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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024137024
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】車両用電源装置
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20240927BHJP
B60R 16/03 20060101ALI20240927BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20240927BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 S
H02J7/00 A
H02J7/00 302C
B60R16/03 A
H01M10/48 P
H01M10/44 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023048372
(22)【出願日】2023-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】000004765
【氏名又は名称】マレリ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100148301
【弁理士】
【氏名又は名称】竹原 尚彦
(74)【代理人】
【識別番号】100176991
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 由布子
(74)【代理人】
【識別番号】100217696
【弁理士】
【氏名又は名称】川口 英行
(72)【発明者】
【氏名】朝長 大貴
(72)【発明者】
【氏名】笹本 和孝
(72)【発明者】
【氏名】谷山 晃一
(72)【発明者】
【氏名】菊地 義行
(72)【発明者】
【氏名】本橋 季之
(72)【発明者】
【氏名】阿部 佑太
【テーマコード（参考）】
5G503
5H030
【Ｆターム（参考）】
5G503AA04
5G503AA07
5G503BA02
5G503BB01
5G503BB02
5G503BB05
5G503CA08
5G503CA11
5G503DA18
5G503FA16
5G503GA01
5G503GA12
5G503GA13
5G503GD03
5G503GD06
5H030AA03
5H030AS08
5H030BB26
5H030FF41
5H030FF43
5H030FF44
(57)【要約】
【課題】バッテリを過充電から保護する。
【解決手段】車両用電源装置１は、バッテリ２と、車両電源３と、充放電経路４と、スイッチ部５と、制御装置９の監視部９１と、を備える。スイッチ部５は、直列に接続されたＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２と、アノードをバッテリ２側に配置して、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３と、ダイオード５３と逆向きに配置され、ＦＥＴ５２に並列に接続されたダイオード５４と、を備える。監視部９１は、バッテリ２を過充電から保護する際に、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにする。
【選択図】図１
【解決手段】車両用電源装置１は、バッテリ２と、車両電源３と、充放電経路４と、スイッチ部５と、制御装置９の監視部９１と、を備える。スイッチ部５は、直列に接続されたＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２と、アノードをバッテリ２側に配置して、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３と、ダイオード５３と逆向きに配置され、ＦＥＴ５２に並列に接続されたダイオード５４と、を備える。監視部９１は、バッテリ２を過充電から保護する際に、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のバッテリと、
第２のバッテリと、
前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとを、互いに充放電可能に接続する充放電経路と、
前記充放電経路に設けられたスイッチ部と、
前記第１のバッテリの状態を監視して、前記スイッチ部を制御する監視部と、を備え、
前記スイッチ部は、
直列に接続された第１の半導体スイッチング素子および第２の半導体スイッチング素子と、
アノードを前記第１のバッテリ側に配置して、前記第１の半導体スイッチング素子に並列に接続された第１のダイオードと、
前記第１のダイオードと逆向きに配置され、前記第２の半導体スイッチング素子に並列に接続された第２のダイオードと、を備え、
前記監視部は、前記第１のバッテリを過充電から保護する際に、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにする、車両用電源装置。
第２のバッテリと、
前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとを、互いに充放電可能に接続する充放電経路と、
前記充放電経路に設けられたスイッチ部と、
前記第１のバッテリの状態を監視して、前記スイッチ部を制御する監視部と、を備え、
前記スイッチ部は、
直列に接続された第１の半導体スイッチング素子および第２の半導体スイッチング素子と、
アノードを前記第１のバッテリ側に配置して、前記第１の半導体スイッチング素子に並列に接続された第１のダイオードと、
前記第１のダイオードと逆向きに配置され、前記第２の半導体スイッチング素子に並列に接続された第２のダイオードと、を備え、
前記監視部は、前記第１のバッテリを過充電から保護する際に、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにする、車両用電源装置。
【請求項2】
前記監視部は、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにした後、前記第１のバッテリの放電を検出した場合に、前記第１の半導体スイッチング素子および前記第２の半導体スイッチング素子をオンにする、請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項3】
前記第１の半導体スイッチング素子の両端に接続された第１の電圧センサを備え、
前記監視部は、前記第１の電圧センサで測定される電位差に基づいて、前記第１のバッテリからの放電を検出する、請求項２記載の車両用電源装置。
前記監視部は、前記第１の電圧センサで測定される電位差に基づいて、前記第１のバッテリからの放電を検出する、請求項２記載の車両用電源装置。
【請求項4】
前記充放電経路に設けられたヒューズと、
前記ヒューズの両端に接続された第１の電圧センサと、を備え、
前記監視部は、前記第１の電圧センサで測定される電位差に基づいて、前記第１のバッテリからの放電を検出する、請求項２記載の車両用電源装置。
前記ヒューズの両端に接続された第１の電圧センサと、を備え、
前記監視部は、前記第１の電圧センサで測定される電位差に基づいて、前記第１のバッテリからの放電を検出する、請求項２記載の車両用電源装置。
【請求項5】
前記第１のバッテリを構成する各セルの電圧を測定する第２の電圧センサを備え、
前記監視部は、前記第１の半導体スイッチング素子および前記第２の半導体スイッチング素子をオンにした状態で、前記各セルの電圧の総和を、前記第１のバッテリの電圧として算出し、
前記監視部は、前記各セルの電圧の総和が、前記第１のバッテリの上限電圧を示す閾値を超えた場合に、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにする、請求項１記載の車両用電源装置。
前記監視部は、前記第１の半導体スイッチング素子および前記第２の半導体スイッチング素子をオンにした状態で、前記各セルの電圧の総和を、前記第１のバッテリの電圧として算出し、
前記監視部は、前記各セルの電圧の総和が、前記第１のバッテリの上限電圧を示す閾値を超えた場合に、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにする、請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項6】
前記監視部は、前記第１のバッテリの単位セル当たりの上限電圧に前記第１のバッテリを構成するセルの総数を掛けた値を前記閾値として用いる、請求項５記載の車両用電源装置。
【請求項7】
前記第２のバッテリから印加される電圧を測定する第３の電圧センサを備え、
前記監視部は、前記第２のバッテリから印加される電圧と前記第１のバッテリの電圧との差分が、許容電圧値を超える場合に、
前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにする、請求項５または６記載の車両用電源装置。
前記監視部は、前記第２のバッテリから印加される電圧と前記第１のバッテリの電圧との差分が、許容電圧値を超える場合に、
前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにする、請求項５または６記載の車両用電源装置。
【請求項8】
前記監視部は、前記第１のバッテリの単位セル当たりの上限電圧と、前記第２の電圧センサで測定される最大セル電圧との差分にセルの総数を掛けた値を、前記各セルの電圧の総和に足すことで前記閾値を算出する、請求項５記載の車両用電源装置。
【請求項9】
前記第１のバッテリの充電率を推定する推定部を備え、
前記監視部は、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにしている間、前記推定部で推定される前記充電率が所定値より低くなった場合、前記第１の半導体スイッチング素子を間欠的にオンにして、前記第２のバッテリから前記第１のバッテリへの充電を行う、請求項１記載の車両用電源装置。
前記監視部は、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにしている間、前記推定部で推定される前記充電率が所定値より低くなった場合、前記第１の半導体スイッチング素子を間欠的にオンにして、前記第２のバッテリから前記第１のバッテリへの充電を行う、請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項10】
前記第１のバッテリの充電率を推定する推定部と、
前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとを充放電可能に接続し、電圧調整装置が設けられたバイパス経路と、を備え、
前記監視部は、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにしている間、前記推定部で推定される前記充電率が所定値より低くなった場合、前記バイパス経路を介して前記第２のバッテリから前記第１のバッテリへの充電を行う、請求項１記載の車両用電源装置。
前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとを充放電可能に接続し、電圧調整装置が設けられたバイパス経路と、を備え、
前記監視部は、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにしている間、前記推定部で推定される前記充電率が所定値より低くなった場合、前記バイパス経路を介して前記第２のバッテリから前記第１のバッテリへの充電を行う、請求項１記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用電源装置は、車両負荷に電力を供給する二次電池であるバッテリを備えている（例えば、特許文献１参照）。車両用電源装置は、例えば、複数のバッテリを備えたものとすることができる。複数のバッテリは、例えば、車両電源として機能するメインのバッテリと、バックアップ用の電源として機能するバッテリとすることができる。これらのバッテリは充放電経路を介して接続され、互いに充放電可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６９４４５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
車両電源は、車両負荷の使用状況等によって、出力する電圧が通常の範囲よりも上がることがある。ここで、バックアップ用のバッテリは必要とされる電圧が比較的低いため、車両電源を構成するバッテリと比較して内部抵抗の小さいバッテリが用いられることがある。しかしながら、車両電源から通常よりも高い電圧がバックアップ用のバッテリに印加されると、バッテリの過充電を招く可能性がある。
【0005】
複数のバッテリが充放電可能に接続された車両用電源装置において、バッテリを過充電から保護することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様における車両用電源装置は、
第１のバッテリと、
第２のバッテリと、
前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとを、互いに充放電可能に接続する充放電経路と、
前記充放電経路に設けられたスイッチ部と、
前記第１のバッテリの状態を監視して、前記スイッチ部を制御する監視部と、を備え、
前記スイッチ部は、
直列に接続された第１の半導体スイッチング素子および第２の半導体スイッチング素子と、
アノードを前記第１のバッテリ側に配置して、前記第１の半導体スイッチング素子に並列に接続された第１のダイオードと、
前記第１のダイオードと逆向きに配置され、前記第２の半導体スイッチング素子に並列に接続された第２のダイオードと、を備え、
前記監視部は、前記第１のバッテリを過充電から保護する際に、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにする。
第１のバッテリと、
第２のバッテリと、
前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとを、互いに充放電可能に接続する充放電経路と、
前記充放電経路に設けられたスイッチ部と、
前記第１のバッテリの状態を監視して、前記スイッチ部を制御する監視部と、を備え、
前記スイッチ部は、
直列に接続された第１の半導体スイッチング素子および第２の半導体スイッチング素子と、
アノードを前記第１のバッテリ側に配置して、前記第１の半導体スイッチング素子に並列に接続された第１のダイオードと、
前記第１のダイオードと逆向きに配置され、前記第２の半導体スイッチング素子に並列に接続された第２のダイオードと、を備え、
前記監視部は、前記第１のバッテリを過充電から保護する際に、前記第１の半導体スイッチング素子をオフにし、かつ前記第２の半導体スイッチング素子をオンにする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、第１のバッテリを過充電から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係る車両用電源装置の電気的構成を示す図である。
【図2】実施形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図3】ＦＥＴ５１をオフにした状態を示す図である。
【図4】バッテリからの放電を説明する図である。
【図5】制御装置の監視部の処理を示すフローチャートである。
【図6】変形例１に係る車両用電源装置の電気的構成を示す図である。
【図7】変形例２に係る監視部の処理を示すフローチャートである。
【図8】変形例３に係る車両用電源装置の電気的構成を示す図である。
【図9】変形例４における閾値ＴＨ１の設定を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態に係る車両用電源装置を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る車両用電源装置１の電気的構成を示す図である。
図２は、実施形態に係る制御装置９の機能構成を示すブロック図である。
図１に示すように、車両用電源装置１は、バッテリ２（第１のバッテリ）と、車両電源３（第２のバッテリ）と、充放電経路４と、制御装置９と、を有する。
バッテリ２は、充放電経路４を介して、車両電源３および車両負荷６に並列に接続されている。
バッテリ２および車両電源３は、充放電経路４を介して車両負荷６に電力を供給可能である。また、バッテリ２および車両電源３は、充放電経路４を介して互いに充放電が可能である。
車両用電源装置１において、例えば、車両電源３を、メインで車両負荷６に電力を供給する電源とし、バッテリ２を、車両電源３のバックアップ用の電源として用いることができる。そのため、バッテリ２は、車両電源３を構成するバッテリよりも、安価で内部抵抗の小さいものを用いても良い。
図１は、実施形態に係る車両用電源装置１の電気的構成を示す図である。
図２は、実施形態に係る制御装置９の機能構成を示すブロック図である。
図１に示すように、車両用電源装置１は、バッテリ２（第１のバッテリ）と、車両電源３（第２のバッテリ）と、充放電経路４と、制御装置９と、を有する。
バッテリ２は、充放電経路４を介して、車両電源３および車両負荷６に並列に接続されている。
バッテリ２および車両電源３は、充放電経路４を介して車両負荷６に電力を供給可能である。また、バッテリ２および車両電源３は、充放電経路４を介して互いに充放電が可能である。
車両用電源装置１において、例えば、車両電源３を、メインで車両負荷６に電力を供給する電源とし、バッテリ２を、車両電源３のバックアップ用の電源として用いることができる。そのため、バッテリ２は、車両電源３を構成するバッテリよりも、安価で内部抵抗の小さいものを用いても良い。
【0010】
車両負荷６は、車両に設けられ、電力の供給を必要とする様々な機器である。車両負荷６は、例えば、走行制御装置、ＤＣ／ＤＣコンバータ、インバータ、ヘッドライト、ルームライト、ウィンカー、パワーウィンドウ、オーディオシステム、空調装置、カーナビゲーションシステム等を含む。
【0011】
車両電源３は、例えば、鉛蓄電池等の二次電池を含んで構成される。図示は省略するが、車両電源３はオルタネータ等の発電機に接続される。車両電源３は、車両の走行中に、オルタネータで発電された電力によって充電される。
【0012】
バッテリ２は、例えば、リチウムイオンバッテリ等の二次電池を用いて構成することができる。バッテリ２は、複数のセルが直列に接続されて構成された組電池である。図２では一例として、バッテリ２が４つのセルＣ１～Ｃ４から構成される例を示しているが、バッテリ２を構成するセルの数は限定されない。
図１に示すように、バッテリ２は、プラス端子側（図中上側）が充放電経路４に接続され、マイナス端子側（図中下側）がボディグランドに接続されている。図示は省略するが、バッテリ２は、組電池に加えて、リレー等の保護回路や、バッテリ２の充放電を管理するバッテリマネジメントシステム（Battery Management System、ＢＭＳ）等を備えることができる。
図１に示すように、バッテリ２は、プラス端子側（図中上側）が充放電経路４に接続され、マイナス端子側（図中下側）がボディグランドに接続されている。図示は省略するが、バッテリ２は、組電池に加えて、リレー等の保護回路や、バッテリ２の充放電を管理するバッテリマネジメントシステム（Battery Management System、ＢＭＳ）等を備えることができる。
【0013】
車両用電源装置１は、バッテリ２のセル電圧Ｖcを測定する電圧センサ７２（第２の電圧センサ）を備えている。図２に示すように、電圧センサ７２は、具体的には、バッテリ２を構成する各セルＣ１～Ｃ４のそれぞれのセル電圧Ｖcを測定可能な電圧センサ群から構成される。
【0014】
図１に示すように、充放電経路４にはスイッチ部５が設けられている。スイッチ部５は、バッテリ２の、車両負荷６および車両電源３に対する接続および遮断を切り替える。
スイッチ部５は、第１の半導体スイッチング素子であるＦＥＴ（Field effect transistor）５１と、第２の半導体スイッチング素子であるＦＥＴ５２を備える。ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２は、充放電経路４上に、直列に接続されて配置されている。
スイッチ部５は、さらに、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３（第１のダイオード）と、ＦＥＴ５２に並列に接続されたダイオード５４（第２のダイオード）と、を備える。
図１では、ＦＥＴ５１が車両電源３側、ＦＥＴ５２がバッテリ２側に配置された構成を示しているが、ＦＥＴ５１をバッテリ２側、ＦＥＴ５２を車両電源３側に配置しても良い。
スイッチ部５は、第１の半導体スイッチング素子であるＦＥＴ（Field effect transistor）５１と、第２の半導体スイッチング素子であるＦＥＴ５２を備える。ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２は、充放電経路４上に、直列に接続されて配置されている。
スイッチ部５は、さらに、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３（第１のダイオード）と、ＦＥＴ５２に並列に接続されたダイオード５４（第２のダイオード）と、を備える。
図１では、ＦＥＴ５１が車両電源３側、ＦＥＴ５２がバッテリ２側に配置された構成を示しているが、ＦＥＴ５１をバッテリ２側、ＦＥＴ５２を車両電源３側に配置しても良い。
【0015】
ダイオード５３およびダイオード５４は、電流を一方向のみに流す部品である。ＦＥＴ５１に接続されたダイオード５３は、アノードがバッテリ２側に配置され、カソードが車両電源３側に配置されている。すなわち、ダイオード５３は、バッテリ２側から車両電源３側への方向にのみ、電流が流れるように配置されている。
ダイオード５４は、ダイオード５３とは逆向きに配置されている。すなわち、ダイオード５４は、カソードがバッテリ２側に配置され、アノードが車両電源３側に配置されている。すなわち、ダイオード５４は、車両電源３側からバッテリ２側への方向にのみ、電流が流れるように配置されている。
ダイオード５４は、ダイオード５３とは逆向きに配置されている。すなわち、ダイオード５４は、カソードがバッテリ２側に配置され、アノードが車両電源３側に配置されている。すなわち、ダイオード５４は、車両電源３側からバッテリ２側への方向にのみ、電流が流れるように配置されている。
【0016】
充放電経路４上の、スイッチ部５と車両電源３の間には、ヒューズ４１が設けられている。ヒューズ４１は、充放電経路４に過度な電流が流れた際に、充放電経路４を遮断する。
【0017】
充放電経路４には、ＦＥＴ５１の両端側に端子が接続する電圧センサ７１（第１の電圧センサ）が設けられている。電圧センサ７１は、ＦＥＴ５１の両端側の電位差ＰＤを測定する。また、充放電経路４の車両負荷６側の端部には、ヒューズ４１と車両負荷６との間に電圧センサ７３（第３の電圧センサ）が設けられている。電圧センサ７３は、車両電源３からバッテリ２に印加される電圧（以降、「車両電圧」という）を測定する。
【0018】
制御装置９は、例えば、バッテリ２および車両電源３の充放電を統括的に制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）の機能の一部として構成することができる。
制御装置９は、図示は省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置、記憶装置、タイマ、入出力ポート等を含んで構成される。記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ等を含む。ＣＰＵが記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、制御装置９の機能が実現される。また、記憶装置には、制御装置９の処理に必要なデータが記憶されると共に、制御装置９の処理結果が一時的に記憶される。
制御装置９は、電圧センサ７１、７２、７３に接続しており、それぞれの測定値を取得することができる。制御装置９は、あるいは、車両に構築された車内ＬＡＮ（Local Area Network）等を介して、バッテリ２のＢＭＳ（不図示）から、電圧センサ７２の測定値を取得しても良い。
制御装置９は、図示は省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置、記憶装置、タイマ、入出力ポート等を含んで構成される。記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ等を含む。ＣＰＵが記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、制御装置９の機能が実現される。また、記憶装置には、制御装置９の処理に必要なデータが記憶されると共に、制御装置９の処理結果が一時的に記憶される。
制御装置９は、電圧センサ７１、７２、７３に接続しており、それぞれの測定値を取得することができる。制御装置９は、あるいは、車両に構築された車内ＬＡＮ（Local Area Network）等を介して、バッテリ２のＢＭＳ（不図示）から、電圧センサ７２の測定値を取得しても良い。
【0019】
図２に示すように、制御装置９は、バッテリ２の状態を監視してスイッチ部５を制御する機能構成として、監視部９１と、推定部９２と、を有する。
監視部９１は、バッテリ２を過充電から保護するためのスイッチ部５の制御を行う。
車両の走行中に、車両負荷６の要求する電力が大きくなった場合等に、車両電源３が出力する電圧が通常の範囲よりも上がることがある。前記したように、バッテリ２をバックアップ用の電源として用いる場合、車両電源３よりも内部抵抗の小さいバッテリをバッテリ２として用いることがある。内部抵抗の小さいバッテリ２に、車両電源３から通常よりも電圧が印加されると、バッテリ２の過充電を招く可能性がある。
そこで、監視部９１は、バッテリ２の状態を監視して、過充電となる可能性がある場合は、スイッチ部５を制御して、バッテリ２を車両電源３から遮断する。
監視部９１は、バッテリ２を過充電から保護するためのスイッチ部５の制御を行う。
車両の走行中に、車両負荷６の要求する電力が大きくなった場合等に、車両電源３が出力する電圧が通常の範囲よりも上がることがある。前記したように、バッテリ２をバックアップ用の電源として用いる場合、車両電源３よりも内部抵抗の小さいバッテリをバッテリ２として用いることがある。内部抵抗の小さいバッテリ２に、車両電源３から通常よりも電圧が印加されると、バッテリ２の過充電を招く可能性がある。
そこで、監視部９１は、バッテリ２の状態を監視して、過充電となる可能性がある場合は、スイッチ部５を制御して、バッテリ２を車両電源３から遮断する。
【0020】
推定部９２は、監視部９１の処理に用いられるバッテリ２の充電率（State of Charge、以降「ＳＯＣ」という）を推定する。
推定部９２は、公知の方法を用いてバッテリ２のＳＯＣを推定することができる。推定部９２は、一例として、電圧センサ７２が測定するバッテリ２のセル電圧Ｖcの時系列データを用いて、カルマンフィルタまたは電流積算法等の公知の手法により、ＳＯＣを推定することができる。推定部９２は、車両の走行中に、ＳＯＣの推定を定期的に行う。なお、推定部９２で推定されるＳＯＣは、後記する変形例２の処理において使用される。そのため、制御装置９において変形例２の処理を実施しない場合には、推定部９２は省略しても良い。
推定部９２は、公知の方法を用いてバッテリ２のＳＯＣを推定することができる。推定部９２は、一例として、電圧センサ７２が測定するバッテリ２のセル電圧Ｖcの時系列データを用いて、カルマンフィルタまたは電流積算法等の公知の手法により、ＳＯＣを推定することができる。推定部９２は、車両の走行中に、ＳＯＣの推定を定期的に行う。なお、推定部９２で推定されるＳＯＣは、後記する変形例２の処理において使用される。そのため、制御装置９において変形例２の処理を実施しない場合には、推定部９２は省略しても良い。
【0021】
監視部９１は、通常は、スイッチ部５のＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２をオンに制御する。これにより、バッテリ２は、充放電経路４を介して車両電源３および車両負荷６に接続される。
図１では、充放電経路４における電流の流れを点線で示している。車両の走行中には、オルタネータが発電を行うことによって車両電源３が充電される。車両電源３が放電を行うことによって、充放電経路４を介して車両負荷６に電力が供給され、バッテリ２が充電される。すなわち、充放電経路４には、車両電源３側からバッテリ２側への方向（以降「充電方向」という）に電流が流れている。
図１では、充放電経路４における電流の流れを点線で示している。車両の走行中には、オルタネータが発電を行うことによって車両電源３が充電される。車両電源３が放電を行うことによって、充放電経路４を介して車両負荷６に電力が供給され、バッテリ２が充電される。すなわち、充放電経路４には、車両電源３側からバッテリ２側への方向（以降「充電方向」という）に電流が流れている。
【0022】
監視部９１は、このように充放電経路４において充電方向に電流が流れている際に、バッテリ２の過充電の可能性を判定した場合に、スイッチ部５を制御して車両電源３からの電流を遮断することで、バッテリ２を過充電から保護する。監視部９１は、具体的には、スイッチ部５のＦＥＴ５１をオフにし、ＦＥＴ５２はオンにする制御を行う。
図３は、ＦＥＴ５１をオフにした状態を示す図である。
図３に示すように、ＦＥＴ５１がオフされることで、ＦＥＴ５１における電流の導通が遮断される。
ここで、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２には、ダイオード５３およびダイオード５４が並列に接続されている。ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３は、前記したように、バッテリ２側から車両電源３側への方向のみ流れる。すなわち、ダイオード５３は、バッテリ２から車両電源３への放電方向の電流は流れるが、充電方向の電流は流れないように配置されている。
すなわち、スイッチ部５のＦＥＴ５１をオフすると、充電方向の電流は、ＦＥＴ５１と、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３のいずれにも流れない状態となる。これによって、車両電源３からバッテリ２への充電方向の電流が遮断され、バッテリ２が過充電から保護される。
図３は、ＦＥＴ５１をオフにした状態を示す図である。
図３に示すように、ＦＥＴ５１がオフされることで、ＦＥＴ５１における電流の導通が遮断される。
ここで、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２には、ダイオード５３およびダイオード５４が並列に接続されている。ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３は、前記したように、バッテリ２側から車両電源３側への方向のみ流れる。すなわち、ダイオード５３は、バッテリ２から車両電源３への放電方向の電流は流れるが、充電方向の電流は流れないように配置されている。
すなわち、スイッチ部５のＦＥＴ５１をオフすると、充電方向の電流は、ＦＥＴ５１と、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３のいずれにも流れない状態となる。これによって、車両電源３からバッテリ２への充電方向の電流が遮断され、バッテリ２が過充電から保護される。
【0023】
監視部９１は、バッテリ２の過充電を防止するために、以下の２つの目的に沿った判定処理を行う。
・目的１：バッテリ２のセル電圧Ｖcが、バッテリ２の上限電圧Ｖuを超えないようにする。
・目的２：バッテリ２の許容電流を超える大電流が流れないようにする。
・目的１：バッテリ２のセル電圧Ｖcが、バッテリ２の上限電圧Ｖuを超えないようにする。
・目的２：バッテリ２の許容電流を超える大電流が流れないようにする。
【0024】
図１に示すように、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２がオンの状態では、車両電圧がバッテリ２に印加され、バッテリ２のセル電圧Ｖcが上昇する。目的１に示すように、バッテリ２のセル電圧Ｖcがバッテリ２の上限電圧Ｖuを超えると、バッテリ２の過充電を招く可能性がある。
目的１に沿った判定処理として、監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2をバッテリ２全体の上限電圧を示す閾値ＴＨ１と比較する。
監視部９１は、車両電圧が閾値ＴＨ１を超えた場合、ＦＥＴ５１をオンからオフに切り替える。前記したように、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２がオンの状態では、車両電圧がバッテリ２に印加されている。そのため、監視部９１は、電圧センサ７２から各セル電圧Ｖcを取得し、各セル電圧Ｖcの総和ΣＶcであるバッテリ２の電圧Ｖ2を算出する。監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2と閾値ＴＨ１と比較する。
目的１に沿った判定処理として、監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2をバッテリ２全体の上限電圧を示す閾値ＴＨ１と比較する。
監視部９１は、車両電圧が閾値ＴＨ１を超えた場合、ＦＥＴ５１をオンからオフに切り替える。前記したように、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２がオンの状態では、車両電圧がバッテリ２に印加されている。そのため、監視部９１は、電圧センサ７２から各セル電圧Ｖcを取得し、各セル電圧Ｖcの総和ΣＶcであるバッテリ２の電圧Ｖ2を算出する。監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2と閾値ＴＨ１と比較する。
【0025】
閾値ＴＨ１は、例えば、バッテリ２を構成する単位セル当たりの上限電圧Ｖuにセルの総数Ｎを乗じた値とすることができる。単位セル当たりの上限電圧Ｖuは、セルの仕様に応じて設定される値である。例えば、単位セル当たりの上限電圧が４．２Ｖであり、セルの総数が３の場合は、閾値ＴＨ１は４．２Ｖ×３＝１２．６Ｖとなる。閾値ＴＨ１はあらかじめ算出して、記憶装置に記憶させることができる。
【0026】
目的２に示すように、充放電経路４に許容電流を超える大電流が流れると、バッテリ２に過充電等の影響を招く可能性がある。大電流は、車両電圧とバッテリ２の電圧との差が急激に大きくなると流れる可能性がある。
充放電経路４を流れる電流は、以下の式（１）で算出することができる。
式（１）：
(車両電圧－バッテリ２の電圧Ｖ2（＝ΣＶc）)÷充放電経路４の抵抗Ｒ＝充放電経路４を流れる電流Ｉ
充放電経路４を流れる電流は、以下の式（１）で算出することができる。
式（１）：
(車両電圧－バッテリ２の電圧Ｖ2（＝ΣＶc）)÷充放電経路４の抵抗Ｒ＝充放電経路４を流れる電流Ｉ
【0027】
式（１）に示すように、充放電経路４を流れる電流の大きさは、車両電圧とバッテリ２の電圧Ｖ2との差分ΔＶ（車両電圧－バッテリ２の電圧Ｖ2）に応じたものとなる。この充放電経路４を流れる電流が、バッテリ２および充放電経路４の許容電流を超える場合に、監視部９１はＦＥＴ５１をオフしてバッテリ２を大電流から保護する必要がある。
【0028】
監視部９１は、目的２に沿った判定処理として、車両電圧とバッテリ２の電圧Ｖ2の差分ΔＶを算出して、閾値ＴＨ２と比較する。閾値ＴＨ２は、バッテリ２および充放電経路４で許容される最大電流が流れる際の電圧値（許容電圧値）を示すものである。閾値ＴＨ２は、予め設定して記憶装置に記憶させる。
【0029】
監視部９１は、電圧センサ７３で測定された車両電圧を取得し、車両電圧から、バッテリ２の電圧Ｖ2（＝ΣＶc）を差し引くことで、差分ΔＶを算出することができる。
【0030】
このように、監視部９１は、車両電圧がバッテリ２の電圧よりも高く、充放電経路４に充電方向の電流が流れている状態で、バッテリ２を過充電から保護するためにＦＥＴ５１をオフにする制御を行う。
ＦＥＴ５１をオフにした後に、例えば、車両電圧がバッテリ２の電圧よりも低くなることがある。一例として、オルタネータの不具合等により発電が行われないと、車両電源３の充電率が下がって車両電圧が低下することがある。このような場合には、バッテリ２が放電を行って、車両電源３を充電し、または車両負荷６に電力を供給することが望ましい。
ＦＥＴ５１をオフにした後に、例えば、車両電圧がバッテリ２の電圧よりも低くなることがある。一例として、オルタネータの不具合等により発電が行われないと、車両電源３の充電率が下がって車両電圧が低下することがある。このような場合には、バッテリ２が放電を行って、車両電源３を充電し、または車両負荷６に電力を供給することが望ましい。
【0031】
図４は、バッテリ２からの放電を説明する図である。
図４に示すように、スイッチ部５のＦＥＴ５１はオフされた状態であるが、ＦＥＴ５１にはダイオード５３が並列に接続されている。ダイオード５３は、前記したようにアノードがバッテリ２側に配置されている。そのため、ダイオード５３は充電方向の電流は遮断するが、放電方向の電流を流すことができる。
図４に示すように、スイッチ部５のＦＥＴ５１はオフされた状態であるが、ＦＥＴ５１にはダイオード５３が並列に接続されている。ダイオード５３は、前記したようにアノードがバッテリ２側に配置されている。そのため、ダイオード５３は充電方向の電流は遮断するが、放電方向の電流を流すことができる。
【0032】
すなわち、本実施形態の車両用電源装置１では、車両電圧がバッテリ２の電圧よりも低下して、バッテリ２から放電が行われると、充放電経路４では、ＦＥＴ５２およびダイオード５３を介して放電方向の電流が流れる。これによって、バッテリ２から車両電源３および車両負荷６に電力の供給を行うことができる。
ただし、ダイオード５３を介した放電が継続されると、ダイオード５３の発熱が大きくなる可能性がある。特に、ダイオードは順方向（放電方向）の発熱量が大きい傾向がある。ダイオード５３の発熱を低減するために放熱機構を設けると、車両用電源装置１が大型化して車両の設置スペースが制約され、設置コストも増加する。
そこで、制御装置９は、バッテリ２の放電を検出した場合には、ＦＥＴ５１をオフからオンに戻す制御を行う。ＦＥＴ５１をオンすることによって、バッテリ２から放電された電流はＦＥＴ５１を導通するため、ダイオード５３の発熱が低減され、放熱機構を不要とすることができる。
ただし、ダイオード５３を介した放電が継続されると、ダイオード５３の発熱が大きくなる可能性がある。特に、ダイオードは順方向（放電方向）の発熱量が大きい傾向がある。ダイオード５３の発熱を低減するために放熱機構を設けると、車両用電源装置１が大型化して車両の設置スペースが制約され、設置コストも増加する。
そこで、制御装置９は、バッテリ２の放電を検出した場合には、ＦＥＴ５１をオフからオンに戻す制御を行う。ＦＥＴ５１をオンすることによって、バッテリ２から放電された電流はＦＥＴ５１を導通するため、ダイオード５３の発熱が低減され、放熱機構を不要とすることができる。
【0033】
監視部９１は、ＦＥＴ５１の両端に接続した電圧センサ７１が測定する電位差ＰＤから、バッテリ２の放電を検出する。
ＦＥＴ５１がオフされた状態でバッテリ２から放電が行われた場合、ダイオード５３に電流が流れる。すなわち、電圧センサ７１は、ＦＥＴ５１がオフされた状態では、ダイオード５３の両端側の電位差ＰＤを検出することになる。ダイオードに順方向に電流が流れている場合、１０ｍＡ程度の小さな電流でも、０．６Ｖ程度の電位差ＰＤを検出することができる。
監視部９１は、電圧センサ７１が測定する電位差ＰＤを、閾値ＴＨ３と比較することで、バッテリ２の放電を検出する。閾値ＴＨ３はバッテリ２の放電を示す電位差であり、予め設定して記憶装置に記憶させることができる。制御装置９は、電圧センサ７１で測定される電位差ＰＤが閾値ＴＨ３を超えた場合に、ＦＥＴ５１をオフからオンに切り替える制御を行う。
ＦＥＴ５１がオフされた状態でバッテリ２から放電が行われた場合、ダイオード５３に電流が流れる。すなわち、電圧センサ７１は、ＦＥＴ５１がオフされた状態では、ダイオード５３の両端側の電位差ＰＤを検出することになる。ダイオードに順方向に電流が流れている場合、１０ｍＡ程度の小さな電流でも、０．６Ｖ程度の電位差ＰＤを検出することができる。
監視部９１は、電圧センサ７１が測定する電位差ＰＤを、閾値ＴＨ３と比較することで、バッテリ２の放電を検出する。閾値ＴＨ３はバッテリ２の放電を示す電位差であり、予め設定して記憶装置に記憶させることができる。制御装置９は、電圧センサ７１で測定される電位差ＰＤが閾値ＴＨ３を超えた場合に、ＦＥＴ５１をオフからオンに切り替える制御を行う。
【0034】
なお、詳細な説明は省略するが、監視部９１は、前記した、バッテリ２を過充電から保護する目的以外でも、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２のオンおよびオフを行っても良い。例えば、監視部９１は、バッテリ２の不具合等が判定された場合には、ＦＥＴ５１、ＦＥＴ５２の双方をオフにして、バッテリ２を充放電経路４から遮断しても良い。
【0035】
本実施形態における車両用電源装置１の制御装置９の処理の流れを説明する。
図５は、制御装置９の監視部９１の処理を示すフローチャートである。
監視部９１は、初期状態として、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２をオンにする。
監視部９１は、電圧センサ７２からバッテリ２のセル電圧Ｖcを取得し、電圧センサ７３から車両電圧を取得し、各セル電圧の総和ΣＶcをバッテリ２の電圧Ｖ2として算出する（ステップＳ０１）。監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2を閾値ＴＨ１と比較する（ステップＳ０２）。
監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2が閾値ＴＨ１を超えている場合（ステップ０２：Ｙｅｓ）、制御装置９はステップＳ０５に進み、ＦＥＴ５１をオフにする。
監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2が閾値ＴＨ１以下の場合（ステップＳ０２：Ｎｏ）、車両電圧とバッテリ２の電圧Ｖ2の差分ΔＶを算出する（ステップＳ０３）。
監視部９１は、具体的には、電圧センサ７３で取得された車両電圧を取得し、車両電圧から、ステップＳ０１で算出したバッテリ２の電圧Ｖ2（ΣＶc）差し引いて、差分ΔＶを算出する。
監視部９１は、算出した差分ΔＶが閾値ＴＨ２を超えた場合（ステップＳ０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ０５に進み、ＦＥＴ５１をオフにする。
監視部９１は、差分ΔＶが閾値ＴＨ２以下の場合（ステップＳ０４：Ｎｏ）、ＦＥＴ５１はオンのままにして、処理を終了する。
図５は、制御装置９の監視部９１の処理を示すフローチャートである。
監視部９１は、初期状態として、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２をオンにする。
監視部９１は、電圧センサ７２からバッテリ２のセル電圧Ｖcを取得し、電圧センサ７３から車両電圧を取得し、各セル電圧の総和ΣＶcをバッテリ２の電圧Ｖ2として算出する（ステップＳ０１）。監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2を閾値ＴＨ１と比較する（ステップＳ０２）。
監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2が閾値ＴＨ１を超えている場合（ステップ０２：Ｙｅｓ）、制御装置９はステップＳ０５に進み、ＦＥＴ５１をオフにする。
監視部９１は、バッテリ２の電圧Ｖ2が閾値ＴＨ１以下の場合（ステップＳ０２：Ｎｏ）、車両電圧とバッテリ２の電圧Ｖ2の差分ΔＶを算出する（ステップＳ０３）。
監視部９１は、具体的には、電圧センサ７３で取得された車両電圧を取得し、車両電圧から、ステップＳ０１で算出したバッテリ２の電圧Ｖ2（ΣＶc）差し引いて、差分ΔＶを算出する。
監視部９１は、算出した差分ΔＶが閾値ＴＨ２を超えた場合（ステップＳ０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ０５に進み、ＦＥＴ５１をオフにする。
監視部９１は、差分ΔＶが閾値ＴＨ２以下の場合（ステップＳ０４：Ｎｏ）、ＦＥＴ５１はオンのままにして、処理を終了する。
【0036】
監視部９１は、ステップＳ０５において、ＦＥＴ５１をオフにした後、電圧センサ７１で測定される電位差ＰＤを取得し、閾値ＴＨ３と比較する（ステップＳ０６）。監視部９１は、電位差ＰＤが閾値ＴＨ３を超えた場合に（ステップＳ０６：Ｙｅｓ）、バッテリ２からの放電を検出して、ＦＥＴ５１をオンにする（ステップＳ０７）。
なお、監視部９１は、図５に示す処理を終了した後、再びステップＳ０１から図５に示す処理を行う。すなわち、監視部９１は、車両が走行している間、図５に示す処理を繰り返し行う。これによって、バッテリ２を過充電から保護することができる。
なお、監視部９１は、図５に示す処理を終了した後、再びステップＳ０１から図５に示す処理を行う。すなわち、監視部９１は、車両が走行している間、図５に示す処理を繰り返し行う。これによって、バッテリ２を過充電から保護することができる。
【0037】
以上の通り、本実施形態の車両用電源装置１は、以下の構成を有する。
（１）車両用電源装置１は、
バッテリ２（第１のバッテリ）と、
車両電源３（第２のバッテリ）と、
バッテリ２と車両電源３とを、互いに充放電可能に接続する充放電経路４と、
充放電経路４に設けられたスイッチ部５と、
バッテリ２の状態を監視して、スイッチ部５を制御する制御装置９の監視部９１と、を備える。
スイッチ部５は、
直列に接続されたＦＥＴ５１（第１の半導体スイッチング素子）およびＦＥＴ５２（第２の半導体スイッチング素子）と、
アノードをバッテリ２側に配置して、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３（第１のダイオード）と、
ダイオード５３と逆向きに配置され、ＦＥＴ５２に並列に接続されたダイオード５４（第２のダイオード）と、を備える。
監視部９１は、バッテリ２を過充電から保護する際に、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにする。
（１）車両用電源装置１は、
バッテリ２（第１のバッテリ）と、
車両電源３（第２のバッテリ）と、
バッテリ２と車両電源３とを、互いに充放電可能に接続する充放電経路４と、
充放電経路４に設けられたスイッチ部５と、
バッテリ２の状態を監視して、スイッチ部５を制御する制御装置９の監視部９１と、を備える。
スイッチ部５は、
直列に接続されたＦＥＴ５１（第１の半導体スイッチング素子）およびＦＥＴ５２（第２の半導体スイッチング素子）と、
アノードをバッテリ２側に配置して、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３（第１のダイオード）と、
ダイオード５３と逆向きに配置され、ＦＥＴ５２に並列に接続されたダイオード５４（第２のダイオード）と、を備える。
監視部９１は、バッテリ２を過充電から保護する際に、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにする。
【0038】
車両の走行中には、バッテリ２に充放電経路４を介して車両電源３から電力が供給され、バッテリ２が充電される。ここで、車両電源３の出力電圧が通常より大きくなると、バッテリ２のセル電圧Ｖcが上限電圧Ｖuを超え、バッテリ２が過充電となる可能性がある。また、バッテリ２と車両電源３の電圧差ΔＶが大きくなった場合にも、充放電経路４に大電流が流れて、バッテリ２が過充電となる可能性がある。
本実施形態の車両用電源装置１は、充放電経路４にスイッチ部５を設けている。監視部９１が、スイッチ部５のＦＥＴ５１をオフし、ＦＥＴ５２はオンにすることで、車両電源３からバッテリ２への電力の流れが遮断されるため、バッテリ２を過充電から保護することができる。なお、ＦＥＴ５１にはダイオード５３が並列に接続されているが、ダイオード５３は、バッテリ２をアノード側に配置しているため、充電方向の電流の流れは遮断される。
本実施形態の車両用電源装置１は、充放電経路４にスイッチ部５を設けている。監視部９１が、スイッチ部５のＦＥＴ５１をオフし、ＦＥＴ５２はオンにすることで、車両電源３からバッテリ２への電力の流れが遮断されるため、バッテリ２を過充電から保護することができる。なお、ＦＥＴ５１にはダイオード５３が並列に接続されているが、ダイオード５３は、バッテリ２をアノード側に配置しているため、充電方向の電流の流れは遮断される。
【0039】
一方、車両電源３のＳＯＣが下がり、車両電源３の電圧がバッテリ２の電圧よりも低くなった場合、バッテリ２から放電を行い、車両電源３を充電するか、車両負荷６に電力を供給することが望ましい。ここで、スイッチ部５がＦＥＴ５１、ＦＥＴ５２のみから構成されている場合、ＦＥＴ５１をオフにすると充放電経路４は完全に遮断されるため、バッテリ２から放電を行うことができない。
本実施形態では、ＦＥＴ５１にダイオード５３が並列に接続されている。ダイオード５３は、バッテリ２側にアノードが配置されており、バッテリ２から車両電源３への放電方向の電流が流れる。
すなわち、車両電源３の電圧が低下した場合、バッテリ２から放電された電流が、オン状態であるＦＥＴ５２と、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３を介して充放電経路４を流れる。これによって、バッテリ２は放電を行うことが可能となり、車両電源３を充電し、または車両負荷６に充電を行うことができる。
本実施形態では、ＦＥＴ５１にダイオード５３が並列に接続されている。ダイオード５３は、バッテリ２側にアノードが配置されており、バッテリ２から車両電源３への放電方向の電流が流れる。
すなわち、車両電源３の電圧が低下した場合、バッテリ２から放電された電流が、オン状態であるＦＥＴ５２と、ＦＥＴ５１に並列に接続されたダイオード５３を介して充放電経路４を流れる。これによって、バッテリ２は放電を行うことが可能となり、車両電源３を充電し、または車両負荷６に充電を行うことができる。
【0040】
（２）監視部９１は、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにした後、バッテリ２の放電を検出した場合に、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２をオンにする。
【0041】
ダイオード５３を介した放電を継続すると、ダイオード５３の発熱が大きくなる。ダイオード５３を放熱させるための放熱機構を設けると、車両用電源装置１が大型化し、設置コストが増大する。
本実施形態では、監視部９１は、バッテリ２の放電を検出した場合に、ＦＥＴ５１をオンにする。これによって、バッテリ２から放電された電流はＦＥＴ５１を導通することができるため、ダイオード５３の発熱を低減することができる。これにより、ダイオード５３の放熱機構が不要となるため、車両用電源装置１の小型化および設置コストの削減を図ることができる。
本実施形態では、監視部９１は、バッテリ２の放電を検出した場合に、ＦＥＴ５１をオンにする。これによって、バッテリ２から放電された電流はＦＥＴ５１を導通することができるため、ダイオード５３の発熱を低減することができる。これにより、ダイオード５３の放熱機構が不要となるため、車両用電源装置１の小型化および設置コストの削減を図ることができる。
【0042】
（３）車両用電源装置１は、ＦＥＴ５１の両端に接続された電圧センサ７１（第１の電圧センサ）を備える。
監視部９１は、電圧センサ７１で測定される電位差ＰＤに基づいて、バッテリ２からの放電を検出する。
監視部９１は、電圧センサ７１で測定される電位差ＰＤに基づいて、バッテリ２からの放電を検出する。
【0043】
ＦＥＴ５１がオフされた状態ではダイオード５３に電流が流れるため、電圧センサ７１は、ダイオード５３の両端側の電位差ＰＤを検出することになる。ダイオード５３に順方向に電流が流れている場合、小さい電流でも電位差ＰＤが検出されやすい。すなわち、監視部９１は、バッテリ２から放電が開始された場合、すみやかに放電を検出してＦＥＴ５１をオンにすることができるため、ダイオード５３の放熱を低減することができる。
【0044】
（５）車両用電源装置１は、バッテリ２を構成する各セルの電圧Ｖcを測定する電圧センサ７２（第２の電圧センサ）を備える。
監視部９１は、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２をオンにした状態で、電圧センサ７２で測定される各セルの電圧の総和ΣＶcを、バッテリ２の電圧Ｖ2として算出する。
監視部９１は、算出した各セルの電圧の総和ΣＶcが、バッテリ２の上限電圧を示す閾値ＴＨ１を超えた場合に、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにする。
監視部９１は、ＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２をオンにした状態で、電圧センサ７２で測定される各セルの電圧の総和ΣＶcを、バッテリ２の電圧Ｖ2として算出する。
監視部９１は、算出した各セルの電圧の総和ΣＶcが、バッテリ２の上限電圧を示す閾値ＴＨ１を超えた場合に、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにする。
【0045】
バッテリ２のセル電圧Ｖcが上限電圧Ｖuを超えると、バッテリ２が過充電となる可能性がある。本実施形態において、監視部９１が、バッテリ２全体の上限電圧に基づいて設定した閾値ＴＨ１を用いて、ＦＥＴ５１のオフする制御を行うことで、バッテリ２を過充電から適切に保護することができる。
【0046】
（６）監視部９１は、バッテリ２の単位セル当たりの上限電圧Ｖuにバッテリ２を構成するセルの総数Ｎを掛けた値を閾値ＴＨ１として用いる。
【0047】
バッテリ２全体の上限電圧は、例えば、単位セル当たりの上限電圧Ｖuにセルの総数Ｎを掛けたものとすることができる。これによって、バッテリ２に印加される電圧がバッテリ２の上限電圧を超えた場合に、監視部９１によってＦＥＴ５１がオフされるため、バッテリ２を過充電から保護することができる。また、閾値ＴＨ１はあらかじめ設定した値を用いることができるため、監視部９１の演算負荷を低減することができる。
【0048】
（７）車両用電源装置１は、車両電圧（第２のバッテリから印加される電圧）を測定する電圧センサ７３（第３の電圧センサ）を備える。
監視部９１は、電圧センサ７３から車両電圧の測定値を取得する。監視部９１は、車両電圧とバッテリ２の電圧Ｖ2（ΣＶc）との差分ΔＶが閾値ＴＨ２（許容電圧値）を超える場合に、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにする。
監視部９１は、電圧センサ７３から車両電圧の測定値を取得する。監視部９１は、車両電圧とバッテリ２の電圧Ｖ2（ΣＶc）との差分ΔＶが閾値ＴＨ２（許容電圧値）を超える場合に、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにする。
【0049】
車両電圧とバッテリ２の電圧Ｖ2の差が大きくなると、充放電経路４に許容電流を超える大電流が流れ、バッテリ２が過充電となる可能性がある。そのため、監視部９１は、車両電圧とバッテリ２の電圧の差分ΔＶが、許容電圧値を示す閾値ＴＨ３を超える場合にＦＥＴ５１をオフにする。これによってバッテリ２を過充電から保護することができる。
【0050】
以下、前記した実施形態の変形例を説明する。なお、変形例においては、前記した実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
＜変形例１＞
図６は、変形例１に係る車両用電源装置１の電気的構成を示す図である。
前記した実施形態では、ＦＥＴ５１の両端に電圧センサ７１（第１の電圧センサ）を接続する例を説明したが、この態様に限定されない。
図６に示すように、変形例１では、充放電経路４に設けられたヒューズ４１の両端に、電圧センサ７１の端子を接続している。すなわち、電圧センサ７１は、ヒューズ４１の両端の電位差ＰＤを測定する。
＜変形例１＞
図６は、変形例１に係る車両用電源装置１の電気的構成を示す図である。
前記した実施形態では、ＦＥＴ５１の両端に電圧センサ７１（第１の電圧センサ）を接続する例を説明したが、この態様に限定されない。
図６に示すように、変形例１では、充放電経路４に設けられたヒューズ４１の両端に、電圧センサ７１の端子を接続している。すなわち、電圧センサ７１は、ヒューズ４１の両端の電位差ＰＤを測定する。
【0051】
変形例１において、監視部９１は、ヒューズ４１の両端に接続した電圧センサ７１が測定する電位差ＰＤから、バッテリ２の放電を検出する。
前記したように、ＦＥＴ５１がオフされた状態では、バッテリ２から放電が行われた場合、ダイオード５３を介して充放電経路４に電流が流れる。すなわち、充放電経路４に設けられたヒューズ４１に電流が流れるため、監視部９１は、ヒューズ４１の両端に接続する電圧センサ７１の測定値からバッテリの放電を検出することができる。監視部９１は、電圧センサ７１で測定された電位差ＰＤが閾値ＴＨ３を超える場合に、バッテリ２の放電を検出して、ＦＥＴ５１をオフからオンに切り替えることができる。
前記したように、ＦＥＴ５１がオフされた状態では、バッテリ２から放電が行われた場合、ダイオード５３を介して充放電経路４に電流が流れる。すなわち、充放電経路４に設けられたヒューズ４１に電流が流れるため、監視部９１は、ヒューズ４１の両端に接続する電圧センサ７１の測定値からバッテリの放電を検出することができる。監視部９１は、電圧センサ７１で測定された電位差ＰＤが閾値ＴＨ３を超える場合に、バッテリ２の放電を検出して、ＦＥＴ５１をオフからオンに切り替えることができる。
【0052】
以上のように、変形例１に係る車両用電源装置１は、例えば、以下の構成を備える。
（４）車両用電源装置１は、充放電経路４に設けられたヒューズ４１と、
ヒューズ４１の両端に接続された電圧センサ７１（第１の電圧センサ）と、を備える。
監視部９１は、電圧センサ７１で測定される電位差ＰＤに基づいて、バッテリ２からの放電を検出する。
（４）車両用電源装置１は、充放電経路４に設けられたヒューズ４１と、
ヒューズ４１の両端に接続された電圧センサ７１（第１の電圧センサ）と、を備える。
監視部９１は、電圧センサ７１で測定される電位差ＰＤに基づいて、バッテリ２からの放電を検出する。
【0053】
なお、電圧センサ７１を設ける箇所は、実施形態や変形例1に示した例に限定されない。電圧センサ７１は、電位差ＰＤが検出しやすい箇所に設置することができる。例えば、図示は省略するが、電圧センサ７１は充放電経路４に設けられているバスバーやシャント抵抗の両端に接続することができる。
さらに、実施形態や変形例１では、監視部９１が、電圧センサ７１で測定される電位差ＰＤに基づいて、バッテリ２の放電を検出する例を説明したが、この態様に限定されない。監視部９１は、例えば、充放電経路４に設けられた電流センサの測定値に基づいて、バッテリ２の放電を検出しても良い。電流センサは、例えば、充放電経路４の、スイッチ部５のＦＥＴ５１と車両電源３の間に接続することができる。監視部９１は、電流センサによって放電方向に流れる電流が測定された場合、バッテリ２の放電を検出することができる。
さらに、実施形態や変形例１では、監視部９１が、電圧センサ７１で測定される電位差ＰＤに基づいて、バッテリ２の放電を検出する例を説明したが、この態様に限定されない。監視部９１は、例えば、充放電経路４に設けられた電流センサの測定値に基づいて、バッテリ２の放電を検出しても良い。電流センサは、例えば、充放電経路４の、スイッチ部５のＦＥＴ５１と車両電源３の間に接続することができる。監視部９１は、電流センサによって放電方向に流れる電流が測定された場合、バッテリ２の放電を検出することができる。
【0054】
＜変形例２＞
前記したように、監視部９１は、バッテリ２が過充電となる可能性がある場合に、ＦＥＴ５１をオフにすることで、バッテリ２を保護する。
ここで、ＦＥＴ５１をオフした状態が長時間継続すると、バッテリ２のＳＯＣが低下して、バッテリ２の放電が必要となった際に、必要量の放電が行えない可能性がある。
図２に示すように、制御装置９は、車両の走行中に、ＳＯＣの推定を定期的に行う推定部９２を備える。
変形例２では、監視部９１は、ＦＥＴ５１をオフにした後に、推定部９２で推定されるバッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下した場合に、ＦＥＴ５１を間欠的にオンすることで、バッテリ２の充電を行う。
所定値ＰＶaは、バッテリ２が放電を行うために要求される充電率に基づいて設定することができる。所定値ＰＶaは、予め設定して記憶装置に記憶させることができる。
ＦＥＴ５１を間欠的にオンするとは、ＦＥＴ５１を短時間オンにした後、所定時間オフにし、再びＦＥＴ５１を短時間オンにすることを意味する。ＦＥＴ５１を短時間のみオンにすることで、バッテリ２の過充電を防止する。ＦＥＴ５１がオンになった際には、充放電経路４に充電方向の電流が流れるため、バッテリ２が徐々に充電される。
監視部９１は、バッテリ２が徐々に充電されて、ＳＯＣが所定値ＰＶaを超えると、ＦＥＴ５１を間欠的にオンする制御を終了する。所定値ＰＶaは予め設定して記憶装置に記憶させることができる。所定値ＰＶaは、例えば、所定値ＰＶaよりも高い値とすることができる。
前記したように、監視部９１は、バッテリ２が過充電となる可能性がある場合に、ＦＥＴ５１をオフにすることで、バッテリ２を保護する。
ここで、ＦＥＴ５１をオフした状態が長時間継続すると、バッテリ２のＳＯＣが低下して、バッテリ２の放電が必要となった際に、必要量の放電が行えない可能性がある。
図２に示すように、制御装置９は、車両の走行中に、ＳＯＣの推定を定期的に行う推定部９２を備える。
変形例２では、監視部９１は、ＦＥＴ５１をオフにした後に、推定部９２で推定されるバッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下した場合に、ＦＥＴ５１を間欠的にオンすることで、バッテリ２の充電を行う。
所定値ＰＶaは、バッテリ２が放電を行うために要求される充電率に基づいて設定することができる。所定値ＰＶaは、予め設定して記憶装置に記憶させることができる。
ＦＥＴ５１を間欠的にオンするとは、ＦＥＴ５１を短時間オンにした後、所定時間オフにし、再びＦＥＴ５１を短時間オンにすることを意味する。ＦＥＴ５１を短時間のみオンにすることで、バッテリ２の過充電を防止する。ＦＥＴ５１がオンになった際には、充放電経路４に充電方向の電流が流れるため、バッテリ２が徐々に充電される。
監視部９１は、バッテリ２が徐々に充電されて、ＳＯＣが所定値ＰＶaを超えると、ＦＥＴ５１を間欠的にオンする制御を終了する。所定値ＰＶaは予め設定して記憶装置に記憶させることができる。所定値ＰＶaは、例えば、所定値ＰＶaよりも高い値とすることができる。
【0055】
図７は、変形例２に係る監視部９１の処理を示すフローチャートである。
図７は、ＦＥＴ５１をオフにした後に行われる監視部９１の処理を示している。
すなわち、図７の処理は、図５のステップＳ０５においてＦＥＴ５１がオフされた後に行われる処理である。図７の処理は、図５のステップＳ０６～Ｓ０７に示す、バッテリ２の放電を検出する処理と並行して行われる。
図７は、ＦＥＴ５１をオフにした後に行われる監視部９１の処理を示している。
すなわち、図７の処理は、図５のステップＳ０５においてＦＥＴ５１がオフされた後に行われる処理である。図７の処理は、図５のステップＳ０６～Ｓ０７に示す、バッテリ２の放電を検出する処理と並行して行われる。
【0056】
監視部９１は、推定部９２が推定したバッテリ２のＳＯＣを取得する（ステップＳ１０１）。
監視部９１は、バッテリ２のＳＯＣを所定値ＰＶaと比較する（ステップＳ１０２）。
監視部９１は、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下していれば（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ＦＥＴ５１を間欠的にオンにする制御を行う（ステップＳ１０３）。ＦＥＴ５１を短時間オンにしている間だけ、充放電経路４に充電方向の電流が流れ、バッテリ２が徐々に充電される。
監視部９１は、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaを超えると（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＦＥＴ５１を間欠的にオンにする制御を終了する（ステップＳ１０５）。
監視部９１は、図７の処理は、ＦＥＴ５１がオフされている間は繰り返し行う。また、監視部９１は、並行する図５のステップＳ０６～Ｓ０７の処理において、バッテリ２からの放電を検出してＦＥＴ５１をオンにした場合、図７の処理を終了する。
監視部９１は、バッテリ２のＳＯＣを所定値ＰＶaと比較する（ステップＳ１０２）。
監視部９１は、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下していれば（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ＦＥＴ５１を間欠的にオンにする制御を行う（ステップＳ１０３）。ＦＥＴ５１を短時間オンにしている間だけ、充放電経路４に充電方向の電流が流れ、バッテリ２が徐々に充電される。
監視部９１は、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaを超えると（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＦＥＴ５１を間欠的にオンにする制御を終了する（ステップＳ１０５）。
監視部９１は、図７の処理は、ＦＥＴ５１がオフされている間は繰り返し行う。また、監視部９１は、並行する図５のステップＳ０６～Ｓ０７の処理において、バッテリ２からの放電を検出してＦＥＴ５１をオンにした場合、図７の処理を終了する。
【0057】
以上のように、変形例２に係る車両用電源装置１は、例えば、以下の構成を備える。
（９）車両用電源装置１の制御装置９は、バッテリ２のＳＯＣ（充電率）を推定する推定部９２を備える。
監視部９１は、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにしている間、推定部９２で推定されるバッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低くなった場合、ＦＥＴ５１を間欠的にオンにして、車両電源３からバッテリ２への充電を行う。
（９）車両用電源装置１の制御装置９は、バッテリ２のＳＯＣ（充電率）を推定する推定部９２を備える。
監視部９１は、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにしている間、推定部９２で推定されるバッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低くなった場合、ＦＥＴ５１を間欠的にオンにして、車両電源３からバッテリ２への充電を行う。
【0058】
ＦＥＴ５１をオフにした状態が長時間継続するとバッテリ２に充電が行われず、バッテリ２のＳＯＣが下がって放電時に十分な電力を供給できない可能性がある。そこで、監視部９１がバッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶa以下となった場合、ＦＥＴ５１を間欠的にオンにする制御を行うことで、バッテリ２の過充電を防ぎつつ、バッテリ２の充電を行うことができる。
なお、制御装置９は、推定部９２で推定されるＳＯＣを、監視部９１で行われる処理以外に用いても良い。
なお、制御装置９は、推定部９２で推定されるＳＯＣを、監視部９１で行われる処理以外に用いても良い。
【0059】
＜変形例３＞
図８は、変形例３に係る車両用電源装置１の電気的構成を示す図である。
変形例３では、変形例２と同様に、ＦＥＴ５１をオフにした後に、バッテリ２のＳＯＣを推定し、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下した場合に、バッテリ２の充電を行う態様を説明する。
図８に示すように、変形例３に係る車両用電源装置１は、充放電経路４と別に設けられたバイパス経路８を備えている。
バイパス経路８は、バッテリ２と車両電源３とを充放電可能に接続するものであり、バイパス経路８上には、ＤＣ／ＤＣコンバータ８１（電圧調整装置）が設けられている。また、バイパス経路８上の、ＤＣ／ＤＣコンバータ８１と車両電源３との間には、リレー等のスイッチが設けられている。リレーをオンにすることで、バイパス経路８を介したバッテリ２と車両電源３の間の充放電が可能となる。リレーのオンおよびオフは、監視部９１によって制御される。
図８は、変形例３に係る車両用電源装置１の電気的構成を示す図である。
変形例３では、変形例２と同様に、ＦＥＴ５１をオフにした後に、バッテリ２のＳＯＣを推定し、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下した場合に、バッテリ２の充電を行う態様を説明する。
図８に示すように、変形例３に係る車両用電源装置１は、充放電経路４と別に設けられたバイパス経路８を備えている。
バイパス経路８は、バッテリ２と車両電源３とを充放電可能に接続するものであり、バイパス経路８上には、ＤＣ／ＤＣコンバータ８１（電圧調整装置）が設けられている。また、バイパス経路８上の、ＤＣ／ＤＣコンバータ８１と車両電源３との間には、リレー等のスイッチが設けられている。リレーをオンにすることで、バイパス経路８を介したバッテリ２と車両電源３の間の充放電が可能となる。リレーのオンおよびオフは、監視部９１によって制御される。
【0060】
推定部９２は、図７に示した変形例２と同様に、監視部９１においてＦＥＴ５１をオフにする制御が行われた後、バッテリ２のＳＯＣの推定を定期的に行う。
変形例３の監視部９１は、推定部９２で推定されるバッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下した場合、図７のステップＳ１０３の代わりに、バイパス経路８のリレーをオンにする処理を行う。車両電源３から放電された電流は、バイパス経路８上に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ８１によって電圧が調整され、バッテリ２に供給される。これにより、バッテリ２の過放電を防止しつつ、バッテリ２を充電することができる。
監視部９１は、バッテリ２がバイパス経路８を介して充電され、ＳＯＣが所定値ＰＶbを超えた場合、リレーをオフにして、バッテリ２の充電を終了する。
変形例３の監視部９１は、推定部９２で推定されるバッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下した場合、図７のステップＳ１０３の代わりに、バイパス経路８のリレーをオンにする処理を行う。車両電源３から放電された電流は、バイパス経路８上に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ８１によって電圧が調整され、バッテリ２に供給される。これにより、バッテリ２の過放電を防止しつつ、バッテリ２を充電することができる。
監視部９１は、バッテリ２がバイパス経路８を介して充電され、ＳＯＣが所定値ＰＶbを超えた場合、リレーをオフにして、バッテリ２の充電を終了する。
【0061】
以上のように、変形例３に係る車両用電源装置１は、例えば、以下の構成を備える。
（１０）車両用電源装置１は、バッテリ２のＳＯＣを推定する制御装置９の推定部９２と、
バッテリ２と車両電源３とを充放電可能に接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ８１（電圧調整装置）が設けられたバイパス経路８と、を備える。
監視部９１は、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにしている間、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶa以下となった場合、バイパス経路８を介して車両電源３からバッテリ２への充電を行う。
（１０）車両用電源装置１は、バッテリ２のＳＯＣを推定する制御装置９の推定部９２と、
バッテリ２と車両電源３とを充放電可能に接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ８１（電圧調整装置）が設けられたバイパス経路８と、を備える。
監視部９１は、ＦＥＴ５１をオフにし、かつＦＥＴ５２をオンにしている間、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶa以下となった場合、バイパス経路８を介して車両電源３からバッテリ２への充電を行う。
【0062】
ＦＥＴ５１をオフにした状態が長時間継続するとバッテリ２に充電が行われず、バッテリ２のＳＯＣが下がって放電時に十分な電力を供給できない可能性がある。変形例３では、車両用電源装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８１が設けられたバイパス経路８を備える。これによって、監視部９１がバッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶa以下となった場合、バイパス経路８を介して、バッテリ２の過充電を防ぎつつ、車両電源３からバッテリ２に充電を行うことができる。
なお、電圧調整装置はＤＣ／ＤＣコンバータに限定されない。例えば、バイパス経路８に電圧調整装置としてダイオードを設けてもよい。
なお、電圧調整装置はＤＣ／ＤＣコンバータに限定されない。例えば、バイパス経路８に電圧調整装置としてダイオードを設けてもよい。
【0063】
＜変形例４＞
前記した実施形態では、バッテリ２の電圧Ｖ2と比較する閾値ＴＨ１を、バッテリ２を構成する単位セル当たりの上限電圧Ｖuにセルの総数Ｎを乗じた値とする例を説明したが、この態様に限定されない。
変形例４では、監視部９１が、閾値ＴＨ１を、電圧センサ７２で測定されるセル電圧Ｖcを用いて逐次決定する例を説明する。
前記した実施形態では、バッテリ２の電圧Ｖ2と比較する閾値ＴＨ１を、バッテリ２を構成する単位セル当たりの上限電圧Ｖuにセルの総数Ｎを乗じた値とする例を説明したが、この態様に限定されない。
変形例４では、監視部９１が、閾値ＴＨ１を、電圧センサ７２で測定されるセル電圧Ｖcを用いて逐次決定する例を説明する。
【0064】
図９は、変形例４における閾値ＴＨ１の設定を説明する図である。
図９は、電圧センサ７２で測定されるセル電圧Ｖｃの一例を示しているが、図９に示すように、セル電圧Ｖcにはばらつきがある。図９の例では、４つのセルＣ１～Ｃ４の中で、セルＣ４が最も高いセル電圧（最大セル電圧Ｖcmax）を示している。図９に示すように、最大セル電圧Ｖcmaxは、単位セル当たりの上限電圧Ｖuに最も近い値である。言い換えれば、この最大セル電圧Ｖcmaxが上限電圧Ｖuまで達する電圧（クロスハッチング部分）が車両電源３から印加されれば、バッテリ２が過充電になる可能性が高い。
そこで、変形例４において、監視部９１は、最大セル電圧Ｖcmaxが上限電圧Ｖuに達するまでの電圧量を算出して、この電圧量に基づいて閾値ＴＨ１を設定する。
図９は、電圧センサ７２で測定されるセル電圧Ｖｃの一例を示しているが、図９に示すように、セル電圧Ｖcにはばらつきがある。図９の例では、４つのセルＣ１～Ｃ４の中で、セルＣ４が最も高いセル電圧（最大セル電圧Ｖcmax）を示している。図９に示すように、最大セル電圧Ｖcmaxは、単位セル当たりの上限電圧Ｖuに最も近い値である。言い換えれば、この最大セル電圧Ｖcmaxが上限電圧Ｖuまで達する電圧（クロスハッチング部分）が車両電源３から印加されれば、バッテリ２が過充電になる可能性が高い。
そこで、変形例４において、監視部９１は、最大セル電圧Ｖcmaxが上限電圧Ｖuに達するまでの電圧量を算出して、この電圧量に基づいて閾値ＴＨ１を設定する。
【0065】
監視部９１は、具体的には、以下の式（２）を用いて、バッテリ２全体の上限電圧を示す閾値ＴＨ１を算出することができる。
式（２）：
閾値ＴＨ１＝各セル電圧の総和ΣＶc＋｛（単位セル当たりの上限電圧Ｖu－最大セル電圧Ｖcmax）×セルの総数Ｎ｝
すなわち、式（２）では、最大セル電圧Ｖcmaxが上限電圧Ｖuに達するまでの電圧量（単位セル当たりの上限電圧Ｖu－最大セル電圧Ｖcmax）から、組電池であるバッテリ２全体の上限電圧を算出している。
式（２）：
閾値ＴＨ１＝各セル電圧の総和ΣＶc＋｛（単位セル当たりの上限電圧Ｖu－最大セル電圧Ｖcmax）×セルの総数Ｎ｝
すなわち、式（２）では、最大セル電圧Ｖcmaxが上限電圧Ｖuに達するまでの電圧量（単位セル当たりの上限電圧Ｖu－最大セル電圧Ｖcmax）から、組電池であるバッテリ２全体の上限電圧を算出している。
【0066】
監視部９１は、図５のステップＳ０２において、バッテリ２の電圧Ｖ2を閾値ＴＨ１と比較する前に、式（２）を用いて閾値ＴＨ１を算出することができる。
監視部９１は、図５のステップＳ０１において、電圧センサ７２から取得した各セル電圧Ｖcから最大セル電圧Ｖcmaxを選択する。監視部９１は、また、ステップＳ０１でバッテリ２の電圧Ｖ2として算出した各セル電圧の総和ΣＶcを式（２）の演算に用いることができる。
単位セル当たりの上限電圧Ｖuおよびセルの総数Ｎは、実施形態と同様に、予め設定して、記憶装置に記憶させることができる。
監視部９１は、図５のステップＳ０１において、電圧センサ７２から取得した各セル電圧Ｖcから最大セル電圧Ｖcmaxを選択する。監視部９１は、また、ステップＳ０１でバッテリ２の電圧Ｖ2として算出した各セル電圧の総和ΣＶcを式（２）の演算に用いることができる。
単位セル当たりの上限電圧Ｖuおよびセルの総数Ｎは、実施形態と同様に、予め設定して、記憶装置に記憶させることができる。
【0067】
以上のように、変形例４に係る車両用電源装置１は、以下の構成を有する。
（８）監視部９１は、バッテリ２の単位セル当たりの上限電圧Ｖuと、電圧センサ７２で測定される最大セル電圧Ｖcmaxとの差分にセルの総数Ｎを掛けた値を、各セルの電圧の総和ΣＶcに足すことで閾値ＴＨ１を算出する。
（８）監視部９１は、バッテリ２の単位セル当たりの上限電圧Ｖuと、電圧センサ７２で測定される最大セル電圧Ｖcmaxとの差分にセルの総数Ｎを掛けた値を、各セルの電圧の総和ΣＶcに足すことで閾値ＴＨ１を算出する。
【0068】
前記した実施形態のように、閾値ＴＨ１は、単位セル当たりの上限電圧Ｖu×セルの総数Ｎとして設定することができる。ただし、単位セル当たりの上限電圧Ｖuを高めに設定した場合、各セルの電圧Ｖcにばらつきがあると、閾値ＴＨ１を超える前に最もＳＯＣが高いセルで過充電が発生する可能性がある。単位セル当たりの上限電圧Ｖuに余裕を持たせて低めに設定することで過充電の可能性を低減することができるが、この場合は、バッテリ２に充電可能な電荷が小さくなる。
変形例４では、電圧センサ７２で測定される最大セル電圧Ｖcmaxに応じて閾値ＴＨ１がリアルタイムで設定される。最大セル電圧Ｖcmaxが高い場合には閾値ＴＨ１は低めに設定されるが、最大セル電圧Ｖcmaxが低い場合は閾値ＴＨ１は高めに設定され、バッテリ２に充電可能な電荷に余裕が生じる。
すなわち、変形例４の車両用電源装置１は、バッテリ２を過充電から保護しつつ、バッテリ２の状態に応じた充電を行うことができる。
変形例４では、電圧センサ７２で測定される最大セル電圧Ｖcmaxに応じて閾値ＴＨ１がリアルタイムで設定される。最大セル電圧Ｖcmaxが高い場合には閾値ＴＨ１は低めに設定されるが、最大セル電圧Ｖcmaxが低い場合は閾値ＴＨ１は高めに設定され、バッテリ２に充電可能な電荷に余裕が生じる。
すなわち、変形例４の車両用電源装置１は、バッテリ２を過充電から保護しつつ、バッテリ２の状態に応じた充電を行うことができる。
【0069】
＜その他の変形例＞
変形例２および変形例３では、車両の走行中にバッテリ２のＳＯＣが下がった場合に充電を行う例を説明したが、この態様に限定されない。
例えば、車両の停止中であれば、オルタネータの発電が行われないため、車両電圧が通常よりも大きくなってバッテリ２が過充電になる可能性は低い。監視部９１は、ＦＥＴ５１をオフにした後、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下した場合、車両が停止したタイミングでＦＥＴ５１をオンにして、バッテリ２が充電されるように制御することができる。なお、車両の停止は、車両を駐車させて走行を停止させた状態と、車両のブレーキ等により車両の走行を一時的に停止させている状態の両方を含むことができる。
変形例２および変形例３では、車両の走行中にバッテリ２のＳＯＣが下がった場合に充電を行う例を説明したが、この態様に限定されない。
例えば、車両の停止中であれば、オルタネータの発電が行われないため、車両電圧が通常よりも大きくなってバッテリ２が過充電になる可能性は低い。監視部９１は、ＦＥＴ５１をオフにした後、バッテリ２のＳＯＣが所定値ＰＶaより低下した場合、車両が停止したタイミングでＦＥＴ５１をオンにして、バッテリ２が充電されるように制御することができる。なお、車両の停止は、車両を駐車させて走行を停止させた状態と、車両のブレーキ等により車両の走行を一時的に停止させている状態の両方を含むことができる。
【0070】
前記した変形例は、実施形態に適用するだけでなく、変形例同士を組み合わせても良い。
【0071】
なお、閾値を用いた判定処理の一例として、閾値の比較対象が「閾値を超える」または「閾値より低い」場合に判定を行う態様を説明している場合、この態様のみに限定されない。比較処理は、閾値の比較対象が「閾値以上」または「閾値以下」である場合に判定を行う態様も含むことができる。反対に、閾値の比較対象が「閾値以上」または「閾値以下」である場合に判定を行う態様を説明する場合、この態様のみに限定されず、比較処理は、閾値の比較対象が「閾値を超える」または「閾値より低い」場合に判定を行う態様も含むことができる。すなわち、閾値を用いた判定処理の態様は、前記した例に厳密に解釈されるものではない。
【符号の説明】
【0072】
１ 車両用電源装置
２ バッテリ（第１のバッテリ）
３ 車両電源（第２のバッテリ）
４ 充放電経路
４１ ヒューズ
５ スイッチ部
５１ ＦＥＴ（第１の半導体スイッチング素子）
５２ ＦＥＴ（第２の半導体スイッチング素子）
５３ ダイオード（第１のダイオード）
５４ ダイオード（第２のダイオード）
７１ 電圧センサ（第１の電圧センサ）
７２ 電圧センサ（第２の電圧センサ）
７３ 電圧センサ（第３の電圧センサ）
８ バイパス経路
８１ ＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧調整装置）
９ 制御装置
９１ 監視部
９２ 推定部
２ バッテリ（第１のバッテリ）
３ 車両電源（第２のバッテリ）
４ 充放電経路
４１ ヒューズ
５ スイッチ部
５１ ＦＥＴ（第１の半導体スイッチング素子）
５２ ＦＥＴ（第２の半導体スイッチング素子）
５３ ダイオード（第１のダイオード）
５４ ダイオード（第２のダイオード）
７１ 電圧センサ（第１の電圧センサ）
７２ 電圧センサ（第２の電圧センサ）
７３ 電圧センサ（第３の電圧センサ）
８ バイパス経路
８１ ＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧調整装置）
９ 制御装置
９１ 監視部
９２ 推定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】