There are also certain limitations.
  • the power supply device for a vehicle includes a generator mounted on a vehicle, a first storage device connected to the generator and storing electric power generated by the generator, and a series with the first storage device.
  • a control unit configured to control operations of the generator, the DC / DC converter, and the switching unit, and the control unit generates electric power by the generator when the vehicle is decelerated To the first storage device and the second storage device connected in series, and supply the electric component to the electric component through the DC / DC converter.
  • the output voltage of the generator and controls the operating state of the DC / DC converter and said switching means.
  • the first power storage device is a lead battery
  • the second power storage device is a lead battery.
  • regenerative energy is efficiently recovered when the vehicle is decelerated by a simple and inexpensive configuration while increasing design freedom and reducing installation space, and supplying power to the electric load. It can be done stably.
  • FIG. 1 A block diagram showing a configuration of a power supply system including a vehicle power supply device according to Embodiment 1 of the present invention Flow chart showing the overall operation of the power supply system of FIG. 1 Flow chart showing contents of start process of FIG. 2 Diagram showing switching procedure of battery connection from parallel to series A flowchart showing the contents of the battery state detection process of FIG. 2 A flowchart showing the contents of the regenerative power generation control process of FIG. 2 A flowchart showing the content of the power generation control process of FIG. 6 A flowchart showing the contents of the supplementary charge process of FIG. 2 Flow chart showing contents of stop processing of FIG.
  • FIG. 2 Diagram showing switching procedure of battery connection from series to parallel
  • a flowchart showing the contents of the start process of FIG. 12 Diagram showing switching procedure from single battery to serial connection
  • a flowchart showing the content of the regenerative power generation control process of FIG. 12 A flowchart showing the contents of the power generation control process of FIG.
  • a flowchart showing the contents of the supplementary charge process of FIG. 12 A flowchart showing the contents of the stop process of FIG.
  • Diagram showing switching procedure of connection from series to single battery A block diagram showing a configuration of a power supply system including a vehicle power supply device according to Embodiment 3 of the present invention
  • a flowchart showing the overall operation of the power supply system of FIG. A flowchart showing the contents of the battery state detection process of FIG.
  • a flowchart showing the contents of mode processing of FIG. Diagram showing switching procedure from regenerative mode to running mode
  • a flowchart showing the contents of the regenerative power generation control process of FIG. A flowchart showing the contents of the power generation control process of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power supply system including a vehicle power supply device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the power supply system 100 shown in FIG. 1 includes a generator 110, two batteries (first battery 120 and second battery 130), two current sensors 122 and 132, a DC / DC converter 140, and four on-vehicle relays (first on-vehicle relay Relay 150, second in-vehicle relay 152, third in-vehicle relay 154, and fourth in-vehicle relay 156), power supply ECU (Electronic Control Unit: electronic control unit) 160, starter 170, starter relay 172, and other general loads on the vehicle (Electrical component) 180 is included.
  • ECU Electronic Control Unit: electronic control unit
  • two batteries 120 and 130, two current sensors 122 and 132, a DC / DC converter 140, four on-vehicle relays 150 to 156, and a power supply ECU 160 constitute a power supply device.
  • the starter 170 and the other general load (electrical component) 180 will be collectively referred to as “electric load”.
  • the generator 110 transmits rotation of the engine 112 to generate electric power, and outputs electric power of regenerative energy.
  • the generator 110 is a large capacity alternator (for example, 150 A class) with an IC regulator, and is belt-driven by the engine 112 to generate a voltage (for example, a voltage of 29 V) instructed from the power supply ECU 160.
  • the generator 110 can be driven (generated) by the control of the power supply ECU 160 as needed other than when the vehicle is decelerating.
  • the generator 110 is connected to the first battery 120 and the DC / DC converter 140, respectively.
  • the alternator is used as the generator 110 in the present embodiment, the present invention is not limited to this.
  • a motor generator may be employed instead of the alternator.
  • One motor generator combines the function of a motor and the function of a generator.
  • the generator 110 may be connected to, for example, an axle or a crankshaft by transmission means such as a gear or a belt, or may be directly connected.
  • the two batteries are, for example, general lead batteries with a nominal voltage of 12 V and generate a voltage of 12 to 13 V, and an electrical load (starter 170, general load 180) Supply power to Since the lead battery is technically established, it is safe as a system, and since it is a relatively inexpensive storage device, the system cost can be made relatively inexpensive.
  • the two batteries 120, 130 are connected in series after the engine is started, and recover and store regenerative energy generated by the generator 110 at the time of vehicle deceleration. By connecting the two batteries 120 and 130 in series, charging can be performed at a high voltage, and recovery of regenerative energy can be performed efficiently.
  • the batteries 120 and 130 charge the regenerative energy in this manner, it is preferable that the batteries be excellent in charge acceptance, in which the charging current becomes large.
  • a lead battery for idling stop is particularly preferable because of its excellent chargeability.
  • the two batteries 120, 130 are preferably of the same type to allow modularization into one unit. By modularizing the two batteries 120, 130, the degree of freedom in design can be increased, and the installation space can also be reduced.
  • lead batteries are used as the batteries 120 and 130 in consideration of cost reduction and simplification of the system, but the present invention is not limited to this.
  • a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, or the like can be used as the batteries 120 and 130.
  • the current sensor 122 is a current sensor for measuring the charge / discharge current of the first battery 120 in order to detect the state of the first battery 120.
  • the current sensor 132 is a current sensor for measuring the charge / discharge current of the second battery 130 in order to detect the state of the second battery 130.
  • the DC / DC converter 140 is a step-down direction type DC / DC converter that converts a DC voltage into another DC voltage lower than this.
  • the output voltage of DC / DC converter 140 is controlled by power supply ECU 160.
  • the four in-vehicle relays (the first in-vehicle relay 150, the second in-vehicle relay 152, the third in-vehicle relay 154, and the fourth in-vehicle relay 156) have two batteries according to on (start) / off (stop) of the engine 112 It is used to switch the connections of 120 and 130 in parallel or in series.
  • the four in-vehicle relays 150 to 156 repeat ON / OFF in response to control signals from the power supply ECU 160.
  • the first on-vehicle relay 150 is provided between the first battery 120 and the second battery 130 (strictly, the current sensor 132 for the second battery 130).
  • One end of the second in-vehicle relay 152 is connected between the first battery 120 and the first in-vehicle relay 150, and the other end is grounded.
  • the third on-vehicle relay 154 is connected between the generator 110 and the first battery 120 (strictly speaking, the current sensor 122 for the first battery 120) at one end, and the DC / DC converter 140 and the general load 180 at the other end. It is connected between.
  • the fourth in-vehicle relay 156 is connected between the first in-vehicle relay 150 and the second battery 130 (strictly, the current sensor 132 for the second battery 130) at one end, and the DC / DC converter 140 with the other end in general It is connected to the load 180.
  • the charging circuit from the generator 110 to the batteries 120 and 130 and the battery 120 and 130 to the electric load (starter 170 and general load 180) A feeder circuit is selected appropriately.
  • the first in-vehicle relay 150 When charging by connecting two batteries 120 and 130 in series, since a large current of regenerative energy flows from the generator 110 to the first in-vehicle relay 150, the first in-vehicle relay 150 is a relay for large capacity (for example, , Must be 150A class). On the other hand, since the other on-vehicle relays 152, 154, 156 are used to supply power from the batteries 120, 130 to the electric load (the starter 170, the general load 180), they have a larger capacity than the first on-vehicle relay 150. It is not necessary to be compatible, and may be, for example, a 40A class relay.
  • the power supply ECU 160 comprehensively controls the power supply system 100. Specifically, for example, in order to switch the connection of the two batteries 120 and 130 in parallel or in series in response to turning on (start) / off (stop) of the engine 112, the power supply ECU 160 performs four on-vehicle relays 150 to 156. Control ON (Close) / OFF (Open) of Further, the power supply ECU 160 measures the voltage and charge / discharge current of each of the batteries 120, 130, and calculates the charge state (SOC: State Of Charge) of each of the batteries 120, 130 by current integration. The power supply ECU 160 also controls the generator 110 and the DC / DC converter 140. The power supply ECU 160 also performs other control described later.
  • the control contents of the power supply ECU 160 will be described later in detail using the flowcharts of FIG.
  • the power supply ECU 160 is configured of, for example, a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM) storing a program, and a random access memory (RAM) for program execution (all not shown).
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • the starter 170 is a motor used when starting (cranking) the engine 112.
  • the starter 170 is also used for engine restart after stopping and idling stop while traveling.
  • Energization to the starter 170 is performed by turning on a starter relay 172 by inserting an ignition (IG) switch (not shown), which is a start switch of the engine, into the engine start position (ST position).
  • IG ignition
  • the general load 180 is, for example, various lamps and wipers mounted on a vehicle, an audio device, a navigation device, an air conditioner, and the like.
  • two batteries 120 and 130 are connected in series when the engine 112 is operating.
  • the regenerative power generated by the generator 110 is simultaneously charged to the batteries 120 and 130 connected in series with a high voltage. For example, in this case, if one battery is charged at 14.5V, two batteries can charge 29V.
  • the generator 110 directly charges the general load 180 (steps down the voltage) through the DC / DC converter 140 together with charging the batteries 120 and 130 connected in series. Supply power at 12V.
  • the engine 112 when the engine 112 is stopped, continuing to operate the DC / DC converter 140 consumes power, so the operation of the DC / DC converter 140 is stopped and the two batteries 120 and 130 are switched to parallel connection.
  • the dark current is supplied from the batteries 120 and 130 to the general load 180 at 12V.
  • the charging rates (SOCs) of the two batteries 120 and 130 differ as charging and discharging are repeated, in the present embodiment, means for equalizing the charging rates of the two batteries 120 and 130 to a predetermined value or more (Complementary charge processing to be described later).
  • the power supply ECU 160 switches the connection of the two batteries 120 and 130 in parallel or in series according to the on / off of the engine 112.
  • the ON / OFF states of the four in-vehicle relays 150 to 156 at this time are as follows.
  • the power supply ECU 160 turns the first on-vehicle relay 150 OFF (open), the second on-vehicle relay 152 ON (closed), and the third on-vehicle relay 154 ON (closed ) And the fourth on-vehicle relay 156 in the ON (closed) state. In this case, the power supply ECU 160 stops (turns off) the DC / DC converter 140.
  • the power supply ECU 160 turns the first on-vehicle relay 150 ON (closed), the second on-vehicle relay 152 OFF (open), and the third on-vehicle relay 154 OFF.
  • the fourth on-vehicle relay 156 is controlled to be in the OFF (open) state. In this case, the power supply ECU 160 activates (turns on) the DC / DC converter 140.
  • a charging circuit from the generator 110 to the batteries 120 and 130 a circuit of the generator 110 ⁇ the batteries 120 and 130 connected in series is formed.
  • a circuit connected in series such as the battery 120 and 130 ⁇ DC / DC converter 140 ⁇ general load 180 is formed.
  • a power feeding circuit to the general load 180 a circuit which is directly fed from the generator 110, that is, generator 110 ⁇ DC / DC converter 140 ⁇ general load 180 is also formed.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the entire operation of the power supply system 100
  • FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the start processing of FIG. 2
  • FIG. 4 is a diagram showing a switching procedure of battery connection from parallel to series.
  • 5 is a flowchart showing the contents of the battery state detection process of FIG. 2
  • FIG. 6 is a flowchart showing the contents of the regenerative power generation control process of FIG. 2
  • FIG. 7 is a flowchart showing the contents of the power generation control process of FIG. 8 is a flow chart showing the contents of the supplementary charge process of FIG. 2
  • FIG. 9 is a flow chart showing the contents of the stop process of FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing a switching procedure of battery connection from series to parallel. It is. Note that these flowcharts are stored as a control program in a storage device (for example, a ROM or the like) (not shown) and executed by a CPU (not shown).
  • a storage device for example, a ROM or the like
  • a CPU not shown
  • step S1000 power supply ECU 160 determines whether an ignition (IG) switch (not shown) has been turned on. Specifically, when the ignition switch is turned on at the engine start position (ST position), power supply ECU 160 determines that the ignition switch is turned on. As a result of this determination, when the ignition switch is turned on (S1000: YES), the process proceeds to step S2000, and when the ignition switch is not turned on (S1000: NO), the process waits.
  • IG ignition
  • ST position engine start position
  • step S2000 power supply ECU 160 performs a start process.
  • the contents of this start-up process are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S2100 power supply ECU 160 starts engine 112. Specifically, power supply ECU 160 turns on starter relay 172 to energize starter 170 from batteries 120 and 130 connected in parallel. Thereby, the engine 112 is started.
  • step S2200 power supply ECU 160 starts up (turns on) DC / DC converter 140.
  • step S2300 power supply ECU 160 controls four in-vehicle relays 150 to 156 to switch the connection of two batteries 120 and 130 from parallel to series.
  • the specific switching procedure at this time is as shown in FIG. By this switching procedure, the connection of the two batteries 120, 130 can be switched from parallel to serial safely and reliably. Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S3000 power supply ECU 160 performs battery state detection processing.
  • the contents of the battery state detection process are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S3100 power supply ECU 160 measures the battery. Specifically, the power supply ECU 160 measures the current (I 1 ) and the voltage (V 1 ) of the first battery 120, and measures the current (I 2 ) and the voltage (V 2 ) of the second battery 130. The current (I 1 ) of the first battery 120 is detected by the current sensor 122, and the current (I 2 ) of the second battery 130 is detected by the current sensor 132.
  • step S3200 power supply ECU 160 calculates the battery state. Specifically, for example, power supply ECU 160 integrates the detection result (the current value of charge and discharge) of current sensor 122 to calculate the SOC (hereinafter referred to as “SOC1”) of first battery 120, and the current The detection result of the sensor 132 (current value of charge and discharge) is integrated to calculate the SOC of the second battery 130 (hereinafter referred to as "SOC2").
  • SOC1 the SOC
  • SOC2 current value of charge and discharge
  • the SOC of the battery can be calculated by integrating the current flowing into the battery and the current flowing out of the battery (so-called coulomb counting).
  • the calculation method of SOC of the batteries 120 and 130 is not limited to a coulomb count process, Other well-known arbitrary methods can be employ
  • step S4000 power supply ECU 160 performs regenerative power generation control.
  • the contents of this regenerative power generation control are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S4100 power supply ECU 160 determines whether the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value (for example, 10 km / h) and the vehicle is decelerating.
  • a predetermined value for example, 10 km / h
  • to determine whether the vehicle speed is equal to or more than a predetermined value is to determine whether the current vehicle speed is suitable for regenerative power generation, that is, whether the vehicle has kinetic energy necessary for regenerative power generation.
  • the regenerative energy is obtained by converting the kinetic energy of the vehicle into electrical energy, and when the vehicle speed is low, the kinetic energy is also small, so the amount of regenerative energy can not be expected.
  • step S4200 the vehicle speed is a predetermined value If it is less than (10 km / h) or the vehicle is not decelerating (that is, at the time of acceleration, steady traveling, idling, etc.) (S4100: NO), the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4200 power supply ECU 160 performs power generation control on generator 110.
  • control is performed so that the voltages V 1 and V 2 of the respective batteries 120 and 130 do not exceed a predetermined value (for example, 14.5 V). This is because lead batteries deteriorate when given a too high voltage.
  • a predetermined value for example, 14.5 V.
  • the SOC of at least one of the two batteries 120 and 130 reaches 100% or more, the power generation of the generator 110 is stopped. This is because lead batteries deteriorate even when overcharged.
  • the contents of this power generation control are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S4210 power supply ECU 160 determines whether the state of charge (SOC1) of first battery 120 is 100% or more or the state of charge (SOC2) of second battery 130 is 100% or more. to decide. As a result of this determination, when the state of charge (SOC1) of the first battery 120 is 100% or more, or the state of charge (SOC2) of the second battery 130 is 100% or more, that is, two batteries 120, If at least one of the SOCs of 130 becomes 100% or more (S4210: YES), the process proceeds to step S4220, otherwise the SOCs of the two batteries 120 and 130 are both less than 100%. In the case (S4210: NO), the process proceeds to step S4230.
  • SOC1 state of charge
  • SOC2 state of charge
  • step S4220 power supply ECU 160 stops the power generation of generator 110. Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4230 power supply ECU 160 further indicates that the voltage (V 1 ) of first battery 120 exceeds a predetermined value (for example, 14.5 V), or the voltage (V 2 ) of second battery 130 It is determined whether or not a predetermined value (for example, 14.5 V) is exceeded. As a result of this determination, the voltage (V 1 ) of the first battery 120 exceeds the predetermined value (14.5 V), or the voltage (V 2 ) of the second battery 130 is set to the predetermined value (14.5 V).
  • a predetermined value for example, 14.5 V
  • step S4240 If it exceeds, that is, if the voltage of at least one of the two batteries 120 and 130 exceeds the predetermined value (14.5 V) (S4230: YES), the process proceeds to step S4240, otherwise, that is, when the voltage V 1 of the two batteries 120, 130, V 2 are both less than a predetermined value (14.5 V) is: proceeds to (S4230 NO), step S4250.
  • step S4240 power supply ECU 160 sets the output command value to generator 110 lower than the target value (for example, 29 V). Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4250 power supply ECU 160 sets the output command value to generator 110 to the target value (29 V). Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4240 The control content of step S4240 is not limited to the above example.
  • any control method may be adopted as long as the battery voltage exceeding the predetermined value (14.5 V) can be lowered to the predetermined value (14.5 V) or less.
  • step S5000 power supply ECU 160 performs a supplementary charge process.
  • This supplementary charge processing is performed to prevent the difference between the SOCs of the two batteries 120 and 130 from becoming large, or to control to charge when the SOC value of each of the batteries 120 and 130 falls below a predetermined value. It is.
  • the former is because when the difference in SOC between the two batteries 120 and 130 increases, the charge / discharge characteristics in the series connection state deteriorate.
  • the latter is because when the SOC decreases, the lead battery deteriorates.
  • the contents of this supplementary charge processing are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S5100 power supply ECU 160 determines whether or not state of charge SOC1 of first battery 120 is less than predetermined value A, and state of charge SOC2 of second battery 130 is less than predetermined value A.
  • the predetermined value A is, for example, a suitable value within the range of 80 to 90%.
  • S5100: YES the state of charge SOC1 of the first battery 120 is less than the predetermined value A and the state of charge SOC2 of the second battery 130 is less than the predetermined value A, that is, of the two batteries 120 and 130. If both SOCs are less than the predetermined value A (S5100: YES), the process proceeds to step S5200, otherwise (S5100: NO), the process proceeds to step S5300.
  • step S5200 power supply ECU 160 charges two batteries 120 and 130 in series simultaneously. Specifically, in this case, as long as the vehicle is traveling, power supply ECU 160 maintains the connection state of two batteries 120 and 130 in series. At this time, the supplementary charge needs to be performed on the two batteries 120 and 130 immediately to avoid the deterioration of the battery regardless of whether the vehicle is decelerating or not. For this reason, when the vehicle is decelerating, the regenerative energy is charged to the batteries 120, 130 using this opportunity, while when the vehicle is not decelerating, that is, when the vehicle is traveling, the generator 110 is forced. The power is generated at 29 V to charge the batteries 120 and 130.
  • the regenerative energy generated by the generator 110 at the time of deceleration of the vehicle or the power forcibly generated by the generator 110 at the time of traveling of the vehicle is simultaneously charged to the batteries 120 and 130 in series (generator 110 ⁇ series connection Battery 120, 130). Such simultaneous charging is continued until the SOC of at least one of the two batteries 120 and 130 reaches a predetermined value A or more.
  • power is supplied from the generator 110 directly to the general load 180 through the DC / DC converter 140 (voltage is reduced) (generator 110 ⁇ DC / DC converter 140 ⁇ general Feed circuit called load 180).
  • the power supply ECU 160 activates (turns on) the DC / DC converter 140.
  • step S5300 power supply ECU 160 further determines whether only state of charge SOC1 of first battery 120 is less than predetermined value A or not. As a result of this determination, if only the state of charge SOC1 of the first battery 120 is less than the predetermined value A (S5300: YES), the process proceeds to step S5400. If not (S5300: NO), the process proceeds to step S5500.
  • step S5400 power supply ECU 160 charges only first battery 120. Specifically, in this case, the power supply ECU 160 switches the connection state of the batteries 120 and 130 from series to parallel when charging starts, and then turns the fourth on-vehicle relay 156 to the OFF (open) state. Thereby, the first in-vehicle relay 150 is in the OFF (open) state, the second in-vehicle relay 152 is in the ON (closed) state, the third in-vehicle relay 154 is in the ON (closed) state, and the fourth in-vehicle relay 156 is in the OFF (open) state. It becomes. Also, the power supply ECU 160 stops (turns off) the DC / DC converter 140 at the time of this switching.
  • the first battery 120 is charged from the generator 110 by the power supply ECU 160 controlling the generator 110 and generating power of 14.5 V, for example (charging circuit: generator 110 ⁇ first battery 120). While charging the first battery 120, power is supplied from the generator 110 directly to the general load 180 via the third on-board relay 154 (power supply circuit called generator 110 ⁇ third on-vehicle relay 154 ⁇ general load 180) . When charging of the first battery 120 is completed, the power supply ECU 160 temporarily turns on (closes) the fourth on-vehicle relay 156 to return the connection state of the batteries 120 and 130 in parallel, and then the battery 120 is further output. , 130 connection state back in series. Also, the power supply ECU 160 starts (turns on) the DC / DC converter 140 at the time of this switching.
  • step S5500 power supply ECU 160 further determines whether only state of charge SOC2 of second battery 130 is less than predetermined value A or not. As a result of this determination, if only the state of charge SOC2 of the second battery 130 is less than the predetermined value A (S5500: YES), the process proceeds to step S5600. If not (S5500: NO), the process proceeds to step S5700.
  • step S5600 power supply ECU 160 charges only second battery 130. Specifically, in this case, the power supply ECU 160 switches the connection state of the batteries 120 and 130 from series to parallel when charging is started, and then turns the second on-vehicle relay 152 to the OFF (open) state. As a result, the first in-vehicle relay 150 is in the OFF (open) state, the second in-vehicle relay 152 is in the OFF (open) state, the third in-vehicle relay 154 is in the ON (closed) state, and the fourth in-vehicle relay 156 is in the ON (closed) state. It becomes. Also, the power supply ECU 160 stops (turns off) the DC / DC converter 140 at the time of this switching.
  • the second battery 130 is charged from the generator 110 by the power supply ECU 160 controlling the generator 110 and generating 14.5 V, for example (generator 110 ⁇ third vehicle relay 154 ⁇ fourth vehicle relay 156 ⁇ the second battery 130 charging circuit). While charging the second battery 130, power is supplied from the generator 110 directly to the general load 180 via the third on-vehicle relay 154 (power supply circuit such as generator 110 ⁇ third on-vehicle relay 154 ⁇ general load 180) .
  • the power supply ECU 160 temporarily turns on the second on-vehicle relay 152 (closed) to return the connection state of the batteries 120 and 130 in parallel, and then the battery 120 is further output. , 130 connection state back in series. Also, the power supply ECU 160 starts (turns on) the DC / DC converter 140 at the time of this switching.
  • step S5700 power supply ECU 160 further determines whether the difference between the SOCs of two batteries 120 and 130 is larger than predetermined value ⁇ .
  • predetermined value ⁇ is, for example, 2%.
  • step S5800 if the difference between the two batteries 120 and 130 (SOC1-SOC2) is larger than the predetermined value ⁇ (S5700: YES), the process proceeds to step S5800; otherwise, that is, two If the SOC difference (SOC1 ⁇ SOC2) between the batteries 120 and 130 is equal to or less than the predetermined value ⁇ (S5700: NO), the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S5800 power supply ECU 160 discharges only the first battery 120 having a large SOC to suppress the difference in SOC between the two batteries 120 and 130 to a predetermined value ⁇ or less.
  • the power supply ECU 160 switches the connection state of the batteries 120 and 130 from series to parallel, and then turns the fourth on-vehicle relay 156 to the OFF (open) state.
  • the first in-vehicle relay 150 is in the OFF (open) state
  • the second in-vehicle relay 152 is in the ON (closed) state
  • the third in-vehicle relay 154 is in the ON (closed) state
  • the fourth in-vehicle relay 156 is in the OFF (open) state. It becomes.
  • the power supply ECU 160 temporarily stops (turns off) the DC / DC converter 140.
  • the first battery 120 discharges by supplying power to the general load 180 via the third in-vehicle relay 154 (a power feeding circuit of first battery 120 ⁇ third in-vehicle relay 154 ⁇ general load 180) .
  • the second battery 130 does not perform charging and discharging.
  • the power supply ECU 160 activates (turns on) the DC / DC converter 140 and temporarily turns on (closes the fourth on-vehicle relay 156) State, and the connection states of the batteries 120 and 130 are returned in parallel, and then the connection states of the batteries 120 and 130 are returned in series.
  • step S6000 power supply ECU 160 determines whether an ignition (IG) switch (not shown) has been turned off. As a result of this determination, when the ignition switch is turned off (S6000: YES), the process proceeds to step S7000, and when the ignition switch is not turned off (S6000: NO), the process returns to step S3000.
  • IG ignition
  • step S7000 power supply ECU 160 performs a stop process.
  • the contents of this stop processing are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S7100 power supply ECU 160 controls four in-vehicle relays 150 to 156 to switch the connection of two batteries 120 and 130 from series to parallel.
  • the specific switching procedure at this time is as shown in FIG. This switching procedure allows the connection of the two batteries 120, 130 to be switched safely and reliably from series to parallel.
  • step S7200 power supply ECU 160 stops (turns off) DC / DC converter 140.
  • step S7300 power supply ECU 160 stops engine 112. Specifically, power supply ECU 160 outputs a control signal to stop engine 112 to an engine ECU (not shown) that controls the operation of the engine. Thereby, the engine 112 is stopped.
  • the idling stop function is not taken into consideration in the above-described series of control, it is of course possible to take this into consideration. Specifically, for example, the connection of the two batteries 120 and 130 may be switched from series to parallel each time the engine 112 is stopped by idling stop.
  • the batteries 120 and 130 are connected in series, and the regeneration generated by the generator 110 is generated.
  • the energy is simultaneously charged to the serially connected batteries 120, 130 at a high voltage. Therefore, the regenerative energy at the time of deceleration of the vehicle can be efficiently recovered by the simple and inexpensive configuration.
  • the charging rate (SOC) of the two batteries 120 and 130 is less than or equal to a predetermined value or the difference between the charging rates (SOC) is greater than or equal to a predetermined value, the charging rates of the two batteries 120 and 130 are determined to be predetermined values Since the control described above is performed (supplementary charge processing), the progress of the deterioration of the battery can be suppressed.
  • the number of batteries used is two, but in the present invention, the number of batteries is not particularly limited, and three or more batteries can be switched in series or in parallel. It is also possible.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a power supply system including a vehicle power supply device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the same components as in the power supply system 100 shown in FIG. 1 will be assigned the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted.
  • a power supply system 100A shown in FIG. 11 includes a generator 110, an electric double layer capacitor (EDLC) 120A, a second battery 130, a current sensor 132, a DC / DC converter 140, and two on-vehicle relays (first on-vehicle relay The relay 150 and the second on-vehicle relay 152), a power supply ECU (Electronic Control Unit: electronic control unit) 160A, a starter 170, a starter relay 172, and another general load (electrical component) 180 on the vehicle.
  • the EDLC 120A, the second battery 130, the current sensor 132, the DC / DC converter 140, the two on-vehicle relays 150 and 152, and the power supply ECU 160A constitute a power supply device.
  • the generator 110 is connected to the EDLC 120A and the DC / DC converter 140, respectively.
  • the EDLC 120A is a storage device that can release a large current as compared with a general secondary battery and has an excellent release charging cycle life.
  • the EDLC has a maximum rating of 2.8 V per cell. Therefore, in the present embodiment, for example, five cells are connected in series to make the maximum rating 14 V as an EDLC module.
  • the EDLC 120A supplies power to the general load 180 through the DC / DC converter 140 (voltage is lowered) together with the second battery 130 in a state of being connected in series with the second battery 130.
  • the maximum rating may be increased by increasing the number of cells constituting the EDLC 120A. When the maximum rating is increased, regenerative energy can be efficiently recovered at a higher voltage.
  • Two in-vehicle relays switch connection of EDLC 120A and second battery 130 in parallel or in series according to on (start) / off (stop) of engine 112 Used.
  • connecting the EDLC 120A and the second battery 130 in “parallel” strictly means that only the second battery 130 can be used, and is also referred to as “a single battery”.
  • the two on-vehicle relays 150 and 152 repeat ON / OFF in response to control signals from the power supply ECU 160A.
  • the first on-vehicle relay 150 is provided between the EDLC 120A and the second battery 130 (strictly, the current sensor 132 for the second battery 130).
  • the second in-vehicle relay 152 is connected between the first in-vehicle relay 150 and the second battery 130 (strictly, the current sensor 132 for the second battery 130) at one end, and the DC / DC converter 140 and the other in general It is connected to the load 180.
  • a charging circuit from the generator 110 to the EDLC 120A and the second battery 130 and an electrical load from the EDLC 120A and the second battery 130 is appropriately selected.
  • the first in-vehicle relay 150 is a relay for large capacity (for example, , Must be 150A class).
  • the second in-vehicle relay 152 is used to supply power from the second battery 130 to the electric load (the starter 170 and the general load 180), the second in-vehicle relay 152 is compatible with a large capacity compared to the first in-vehicle relay 150 It is not necessary, and may be, for example, a 40A class relay.
  • the power supply ECU 160A comprehensively controls the power supply system 100A. Specifically, for example, power supply ECU 160A switches the connection between EDLC 120A and second battery 130 in parallel (battery alone) or in series according to on (start) / off (stop) of engine 112. Control ON / OFF (open) of the relays 150 and 152.
  • the power supply ECU160A the voltage V B of the second battery 130 and the charge-discharge current I B were measured, the state of charge of the second battery 130 by current integration (SOC: State Of Charge) is calculated.
  • SOC State Of Charge
  • EDLC120A state of charge (SOC) is only measures the voltage V E of EDLC120A, are easily detected.
  • the power supply ECU 160A also controls the generator 110 and the DC / DC converter 140.
  • the power supply ECU 160A also performs other control described later.
  • the control contents of the power supply ECU 160A will be described in detail later with reference to the flowcharts of FIG.
  • the power supply ECU 160A is configured of, for example, a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM) recording a program, and a random access memory (RAM) for program execution (all not shown).
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • the EDLC 120A and the second battery 130 are connected in series. Then, when the vehicle decelerates, the regenerative power generated by the generator 110 is simultaneously charged to the EDLC 120A and the second battery 130 connected in series at a high voltage. For example, in this case, since the second battery 130 can be charged with 14.5 V and the EDLC 120A can be charged with 14 V (5-cell series configuration) at the time of charging, a total of 28.5 V can be charged.
  • the general load such as charging the EDLC 120A and the second battery 130 connected in series from the generator 110 directly through the DC / DC converter 140 (steps down the voltage) Provides 12 volts of power to 180.
  • 12V power is supplied from the EDLC 120A and the second battery 130 connected in series to the general load 180 through the DC / DC converter 140 (step-down voltage).
  • the power supply ECU 160A switches the connection between the EDLC 120A and the second battery 130 in parallel (single battery) or in series according to the on / off of the engine 112.
  • the ON / OFF states of the two on-vehicle relays 150 and 152 at this time are as follows.
  • the power supply ECU 160A controls the first on-vehicle relay 150 to the OFF (open) state and the second on-vehicle relay 152 to the ON (closed) state. In this case, the power supply ECU 160A stops (turns off) the DC / DC converter 140.
  • the power supply ECU 160A controls the first in-vehicle relay 150 in the ON (closed) state and the second in-vehicle relay 152 in the OFF (open) state. In this case, the power supply ECU 160A activates (turns on) the DC / DC converter 140.
  • a charging circuit from the generator 110 to the EDLC 120A and the second battery 130 a circuit of the EDLC 120A and the second battery 130 connected in series from the generator 110 is formed.
  • a power feeding circuit from EDLC 120A and second battery 130 to general load 180 a circuit of EDLC 120A and second battery 130 ⁇ DC / DC converter 140 ⁇ general load 180 connected in series is formed.
  • a power feeding circuit to the general load 180 a circuit which is directly fed from the generator 110, that is, generator 110 ⁇ DC / DC converter 140 ⁇ general load 180 is also formed.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the entire operation of the power supply system 100A
  • FIG. 13 is a flowchart showing the contents of the start processing of FIG. 12
  • FIG. 14 is a diagram showing a switching procedure of connection from a single battery to series.
  • 15 is a flowchart showing the contents of the battery state detection process of FIG. 12
  • FIG. 16 is a flowchart showing the contents of the regenerative power generation control process of FIG. 12
  • FIG. 17 is a flowchart showing the contents of the power generation control process of FIG.
  • FIG. 18 is a flow chart showing the contents of the supplementary charge process of FIG. 12, FIG.
  • FIG. 19 is a flow chart showing the contents of the stop process of FIG. 12, and FIG. 20 is a diagram showing a switching procedure of connection from series to single battery . Note that these flowcharts are stored as a control program in a storage device (for example, a ROM or the like) (not shown) and executed by a CPU (not shown).
  • a storage device for example, a ROM or the like
  • a CPU not shown
  • step S1000A power supply ECU 160A determines whether an ignition (IG) switch (not shown) has been turned on. Specifically, when the ignition switch is turned on at the engine start position (ST position), power supply ECU 160A determines that the ignition switch is turned on. As a result of this determination, when the ignition switch is turned on (S1000A: YES), the process proceeds to step S2000A, and when the ignition switch is not turned on (S1000A: NO), the process waits.
  • IG ignition
  • step S2000A power supply ECU 160A performs a start process.
  • the contents of this start-up process are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S2100A power supply ECU 160A starts engine 112. Specifically, power supply ECU 160A turns on starter relay 172 to energize starter 170 from second battery 130 at the time of parallel (single battery) connection. Thereby, the engine 112 is started.
  • step S2200A power supply ECU 160A activates (turns on) DC / DC converter 140.
  • step S2300A power supply ECU 160A controls two in-vehicle relays 150 and 152 to switch the connection between EDLC 120A and second battery 130 from parallel (battery alone) in series.
  • a specific switching procedure at this time is as shown in FIG.
  • the connection between the EDLC 120A and the second battery 130 can be switched safely and reliably from parallel (battery alone) to series.
  • the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S3000A power supply ECU 160A performs storage device state detection processing.
  • the contents of the storage device state detection process are as shown in the flowchart of FIG.
  • the power supply ECU 160A measures the battery. Specifically, the power supply ECU160A measures the current I B and the voltage V B of the second battery 130. Current I B of the second battery 130 is detected by the current sensor 132.
  • step S3200A power supply ECU 160A calculates the battery state. Specifically, for example, the power supply ECU 160A integrates the detection result of the current sensor 132 (the charge / discharge current value I B ) to calculate the SOC of the second battery 130.
  • the SOC of the battery can be calculated by integrating the current flowing into the battery and the current flowing out of the battery (so-called coulomb counting).
  • the calculation method of SOC of the 2nd battery 130 is not limited to a coulomb count process, Other well-known arbitrary methods can be employ
  • step S3300 power supply ECU 160A measures the voltage of EDLC.
  • the power supply ECU160A measures the voltage V E of EDLC120A.
  • step S4000A power supply ECU 160A performs regenerative power generation control.
  • the contents of this regenerative power generation control are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S4100A power supply ECU 160A determines whether the vehicle speed is equal to or greater than a predetermined value (for example, 10 km / h) and whether the vehicle is decelerating.
  • a predetermined value for example, 10 km / h
  • to determine whether the vehicle speed is equal to or more than a predetermined value is to determine whether the current vehicle speed is suitable for regenerative power generation, that is, whether the vehicle has kinetic energy necessary for regenerative power generation.
  • the regenerative energy is obtained by converting the kinetic energy of the vehicle into electrical energy, and when the vehicle speed is low, the kinetic energy is also small, so the amount of regenerative energy can not be expected.
  • step S4200A the vehicle speed is a predetermined value If it is less than (10 km / h) or the vehicle is not decelerating (that is, at the time of acceleration, steady traveling, idling, etc.) (S4100A: NO), the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4200A power supply ECU 160A performs power generation control on generator 110.
  • voltage V B of the second battery 130 is controlled so as not to exceed a predetermined value (e.g., 14.5 V). This is because lead batteries deteriorate when given a too high voltage.
  • the predetermined value the voltage V E of EDLC120A (e.g., 14 V) when it becomes more, or when the SOC of the second battery 130 becomes equal to or greater than 100%, stopping the power generation of the generator 110 Let This is because EDLCs and lead batteries are also deteriorated by overcharging.
  • the contents of this power generation control are as shown in the flowchart of FIG.
  • the power ECU160A is the voltage V E of EDLC120A maximum voltage (14 V) or more (i.e., SOC of EDLC120A is 100% or more), or, state of charge of the second battery 130 (SOC) 100 It is judged whether it is% or more.
  • the voltage V E of EDLC120A is at the maximum voltage (14 V) or more, or when the state of charge of the second battery 130 (SOC) of 100% or more, i.e., EDLC120A and second battery 130 If at least one of the SOCs is 100% or more (S4210A: YES), the process proceeds to step S4220A, otherwise, that is, if the SOCs of both the EDLC 120A and the second battery 130 are less than 100%. (S4210A: NO), the process proceeds to step S4230A.
  • step S4220A power supply ECU 160A stops the power generation of generator 110. Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4230A power supply ECU 160A further determines whether or not the voltage (V B ) of second battery 130 exceeds a predetermined value (eg, 14.5 V). As a result of this determination, if the voltage (V B ) of the second battery 130 exceeds the predetermined value (14.5 V) (S4230: YES), the process proceeds to step S4240A, and the voltage V B of the second battery 130 is If it is equal to or less than the predetermined value (14.5 V) (S4230A: NO), the process proceeds to step S4250A.
  • a predetermined value eg, 14.5 V
  • step S4240A power supply ECU 160A sets an output command value to generator 110 lower than a target value (for example, 28.5 V). Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4250A power supply ECU 160A sets the output command value to generator 110 to the target value (28.5 V).
  • the control in step S4240 preferably uses so-called PID control. Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • a control in step S4240 are not limited to the above example.
  • any control method may be adopted as long as the voltage of the second battery 130 exceeding the predetermined value (14.5 V) can be lowered to the predetermined value (14.5 V) or less.
  • step S5000A power supply ECU 160A performs a supplementary charge process.
  • This supplementary charge processing is control for charging when the value of the SOC of the second battery 130 becomes equal to or less than a predetermined value. This is because lead batteries deteriorate when the SOC decreases.
  • the contents of this supplementary charge processing are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S5100A power supply ECU 160A determines whether the state of charge SOC of second battery 130 is less than predetermined value A or not.
  • the predetermined value A is, for example, a suitable value within the range of 80 to 90%.
  • the process proceeds to step S5200A, and the state of charge SOC of the second battery 130 is the predetermined value A or more (S5100A: NO), the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S5200A power supply ECU 160A charges only second battery 130.
  • the power supply ECU 160A switches the connection state of the EDLC 120A and the second battery 130 from series to parallel (battery alone) when charging is started.
  • a specific switching procedure at this time is as shown in FIG. 20 described later.
  • the first on-vehicle relay 150 is turned off (open), and the second on-vehicle relay 152 is turned on (closed).
  • the charging of the second battery 130 is performed from the generator 110 by the power supply ECU 160A controlling the generator 110 and generating, for example, 14.5 V (generator 110 ⁇ DC / DC converter 140 ⁇ second vehicle relay 152 ⁇ charging circuit called second battery 130).
  • the output voltage of the DC / DC converter 140 is controlled to 14.5V.
  • the generator 110 While charging the second battery 130, the generator 110 simultaneously supplies 12 V of power to the general load 180 through the DC / DC converter 140 (steps down the voltage) (generator 110 ⁇ DC / DC converter 140 ⁇ Feeding circuit called general load 180).
  • the power supply ECU 160A returns the connection state of the EDLC 120A and the second battery 130 from parallel (single battery) in series (see FIG. 14 for a specific switching procedure). Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S6000A power supply ECU 160A determines whether an ignition (IG) switch (not shown) has been turned off. As a result of this determination, when the ignition switch is turned off (S6000A: YES), the process proceeds to step S7000A, and when the ignition switch is not turned off (S6000A: NO), the process returns to step S3000A.
  • IG ignition
  • step S7000A power supply ECU 160A performs a stop process.
  • the contents of this stop processing are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S7100A power supply ECU 160A controls two on-vehicle relays 150 and 152 to switch the connection between EDLC 120A and second battery 130 from series to parallel (battery alone).
  • a specific switching procedure at this time is as shown in FIG. By this switching procedure, the connection between the EDLC 120A and the second battery 130 can be switched from series to parallel (battery alone) safely and reliably.
  • step S7200A power supply ECU 160A stops (turns off) DC / DC converter 140.
  • step S7300 power supply ECU 160A stops engine 112. Specifically, power supply ECU 160A outputs a control signal for stopping engine 112 to an engine ECU (not shown) that controls the operation of the engine. Thereby, the engine 112 is stopped.
  • the idling stop function is not taken into consideration in the above-described series of control, it is of course possible to take this into consideration. Specifically, for example, each time the engine 112 is stopped by idling stop, the connection of the EDLC 120A and the second battery 130 may be switched from series to parallel.
  • the EDLC 120A and the second battery 130 are connected in series and the generator 110 generates the generated energy.
  • the regenerative energy is simultaneously charged to the EDLC 120A and the second battery 130 connected in series at a high voltage. Therefore, the regenerative energy at the time of deceleration of the vehicle can be efficiently recovered by the simple and inexpensive configuration.
  • the operation of the DC / DC converter 140 is stopped, the EDLC 120A and the second battery 130 are switched to parallel (single battery) connection, and the dark current of 12V to the general load 180 from the second battery 130 alone Send Therefore, the power supply to the general load 180 can also be stably performed.
  • the second battery 130 When a lead battery that is technically established and relatively inexpensive is used as the second battery 130, another high performance battery (for example, a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery) is used. In comparison, high security can be ensured at low cost as a system.
  • a lead battery that is technically established and relatively inexpensive is used as the second battery 130
  • another high performance battery for example, a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery.
  • high security can be ensured at low cost as a system.
  • the number of EDLCs and the number of batteries to be used is one, each is not particularly limited.
  • the number of at least one of the EDLC and the battery connected in series may be plural.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a power supply system including a vehicle power supply device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the same components as in the power supply system 100 shown in FIG. 1 will be assigned the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted.
  • a power supply system 100B shown in FIG. 21 includes a generator 110, two batteries (first battery 120 and second battery 130), two current sensors 122 and 132, a switch 142, and three on-vehicle relays (first on-vehicle relay 150, A second on-vehicle relay 152 and a third on-vehicle relay 154), a power supply ECU (Electronic Control Unit) 160B, a starter 170, a starter relay 172, and another on-vehicle general load (electrical component) 180 are included.
  • two batteries 120 and 130, two current sensors 122 and 132, a switch 142, three on-vehicle relays 150 to 154, and a power supply ECU 160B constitute a power supply device.
  • the switch 142 is used to switch the connection of the two batteries 120 and 130 in parallel or in series depending on whether or not the vehicle is decelerating.
  • the switch 142 is provided between the first battery 120 and the second battery 130 (strictly, the current sensor 132 for the second battery 130).
  • the switch 142 is controlled to be ON (closed) when the first battery 120 and the second battery 130 are connected in series, and is OFF (opened) when the first battery 120 and the second battery 130 are connected in parallel. Controlled by The switch 142 repeats ON / OFF according to a control signal from the power supply ECU 160B.
  • the switch 142 is preferably, for example, a semiconductor switch capable of large capacity and being durable.
  • a large current of regenerative energy flows from the generator 110 to the switch 142 (for example, a current of up to 200 A may flow depending on the battery size), and
  • the switch 142 is to repeat ON / OFF every time the vehicle decelerates.
  • durability in general in-vehicle relays.
  • the three in-vehicle relays cooperate with the switch 142 to provide two batteries 120, 130 depending on whether the vehicle is decelerating or not. Used to switch connections in parallel or in series.
  • the three in-vehicle relays 150 to 154 repeat ON / OFF in response to control signals from the power supply ECU 160B.
  • the first in-vehicle relay 150 is connected between the first battery 120 and the switch 142, and the other end is grounded.
  • the second on-vehicle relay 152 is connected between the generator 110 and the first battery 120 (strictly speaking, the current sensor 122 for the first battery 120) at one end, and is connected to the general load 180 at the other end.
  • the third on-vehicle relay 154 is connected between the switch 142 and the second battery 130 (strictly, the current sensor 132 for the second battery 130) at one end, and is connected to the general load 180 at the other end.
  • the combination of the switch 142 and the on / off of the three on-vehicle relays 150 to 154 causes the charging circuit from the generator 110 to the batteries 120 and 130 and the electrical load from the batteries 120 and 130 (starter 170, general load 180).
  • the feed circuit to) is suitably selected.
  • the on-vehicle relays 150 to 154 are used to supply power from the batteries 120 and 130 to the electric load (the starter 170 and the general load 180), and therefore do not need to have a large capacity in comparison with the switch 142. It may be a relay.
  • the power supply ECU 160B comprehensively controls the power supply system 100B. Specifically, for example, power supply ECU 160 B turns on switch 142 and three on-vehicle relays 150 to 154 in order to switch the connection of two batteries 120 and 130 in parallel or in series depending on whether the vehicle is decelerating or not. Control the closing / off (open). At this time, whether the vehicle is decelerating or not is determined by, for example, vehicle speed information of the vehicle, the degree of depression of the brake, or the like. Further, power supply ECU 160 B measures the voltage and charge / discharge current of each battery 120, 130, and calculates the state of charge (SOC) of each battery 120, 130 by current integration. The power supply ECU 160 B also controls the generator 110.
  • SOC state of charge
  • the power supply ECU 160B performs other control described later.
  • the control contents of the power supply ECU 160B will be described in detail later with reference to the flowcharts of FIG.
  • the power supply ECU 160B is configured of, for example, a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM) recording a program, and a random access memory (RAM) for program execution (all not shown).
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • two batteries 120 and 130 are connected in series, and the regenerative power generated by generator 110 is connected in series.
  • the batteries 120, 130 are simultaneously charged with high voltage. For example, in this case, if one battery is charged at 14.5V, two batteries can charge 29V.
  • the two batteries 120 are used. 130 are connected in parallel to supply 12 V of power from the two batteries 120 and 130 storing the regenerative power to the general load 180, respectively.
  • the power supply ECU 160B switches the connection of the two batteries 120 and 130 in parallel or in series depending on whether or not the vehicle is decelerating.
  • the ON / OFF states of the switch 142 and the three on-vehicle relays 150 to 154 at this time are as follows.
  • the power supply ECU 160 B turns the switch 142 off (open), the first on-vehicle relay 150 on (closed), and the second on-vehicle relay 152 on (closed),
  • the third in-vehicle relay 154 is controlled to be in the ON (closed) state. In this case, the power supply ECU 160B stops (turns off) the generator 110.
  • the power supply ECU 160B turns the switch 142 on (closed), the first on-vehicle relay 150 off (open), and the second on-vehicle relay 152 off (open)
  • the third in-vehicle relay 154 is controlled to be in the ON (closed) state.
  • the power supply ECU 160B activates (turns on) the generator 110.
  • a circuit of the generator 110 ⁇ the batteries 120 and 130 connected in series is formed.
  • a circuit of generator 110 ⁇ first battery 120 ⁇ switch 142 ⁇ third vehicle relay 154 ⁇ general load 180 is formed. If the regenerative energy is large enough, this circuit will be a feeding circuit to the general load 180, but if the regenerative energy becomes smaller as the vehicle speed decreases, to compensate for the shortage of the power supply to the general load 180
  • a circuit of second battery 130 ⁇ third vehicle relay 154 ⁇ general load 180 is also formed.
  • FIG. 22 to FIG. 22 is a flowchart showing the entire operation of the power supply system 100B
  • FIG. 23 is a flowchart showing the contents of the battery state detection process of FIG. 22
  • FIG. 24 is a flowchart showing the contents of mode processing of FIG.
  • FIG. 25 shows a switching procedure from the regenerative mode to the traveling mode
  • FIG. 26 shows a switching procedure from the traveling mode to the regenerative mode
  • FIG. 27 is a flowchart showing the contents of the regenerative power generation control process of FIG.
  • FIG. 28 is a flow chart showing the contents of the power generation control process of FIG. 27,
  • FIG. 29 is a flow chart showing the contents of the supplementary charge process of FIG. Note that these flowcharts are stored as a control program in a storage device (for example, a ROM or the like) (not shown) and executed by a CPU (not shown).
  • step S1000B power supply ECU 160B determines whether an ignition (IG) switch (not shown) is turned on. Specifically, when the ignition switch is turned on at the engine start position (ST position), power supply ECU 160B determines that the ignition switch is turned on. As a result of this determination, if the ignition switch is turned on (S1000B: YES), the process proceeds to step S2000B, and if the ignition switch is not turned on (S1000B: NO), the process waits.
  • IG ignition
  • step S2000B power supply ECU 160B starts engine 112. Specifically, power supply ECU 160 B turns on starter relay 172 to energize starter 170 from batteries 120 and 130 connected in parallel. Thereby, the engine 112 is started.
  • step S3000B power supply ECU 160B performs battery state detection processing.
  • the contents of the battery state detection process are as shown in the flowchart of FIG.
  • the power supply ECU 160B measures the battery. Specifically, the power supply ECU 160B measures the current (I 1 ) and the voltage (V 1 ) of the first battery 120, and measures the current (I 2 ) and the voltage (V 2 ) of the second battery 130. The current (I 1 ) of the first battery 120 is detected by the current sensor 122, and the current (I 2 ) of the second battery 130 is detected by the current sensor 132.
  • step S3200B power supply ECU 160B calculates the battery state. Specifically, for example, power supply ECU 160B integrates the detection result (current value of charge and discharge) of current sensor 122 to calculate the SOC (hereinafter referred to as "SOC1") of first battery 120, and the current The detection result of the sensor 132 (current value of charge and discharge) is integrated to calculate the SOC of the second battery 130 (hereinafter referred to as "SOC2").
  • SOC1 the SOC
  • SOC2 current value of charge and discharge
  • the SOC of the battery can be calculated by integrating the current flowing into the battery and the current flowing out of the battery (so-called coulomb counting).
  • the calculation method of SOC of the batteries 120 and 130 is not limited to a coulomb count process, Other well-known arbitrary methods can be employ
  • step S4000B power supply ECU 160B performs mode processing.
  • the contents of this mode process are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S4100B power supply ECU 160B determines whether the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value (for example, 10 km / h).
  • a predetermined value for example, 10 km / h.
  • to determine whether the vehicle speed is equal to or more than a predetermined value is to determine whether the current vehicle speed is suitable for regenerative power generation, that is, whether the vehicle has kinetic energy necessary for regenerative power generation.
  • the regenerative energy is obtained by converting the kinetic energy of the vehicle into electrical energy, and when the vehicle speed is low, the kinetic energy is also small, so the amount of regenerative energy can not be expected.
  • step S4400B if the vehicle speed is less than the predetermined value (10 km / h) (S4100B: NO), the process proceeds to step S4200 B, and if the vehicle speed is equal to or more than the predetermined value (10 km / h) (S4100 B: YES) Proceed to step S4400B.
  • step S4200B power supply ECU 160B further determines whether the current mode is the regeneration mode. As a result of this determination, if the current mode is the regeneration mode (S4200B: YES), the process proceeds to step S4300B, and if the current mode is not the regeneration mode (S4200B: NO), the traveling mode is already in Then, the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4300B power supply ECU 160B controls switch 142 and three in-vehicle relays 150 to 154 to switch the mode from the regenerative mode to the traveling mode.
  • the specific switching procedure at this time is as shown in FIG. This switching procedure allows the connection of the two batteries 120, 130 to be switched safely and reliably from series to parallel. Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4400B power supply ECU 160B further determines whether the vehicle is decelerating.
  • whether or not the vehicle is decelerating is determined based on, for example, vehicle speed information of the vehicle, or based on the degree of depression of the brake (whether or not the brake is depressed).
  • the process proceeds to step S4500B, and if the vehicle is decelerating (S4400B: YES), the process proceeds to step S4700B.
  • step S4500B power supply ECU 160B further determines whether the current mode is the regeneration mode, as in step S4200B. As a result of this determination, if the current mode is the regeneration mode (S4500B: YES), the process proceeds to step S4600B, and if the current mode is not the regeneration mode (S4500B: NO), the traveling mode is already in Then, the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4600B power supply ECU 160B controls switch 142 and three in-vehicle relays 150 to 154 to switch the mode from the regenerative mode to the traveling mode, as in step S4300B.
  • the specific switching procedure at this time is as shown in FIG. This switching procedure allows the connection of the two batteries 120, 130 to be switched safely and reliably from series to parallel. Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4700B power supply ECU 160B determines whether the current mode is the travel mode. As a result of this judgment, if the current mode is the traveling mode (S4700B: YES), the process proceeds to step S4800, and if the current mode is not the traveling mode (S4700B: NO), the regenerative mode is already in Then, the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S4800B power supply ECU 160B controls switch 142 and three in-vehicle relays 150 to 154 to switch the mode from the traveling mode to the regenerative mode.
  • the specific switching procedure at this time is as shown in FIG. By this switching procedure, the connection of the two batteries 120, 130 can be switched from parallel to serial safely and reliably. Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • power supply ECU 160B sets the mode to the regenerative mode if the vehicle speed is a predetermined value (for example, 10 km / h) or more and the vehicle is decelerating, otherwise That is, when the vehicle speed is less than a predetermined value (10 km / h) or when the vehicle is not decelerating (that is, during acceleration, steady traveling, idling, etc.), the mode is set to traveling mode.
  • a predetermined value for example, 10 km / h
  • the vehicle is decelerating
  • step S5000B power supply ECU 160B performs regenerative power generation control.
  • the contents of this regenerative power generation control are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S5100B power supply ECU 160B determines whether the current mode is the regeneration mode. As a result of this determination, if the current mode is the regeneration mode (S5100B: YES), that is, if the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined value (10 km / h) and the vehicle is decelerating, then the process proceeds to step S5200B. If not, that is, if the current mode is the travel mode (S5100B: NO), that is, the vehicle speed is less than the predetermined value (10 km / h) or the vehicle is not decelerating (that is, during acceleration) Or during steady running, idling, etc.), the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S5200B power supply ECU 160B performs power generation control on generator 110.
  • control is performed so that the voltages V 1 and V 2 of the respective batteries 120 and 130 do not exceed a predetermined value (for example, 14.5 V). This is because lead batteries deteriorate when given a too high voltage.
  • a predetermined value for example, 14.5 V.
  • the SOC of at least one of the two batteries 120 and 130 reaches 100% or more, the power generation of the generator 110 is stopped. This is because lead batteries deteriorate even when overcharged.
  • the contents of this power generation control are as shown in the flowchart of FIG.
  • step S5210B power supply ECU 160B determines whether the state of charge (SOC1) of first battery 120 is 100% or more, or the state of charge (SOC2) of second battery 130 is 100% or more. to decide. As a result of this determination, when the state of charge (SOC1) of the first battery 120 is 100% or more, or the state of charge (SOC2) of the second battery 130 is 100% or more, that is, two batteries 120, If the SOC of at least one of 130 becomes 100% or more (S5210B: YES), the process proceeds to step S5220B, otherwise the SOCs of the two batteries 120 and 130 are both less than 100%. In the case (S5210B: NO), the process proceeds to step S5230B.
  • SOC1 state of charge
  • SOC2 state of charge
  • step S5220B power supply ECU 160B stops the power generation of generator 110. Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S5230B power supply ECU 160B further indicates that the voltage (V 1 ) of first battery 120 exceeds a predetermined value (for example, 14.5 V), or the voltage (V 2 ) of second battery 130 It is determined whether or not a predetermined value (for example, 14.5 V) is exceeded. As a result of this determination, the voltage (V 1 ) of the first battery 120 exceeds the predetermined value (14.5 V), or the voltage (V 2 ) of the second battery 130 is set to the predetermined value (14.5 V).
  • a predetermined value for example, 14.5 V
  • the voltage (V 2 ) of the second battery 130 is set to the predetermined value (14.5 V).
  • step S5240 If it exceeds, that is, if the voltage of at least one of the two batteries 120 and 130 exceeds the predetermined value (14.5 V) (S5230B: YES), the process proceeds to step S5240, otherwise, that is, If both voltages V 1, V 2 of the two batteries 120 and 130 both is less than a predetermined value (14.5 V) is: proceed to (S5230B NO), step S5250B.
  • step S5240B power supply ECU 160B sets the output command value to generator 110 lower than the target value (for example, 29 V). Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S5250B power supply ECU 160B sets the output command value to generator 110 to the target value (29 V). Thereafter, the control procedure returns to the main flowchart of FIG.
  • step S5240B The control content of step S5240B is not limited to the above example.
  • any control method may be adopted as long as the battery voltage exceeding the predetermined value (14.5 V) can be lowered to the predetermined value (14.5 V) or less.
  • step S6000B power supply ECU 160B performs a supplementary charge process.
  • This supplementary charge processing is performed to prevent the difference between the SOCs of the two batteries 120 and 130 from becoming large, or to control to charge when the SOC value of each of the batteries 120 and 130 falls below a predetermined value. It is.
  • the former is because when the difference in SOC between the two batteries 120 and 130 increases, the charge / discharge characteristics in the series connection state deteriorate.
  • the latter is because when the SOC decreases, the lead battery deteriorates.
  • the second battery 130 is always discharged regardless of whether the connection with the first battery 120 is in series or in parallel.
  • step S6100B power supply ECU 160B determines whether or not two batteries 120 and 130 are connected in parallel. This determination is made, for example, depending on whether the current mode is the traveling mode or the regeneration mode. As a result of this determination, if the two batteries 120 and 130 are connected in parallel (S6100B: YES), that is, if the current mode is the travel mode, the process proceeds to step S6200B and the two batteries 120 and 130 are in series. If the connection is made (S6100B: NO), that is, if the current mode is the regeneration mode, since the batteries 120 and 130 are already being charged, the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S6200B power supply ECU 160B determines whether or not state of charge SOC1 of first battery 120 is less than predetermined value A, and state of charge SOC2 of second battery 130 is less than predetermined value A.
  • the predetermined value A is, for example, a suitable value within the range of 80 to 90%.
  • step S6300B power supply ECU 160B simultaneously charges two batteries 120 and 130 in series. Specifically, in this case, when charging is started, power supply ECU 160B switches the connection state of the two batteries 120 and 130 from parallel to series as long as the vehicle is traveling. As a result, the switch 142 is on (closed), the first on-vehicle relay 150 is off (open), the second on-vehicle relay 152 is off (open), and the third on-vehicle relay 154 is on (closed). At this time, the supplementary charge needs to be performed on the two batteries 120 and 130 immediately to avoid the deterioration of the battery regardless of whether the vehicle is decelerating or not.
  • the regenerative energy is charged to the batteries 120, 130 using this opportunity, while when the vehicle is not decelerating, that is, when the vehicle is traveling, the generator 110 is forced.
  • the power is generated at 29 V to charge the batteries 120 and 130.
  • the regenerative energy generated by the generator 110 at the time of deceleration of the vehicle or the power forcibly generated by the generator 110 at the time of traveling of the vehicle is simultaneously charged to the batteries 120 and 130 in series (generator 110 ⁇ series connection Battery 120, 130).
  • Such simultaneous charging is continued until the SOC of at least one of the two batteries 120 and 130 reaches a predetermined value A or more.
  • the power supply ECU 160B When charging of the batteries 120, 130 is completed, the power supply ECU 160B returns the connection state of the batteries 120, 130 from series to parallel.
  • power is supplied from the generator 110 to the general load 180 through the first battery 120, the switch 142, and the third on-vehicle relay 154 (the generator 110 ⁇ the first battery 120).
  • the second battery 130 When the vehicle speed decreases (switch 142 ⁇ third vehicle relay 154 ⁇ general load 180) and the vehicle speed decreases, the second battery 130 also transfers to the general load 180 via the third vehicle relay 154. Power supply is performed (the second battery 130 ⁇ third vehicle relay 154 ⁇ general load 180 feeding circuit).
  • step S6400B power supply ECU 160B further determines whether only state of charge SOC1 of first battery 120 is less than predetermined value A or not. As a result of this determination, if only the state of charge SOC1 of the first battery 120 is less than the predetermined value A (S6400B: YES), the process proceeds to step S6500B. If not (S6400B: NO), the process proceeds to step S6600B.
  • step S6500B power supply ECU 160B charges only first battery 120. Specifically, in this case, when charging is started, power supply ECU 160B turns off (opens) the third on-vehicle relay 154 from the state where batteries 120 and 130 are connected in parallel. As a result, the switch 142 is off (open), the first on-vehicle relay 150 is on (closed), the second on-vehicle relay 152 is on (closed), and the third on-vehicle relay 154 is off (open).
  • the charging of the first battery 120 is performed from the generator 110 by the power supply ECU 160B controlling the generator 110 and generating 14.5 V, for example (charging circuit: generator 110 ⁇ first battery 120).
  • While charging the first battery 120 power is simultaneously supplied from the generator 110 to the general load 180 via the second on-vehicle relay 152 (power supply circuit called generator 110 ⁇ second on-vehicle relay 152 ⁇ general load 180) ).
  • the power supply ECU 160B turns on the third on-vehicle relay 154 (closed) to return the connection state of the batteries 120 and 130 in parallel.
  • step S6600B power supply ECU 160B further determines whether only state of charge SOC2 of second battery 130 is less than predetermined value A or not. As a result of this determination, if only the state of charge SOC2 of the second battery 130 is less than the predetermined value A (S6600B: YES), the process proceeds to step S6700B. If not (S6600B: NO), the process proceeds to step S6800B.
  • step S6700B power supply ECU 160B charges only second battery 130.
  • power supply ECU 160B turns first vehicle relay 150 off (open) from the state where batteries 120 and 130 are connected in parallel.
  • the switch 142 is off (open)
  • the first on-vehicle relay 150 is off (open)
  • the second on-vehicle relay 152 is on (closed)
  • the third on-vehicle relay 154 is on (closed).
  • the second battery 130 is charged from the generator 110 by the power supply ECU 160B controlling the generator 110 and generating 14.5 V, for example (generator 110 ⁇ second in-vehicle relay 152 ⁇ third in-vehicle relay 154 ⁇ the second battery 130 charging circuit).
  • While charging the second battery 130 power is simultaneously supplied from the generator 110 to the general load 180 via the second in-vehicle relay 152 (power supply circuit called generator 110 ⁇ second in-vehicle relay 152 ⁇ general load 180) ).
  • the power supply ECU 160B turns the first on-vehicle relay 150 ON (closed) to return the connection state of the batteries 120 and 130 in parallel.
  • step S6800B power supply ECU 160B further determines whether the difference in SOC between the two batteries 120 and 130 is larger than a predetermined value ⁇ .
  • a predetermined value ⁇ is, for example, 2%.
  • step S6900 if the difference between the two batteries 120 and 130 (SOC1-SOC2) is larger than the predetermined value ⁇ (S6800B: YES), the process proceeds to step S6900, otherwise, that is, two If the SOC difference (SOC1 ⁇ SOC2) between the batteries 120 and 130 is less than or equal to the predetermined value ⁇ (S6800B: NO), the process immediately returns to the main flowchart of FIG.
  • step S6900B power supply ECU 160B discharges only the first battery 120 having a large SOC to suppress the difference in SOC between the two batteries 120 and 130 to a predetermined value ⁇ or less.
  • the power supply ECU 160B turns the third on-vehicle relay 154 off (open) from the state where the batteries 120 and 130 are connected in parallel.
  • the switch 142 is off (open)
  • the first on-vehicle relay 150 is on (closed)
  • the second on-vehicle relay 152 is on (closed)
  • the third on-vehicle relay 154 is off (open).
  • the first battery 120 discharges by supplying power to the general load 180 via the second in-vehicle relay 152 (a feeding circuit called first battery 120 ⁇ second in-vehicle relay 152 ⁇ general load 180) .
  • the second battery 130 does not perform charging and discharging.
  • the power supply ECU 160 B turns on the third on-vehicle relay 154 (closed) to return the connection state of the batteries 120 and 130 in parallel.
  • step S7000B power supply ECU 160B determines whether an ignition (IG) switch (not shown) has been turned off. As a result of this determination, if the ignition switch is turned off (S7000B: YES), the process proceeds to step S8000B, and if the ignition switch is not turned off (S7000B: NO), the process returns to step S3000B.
  • IG ignition
  • step S8000B power supply ECU 160B stops engine 112. Specifically, power supply ECU 160 B outputs a control signal to stop engine 112 to an engine ECU (not shown) that controls the operation of the engine. Thereby, the engine 112 is stopped.
  • the batteries 120 and 130 are connected in series (regeneration mode) to the generator 110.
  • the generated regenerative energy is simultaneously charged to the batteries 120 and 130 connected in series with a high voltage. Therefore, the regenerative energy at the time of deceleration of the vehicle can be efficiently recovered by the simple and inexpensive configuration.
  • the batteries 120 and 130 are connected in parallel (traveling mode), and a battery of parallel connections storing the regenerative energy. Power of 12 V is supplied to the general load 180 from 120 and 130, respectively. Also, when the two batteries 120 and 130 are connected in series at the time of vehicle deceleration, the 12V power supply from the second battery 130 to the general load 180 is constantly executed. Therefore, the power supply to the general load 180 can also be stably performed.
  • the charging rate (SOC) of the two batteries 120 and 130 is less than or equal to a predetermined value or the difference between the charging rates (SOC) is greater than or equal to a predetermined value, the charging rates of the two batteries 120 and 130 are determined to be predetermined values Since the control described above is performed (supplementary charge processing), the progress of the deterioration of the battery can be suppressed.
  • the number of batteries used is two, but is not particularly limited. It is also possible to configure three or more batteries as switchable in series or in parallel.
  • the power supply apparatus for a vehicle efficiently recovers the regenerative energy at the time of deceleration of the vehicle by a simple and inexpensive configuration while achieving an increase in design freedom and a reduction in installation space, and to an electrical load It is useful as a power supply device for vehicles which can perform electric power supply of this stably.

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Abstract

　シンプルかつ安価な構成により、車両減速時の回生エネルギを効率的に回収でき、かつ、電気負荷へ安定的に電力供給する車両用電源装置。エンジン１１２が稼動しているときには２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続する。車両が減速したときには、発電機１１０が発生する回生電力を、直列に接続したバッテリ１２０、１３０に同時に充電し、直接ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて一般負荷１８０への電力供給を行う。車両が減速していないときには、直列接続されたバッテリ１２０、１３０からＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて一般負荷１８０へ電力を供給する。また、エンジン１１２が停止しているときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の動作を停止させ、２つのバッテリ１２０、１３０を並列接続に切り換えて、バッテリ１２０、１３０から一般負荷１８０へ１２Ｖで暗電流を供給する。

Description

車両用電源装置
　本発明は、自動車などの車両に用いられる車両用電源装置に関する。
　近年、環境保護の観点からハイブリッドカーおよび電気自動車が注目されており、その開発が急速に進められている。これらの自動車は、二次電池を有する電源からの直流電力を交流電力に変換して、交流電力によりモータを駆動することによって、駆動輪の駆動力を得る構成を有する。なお、通常、ハイブリッドカーは、エンジンと電動機とを共用する電気自動車であり、広義では電気自動車の一種である。したがって、本明細書では、便宜上、特に断らない限り、「電気自動車」という用語を、ハイブリッドカーを含む広義の意味で使用する。
　上記構成を動力源として有する電気自動車に用いられる従来の車両用電源装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、公称電圧が異なる２つのバッテリ（例えば、リチウムイオンバッテリと鉛バッテリ）により構成される回生システムが開示されている。この回生システムでは、一般的な鉛バッテリである主電源と、主電源よりも充電受入性に優れ、かつ状態検出が容易な高性能バッテリ（例えば、リチウムイオンバッテリ）である副電源とが、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続されている。副電源には、発電機がダイレクトに接続されている。主電源は、副電源に優先して車両電気負荷へ電力供給を行い、副電源は、車両減速時に発電機にて発電される回生電力を回収し蓄電するとともに、主電源に対する冗長電源として使用される。この構成により、特許文献１では、車両減速時の回生エネルギを効率良く回収し、かつ電気負荷に対し安定電圧を供給できるようにしている。
特開２００４－３２８９８８号公報
　しかしながら、上記した従来の車両用電源装置には、以下の問題がある。
　リチウムイオンバッテリは、高性能ではあるが、高価なデバイスであるため、性能に見合ったシステムコストになりにくい。また、リチウムイオンバッテリは、車載して安全に使用するための充放電制御が難しく、リチウムイオンバッテリを車載して安全に使用するためには、高度な充放電制御が必要である。また、２種類のバッテリが存在するため、それぞれのバッテリに対する状態検知技術が必要となり、システム構成が複雑になる。しかも、リチウムイオンバッテリと鉛バッテリはそれぞれ車両の別の場所（例えば、前者は車室内、後者はエンジンルーム内）に設置せざるを得ないため、設計の自由度が低く、設置スペースの削減にも一定の限界がある。
　本発明の目的は、設計自由度の増大および設置スペースの削減を図りつつ、シンプルかつ安価な構成により、車両減速時の回生エネルギの回収を効率的に行い、かつ、電気負荷への電力供給を安定的に行うことができる車両用電源装置を提供することである。
　本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される発電機と、前記発電機に接続され、前記発電機にて発電される電力を蓄える第１蓄電デバイスと、前記第１蓄電デバイスと直列に接続可能な第２蓄電デバイスと、前記発電機および前記第１蓄電デバイスと電装品との間に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１蓄電デバイスと前記第２蓄電デバイスとを直列または並列の接続状態に切り換える切り換え手段と、前記発電機、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、および前記切り換え手段の動作をそれぞれ制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、車両減速時に前記発電機にて発電される回生電力を、直列に接続された前記第１蓄電デバイスおよび前記第２蓄電デバイスに充電し、かつ、前記電装品に前記ＤＣ／ＤＣコンバータを通じて給電するよう、前記発電機の出力電圧、ならびに前記ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記切り換え手段の作動状態を制御する。好ましくは、前記第１蓄電デバイスは、鉛バッテリであり、前記第２蓄電デバイスは、鉛バッテリである。
　本発明によれば、設計自由度の増大および設置スペースの削減を図りつつ、シンプルかつ安価な構成により、車両減速時の回生エネルギの回収を効率的に行い、かつ、電気負荷への電力供給を安定的に行うことができる。
本発明の実施の形態１に係る車両用電源装置を含む電源システムの構成を示すブロック図 図１の電源システムの全体動作を示すフローチャート 図２の始動処理の内容を示すフローチャート 並列から直列へのバッテリの接続の切り換え手順を示す図 図２のバッテリ状態検出処理の内容を示すフローチャート 図２の回生発電制御処理の内容を示すフローチャート 図６の発電制御処理の内容を示すフローチャート 図２の補充電処理の内容を示すフローチャート 図２の停止処理の内容を示すフローチャート 直列から並列へのバッテリの接続の切り換え手順を示す図 本発明の実施の形態２に係る車両用電源装置を含む電源システムの構成を示すブロック図 図１１の電源システムの全体動作を示すフローチャート 図１２の始動処理の内容を示すフローチャート バッテリ単体から直列への接続の切り換え手順を示す図 図１２のバッテリ状態検出処理の内容を示すフローチャート 図１２の回生発電制御処理の内容を示すフローチャート 図１６の発電制御処理の内容を示すフローチャート 図１２の補充電処理の内容を示すフローチャート 図１２の停止処理の内容を示すフローチャート 直列からバッテリ単体への接続の切り換え手順を示す図 本発明の実施の形態３に係る車両用電源装置を含む電源システムの構成を示すブロック図 図２１の電源システムの全体動作を示すフローチャート 図２２のバッテリ状態検出処理の内容を示すフローチャート 図２２のモード処理の内容を示すフローチャート 回生モードから走行モードへの切り換え手順を示す図 走行モードから回生モードへの切り換え手順を示す図 図２２の回生発電制御処理の内容を示すフローチャート 図２７の発電制御処理の内容を示すフローチャート 図２２の補充電処理の内容を示すフローチャート
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る車両用電源装置を含む電源システムの構成を示すブロック図である。
　図１に示す電源システム１００は、発電機１１０、２つのバッテリ（第１バッテリ１２０と第２バッテリ１３０）、２つの電流センサ１２２、１３２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、４つの車載リレー（第１車載リレー１５０、第２車載リレー１５２、第３車載リレー１５４、および第４車載リレー１５６）、電源ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１６０、スタータ１７０、スタータリレー１７２、および車載の他の一般負荷（電装品）１８０を有する。上記構成要素のうち、２つのバッテリ１２０、１３０、２つの電流センサ１２２、１３２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、４つの車載リレー１５０～１５６、および電源ＥＣＵ１６０は、電源装置を構成する。なお、以下では、スタータ１７０と他の一般負荷（電装品）１８０とを総称して「電気負荷」と呼ぶことにする。
　発電機１１０は、車両の減速時に、エンジン１１２の回転が伝達されて発電し、回生エネルギの電力を出力する。例えば、発電機１１０は、ＩＣレギュレータ付きの大容量オルタネータ（例えば、１５０Ａクラス）であり、エンジン１１２によってベルト駆動されて、電源ＥＣＵ１６０から指示された電圧（例えば、２９Ｖの電圧）を発生する。また、電源ＥＣＵ１６０の制御により、車両の減速時以外にも、必要に応じて、発電機１１０を駆動（発電）させることも可能である。発電機１１０は、第１バッテリ１２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４０にそれぞれ接続されている。
　なお、本実施の形態では、発電機１１０としてオルタネータを用いているが、これに限定されない。例えば、発電機１１０として、オルタネータに代えて、モータジェネレータを採用することも可能である。モータジェネレータは、１台で電動機（モータ）の機能と発電機（ジェネレータ）の機能とを兼ね備えたものである。また、発電機１１０は、エンジン１１２によるベルト駆動に代えて、例えば、車軸やクランク軸などに、ギヤやベルトなどの伝達手段によって接続したり、あるいは、直接連結したりしてもよい。
　２つのバッテリ（第１バッテリ１２０と第２バッテリ１３０）は、例えば、いずれも公称電圧１２Ｖの一般的な鉛バッテリであり、１２～１３Ｖの電圧を発生し、電気負荷（スタータ１７０、一般負荷１８０）への電力供給を行う。鉛バッテリは、技術的に確立されているため、システムとして安全であるとともに、比較的安価な蓄電デバイスであるため、システムコストも比較的安価にすることができる。後で詳述するが、２つのバッテリ１２０、１３０は、エンジン始動後は直列に接続されており、車両減速時に発電機１１０にて発生した回生エネルギを回収し蓄電する。２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続して充電することにより、高い電圧での充電が可能となり、回生エネルギの回収を効率的に行うことができる。バッテリ１２０、１３０は、このように回生エネルギを充電するため、充電電流が大きくなる充電受入性に優れたバッテリであることが好ましい。例えば、アイドリングストップ用の鉛バッテリは、充電受入性に優れているため、特に好ましい。また、２つのバッテリ１２０、１３０は、１つのユニットへのモジュール化を可能にするため、同じ種類のバッテリであることが好ましい。２つのバッテリ１２０、１３０をモジュール化することにより、設計の自由度が増大し、かつ、設置スペースも削減することができる。
　なお、本実施の形態では、システムの低コスト化や簡単化などを考慮して、バッテリ１２０、１３０として鉛バッテリを用いているが、これに限定されない。例えば、バッテリ１２０、１３０として、鉛バッテリに代えて、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリなどを用いることも可能である。
　電流センサ１２２は、第１バッテリ１２０の状態を検出するために第１バッテリ１２０の充放電電流を測定するための電流センサである。また、電流センサ１３２は、第２バッテリ１３０の状態を検出するために第２バッテリ１３０の充放電電流を測定するための電流センサである。
　ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、直流電圧をこれよりも低い別の直流電圧に変換する降圧方向タイプのＤＣ／ＤＣコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、入力電圧として、例えば、バッテリ充電時は最大で２９Ｖ（＝１４.５Ｖ×２）、バッテリ放電時は最大で２４Ｖ（＝１２Ｖ×２）の電圧を、少なくともこの範囲で入力可能である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、出力電圧として、例えば、１２.５～１４.５Ｖの電圧を出力可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧は、電源ＥＣＵ１６０によって制御される。例えば、通常は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１２.５Ｖに制御して電気負荷（スタータ１７０、一般負荷１８０）への電力供給を行うが、第２バッテリ１３０のみを充電するモードのときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１４.５Ｖに制御する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧は、バッテリ１２０、１３０の充電量に応じて調整される。なお、第１バッテリ１２０のみを充電するモードのときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１２.５Ｖに制御した状態で、発電機の出力電圧を１４.５Ｖに制御する。
　４つの車載リレー（第１車載リレー１５０、第２車載リレー１５２、第３車載リレー１５４、および第４車載リレー１５６）は、エンジン１１２のオン（始動）／オフ（停止）に応じて２つのバッテリ１２０、１３０の接続を並列または直列に切り換えるために用いられる。４つの車載リレー１５０～１５６は、それぞれ、電源ＥＣＵ１６０からの制御信号によってＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
　第１車載リレー１５０は、第１バッテリ１２０と第２バッテリ１３０（厳密には第２バッテリ１３０用の電流センサ１３２）との間に設けられている。第２車載リレー１５２は、一端が第１バッテリ１２０と第１車載リレー１５０との間に接続され、他端が接地されている。第３車載リレー１５４は、一端が発電機１１０と第１バッテリ１２０（厳密には第１バッテリ１２０用の電流センサ１２２）との間に接続され、他端がＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と一般負荷１８０との間に接続されている。第４車載リレー１５６は、一端が第１車載リレー１５０と第２バッテリ１３０（厳密には第２バッテリ１３０用の電流センサ１３２）との間に接続され、他端がＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と一般負荷１８０との間に接続されている。後述するように、４つの車載リレー１５０～１５６のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせによって、発電機１１０からバッテリ１２０、１３０への充電回路およびバッテリ１２０、１３０から電気負荷（スタータ１７０、一般負荷１８０）への給電回路が適宜選択される。
　２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続して充電する場合、第１車載リレー１５０には発電機１１０から回生エネルギの大電流が流れるため、第１車載リレー１５０は、大容量対応のリレー（例えば、１５０Ａクラス）でなければならない。これに対し、他の車載リレー１５２、１５４、１５６は、バッテリ１２０、１３０から電気負荷（スタータ１７０、一般負荷１８０）への電力供給に使用されるため、第１車載リレー１５０に比べて大容量対応である必要はなく、例えば、４０Ａクラスのリレーでもよい。
　電源ＥＣＵ１６０は、当該電源システム１００を総合的に制御する。具体的には、例えば、電源ＥＣＵ１６０は、エンジン１１２のオン（始動）／オフ（停止）に応じて２つのバッテリ１２０、１３０の接続を並列または直列に切り換えるために、４つの車載リレー１５０～１５６のＯＮ（閉）／ＯＦＦ（開）を制御する。また、電源ＥＣＵ１６０は、各バッテリ１２０、１３０の電圧および充放電電流を測定し、電流積算によって各バッテリ１２０、１３０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。また、電源ＥＣＵ１６０は、発電機１１０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を制御する。また、電源ＥＣＵ１６０は、後述する他の制御を行う。電源ＥＣＵ１６０の制御内容については、図２以降のフローチャートを用いて、後で詳述する。なお、電源ＥＣＵ１６０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを記録したＲＯＭ（Read Only Memory）、およびプログラム実行用のＲＡＭ（Random Access Memory）から構成されている（いずれも図示せず）。
　スタータ１７０は、エンジン１１２を始動（クランキング）する際に使用されるモータである。スタータ１７０は、走行途中に停車してアイドリングストップした後のエンジン再始動にも使用される。スタータ１７０への通電は、エンジンの始動スイッチである図示しないイグニッション（ＩＧ）スイッチをエンジンスタート位置（ＳＴ位置）に投入してスタータリレー１７２をＯＮすることによって行われる。
　一般負荷１８０は、例えば、車両に搭載される各種ランプ類やワイパ、オーディオ機器、ナビゲーション装置、空調装置などである。
　本実施の形態では、エンジン１１２が稼動しているときには２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続する。そして、車両が減速したときには、発電機１１０が発生する回生電力を、直列に接続したバッテリ１２０、１３０に、高い電圧で同時に充電する。例えば、この場合、１つのバッテリを１４.５Ｖで充電すると、２つのバッテリで２９Ｖの充電が可能になる。また、このように回生電力が発生しているときは、直列に接続したバッテリ１２０、１３０への充電とともに、発電機１１０から直接ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて（電圧を降圧して）一般負荷１８０へ１２Ｖで電力を供給する。
　また、車両が減速していないときには、直列接続されたバッテリ１２０、１３０からＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて（電圧を降圧して）一般負荷１８０へ、１２Ｖの電力を供給する。
　また、エンジン１１２が停止しているときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を動作し続けることは電力を消費するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の動作を停止させ、２つのバッテリ１２０、１３０を並列接続に切り換えて、バッテリ１２０、１３０から一般負荷１８０へ１２Ｖで暗電流を供給する。
　また、充電と放電を繰り返すうちに、２つのバッテリ１２０、１３０の充電率（ＳＯＣ）が異なってくるため、本実施の形態では、２つのバッテリ１２０、１３０の充電率を所定値以上にそろえる手段を設けている（後述する補充電処理）。
　上記のように、電源ＥＣＵ１６０は、エンジン１１２のオン／オフに応じて２つのバッテリ１２０、１３０の接続を並列または直列に切り換える。このときの４つの車載リレー１５０～１５６のＯＮ／ＯＦＦ状態は、次の通りである。
　２つのバッテリ１２０、１３０を並列に接続する場合、電源ＥＣＵ１６０は、第１車載リレー１５０をＯＦＦ（開）状態、第２車載リレー１５２をＯＮ（閉）状態、第３車載リレー１５４をＯＮ（閉）状態、第４車載リレー１５６をＯＮ（閉）状態、にそれぞれ制御する。この場合、電源ＥＣＵ１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を停止（オフ）させる。
　このとき、バッテリ１２０、１３０から一般負荷１８０への給電回路として、第１バッテリ１２０→第３車載リレー１５４→一般負荷１８０という回路と、第２バッテリ１３０→第４車載リレー１５６→一般負荷１８０という回路とが形成される。
　一方、２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続する場合、電源ＥＣＵ１６０は、第１車載リレー１５０をＯＮ（閉）状態、第２車載リレー１５２をＯＦＦ（開）状態、第３車載リレー１５４をＯＦＦ（開）状態、第４車載リレー１５６をＯＦＦ（開）状態、にそれぞれ制御する。この場合、電源ＥＣＵ１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を起動（オン）させる。
　このとき、発電機１１０からバッテリ１２０、１３０への充電回路として、発電機１１０→直列接続されたバッテリ１２０、１３０という回路が形成される。また、バッテリ１２０、１３０から一般負荷１８０への給電回路として、直列接続されたバッテリ１２０、１３０→ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０→一般負荷１８０という回路が形成される。なお、この場合、一般負荷１８０への給電回路として、発電機１１０→ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０→一般負荷１８０という、発電機１１０から直接給電される回路も形成される。
　次いで、上記構成を有する電源システム１００の動作について、図２～図１０を用いて説明する。ここで、図２は、電源システム１００の全体動作を示すフローチャート、図３は、図２の始動処理の内容を示すフローチャート、図４は、並列から直列へのバッテリの接続の切り換え手順を示す図、図５は、図２のバッテリ状態検出処理の内容を示すフローチャート、図６は、図２の回生発電制御処理の内容を示すフローチャート、図７は、図６の発電制御処理の内容を示すフローチャート、図８は、図２の補充電処理の内容を示すフローチャート、図９は、図２の停止処理の内容を示すフローチャート、図１０は、直列から並列へのバッテリの接続の切り換え手順を示す図である。なお、これらのフローチャートは、図示しない記憶装置（例えば、ＲＯＭなど）に制御プログラムとして記憶されており、図示しないＣＰＵによって実行される。
　まず、ステップＳ１０００で、電源ＥＣＵ１６０は、図示しないイグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＮされたか否かを判断する。具体的には、電源ＥＣＵ１６０は、イグニッションスイッチがエンジンスタート位置（ＳＴ位置）に投入された場合に、イグニッションスイッチがＯＮされたと判断する。この判断の結果として、イグニッションスイッチがＯＮされた場合は（Ｓ１０００：ＹＥＳ）、ステップＳ２０００に進み、イグニッションスイッチがＯＮされていない場合は（Ｓ１０００：ＮＯ）、待機する。
　ステップＳ２０００では、電源ＥＣＵ１６０は、始動処理を行う。この始動処理の内容は、図３のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ２１００で、電源ＥＣＵ１６０は、エンジン１１２を始動させる。具体的には、電源ＥＣＵ１６０は、スタータリレー１７２をＯＮして、並列接続されたバッテリ１２０、１３０からスタータ１７０を通電させる。これにより、エンジン１１２が始動する。
　そして、ステップＳ２２００で、電源ＥＣＵ１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を起動（オン）させる。
　そして、ステップＳ２３００で、電源ＥＣＵ１６０は、４つの車載リレー１５０～１５６を制御して、２つのバッテリ１２０、１３０の接続を並列から直列に切り換える。このときの具体的な切り換え手順は、図４に示す通りである。この切り換え手順により、２つのバッテリ１２０、１３０の接続を、安全かつ確実に、並列から直列に切り換えることができる。その後、制御手順は、図２のメインフローチャートにリターンする。
　次に、ステップＳ３０００で、電源ＥＣＵ１６０は、バッテリ状態検出処理を行う。このバッテリ状態検出処理の内容は、図５のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ３１００で、電源ＥＣＵ１６０は、バッテリの測定を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１６０は、第１バッテリ１２０の電流（Ｉ１）と電圧（Ｖ１）を測定するとともに、第２バッテリ１３０の電流（Ｉ２）と電圧（Ｖ２）を測定する。第１バッテリ１２０の電流（Ｉ１）は、電流センサ１２２によって検出され、第２バッテリ１３０の電流（Ｉ２）は、電流センサ１３２によって検出される。
　そして、ステップＳ３２００で、電源ＥＣＵ１６０は、バッテリ状態の算出を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１６０は、例えば、電流センサ１２２の検出結果（充放電の電流値）を積算して第１バッテリ１２０のＳＯＣ（以下「ＳＯＣ１」と表記する）を算出し、また、電流センサ１３２の検出結果（充放電の電流値）を積算して第２バッテリ１３０のＳＯＣ（以下「ＳＯＣ２」と表記する）を算出する。このように、バッテリに流れ込む電流とバッテリから流れ出す電流を積算することによって（いわゆるクーロンカウント処理）、バッテリのＳＯＣを算出することができる。なお、バッテリ１２０、１３０のＳＯＣの算出方法は、クーロンカウント処理に限定されず、他の周知の任意の方法を採用することができる。その後、制御手順は、図２のメインフローチャートにリターンする。
　次に、ステップＳ４０００で、電源ＥＣＵ１６０は、回生発電制御を行う。この回生発電制御の内容は、図６のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ４１００で、電源ＥＣＵ１６０は、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である、か否かを判断する。ここで、車速が所定値以上であるか否かを判断するのは、現在の車速が回生発電に適しているか否か、つまり、回生発電に必要な運動エネルギが車両にあるか否かを判断するためである。回生エネルギは車両の運動エネルギを電気エネルギに変換したものであり、車速が低いと運動エネルギも小さいため、回生エネルギ量は期待できない。また、車両が減速中であるか否かは、例えば、車両の車速情報に基づいて、または、ブレーキの踏み込み度（ブレーキが踏まれているか否か）に基づいて判断される。この判断の結果として、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である場合は（Ｓ４１００：ＹＥＳ）、ステップＳ４２００に進み、そうでない場合、つまり、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）未満であり、または、車両が減速中でない（つまり、加速時や定常走行時、アイドリング時など）場合は（Ｓ４１００：ＮＯ）、直ちに図２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ４２００では、電源ＥＣＵ１６０は、発電機１１０に対して発電制御を行う。この発電制御では、各バッテリ１２０、１３０の電圧Ｖ１、Ｖ２が所定値（例えば、１４.５Ｖ）を超えないように制御される。鉛バッテリは、あまり高い電圧を与えると、劣化が進むためである。また、この発電制御では、２つのバッテリ１２０、１３０の少なくともいずれか一方のＳＯＣが１００％以上になった場合、発電機１１０の発電を停止させる。鉛バッテリは、過充電によっても劣化が進むためである。この発電制御の内容は、図７のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ４２１０で、電源ＥＣＵ１６０は、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が１００％以上であり、または、第２バッテリ１３０の充電状態（ＳＯＣ２）が１００％以上である、か否かを判断する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が１００％以上であり、または、第２バッテリ１３０の充電状態（ＳＯＣ２）が１００％以上である場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０の少なくともいずれか一方のＳＯＣが１００％以上になった場合は（Ｓ４２１０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２２０に進み、そうでない場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０のＳＯＣが両方とも１００％未満である場合は（Ｓ４２１０：ＮＯ）、ステップＳ４２３０に進む。
　ステップＳ４２２０では、電源ＥＣＵ１６０は、発電機１１０の発電を停止させる。その後、制御手順は、図２のメインフローチャートにリターンする。
　一方、ステップＳ４２３０では、電源ＥＣＵ１６０は、さらに、第１バッテリ１２０の電圧（Ｖ１）が所定値（例えば、１４.５Ｖ）を超えており、または、第２バッテリ１３０の電圧（Ｖ２）が所定値（例えば、１４.５Ｖ）を超えている、か否かを判断する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の電圧（Ｖ１）が所定値（１４.５Ｖ）を超えており、または、第２バッテリ１３０の電圧（Ｖ２）が所定値（１４.５Ｖ）を超えている場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０の少なくともいずれか一方の電圧が所定値（１４.５Ｖ）を超えている場合は（Ｓ４２３０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２４０に進み、そうでない場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０の電圧Ｖ１、Ｖ２が両方とも所定値（１４.５Ｖ）以下である場合は（Ｓ４２３０：ＮＯ）、ステップＳ４２５０に進む。
　ステップＳ４２４０では、電源ＥＣＵ１６０は、発電機１１０への出力指令値を目標値（例えば、２９Ｖ）よりも低く設定する。その後、制御手順は、図２のメインフローチャートにリターンする。
　一方、ステップＳ４２５０では、電源ＥＣＵ１６０は、発電機１１０への出力指令値を目標値（２９Ｖ）に設定する。その後、制御手順は、図２のメインフローチャートにリターンする。
　なお、ステップＳ４２４０の制御内容は、上記の例に限定されない。この場合、所定値（１４.５Ｖ）を超えているバッテリの電圧を所定値（１４.５Ｖ）以下に下げることができれば、どのような制御方法を採用してもよい。例えば、いわゆるＰＩＤ制御を利用して、所定値（１４.５Ｖ）を超えているバッテリの電圧を所定値（１４.５Ｖ）に収束させる制御を行うことも可能である。
　次に、ステップＳ５０００で、電源ＥＣＵ１６０は、補充電処理を行う。この補充電処理は、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差が大きくならないようにするため、または、各バッテリ１２０、１３０のＳＯＣの値が所定値以下になったときに充電するための制御である。前者は、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差が大きくなると、直列の接続状態における充放電特性が劣化するためである。また、後者は、ＳＯＣが低下すると、鉛バッテリの劣化が進むためである。この補充電処理の内容は、図８のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ５１００で、電源ＥＣＵ１６０は、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が所定値Ａ未満であり、かつ、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が所定値Ａ未満である、か否かを判断する。ここで、所定値Ａは、例えば、８０～９０％の範囲内の適当な値である。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が所定値Ａ未満であり、かつ、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が所定値Ａ未満である場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０のＳＯＣが両方とも所定値Ａ未満である場合は（Ｓ５１００：ＹＥＳ）、ステップＳ５２００に進み、そうでない場合は（Ｓ５１００：ＮＯ）、ステップＳ５３００に進む。
　ステップＳ５２００では、電源ＥＣＵ１６０は、２つのバッテリ１２０、１３０を直列で同時に充電させる。具体的には、この場合、電源ＥＣＵ１６０は、車両が走行している限り、２つのバッテリ１２０、１３０の接続状態を直列のままに維持する。このときの補充電は、車両が減速中か否かにかかわらず、バッテリの劣化回避のために直ちに２つのバッテリ１２０、１３０に対して行う必要がある。このため、車両が減速中のときには、この機会を利用して、回生エネルギをバッテリ１２０、１３０に充電し、一方、車両が減速中でないとき、つまり、走行中のときには、発電機１１０を強制的に２９Ｖで発電させてバッテリ１２０、１３０を充電する。これにより、車両減速時に発電機１１０にて発生する回生エネルギまたは車両走行時に発電機１１０にて強制発電される電力が直列のバッテリ１２０、１３０に同時に充電される（発電機１１０→直列接続されたバッテリ１２０、１３０という充電回路）。このような同時充電は、２つのバッテリ１２０、１３０の少なくともいずれか一方のＳＯＣが所定値Ａ以上になるまで継続される。なお、充電中は、上記のように、発電機１１０から直接ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて（電圧を降圧して）一般負荷１８０への電力供給を行う（発電機１１０→ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０→一般負荷１８０という給電回路）。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０が停止（オフ）状態にあれば、電源ＥＣＵ１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を起動（オン）させる。
　一方、ステップＳ５３００では、電源ＥＣＵ１６０は、さらに、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１のみが所定値Ａ未満であるか否かを判断する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１のみが所定値Ａ未満である場合は（Ｓ５３００：ＹＥＳ）、ステップＳ５４００に進み、そうでない場合は（Ｓ５３００：ＮＯ）、ステップＳ５５００に進む。
　ステップＳ５４００では、電源ＥＣＵ１６０は、第１バッテリ１２０のみを充電させる。具体的には、この場合、電源ＥＣＵ１６０は、充電開始時に、バッテリ１２０、１３０の接続状態を直列から並列に切り換えた後、さらに、第４車載リレー１５６をＯＦＦ（開）状態にする。これにより、第１車載リレー１５０はＯＦＦ（開）状態、第２車載リレー１５２はＯＮ（閉）状態、第３車載リレー１５４はＯＮ（閉）状態、第４車載リレー１５６はＯＦＦ（開）状態となる。また、電源ＥＣＵ１６０は、この切り換えの際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を停止（オフ）させる。第１バッテリ１２０への充電は、電源ＥＣＵ１６０が発電機１１０を制御して、例えば、１４.５Ｖの発電により、発電機１１０から行われる（発電機１１０→第１バッテリ１２０という充電回路）。第１バッテリ１２０への充電中は、発電機１１０から直接第３車載リレー１５４を介して一般負荷１８０への電力供給を行う（発電機１１０→第３車載リレー１５４→一般負荷１８０という給電回路）。なお、第１バッテリ１２０への充電が完了すると、電源ＥＣＵ１６０は、一旦、第４車載リレー１５６をＯＮ（閉）状態にしてバッテリ１２０、１３０の接続状態を並列に戻した後、さらに、バッテリ１２０、１３０の接続状態を直列に戻す。また、電源ＥＣＵ１６０は、この切り換えの際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を起動（オン）させる。
　一方、ステップＳ５５００では、電源ＥＣＵ１６０は、さらに、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２のみが所定値Ａ未満であるか否かを判断する。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２のみが所定値Ａ未満である場合は（Ｓ５５００：ＹＥＳ）、ステップＳ５６００に進み、そうでない場合は（Ｓ５５００：ＮＯ）、ステップＳ５７００に進む。
　ステップＳ５６００では、電源ＥＣＵ１６０は、第２バッテリ１３０のみを充電させる。具体的には、この場合、電源ＥＣＵ１６０は、充電開始時に、バッテリ１２０、１３０の接続状態を直列から並列に切り換えた後、さらに、第２車載リレー１５２をＯＦＦ（開）状態にする。これにより、第１車載リレー１５０はＯＦＦ（開）状態、第２車載リレー１５２はＯＦＦ（開）状態、第３車載リレー１５４はＯＮ（閉）状態、第４車載リレー１５６はＯＮ（閉）状態となる。また、電源ＥＣＵ１６０は、この切り換えの際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を停止（オフ）させる。第２バッテリ１３０への充電は、電源ＥＣＵ１６０が発電機１１０を制御して、例えば、１４.５Ｖの発電により、発電機１１０から行われる（発電機１１０→第３車載リレー１５４→第４車載リレー１５６→第２バッテリ１３０という充電回路）。第２バッテリ１３０への充電中は、発電機１１０から直接第３車載リレー１５４を介して一般負荷１８０への電力供給を行う（発電機１１０→第３車載リレー１５４→一般負荷１８０という給電回路）。なお、第２バッテリ１３０への充電が完了すると、電源ＥＣＵ１６０は、一旦、第２車載リレー１５２をＯＮ（閉）状態にしてバッテリ１２０、１３０の接続状態を並列に戻した後、さらに、バッテリ１２０、１３０の接続状態を直列に戻す。また、電源ＥＣＵ１６０は、この切り換えの際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を起動（オン）させる。
　一方、ステップＳ５７００では、電源ＥＣＵ１６０は、さらに、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差が所定値αよりも大きいか否かを判断する。図１に示す回路構成では、通常、第１バッテリ１２０よりも第２バッテリ１３０のほうが放電量が大きく、ＳＯＣが小さくなりがちである。そこで、ここでは、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差として、ＳＯＣ１からＳＯＣ２を引いた値を求めている。また、所定値αは、例えば、２％である。この判断の結果として、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差（ＳＯＣ１－ＳＯＣ２）が所定値αよりも大きい場合は（Ｓ５７００：ＹＥＳ）、ステップＳ５８００に進み、そうでない場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差（ＳＯＣ１－ＳＯＣ２）が所定値α以下の場合は（Ｓ５７００：ＮＯ）、直ちに図２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ５８００では、電源ＥＣＵ１６０は、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差を所定値α以下に抑えるため、ＳＯＣが大きい第１バッテリ１２０からのみ放電させる。具体的には、この場合、電源ＥＣＵ１６０は、バッテリ１２０、１３０の接続状態を直列から並列に切り換えた後、さらに、第４車載リレー１５６をＯＦＦ（開）状態にする。これにより、第１車載リレー１５０はＯＦＦ（開）状態、第２車載リレー１５２はＯＮ（閉）状態、第３車載リレー１５４はＯＮ（閉）状態、第４車載リレー１５６はＯＦＦ（開）状態となる。また、この間、電源ＥＣＵ１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を一時的に停止（オフ）させる。このとき、第１バッテリ１２０は、第３車載リレー１５４を介して一般負荷１８０への電力供給を行うことによって、放電する（第１バッテリ１２０→第３車載リレー１５４→一般負荷１８０という給電回路）。この間、第２バッテリ１３０は、充放電を行わない。なお、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差が所定値α以下になると、電源ＥＣＵ１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を起動（オン）させた後、一旦、第４車載リレー１５６をＯＮ（閉）状態にしてバッテリ１２０、１３０の接続状態を並列に戻し、その後さらに、バッテリ１２０、１３０の接続状態を直列に戻す。
　次に、ステップＳ６０００で、電源ＥＣＵ１６０は、図示しないイグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＦＦされたか否かを判断する。この判断の結果として、イグニッションスイッチがＯＦＦされた場合は（Ｓ６０００：ＹＥＳ）、ステップＳ７０００に進み、イグニッションスイッチがＯＦＦされていない場合は（Ｓ６０００：ＮＯ）、ステップＳ３０００に戻る。
　ステップＳ７０００では、電源ＥＣＵ１６０は、停止処理を行う。この停止処理の内容は、図９のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ７１００で、電源ＥＣＵ１６０は、４つの車載リレー１５０～１５６を制御して、２つのバッテリ１２０、１３０の接続を直列から並列に切り換える。このときの具体的な切り換え手順は、図１０に示す通りである。この切り換え手順により、２つのバッテリ１２０、１３０の接続を、安全かつ確実に、直列から並列に切り換えることができる。
　そして、ステップＳ７２００で、電源ＥＣＵ１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を停止（オフ）させる。
　そして、ステップＳ７３００で、電源ＥＣＵ１６０は、エンジン１１２を停止させる。具体的には、電源ＥＣＵ１６０は、エンジン１１２を停止させる制御信号を、エンジンの動作を制御する図示しないエンジンＥＣＵに出力する。これにより、エンジン１１２が停止する。
　なお、上記の一連の制御において、アイドリングストップ機能は考慮されていないが、もちろん、これを考慮することも可能である。具体的には、例えば、アイドリングストップしてエンジン１１２を停止させる度に、２つのバッテリ１２０、１３０の接続を直列から並列に切り換えるようにしてもよい。
　このように、本実施の形態によれば、車両が減速して発電機１１０が回生エネルギを出力しているときは、バッテリ１２０、１３０を直列に接続して、発電機１１０にて発生する回生エネルギを、直列に接続したバッテリ１２０、１３０に、高い電圧で同時に充電する。したがって、シンプルかつ安価な構成により、車両減速時の回生エネルギを効率的に回収することができる。
　また、回生エネルギが発生しているときは、直列に接続したバッテリ１２０、１３０への充電とともに、発電機１１０から直接ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて一般負荷１８０への１２Ｖの電力供給を行う。また、車両が減速していないとき、つまり、発電機１１０が回生エネルギを出力していないときは、回生エネルギを蓄電した直列接続のバッテリ１２０、１３０から、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて、一般負荷１８０へ１２Ｖの電力供給を行う。さらに、エンジン１１２停止後は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の動作を停止させ、２つのバッテリ１２０、１３０を並列接続に切り換えて、バッテリ１２０、１３０から一般負荷１８０へ１２Ｖで暗電流を送る。したがって、一般負荷１８０への電力供給も安定的に行うことができる。
　また、２つのバッテリ１２０、１３０として、技術的に確立されかつ比較的安価である鉛バッテリを使用した場合には、他の高性能バッテリ（例えば、リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリなど）を使用した場合に比べて、システムとして低いコストで高い安全性を確保することができる。
　また、２つのバッテリ１２０、１３０として、同じ種類のバッテリ（鉛バッテリ）を使用するため、２つのバッテリ１２０、１３０をモジュール化することにより、設計の自由度が増大し、かつ、設置スペースも削減することができる。
　また、２つのバッテリ１２０、１３０の充電率（ＳＯＣ）がそれぞれ所定値以下、または、充電率（ＳＯＣ）の差が所定値以上の場合には、２つのバッテリ１２０、１３０の充電率を所定値以上にそろえる制御を行うため（補充電処理）、バッテリの劣化の進行を抑制することができる。
　なお、本実施の形態では、使用するバッテリの個数は２つであるが、本発明ではバッテリの個数に特に限定はなく、３つ以上のバッテリを直列または並列の接続状態に切り換え可能に構成することも可能である。
　（実施の形態２）
　図１１は、本発明の実施の形態２に係る車両用電源装置を含む電源システムの構成を示すブロック図である。なお、図１１に示す電源システム１００Ａにおいて、図１に示した電源システム１００と共通する構成部分には同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。
　図１１に示す電源システム１００Ａは、発電機１１０、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ：Electric Double Layer Capacitor）１２０Ａ、第２バッテリ１３０、電流センサ１３２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、２つの車載リレー（第１車載リレー１５０および第２車載リレー１５２）、電源ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１６０Ａ、スタータ１７０、スタータリレー１７２、ならびに車載の他の一般負荷（電装品）１８０を有する。上記構成要素のうち、ＥＤＬＣ１２０Ａ、第２バッテリ１３０、電流センサ１３２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、２つの車載リレー１５０、１５２、および電源ＥＣＵ１６０Ａは、電源装置を構成する。
　発電機１１０は、ＥＤＬＣ１２０ＡおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１４０にそれぞれ接続されている。
　ＥＤＬＣ１２０Ａは、一般的な二次電池と比較して大電流の放充電が可能であり、放充電サイクル寿命が優れた蓄電デバイスである。ＥＤＬＣは、例えば、一例として、１セル当たり最大定格２.８Ｖである。そこで、本実施の形態では、例えば、セル５本を直列に構成してＥＤＬＣモジュールとして最大定格１４Ｖにしている。ＥＤＬＣ１２０Ａは、第２バッテリ１３０と直列に接続された状態において、第２バッテリ１３０と共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて（電圧を降圧して）一般負荷１８０への電力供給を行う。なお、発電機１１０の出力容量およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の入力電圧範囲によっては、ＥＤＬＣ１２０Ａを構成するセルの本数を増やして最大定格を増加させてもよい。最大定格を増加させた場合には、より高い電圧で回生エネルギを効率良く回収することができる。
　２つの車載リレー（第１車載リレー１５０、第２車載リレー１５２）は、エンジン１１２のオン（始動）／オフ（停止）に応じてＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続を並列または直列に切り換えるために用いられる。ここで、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０を「並列」に接続するとは、厳密には、第２バッテリ１３０のみを使用可能な状態にすることを意味し、「バッテリ単体」とも称する。２つの車載リレー１５０、１５２は、それぞれ、電源ＥＣＵ１６０Ａからの制御信号によってＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
　第１車載リレー１５０は、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０（厳密には第２バッテリ１３０用の電流センサ１３２）との間に設けられている。第２車載リレー１５２は、一端が第１車載リレー１５０と第２バッテリ１３０（厳密には第２バッテリ１３０用の電流センサ１３２）との間に接続され、他端がＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と一般負荷１８０との間に接続されている。後述するように、２つの車載リレー１５０、１５２のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせによって、発電機１１０からＥＤＬＣ１２０Ａおよび第２バッテリ１３０への充電回路ならびにＥＤＬＣ１２０Ａおよび第２バッテリ１３０から電気負荷（スタータ１７０、一般負荷１８０）への給電回路が適宜選択される。
　ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０を直列に接続して充電する場合、第１車載リレー１５０には発電機１１０から回生エネルギの大電流が流れるため、第１車載リレー１５０は、大容量対応のリレー（例えば、１５０Ａクラス）でなければならない。これに対し、第２車載リレー１５２は、第２バッテリ１３０のみから電気負荷（スタータ１７０、一般負荷１８０）への電力供給に使用されるため、第１車載リレー１５０に比べて大容量対応である必要はなく、例えば、４０Ａクラスのリレーでもよい。
　電源ＥＣＵ１６０Ａは、当該電源システム１００Ａを総合的に制御する。具体的には、例えば、電源ＥＣＵ１６０Ａは、エンジン１１２のオン（始動）／オフ（停止）に応じてＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続を並列（バッテリ単体）または直列に切り換えるために、２つの車載リレー１５０、１５２のＯＮ（閉）／ＯＦＦ（開）を制御する。また、電源ＥＣＵ１６０Ａは、第２バッテリ１３０の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢをそれぞれ測定し、電流積算によって第２バッテリ１３０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。ＥＤＬＣ１２０Ａの充電状態（ＳＯＣ）は、ＥＤＬＣ１２０Ａの電圧ＶＥを測定するだけで、容易に検知される。また、電源ＥＣＵ１６０Ａは、発電機１１０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を制御する。また、電源ＥＣＵ１６０Ａは、後述する他の制御を行う。電源ＥＣＵ１６０Ａの制御内容については、図１２以降のフローチャートを用いて、後で詳述する。なお、電源ＥＣＵ１６０Ａは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを記録したＲＯＭ（Read Only Memory）、およびプログラム実行用のＲＡＭ（Random Access Memory）から構成されている（いずれも図示せず）。
　本実施の形態では、エンジン１１２が稼動しているときには、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０を直列に接続する。そして、車両が減速したときには、発電機１１０が発生する回生電力を、直列に接続したＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０に、高い電圧で同時に充電する。例えば、この場合、充電時に第２バッテリ１３０は１４.５Ｖ、ＥＤＬＣ１２０Ａは１４Ｖ（５セル直列構成）でそれぞれ充電可能であるため、合わせて２８.５Ｖの充電が可能になる。また、このように回生電力が発生しているときは、直列に接続したＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０への充電とともに、発電機１１０から直接ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて（電圧を降圧して）一般負荷１８０への１２Ｖの電力を供給する。
　また、車両が減速していないときには、直列接続されたＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０からＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて（電圧を降圧して）一般負荷１８０へ、１２Ｖの電力を供給する。
　また、エンジン１１２が停止しているときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を動作し続けることは電力を消費するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の動作を停止させ、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０を並列（バッテリ単体）接続に切り換えて、第２バッテリ１３０のみから一般負荷１８０へ１２Ｖで暗電流を供給する。
　上記のように、電源ＥＣＵ１６０Ａは、エンジン１１２のオン／オフに応じてＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続を並列（バッテリ単体）または直列に切り換える。このときの２つの車載リレー１５０、１５２のＯＮ／ＯＦＦ状態は、次の通りである。
　ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０を並列（バッテリ単体）に接続する場合、電源ＥＣＵ１６０Ａは、第１車載リレー１５０をＯＦＦ（開）状態、第２車載リレー１５２をＯＮ（閉）状態、にそれぞれ制御する。この場合、電源ＥＣＵ１６０Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を停止（オフ）させる。
　このとき、第２バッテリ１３０から一般負荷１８０への給電回路として、第２バッテリ１３０→第２車載リレー１５２→一般負荷１８０という回路が形成される。
　一方、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０を直列に接続する場合、電源ＥＣＵ１６０Ａは、第１車載リレー１５０をＯＮ（閉）状態、第２車載リレー１５２をＯＦＦ（開）状態、にそれぞれ制御する。この場合、電源ＥＣＵ１６０Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を起動（オン）させる。
　このとき、発電機１１０からＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０への充電回路として、発電機１１０→直列接続されたＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０という回路が形成される。また、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０から一般負荷１８０への給電回路として、直列接続されたＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０→ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０→一般負荷１８０という回路が形成される。なお、この場合、一般負荷１８０への給電回路として、発電機１１０→ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０→一般負荷１８０という、発電機１１０から直接給電される回路も形成される。
　次いで、上記構成を有する電源システム１００Ａの動作について、図１２～図２０を用いて説明する。ここで、図１２は、電源システム１００Ａの全体動作を示すフローチャート、図１３は、図１２の始動処理の内容を示すフローチャート、図１４は、バッテリ単体から直列への接続の切り換え手順を示す図、図１５は、図１２のバッテリ状態検出処理の内容を示すフローチャート、図１６は、図１２の回生発電制御処理の内容を示すフローチャート、図１７は、図１６の発電制御処理の内容を示すフローチャート、図１８は、図１２の補充電処理の内容を示すフローチャート、図１９は、図１２の停止処理の内容を示すフローチャート、図２０は、直列からバッテリ単体への接続の切り換え手順を示す図である。なお、これらのフローチャートは、図示しない記憶装置（例えば、ＲＯＭなど）に制御プログラムとして記憶されており、図示しないＣＰＵによって実行される。
　まず、ステップＳ１０００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、図示しないイグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＮされたか否かを判断する。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ａは、イグニッションスイッチがエンジンスタート位置（ＳＴ位置）に投入された場合に、イグニッションスイッチがＯＮされたと判断する。この判断の結果として、イグニッションスイッチがＯＮされた場合は（Ｓ１０００Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ２０００Ａに進み、イグニッションスイッチがＯＮされていない場合は（Ｓ１０００Ａ：ＮＯ）、待機する。
　ステップＳ２０００Ａでは、電源ＥＣＵ１６０Ａは、始動処理を行う。この始動処理の内容は、図１３のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ２１００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、エンジン１１２を始動させる。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ａは、スタータリレー１７２をＯＮして、並列（バッテリ単体）接続時の第２バッテリ１３０からスタータ１７０を通電させる。これにより、エンジン１１２が始動する。
　そして、ステップＳ２２００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を起動（オン）させる。
　そして、ステップＳ２３００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、２つの車載リレー１５０、１５２を制御して、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続を並列（バッテリ単体）から直列に切り換える。このときの具体的な切り換え手順は、図１４に示す通りである。この切り換え手順により、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続を、安全かつ確実に、並列（バッテリ単体）から直列に切り換えることができる。その後、制御手順は、図１２のメインフローチャートにリターンする。
　次に、ステップＳ３０００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、蓄電デバイス状態検出処理を行う。この蓄電デバイス状態検出処理の内容は、図１５のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ３１００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、バッテリの測定を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ａは、第２バッテリ１３０の電流ＩＢと電圧ＶＢを測定する。第２バッテリ１３０の電流ＩＢは、電流センサ１３２によって検出される。
　そして、ステップＳ３２００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、バッテリ状態の算出を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ａは、例えば、電流センサ１３２の検出結果（充放電の電流値ＩＢ）を積算して第２バッテリ１３０のＳＯＣを算出する。このように、バッテリに流れ込む電流とバッテリから流れ出す電流を積算することによって（いわゆるクーロンカウント処理）、バッテリのＳＯＣを算出することができる。なお、第２バッテリ１３０のＳＯＣの算出方法は、クーロンカウント処理に限定されず、他の周知の任意の方法を採用することができる。
　そして、ステップＳ３３００で、電源ＥＣＵ１６０Ａは、ＥＤＬＣの電圧測定を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ａは、ＥＤＬＣ１２０Ａの電圧ＶＥを測定する。一般的に、ＥＤＬＣのＳＯＣは、ＥＤＬＣの電圧によって決まる。例えば、ＥＤＬＣの最大電圧を１４Ｖとした場合、電圧が０ＶのときはＳＯＣが０％であり、電圧が１４ＶのときはＳＯＣが１００％となる。通常、ＥＤＬＣは、ＳＯＣを算出せずに、電圧のみを監視する（つまり、ＥＤＬＣ容量＝電圧として考えられる）。その後、制御手順は、図１２のメインフローチャートにリターンする。
　次に、ステップＳ４０００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、回生発電制御を行う。この回生発電制御の内容は、図１６のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ４１００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である、か否かを判断する。ここで、車速が所定値以上であるか否かを判断するのは、現在の車速が回生発電に適しているか否か、つまり、回生発電に必要な運動エネルギが車両にあるか否かを判断するためである。回生エネルギは車両の運動エネルギを電気エネルギに変換したものであり、車速が低いと運動エネルギも小さいため、回生エネルギ量は期待できない。また、車両が減速中であるか否かは、例えば、車両の車速情報に基づいて、または、ブレーキの踏み込み度（ブレーキが踏まれているか否か）に基づいて判断される。この判断の結果として、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である場合は（Ｓ４１００Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ４２００Ａに進み、そうでない場合、つまり、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）未満であり、または、車両が減速中でない（つまり、加速時や定常走行時、アイドリング時など）場合は（Ｓ４１００Ａ：ＮＯ）、直ちに図１２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ４２００Ａでは、電源ＥＣＵ１６０Ａは、発電機１１０に対して発電制御を行う。この発電制御では、第２バッテリ１３０の電圧ＶＢが所定値（例えば、１４.５Ｖ）を超えないように制御される。鉛バッテリは、あまり高い電圧を与えると、劣化が進むためである。また、この発電制御では、ＥＤＬＣ１２０Ａの電圧ＶＥが所定値（例えば、１４Ｖ）以上になった場合、または、第２バッテリ１３０のＳＯＣが１００％以上になった場合、発電機１１０の発電を停止させる。ＥＤＬＣおよび鉛バッテリは、過充電によっても劣化が進むためである。この発電制御の内容は、図１７のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ４２１０Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、ＥＤＬＣ１２０Ａの電圧ＶＥが最大電圧（１４Ｖ）以上（つまり、ＥＤＬＣ１２０ＡのＳＯＣが１００％以上）であり、または、第２バッテリ１３０の充電状態（ＳＯＣ）が１００％以上である、か否かを判断する。この判断の結果として、ＥＤＬＣ１２０Ａの電圧ＶＥが最大電圧（１４Ｖ）以上であり、または、第２バッテリ１３０の充電状態（ＳＯＣ）が１００％以上である場合、つまり、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の少なくともいずれか一方のＳＯＣが１００％以上になった場合は（Ｓ４２１０Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ４２２０Ａに進み、そうでない場合、つまり、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０のＳＯＣが両方とも１００％未満である場合は（Ｓ４２１０Ａ：ＮＯ）、ステップＳ４２３０Ａに進む。
　ステップＳ４２２０Ａでは、電源ＥＣＵ１６０Ａは、発電機１１０の発電を停止させる。その後、制御手順は、図１２のメインフローチャートにリターンする。
　一方、ステップＳ４２３０Ａでは、電源ＥＣＵ１６０Ａは、さらに、第２バッテリ１３０の電圧（ＶＢ）が所定値（例えば、１４.５Ｖ）を超えているか否かを判断する。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の電圧（ＶＢ）が所定値（１４.５Ｖ）を超えている場合は（Ｓ４２３０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２４０Ａに進み、第２バッテリ１３０の電圧ＶＢが所定値（１４.５Ｖ）以下である場合は（Ｓ４２３０Ａ：ＮＯ）、ステップＳ４２５０Ａに進む。
　ステップＳ４２４０Ａでは、電源ＥＣＵ１６０Ａは、発電機１１０への出力指令値を目標値（例えば、２８.５Ｖ）よりも低く設定する。その後、制御手順は、図１２のメインフローチャートにリターンする。
　一方、ステップＳ４２５０Ａでは、電源ＥＣＵ１６０Ａは、発電機１１０への出力指令値を目標値（２８.５Ｖ）に設定する。ＥＤＬＣの場合、ＥＤＬＣに電気が溜まってなく空の状態では電圧が０Ｖであるため、発電機１１０が充電電圧を印加した瞬間において、直列接続されたＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０に対する充電電圧は、０Ｖ＋１４.５Ｖ＝１４.５Ｖとなる。そして、この状態から、ＥＤＬＣ１２０Ａに電力が蓄電されるにつれて、ＥＤＬＣ１２０Ａの電圧のみが上昇していく。したがって、ステップＳ４２４０の制御は、いわゆるＰＩＤ制御を利用することが好ましい。その後、制御手順は、図１２のメインフローチャートにリターンする。
　なお、ステップＳ４２４０のＡ制御内容は、上記の例に限定されない。この場合、所定値（１４.５Ｖ）を超えている第２バッテリ１３０の電圧を所定値（１４.５Ｖ）以下に下げることができれば、どのような制御方法を採用してもよい。例えば、いわゆるＰＩＤ制御を利用して、所定値（１４.５Ｖ）を超えている第２バッテリ１３０の電圧を所定値（１４.５Ｖ）に収束させる制御を行うことも可能である。
　次に、ステップＳ５０００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、補充電処理を行う。この補充電処理は、第２バッテリ１３０のＳＯＣの値が所定値以下になったときに充電するための制御である。鉛バッテリは、ＳＯＣが低下すると、劣化が進むためである。この補充電処理の内容は、図１８のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ５１００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣが所定値Ａ未満であるか否かを判断する。ここで、所定値Ａは、例えば、８０～９０％の範囲内の適当な値である。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣが所定値Ａ未満である場合は（Ｓ５１００Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ５２００Ａに進み、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣが所定値Ａ以上である場合は（Ｓ５１００Ａ：ＮＯ）、直ちに図１２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ５２００Ａでは、電源ＥＣＵ１６０Ａは、第２バッテリ１３０のみを充電させる。具体的には、この場合、電源ＥＣＵ１６０Ａは、充電開始時に、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続状態を直列から並列（バッテリ単体）に切り換える。このときの具体的な切り換え手順は、後述する図２０に示す通りである。これにより、第１車載リレー１５０はＯＦＦ（開）状態、第２車載リレー１５２はＯＮ（閉）状態となる。第２バッテリ１３０への充電は、電源ＥＣＵ１６０Ａが発電機１１０を制御して、例えば、１４.５Ｖの発電により、発電機１１０から行われる（発電機１１０→ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０→第２車載リレー１５２→第２バッテリ１３０という充電回路）。このとき、上記のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧は、１４.５Ｖに制御される。第２バッテリ１３０への充電中は、これと同時に発電機１１０からＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて（電圧を降圧して）一般負荷１８０へ１２Ｖの電力供給を行う（発電機１１０→ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０→一般負荷１８０という給電回路）。なお、第２バッテリ１３０への充電が完了すると、電源ＥＣＵ１６０Ａは、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続状態を並列（バッテリ単体）から直列に戻す（具体的な切り換え手順は図１４参照）。その後、制御手順は、図１２のメインフローチャートにリターンする。
　次に、ステップＳ６０００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、図示しないイグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＦＦされたか否かを判断する。この判断の結果として、イグニッションスイッチがＯＦＦされた場合は（Ｓ６０００Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ７０００Ａに進み、イグニッションスイッチがＯＦＦされていない場合は（Ｓ６０００Ａ：ＮＯ）、ステップＳ３０００Ａに戻る。
　ステップＳ７０００Ａでは、電源ＥＣＵ１６０Ａは、停止処理を行う。この停止処理の内容は、図１９のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ７１００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、２つの車載リレー１５０、１５２を制御して、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続を直列から並列（バッテリ単体）に切り換える。このときの具体的な切り換え手順は、図２０に示す通りである。この切り換え手順により、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続を、安全かつ確実に、直列から並列（バッテリ単体）に切り換えることができる。
　そして、ステップＳ７２００Ａで、電源ＥＣＵ１６０Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を停止（オフ）させる。
　そして、ステップＳ７３００で、電源ＥＣＵ１６０Ａは、エンジン１１２を停止させる。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ａは、エンジン１１２を停止させる制御信号を、エンジンの動作を制御する図示しないエンジンＥＣＵに出力する。これにより、エンジン１１２が停止する。
　なお、上記の一連の制御において、アイドリングストップ機能は考慮されていないが、もちろん、これを考慮することも可能である。具体的には、例えば、アイドリングストップしてエンジン１１２を停止させる度に、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０の接続を直列から並列に切り換えるようにしてもよい。
　このように、本実施の形態によれば、車両が減速して発電機１１０が回生エネルギを出力しているときは、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０を直列に接続して、発電機１１０にて発生する回生エネルギを、直列に接続したＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０に、高い電圧で同時に充電する。したがって、シンプルかつ安価な構成により、車両減速時の回生エネルギを効率的に回収することができる。
　また、回生エネルギが発生しているときは、直列に接続したＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０への充電とともに、発電機１１０から直接ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて一般負荷１８０への１２Ｖの電力供給を行う。また、車両が減速していないとき、つまり、発電機１１０が回生エネルギを出力していないときは、回生エネルギを蓄電した直列接続のＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０から、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を通じて、一般負荷１８０へ１２Ｖの電力供給を行う。さらに、エンジン１１２停止後は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の動作を停止させ、ＥＤＬＣ１２０Ａと第２バッテリ１３０を並列（バッテリ単体）接続に切り換えて、第２バッテリ１３０のみから一般負荷１８０へ１２Ｖで暗電流を送る。したがって、一般負荷１８０への電力供給も安定的に行うことができる。
　また、第２バッテリ１３０として、技術的に確立されかつ比較的安価である鉛バッテリを使用した場合には、他の高性能バッテリ（例えば、リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリなど）を使用した場合に比べて、システムとして低いコストで高い安全性を確保することができる。
　また、第２バッテリ１３０の充電率（ＳＯＣ）が所定値以下になった場合には、第２バッテリ１３０の充電率を所定値以上にする制御を行うため（補充電処理）、バッテリの劣化の進行を抑制することができる。
　なお、本実施の形態では、使用するＥＤＬＣとバッテリの個数はそれぞれ１つであるが、特に限定されない。例えば、直列に接続するＥＤＬＣとバッテリのうち、少なくとも一方の個数を複数に構成することも可能である。
　（実施の形態３）
　図２１は、本発明の実施の形態３に係る車両用電源装置を含む電源システムの構成を示すブロック図である。なお、図２１に示す電源システム１００Ｂにおいて、図１に示した電源システム１００と共通する構成部分には同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。
　図２１に示す電源システム１００Ｂは、発電機１１０、２つのバッテリ（第１バッテリ１２０と第２バッテリ１３０）、２つの電流センサ１２２、１３２、スイッチ１４２、３つの車載リレー（第１車載リレー１５０、第２車載リレー１５２、および第３車載リレー１５４）、電源ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１６０Ｂ、スタータ１７０、スタータリレー１７２、および車載の他の一般負荷（電装品）１８０を有する。上記構成要素のうち、２つのバッテリ１２０、１３０、２つの電流センサ１２２、１３２、スイッチ１４２、３つの車載リレー１５０～１５４、および電源ＥＣＵ１６０Ｂは、電源装置を構成する。
　スイッチ１４２は、車両減速時か否かに応じて２つのバッテリ１２０、１３０の接続を並列または直列に切り換えるために用いられる。スイッチ１４２は、第１バッテリ１２０と第２バッテリ１３０（厳密には第２バッテリ１３０用の電流センサ１３２）との間に設けられている。スイッチ１４２は、第１バッテリ１２０と第２バッテリ１３０を直列に接続するときはＯＮ（閉）状態に制御され、第１バッテリ１２０と第２バッテリ１３０を並列に接続するときはＯＦＦ（開）状態に制御される。スイッチ１４２は、電源ＥＣＵ１６０Ｂからの制御信号によってＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
　スイッチ１４２は、例えば、大容量対応でかつ耐久性のある半導体スイッチであることが好ましい。２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続して充電する場合、スイッチ１４２には発電機１１０から回生エネルギの大電流が流れ（例えば、バッテリサイズによっては最大２００Ａの電流が流れることがある）、また、スイッチ１４２は、車両が減速する度にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すためである。この点、一般的な車載リレーでは耐久性の点で問題がある。なお、車載リレーであっても、特に耐久性があれば、スイッチに代えて、使用可能である。
　３つの車載リレー（第１車載リレー１５０、第２車載リレー１５２、および第３車載リレー１５４）は、スイッチ１４２と協働して、車両減速時か否かに応じて２つのバッテリ１２０、１３０の接続を並列または直列に切り換えるために用いられる。３つの車載リレー１５０～１５４は、それぞれ、電源ＥＣＵ１６０Ｂからの制御信号によってＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
　第１車載リレー１５０は、一端が第１バッテリ１２０とスイッチ１４２との間に接続され、他端が接地されている。第２車載リレー１５２は、一端が発電機１１０と第１バッテリ１２０（厳密には第１バッテリ１２０用の電流センサ１２２）との間に接続され、他端が一般負荷１８０に接続されている。第３車載リレー１５４は、一端がスイッチ１４２と第２バッテリ１３０（厳密には第２バッテリ１３０用の電流センサ１３２）との間に接続され、他端が一般負荷１８０に接続されている。後述するように、スイッチ１４２および３つの車載リレー１５０～１５４のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせによって、発電機１１０からバッテリ１２０、１３０への充電回路およびバッテリ１２０、１３０から電気負荷（スタータ１７０、一般負荷１８０）への給電回路が適宜選択される。
　車載リレー１５０～１５４は、バッテリ１２０、１３０から電気負荷（スタータ１７０、一般負荷１８０）への電力供給に使用されるため、スイッチ１４２に比べて大容量対応である必要はなく、例えば、４０Ａクラスのリレーでもよい。
　電源ＥＣＵ１６０Ｂは、当該電源システム１００Ｂを総合的に制御する。具体的には、例えば、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、車両減速時か否かに応じて２つのバッテリ１２０、１３０の接続を並列または直列に切り換えるために、スイッチ１４２および３つの車載リレー１５０～１５４のＯＮ（閉）／ＯＦＦ（開）を制御する。このとき、車両減速時か否かは、例えば、車両の車速情報やブレーキの踏み込み度などによって判断される。また、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、各バッテリ１２０、１３０の電圧および充放電電流を測定し、電流積算によって各バッテリ１２０、１３０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。また、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、発電機１１０を制御する。また、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、後述する他の制御を行う。電源ＥＣＵ１６０Ｂの制御内容については、図２２以降のフローチャートを用いて、後で詳述する。なお、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを記録したＲＯＭ（Read Only Memory）、およびプログラム実行用のＲＡＭ（Random Access Memory）から構成されている（いずれも図示せず）。
　本実施の形態では、エンジン１１２が稼動しているであって車両が減速しているときは、２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続し、発電機１１０が発生する回生電力を、直列に接続したバッテリ１２０、１３０に、高い電圧で同時に充電する。例えば、この場合、１つのバッテリを１４.５Ｖで充電すると、２つのバッテリで２９Ｖの充電が可能になる。
　また、エンジン１１２が稼動しているであって車両が減速していないとき、および、エンジン１１２が停止しているとき、つまり、発電機１１０が回生電力を出力していないときには、２つのバッテリ１２０、１３０を並列に接続して、回生電力を蓄電した２つのバッテリ１２０、１３０から一般負荷１８０へ、１２Ｖの電力をそれぞれ供給する。
　また、車両が減速しているときにも、第２バッテリ１３０から一般負荷１８０へ１２Ｖの電力を供給する。
　上記のように、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、車両減速時か否かに応じて２つのバッテリ１２０、１３０の接続を並列または直列に切り換える。このときのスイッチ１４２および３つの車載リレー１５０～１５４のＯＮ／ＯＦＦ状態は、次の通りである。
　２つのバッテリ１２０、１３０を並列に接続する場合、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、スイッチ１４２をＯＦＦ（開）状態、第１車載リレー１５０をＯＮ（閉）状態、第２車載リレー１５２をＯＮ（閉）状態、第３車載リレー１５４をＯＮ（閉）状態、にそれぞれ制御する。この場合、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、発電機１１０を停止（オフ）させる。
　このとき、バッテリ１２０、１３０から一般負荷１８０への給電回路として、第１バッテリ１２０→第２車載リレー１５２→一般負荷１８０という回路と、第２バッテリ１３０→第３車載リレー１５４→一般負荷１８０という回路とが形成される。
　一方、２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続する場合、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、スイッチ１４２をＯＮ（閉）状態、第１車載リレー１５０をＯＦＦ（開）状態、第２車載リレー１５２をＯＦＦ（開）状態、第３車載リレー１５４をＯＮ（閉）状態、にそれぞれ制御する。この場合、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、発電機１１０を起動（オン）させる。
　このとき、発電機１１０からバッテリ１２０、１３０への充電回路として、発電機１１０→直列接続されたバッテリ１２０、１３０という回路が形成される。また、一般負荷１８０への給電回路として、発電機１１０→第１バッテリ１２０→スイッチ１４２→第３車載リレー１５４→一般負荷１８０という回路が形成される。回生エネルギが十分に大きい場合には、この回路が一般負荷１８０への給電回路となるが、車速の低下と共に回生エネルギが小さくなってくると、一般負荷１８０への電力供給の不足分を補うため、この回路に加えて、第２バッテリ１３０→第３車載リレー１５４→一般負荷１８０という回路も形成される。
　なお、以下では、車両の減速回生時に２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続しているときを「回生モード」と呼び、車両の減速回生時以外に２つのバッテリ１２０、１３０を並列に接続しているときを「走行モード」と呼ぶことにする。
　次いで、上記構成を有する電源システム１００Ｂの動作について、図２２～図２９を用いて説明する。ここで、図２２は、電源システム１００Ｂの全体動作を示すフローチャート、図２３は、図２２のバッテリ状態検出処理の内容を示すフローチャート、図２４は、図２２のモード処理の内容を示すフローチャート、図２５は、回生モードから走行モードへの切り換え手順を示す図、図２６は、走行モードから回生モードへの切り換え手順を示す図、図２７は、図２２の回生発電制御処理の内容を示すフローチャート、図２８は、図２７の発電制御処理の内容を示すフローチャート、図２９は、図２２の補充電処理の内容を示すフローチャートである。なお、これらのフローチャートは、図示しない記憶装置（例えば、ＲＯＭなど）に制御プログラムとして記憶されており、図示しないＣＰＵによって実行される。
　まず、ステップＳ１０００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、図示しないイグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＮされたか否かを判断する。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、イグニッションスイッチがエンジンスタート位置（ＳＴ位置）に投入された場合に、イグニッションスイッチがＯＮされたと判断する。この判断の結果として、イグニッションスイッチがＯＮされた場合は（Ｓ１０００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ２０００Ｂに進み、イグニッションスイッチがＯＮされていない場合は（Ｓ１０００Ｂ：ＮＯ）、待機する。
　ステップＳ２０００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、エンジン１１２を始動させる。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、スタータリレー１７２をＯＮして、並列接続されたバッテリ１２０、１３０からスタータ１７０を通電させる。これにより、エンジン１１２が始動する。
　次に、ステップＳ３０００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、バッテリ状態検出処理を行う。このバッテリ状態検出処理の内容は、図２３のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ３１００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、バッテリの測定を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、第１バッテリ１２０の電流（Ｉ１）と電圧（Ｖ１）を測定するとともに、第２バッテリ１３０の電流（Ｉ２）と電圧（Ｖ２）を測定する。第１バッテリ１２０の電流（Ｉ１）は、電流センサ１２２によって検出され、第２バッテリ１３０の電流（Ｉ２）は、電流センサ１３２によって検出される。
　そして、ステップＳ３２００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、バッテリ状態の算出を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、例えば、電流センサ１２２の検出結果（充放電の電流値）を積算して第１バッテリ１２０のＳＯＣ（以下「ＳＯＣ１」と表記する）を算出し、また、電流センサ１３２の検出結果（充放電の電流値）を積算して第２バッテリ１３０のＳＯＣ（以下「ＳＯＣ２」と表記する）を算出する。このように、バッテリに流れ込む電流とバッテリから流れ出す電流を積算することによって（いわゆるクーロンカウント処理）、バッテリのＳＯＣを算出することができる。なお、バッテリ１２０、１３０のＳＯＣの算出方法は、クーロンカウント処理に限定されず、他の周知の任意の方法を採用することができる。その後、制御手順は、図２２のメインフローチャートにリターンする。
　次に、ステップＳ４０００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、モード処理を行う。このモード処理の内容は、図２４のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ４１００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判断する。ここで、車速が所定値以上であるか否かを判断するのは、現在の車速が回生発電に適しているか否か、つまり、回生発電に必要な運動エネルギが車両にあるか否かを判断するためである。回生エネルギは車両の運動エネルギを電気エネルギに変換したものであり、車速が低いと運動エネルギも小さいため、回生エネルギ量は期待できない。この判断の結果として、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）未満である場合は（Ｓ４１００Ｂ：ＮＯ）、ステップＳ４２００Ｂに進み、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）以上である場合は（Ｓ４１００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ４４００Ｂに進む。
　ステップＳ４２００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、さらに、現在のモードが回生モードであるか否かを判断する。この判断の結果として、現在のモードが回生モードである場合は（Ｓ４２００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ４３００Ｂに進み、現在のモードが回生モードでない場合は（Ｓ４２００Ｂ：ＮＯ）、すでに走行モードになっているものと判断して、直ちに図２２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ４３００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、スイッチ１４２および３つの車載リレー１５０～１５４を制御して、モードを回生モードから走行モードに切り換える。このときの具体的な切り換え手順は、図２５に示す通りである。この切り換え手順により、２つのバッテリ１２０、１３０の接続を、安全かつ確実に、直列から並列に切り換えることができる。その後、制御手順は、図２２のメインフローチャートにリターンする。
　一方、ステップＳ４４００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、さらに、車両が減速中であるか否かを判断する。ここで、車両が減速中であるか否かは、例えば、車両の車速情報に基づいて、または、ブレーキの踏み込み度（ブレーキが踏まれているか否か）に基づいて判断される。この判断の結果として、車両が減速中でない場合は（Ｓ４４００Ｂ：ＮＯ）、ステップＳ４５００Ｂに進み、車両が減速中である場合は（Ｓ４４００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ４７００Ｂに進む。
　ステップＳ４５００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、ステップＳ４２００Ｂと同様に、さらに、現在のモードが回生モードであるか否かを判断する。この判断の結果として、現在のモードが回生モードである場合は（Ｓ４５００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ４６００Ｂに進み、現在のモードが回生モードでない場合は（Ｓ４５００Ｂ：ＮＯ）、すでに走行モードになっているものと判断して、直ちに図２２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ４６００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、ステップＳ４３００Ｂと同様に、スイッチ１４２および３つの車載リレー１５０～１５４を制御して、モードを回生モードから走行モードに切り換える。このときの具体的な切り換え手順は、図２５に示す通りである。この切り換え手順により、２つのバッテリ１２０、１３０の接続を、安全かつ確実に、直列から並列に切り換えることができる。その後、制御手順は、図２２のメインフローチャートにリターンする。
　一方、ステップＳ４７００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、現在のモードが走行モードであるか否かを判断する。この判断の結果として、現在のモードが走行モードである場合は（Ｓ４７００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ４８００に進み、現在のモードが走行モードでない場合は（Ｓ４７００Ｂ：ＮＯ）、すでに回生モードになっているものと判断して、直ちに図２２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ４８００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、スイッチ１４２および３つの車載リレー１５０～１５４を制御して、モードを走行モードから回生モードに切り換える。このときの具体的な切り換え手順は、図２６に示す通りである。この切り換え手順により、２つのバッテリ１２０、１３０の接続を、安全かつ確実に、並列から直列に切り換えることができる。その後、制御手順は、図２２のメインフローチャートにリターンする。
　要するに、ステップＳ４０００Ｂのモード処理では、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である場合は、モードを回生モードに設定し、そうでない場合、つまり、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）未満であり、または、車両が減速中でない（つまり、加速時や定常走行時、アイドリング時など）場合は、モードを走行モードに設定する。
　次に、ステップＳ５０００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、回生発電制御を行う。この回生発電制御の内容は、図２７のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ５１００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、現在のモードが回生モードであるか否かを判断する。この判断の結果として、現在のモードが回生モードである場合（Ｓ５１００Ｂ：ＹＥＳ）、つまり、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である場合は、ステップＳ５２００Ｂに進み、そうでない場合、つまり、現在のモードが走行モードである場合（Ｓ５１００Ｂ：ＮＯ）、つまり、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）未満であり、または、車両が減速中でない（つまり、加速時や定常走行時、アイドリング時など）場合は、直ちに図２２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ５２００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、発電機１１０に対して発電制御を行う。この発電制御では、各バッテリ１２０、１３０の電圧Ｖ１、Ｖ２が所定値（例えば、１４.５Ｖ）を超えないように制御される。鉛バッテリは、あまり高い電圧を与えると、劣化が進むためである。また、この発電制御では、２つのバッテリ１２０、１３０の少なくともいずれか一方のＳＯＣが１００％以上になった場合、発電機１１０の発電を停止させる。鉛バッテリは、過充電によっても劣化が進むためである。この発電制御の内容は、図２８のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ５２１０Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が１００％以上であり、または、第２バッテリ１３０の充電状態（ＳＯＣ２）が１００％以上である、か否かを判断する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が１００％以上であり、または、第２バッテリ１３０の充電状態（ＳＯＣ２）が１００％以上である場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０の少なくともいずれか一方のＳＯＣが１００％以上になった場合は（Ｓ５２１０Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ５２２０Ｂに進み、そうでない場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０のＳＯＣが両方とも１００％未満である場合は（Ｓ５２１０Ｂ：ＮＯ）、ステップＳ５２３０Ｂに進む。
　ステップＳ５２２０Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、発電機１１０の発電を停止させる。その後、制御手順は、図２２のメインフローチャートにリターンする。
　一方、ステップＳ５２３０Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、さらに、第１バッテリ１２０の電圧（Ｖ１）が所定値（例えば、１４.５Ｖ）を超えており、または、第２バッテリ１３０の電圧（Ｖ２）が所定値（例えば、１４.５Ｖ）を超えている、か否かを判断する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の電圧（Ｖ１）が所定値（１４.５Ｖ）を超えており、または、第２バッテリ１３０の電圧（Ｖ２）が所定値（１４.５Ｖ）を超えている場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０の少なくともいずれか一方の電圧が所定値（１４.５Ｖ）を超えている場合は（Ｓ５２３０Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ５２４０に進み、そうでない場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０の電圧Ｖ１、Ｖ２が両方とも所定値（１４.５Ｖ）以下である場合は（Ｓ５２３０Ｂ：ＮＯ）、ステップＳ５２５０Ｂに進む。
　ステップＳ５２４０Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、発電機１１０への出力指令値を目標値（例えば、２９Ｖ）よりも低く設定する。その後、制御手順は、図２２のメインフローチャートにリターンする。
　一方、ステップＳ５２５０Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、発電機１１０への出力指令値を目標値（２９Ｖ）に設定する。その後、制御手順は、図２２のメインフローチャートにリターンする。
　なお、ステップＳ５２４０Ｂの制御内容は、上記の例に限定されない。この場合、所定値（１４.５Ｖ）を超えているバッテリの電圧を所定値（１４.５Ｖ）以下に下げることができれば、どのような制御方法を採用してもよい。例えば、いわゆるＰＩＤ制御を利用して、所定値（１４.５Ｖ）を超えているバッテリの電圧を所定値（１４.５Ｖ）に収束させる制御を行うことも可能である。
　次に、ステップＳ６０００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、補充電処理を行う。この補充電処理は、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差が大きくならないようにするため、または、各バッテリ１２０、１３０のＳＯＣの値が所定値以下になったときに充電するための制御である。前者は、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差が大きくなると、直列の接続状態における充放電特性が劣化するためである。また、後者は、ＳＯＣが低下すると、鉛バッテリの劣化が進むためである。特に、本実施の形態では、第２バッテリ１３０は、第１バッテリ１２０と異なり、第１バッテリ１２０との接続が直列であっても並列であっても、常に放電している。そのため、バッテリ１２０、１３０の接続切り換え（直列⇔並列）を繰り返すと、２つのバッテリ１２０、１３０のＳＯＣは異なってくる傾向が強い。したがって、本実施の形態では、この補充電処理の必要性は高い。この補充電処理の内容は、図２９のフローチャートに示す通りである。
　まず、ステップＳ６１００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、２つのバッテリ１２０、１３０が並列接続であるか否かを判断する。この判断は、例えば、現在のモードが走行モードであるか回生モードであるかによって行われる。この判断の結果として、２つのバッテリ１２０、１３０が並列接続である場合（Ｓ６１００Ｂ：ＹＥＳ）、つまり、現在のモードが走行モードである場合は、ステップＳ６２００Ｂに進み、２つのバッテリ１２０、１３０が直列接続である場合（Ｓ６１００Ｂ：ＮＯ）、つまり、現在のモードが回生モードである場合は、すでにバッテリ１２０、１３０への充電中であるため、直ちに図２２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ６２００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が所定値Ａ未満であり、かつ、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が所定値Ａ未満である、か否かを判断する。ここで、所定値Ａは、例えば、８０～９０％の範囲内の適当な値である。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が所定値Ａ未満であり、かつ、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が所定値Ａ未満である場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０のＳＯＣが両方とも所定値Ａ未満である場合は（Ｓ６２００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ６３００Ｂに進み、そうでない場合は（Ｓ６２００Ｂ：ＮＯ）、ステップＳ６４００Ｂに進む。
　ステップＳ６３００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、２つのバッテリ１２０、１３０を直列で同時に充電させる。具体的には、この場合、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、充電開始時に、車両が走行している限り、２つのバッテリ１２０、１３０の接続状態を並列から直列に切り換える。これにより、スイッチ１４２はＯＮ（閉）状態、第１車載リレー１５０はＯＦＦ（開）状態、第２車載リレー１５２はＯＦＦ（開）、第３車載リレー１５４はＯＮ（閉）状態となる。このときの補充電は、車両が減速中か否かにかかわらず、バッテリの劣化回避のために直ちに２つのバッテリ１２０、１３０に対して行う必要がある。このため、車両が減速中のときには、この機会を利用して、回生エネルギをバッテリ１２０、１３０に充電し、一方、車両が減速中でないとき、つまり、走行中のときには、発電機１１０を強制的に２９Ｖで発電させてバッテリ１２０、１３０を充電する。これにより、車両減速時に発電機１１０にて発生する回生エネルギまたは車両走行時に発電機１１０にて強制発電される電力が直列のバッテリ１２０、１３０に同時に充電される（発電機１１０→直列接続されたバッテリ１２０、１３０という充電回路）。このような同時充電は、２つのバッテリ１２０、１３０の少なくともいずれか一方のＳＯＣが所定値Ａ以上になるまで継続される。バッテリ１２０、１３０への充電が完了すると、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、バッテリ１２０、１３０の接続状態を直列から並列に戻す。なお、充電中は、上記のように、発電機１１０から第１バッテリ１２０、スイッチ１４２、および第３車載リレー１５４を介して一般負荷１８０への電力供給を行い（発電機１１０→第１バッテリ１２０→スイッチ１４２→第３車載リレー１５４→一般負荷１８０という給電回路）、車速が低下すると、この回路に加えて、さらに、第２バッテリ１３０からも第３車載リレー１５４を介して一般負荷１８０への電力供給を行う（第２バッテリ１３０→第３車載リレー１５４→一般負荷１８０という給電回路）。
　一方、ステップＳ６４００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、さらに、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１のみが所定値Ａ未満であるか否かを判断する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１のみが所定値Ａ未満である場合は（Ｓ６４００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ６５００Ｂに進み、そうでない場合は（Ｓ６４００Ｂ：ＮＯ）、ステップＳ６６００Ｂに進む。
　ステップＳ６５００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、第１バッテリ１２０のみを充電させる。具体的には、この場合、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、充電開始時に、バッテリ１２０、１３０を並列に接続した状態から、第３車載リレー１５４をＯＦＦ（開）状態にする。これにより、スイッチ１４２はＯＦＦ（開）状態、第１車載リレー１５０はＯＮ（閉）状態、第２車載リレー１５２はＯＮ（閉）状態、第３車載リレー１５４はＯＦＦ（開）状態となる。第１バッテリ１２０への充電は、電源ＥＣＵ１６０Ｂが発電機１１０を制御して、例えば、１４.５Ｖの発電により、発電機１１０から行われる（発電機１１０→第１バッテリ１２０という充電回路）。第１バッテリ１２０への充電中は、同時に、発電機１１０から第２車載リレー１５２を介して一般負荷１８０への電力供給を行う（発電機１１０→第２車載リレー１５２→一般負荷１８０という給電回路）。なお、第１バッテリ１２０への充電が完了すると、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、第３車載リレー１５４をＯＮ（閉）状態にしてバッテリ１２０、１３０の接続状態を並列に戻す。
　一方、ステップＳ６６００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、さらに、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２のみが所定値Ａ未満であるか否かを判断する。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２のみが所定値Ａ未満である場合は（Ｓ６６００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ６７００Ｂに進み、そうでない場合は（Ｓ６６００Ｂ：ＮＯ）、ステップＳ６８００Ｂに進む。
　ステップＳ６７００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、第２バッテリ１３０のみを充電させる。具体的には、この場合、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、充電開始時に、バッテリ１２０、１３０を並列に接続した状態から、第１車載リレー１５０をＯＦＦ（開）状態にする。これにより、スイッチ１４２はＯＦＦ（開）状態、第１車載リレー１５０はＯＦＦ（開）状態、第２車載リレー１５２はＯＮ（閉）状態、第３車載リレー１５４はＯＮ（閉）状態となる。第２バッテリ１３０への充電は、電源ＥＣＵ１６０Ｂが発電機１１０を制御して、例えば、１４.５Ｖの発電により、発電機１１０から行われる（発電機１１０→第２車載リレー１５２→第３車載リレー１５４→第２バッテリ１３０という充電回路）。第２バッテリ１３０への充電中は、同時に、発電機１１０から第２車載リレー１５２を介して一般負荷１８０への電力供給を行う（発電機１１０→第２車載リレー１５２→一般負荷１８０という給電回路）。なお、第２バッテリ１３０への充電が完了すると、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、第１車載リレー１５０をＯＮ（閉）状態にしてバッテリ１２０、１３０の接続状態を並列に戻す。
　一方、ステップＳ６８００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、さらに、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差が所定値αよりも大きいか否かを判断する。本実施の形態では、上記のように、第２バッテリ１３０のほうはほとんど常に放電しているため、通常、第１バッテリ１２０よりも第２バッテリ１３０のほうが、ＳＯＣが小さくなりがちである。そこで、ここでは、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差として、ＳＯＣ１からＳＯＣ２を引いた値を求めている。また、所定値αは、例えば、２％である。この判断の結果として、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差（ＳＯＣ１－ＳＯＣ２）が所定値αよりも大きい場合は（Ｓ６８００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ６９００に進み、そうでない場合、つまり、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差（ＳＯＣ１－ＳＯＣ２）が所定値α以下の場合は（Ｓ６８００Ｂ：ＮＯ）、直ちに図２２のメインフローチャートにリターンする。
　ステップＳ６９００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差を所定値α以下に抑えるため、ＳＯＣが大きい第１バッテリ１２０からのみ放電させる。具体的には、この場合、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、バッテリ１２０、１３０を並列に接続した状態から、第３車載リレー１５４をＯＦＦ（開）状態にする。これにより、スイッチ１４２はＯＦＦ（開）状態、第１車載リレー１５０はＯＮ（閉）状態、第２車載リレー１５２はＯＮ（閉）状態、第３車載リレー１５４はＯＦＦ（開）状態となる。このとき、第１バッテリ１２０は、第２車載リレー１５２を介して一般負荷１８０への電力供給を行うことによって、放電する（第１バッテリ１２０→第２車載リレー１５２→一般負荷１８０という給電回路）。この間、第２バッテリ１３０は、充放電を行わない。なお、２つのバッテリ１２０、１３０間のＳＯＣの差が所定値α以下になると、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、第３車載リレー１５４をＯＮ（閉）状態にしてバッテリ１２０、１３０の接続状態を並列に戻す。
　次に、ステップＳ７０００Ｂで、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、図示しないイグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＦＦされたか否かを判断する。この判断の結果として、イグニッションスイッチがＯＦＦされた場合は（Ｓ７０００Ｂ：ＹＥＳ）、ステップＳ８０００Ｂに進み、イグニッションスイッチがＯＦＦされていない場合は（Ｓ７０００Ｂ：ＮＯ）、ステップＳ３０００Ｂに戻る。
　ステップＳ８０００Ｂでは、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、エンジン１１２を停止させる。具体的には、電源ＥＣＵ１６０Ｂは、エンジン１１２を停止させる制御信号を、エンジンの動作を制御する図示しないエンジンＥＣＵに出力する。これにより、エンジン１１２が停止する。
　このように、本実施の形態によれば、車両が減速して発電機１１０が回生エネルギを出力しているときは、バッテリ１２０、１３０を直列に接続して（回生モード）、発電機１１０にて発生する回生エネルギを、直列に接続したバッテリ１２０、１３０に、高い電圧で同時に充電する。したがって、シンプルかつ安価な構成により、車両減速時の回生エネルギを効率的に回収することができる。
　また、車両が減速していないとき、つまり、発電機１１０が回生エネルギを出力していないときは、バッテリ１２０、１３０を並列に接続して（走行モード）、回生エネルギを蓄電した並列接続のバッテリ１２０、１３０から一般負荷１８０へ、１２Ｖの電力をそれぞれ供給する。また、車両減速時に２つのバッテリ１２０、１３０を直列に接続しているときにも、第２バッテリ１３０から一般負荷１８０への１２Ｖの電力供給は、絶えず実行する。したがって、一般負荷１８０への電力供給も安定的に行うことができる。
　また、２つのバッテリ１２０、１３０として、技術的に確立されかつ比較的安価である鉛バッテリを使用した場合には、他の高性能バッテリ（例えば、リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリなど）を使用した場合に比べて、システムとして低いコストで高い安全性を確保することができる。
　また、２つのバッテリ１２０、１３０として、同じ種類のバッテリ（鉛バッテリ）を使用するため、２つのバッテリ１２０、１３０をモジュール化することにより、設計の自由度が増大し、かつ、設置スペースも削減することができる。
　また、２つのバッテリ１２０、１３０の充電率（ＳＯＣ）がそれぞれ所定値以下、または、充電率（ＳＯＣ）の差が所定値以上の場合には、２つのバッテリ１２０、１３０の充電率を所定値以上にそろえる制御を行うため（補充電処理）、バッテリの劣化の進行を抑制することができる。
　なお、本実施の形態では、使用するバッテリの個数は２つであるが、特に限定されない。３つ以上のバッテリを直列または並列の接続状態に切り換え可能に構成することも可能である。
　２０１０年３月２９日出願の特願２０１０－０７５２７６、２０１０年３月２９日出願の特願２０１０－０７５２７７および２０１０年３月２９日出願の特願２０１０－０７５２７８の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明に係る車両用電源装置は、設計自由度の増大および設置スペースの削減を図りつつ、シンプルかつ安価な構成により、車両減速時の回生エネルギの回収を効率的に行い、かつ、電気負荷への電力供給を安定的に行うことができる車両用電源装置として有用である。
　１００、１００Ａ、１００Ｂ　電源システム
　１１０　発電機
　１１２　エンジン
　１２０、１３０　バッテリ
　１２０Ａ　電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）
　１２２、１３２　電流センサ
　１４０　ＤＣ／ＤＣコンバータ
　１４２　スイッチ
　１５０、１５２、１５４、１５６　車載リレー
　１６０、１６０Ａ、１６０Ｂ　電源ＥＣＵ
　１７０　スタータ
　１７２　スタータリレー
　１８０　一般負荷（電装品）

Claims (7)

  1. 　車両が減速しているときに回生電力を発生させる発電機と、
    　前記発電機に接続し、前記回生電力を蓄える第１蓄電デバイスと、
    　前記第１蓄電デバイスと直列に接続可能であり、前記回生電力を蓄える第２蓄電デバイスと、
    　前記第２蓄電デバイスと電装品とを接続／切断する第１スイッチと、を有し、
    　前記車両の状態に応じて、前記発電機、前記第１蓄電デバイス、前記第２蓄電デバイス及び前記電装品の電気的な接続状態を制御する制御手段と、を有し、
    　前記制御手段は、
    　前記車両のエンジンが稼動中であって前記車両が減速しているときには、前記発電機が発生した回生電力を、前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスに充電させ、
    　前記車両のエンジンが停止中であるときには、前記第１スイッチをオンにし、前記第２蓄電デバイスから前記電装品に給電させる、
    　車両用電源装置。
  2. 　前記第１蓄電デバイスは電気二重層キャパシタまたは鉛バッテリであり、前記第２蓄電デバイスは鉛バッテリである、請求項１記載の車両用電源装置。
  3. 　前記発電機及び前記第１蓄電デバイスと前記電装品とを電気的に接続し、入力した直流電圧をより低い直流電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータをさらに備え、
    　前記制御手段は、
    　前記車両のエンジンが稼動中であるときには、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを作動させ、前記第１スイッチをオフにし、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記発電機が発生した回生電力、あるいは、前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスに充電された電力を前記電装品に給電させ、
    　前記車両のエンジンが停止中であるときには、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを停止させ、前記第１スイッチをオンにする、
    　請求項１記載の車両用電源装置。
  4. 　前記発電機及び前記第１蓄電デバイスと前記電装品とを接続／切断する、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと並列な第２スイッチを有し、
    　前記制御手段は、
    　前記車両のエンジンが稼動中であるときには、前記第２スイッチをオフにし、
    　前記車両のエンジンが停止中であるときには、前記第２スイッチをオンにし、前記電装品に対して前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスを並列に接続し、前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスから前記電装品に給電させる、
    　請求項３記載の車両用電源装置。
  5. 　前記第１蓄電デバイスと前記電装品とを接続／切断する第３スイッチと、
    　前記第１蓄電デバイスと前記第２蓄電デバイスとを接続／切断する第４スイッチと、を有し、
    　前記制御手段は、
    　前記車両のエンジンが稼動中であって前記車両が減速しているときには、前記第１スイッチをオンにし、前記第３スイッチをオフにし、前記第４スイッチをオンにし、前記発電機が発生した回生電力を前記電装品に給電させ、
    　前記車両のエンジンが稼動中であって前記車両が減速していないとき、あるいは、前記車両のエンジンが停止中であるには、前記第１スイッチをオンにし、前記第３スイッチをオンにし、前記第４スイッチをオフにし、前記電装品に対して前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスを並列に接続し、前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスから前記電装品に電力を供給させる、
    　請求項１記載の車両用電源装置。
  6. 　前記発電機、前記第１蓄電デバイスと前記電装品とを接続／切断する第３スイッチを有し、
    　前記制御手段は、
    　前記車両のエンジンが稼動中であって前記車両が減速しているときには、前記第１スイッチをオンにし、前記第３スイッチをオフにし、前記発電機が発生した回生電力を前記電装品に給電させ、
    　前記車両のエンジンが稼動中であって前記車両が減速していないとき、あるいは、前記車両のエンジンが停止中であるには、前記第１スイッチをオンにし、前記第３スイッチをオンにし、前記第１蓄電デバイスから前記電装品に電力を供給させる、
    　請求項１記載の車両用電源装置。
  7. 　前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスの充放電電流をそれぞれ測定する電流センサ、を有し、
    　前記制御手段は、
    　前記電流センサが測定した値に基づいて前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスの充電率を算出し、
    　前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスの充電率が所定値以上になるように、前記発電機の出力電圧、及び、前記発電機、前記第１蓄電デバイス、前記第２蓄電デバイス及び前記電装品の電気的な接続状態を制御する、
    　請求項１記載の車両用電源装置。
     
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