JP2004364362A - 負荷電源供給システム及びその電源供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サブバッテリの充電容量を長期に渡って容易に維持する。
【解決手段】ダイオード等の降圧素子１９，２１を設けたり、あるいはサブバッテリ１３内の希硫酸等の電解液の濃度を低くすることにより、少なくとも、サブバッテリ１３の満充電状態における第２の負荷電圧Ｖｓを、メインバッテリ１１の満充電状態における第１の負荷電圧Ｖｍより、低く設定する。第２の負荷電圧Ｖｓと第１の負荷電圧Ｖｍとの差は、メインバッテリ１１の充電容量の低下に伴う電圧低下に応じて予め設定する。暗電流等によりメインバッテリ１１の充電容量が低下して電圧が低下する前に、サブバッテリ１３がバッテリ切れとなる事態を防ぐ。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、メインバッテリの他にバックアップ電源となるサブバッテリを搭載した負荷電源供給システム及びその電源供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車は、一般にバッテリが搭載され、オーディオやカーナビゲーションだけでなく、パワーステアリングや電子制御サスペンション等の自動車の走行に欠かせない基本機能にも電源を供給することが行われている。
【０００３】
ところで、バッテリは、一般に放電を繰り返すたびに充電容量が低下していく。また満充電時に過度な充電を行ったり、あるいはバッテリの電極となる活物質がすべて硫酸鉛に変化するまで過放電（完全放電状態）が行われると、バッテリの充電容量が大幅に低下して電源電圧が低下してしまう。
【０００４】
この場合、バッテリの交換が行われる必要があるが、このバッテリの交換までの間、一時的な緊急用のバックアップ電源として、メインバッテリとは別にサブバッテリを搭載することが行われている。
【０００５】
尚、上記従来の技術に係る先行技術文献は発見できなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
サブバッテリは、上述のように、メインバッテリの充電容量の低下により負荷に与える電源電圧が低下した場合に、そのバックアップ電源としてサブバッテリからの電圧が負荷に与えられるものであり、自動車の安全上、極めて重要な役割を果たすことになる。したがって、メインバッテリの充電容量が低下して電源電圧が低下した時点で、サブバッテリの電源電圧を可及的に満充電状態に維持しておく必要があり、このサブバッテリの充電容量を長期に渡って維持しておくための技術が望まれている。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、メインバッテリのバックアップ電源としてのサブバッテリの充電容量を長期に渡って容易に維持し得る負荷電源供給システム及びその電源供給方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、負荷に第１の負荷電圧を与えて当該負荷を駆動するためのメインバッテリと、前記メインバッテリの電圧低下時にバックアップ電源として第２の負荷電圧を前記負荷に与えるサブバッテリとを備え、少なくとも前記サブバッテリの満充電状態における前記第２の負荷電圧が、前記メインバッテリの満充電状態における前記第１の負荷電圧より、低く設定されるものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の負荷電源供給システムであって、前記サブバッテリと前記負荷との間に、前記第２の負荷電圧を前記第１の負荷電圧より低くするための降圧素子が接続されたものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の負荷電源供給システムであって、前記メインバッテリ及び前記サブバッテリのそれぞれの内部に、電解液と、当該電解液との化学反応により充放電を行う活物質からなる極板とを備え、前記サブバッテリの前記電解液の濃度が、前記第２の負荷電圧を前記第１の負荷電圧より低くするよう、前記メインバッテリの前記電解液の濃度より低く設定されたものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の負荷電源供給システムであって、前記第２の負荷電圧と前記第１の負荷電圧との差が、前記メインバッテリの充電容量の低下に伴う電圧低下に応じて予め設定されるものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の負荷電源供給システムであって、前記サブバッテリの満充電状態における前記第２の負荷電圧が、前記メインバッテリの完全放電状態の前記第１の負荷電圧と同等に設定されるものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、負荷に第１の負荷電圧を与えて当該負荷を駆動するためのメインバッテリと、前記メインバッテリの電圧低下時にバックアップ電源として第２の負荷電圧を前記負荷に与えるサブバッテリとを備えた負荷電源供給システムの電源供給方法であって、少なくとも前記サブバッテリの満充電状態における前記第２の負荷電圧が、前記メインバッテリの満充電状態における前記第１の負荷電圧より、低く設定されるものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の負荷電源供給システムの電源供給方法であって、前記サブバッテリと前記負荷との間に設けられた降圧素子により、前記第２の負荷電圧を前記第１の負荷電圧より低くするものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の負荷電源供給システムの電源供給方法であって、前記メインバッテリ及び前記サブバッテリが、電解液と、当該電解液との化学反応により充放電を行う活物質からなる極板とを内部にそれぞれ備え、前記サブバッテリの前記電解液の濃度を、前記メインバッテリの前記電解液の濃度より予め低く設定することにより、前記第２の負荷電圧を前記第１の負荷電圧より低くするものである。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の負荷電源供給システムの電源供給方法であって、前記第２の負荷電圧と前記第１の負荷電圧との差が、前記メインバッテリの充電容量の低下に伴う電圧低下に応じて予め設定されるものである。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の負荷電源供給システムの電源供給方法であって、前記サブバッテリの満充電状態における前記第２の負荷電圧が、前記メインバッテリの完全放電状態の前記第１の負荷電圧と同等に設定されるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
｛第１の実施の形態｝
図１はこの発明の第１の実施の形態に係る負荷電源供給システムを示す図である。
【００１９】
この負荷電源供給システムは自動車に搭載されるものであり、図１の如く、例えばパワーステアリングや電子制御サスペンション等の車載用の負荷１０を駆動するための常用電源を供給するためのメインバッテリ１１と、メインバッテリ１１の電源電圧が低下した場合等に一時的な緊急用のバックアップ電源として使用されるサブバッテリ１３と、自動車の走行時に車輪の回転駆動の動力を電気エネルギーに変換してメインバッテリ１１に回生用電圧を与える発電機（ＡＧ）１５と、上記のメインバッテリ１１、サブバッテリ１３及び発電機１５からの電源電圧を制御用回路（ＥＣＵ）１６の電源電圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１７とを備えた構成において、特に、例えば暗電流等によるサブバッテリ１３のバッテリあがりを防止するため、サブバッテリ１３からの電源電圧をメインバッテリ１１からの電源電圧よりも低く設定している。具体的には、この実施の形態においては、負荷１０に対してサブバッテリ１３からの電源電圧をメインバッテリ１１からの電源電圧より低減するための降圧素子１９，２１を備える構成としている。
【００２０】
メインバッテリ１１及びサブバッテリ１３は、例えば活物質として鉛が使用された極板とペースト状の電解液である希硫酸とが化学反応を行うことによって充放電がなされる一般的なペースト式鉛バッテリ等が使用される。両バッテリ１１，１３のバッテリ電圧は互いに同等のものが使用される。尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７に対しては、図１のように、メインバッテリ１１の電圧（＋Ｂ）が与えられるとともに、図２のように、サブバッテリ１３の電圧Ｖｓ０が第１の降圧素子１９で降圧された電圧Ｖｓ１が与えられる。また、負荷１０に対しては、各バッテリ１１，１３からの電流の逆流を防止する逆流防止ダイオード２３，２５がそれぞれ接続されており、よって、図１のように、メインバッテリ１１の電圧（＋Ｂ）が、逆流防止ダイオード２３の順方向電圧で降圧された電圧（第１の負荷電圧）Ｖｍが与えられ、また図２のように、サブバッテリ１３の電圧Ｖｓ０が両降圧素子１９，２１及び逆流防止ダイオード２５で降圧された電圧（第２の負荷電圧）Ｖｓが与えられる。尚、実際には、メインバッテリ１１からの電圧（＋Ｂ，Ｖｍ）及びサブバッテリ１３からの電圧（Ｖｓ１，Ｖｓ）をＤＣ／ＤＣコンバータ１７及び負荷１０にそれぞれ印加する場合に、リレーまたはパワーＭＯＳＦＥＴ等のスイッチを用いてメインバッテリ１１側とサブバッテリ１３側とで切換制御することが望ましいが、ここでは、説明の簡便のため、メインバッテリ１１からの電圧（＋Ｂ，Ｖｍ）及びサブバッテリ１３からの電圧（Ｖｓ１，Ｖｓ）が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７及び負荷１０に対してそのままそれぞれ並列に印加されるものとする。
【００２１】
また、メインバッテリ１１は、発電機（ＡＧ）１５からの電圧を受けて回生するようになっているが、サブバッテリ１３は基本的には緊急用のバックアップ電源として使用されるため、基本的には満充電状態が維持されており、この満充電状態における過充電が行われないように、発電機１５には接続されない構成となっている。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１７は、主としてメインバッテリ１１の電圧を降圧させながら安定化させるものである。
【００２３】
降圧素子１９，２１は、サブバッテリ１３からＤＣ／ＤＣコンバータ１７及び負荷１０にそれぞれ印加される電圧（Ｖｓ１，Ｖｓ）を、メインバッテリ１１から印加される電圧（＋Ｂ，Ｖｍ）よりそれぞれ低く設定するために設けられたものである。
【００２４】
一般に自動車のバッテリは放電を繰り返すごとに充電容量が低下し、特に負荷１０に暗電流が流れることにより、過度に深い放電、即ち、所謂「バッテリあがり」が行われると、バッテリの充電容量が大幅に低下してしまう。特に、最近の自動車においては、負荷１０のメインスイッチ（図示省略）をオフにしていても、暗電流と称される僅かな電流が負荷１０に流れ続けるため、長期に渡って自動車の運転を行わずに放置しておくなどすると、暗電流によってバッテリの充電容量が低下してしまう事態が生じ得る。
【００２５】
そこで、サブバッテリ１３は、上述のように、メインバッテリ１１の充電容量の低下によりＤＣ／ＤＣコンバータ１７や負荷１０に与えるバッテリ電圧が低下した場合に、そのバックアップ電源としてサブバッテリ１３からの電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１７や負荷１０に与えられるものであり、自動車の安全上、極めて重要な役割を果たすことになる。したがって、このサブバッテリ１３の充電容量は、交換頻度の高いメインバッテリ１１よりも長期に渡って維持しておくことが望ましい。
【００２６】
このことを考慮して、この実施の形態では、メインバッテリ１１が正常な充電容量を持っている間は、特にバッテリあがりの要因となりやすい負荷１０の暗電流について、メインバッテリ１１からの電源供給に基づいて供給することとしており、そのために、上述のように、サブバッテリ１３から負荷１０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７に印加される電圧を、降圧素子１９，２１を用いてメインバッテリ１１から印加される電圧より小さく設定している。
【００２７】
具体的に、第１の降圧素子１９は、図２の如く、サブバッテリ１３からの電源電圧Ｖｓ０をそれより低い電圧Ｖｓ１に変換するものであり、例えば一般的な抵抗体が適用される。電圧Ｖｓ１は、バックアップ電源ユニット２２からＤＣ／ＤＣコンバータ１７に与えられる電圧を意味しており、このＶｓ１を、正常状態（満充電状態）のメインバッテリ１１からの電圧（＋Ｂ）より低下させることで、サブバッテリ１３からＤＣ／ＤＣコンバータ１７への電流の流入を停止させる。これにより、メインバッテリ１１より先にサブバッテリ１３の充電容量が低下する事態を防止できる。
【００２８】
尚、第１の降圧素子１９は、取り扱いの便利さを考慮すると、例えば図１及び図２のようにサブバッテリ１３とともにバックアップ電源ユニット２２としてユニット化されることが望ましい。
【００２９】
第２の降圧素子２１は、サブバッテリ１３から負荷１０に印加される電圧Ｖｓを、メインバッテリ１１から印加される電圧Ｖｍよりも低くすることで、サブバッテリ１３から負荷１０への電流（暗電流を含む）の流入を停止させ、これを以て、メインバッテリ１１より先にサブバッテリ１３の充電容量が低下する事態を防止するものである。この第２の降圧素子２１は例えばダイオードが使用されており、この第２の降圧素子２１のアノードが、第１の降圧素子１９とＤＣ／ＤＣコンバータ１７との接続中間点に接続されて、カソードから出力される電圧を、順方向電圧により電圧降下する。即ち、サブバッテリ１３からＤＣ／ＤＣコンバータ１７に印加される電圧Ｖｓ１が、第１の降圧素子１９のみによってＶｓ０から降圧されるのに対して、負荷１０の側への電圧は、第１の降圧素子１９でＶｓ０からＶｓ１に降圧された後、さらに第２の降圧素子２１によってＶｓ２に降圧されて一層低く設定される。これは、負荷１０の暗電流がバッテリ（主としてメインバッテリ１１）あがりの主要因となるおそれが高く、特に、最近の傾向として自動車に多くの負荷１０が搭載されていることを考慮すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７及びＥＣＵ１６に対してよりも、負荷１０に対するサブバッテリ１３からの電流漏れ（特にサブバッテリ１３からの暗電流の防止）の重要性が高いからである。
【００３０】
尚、図１及び図２においては、第２の降圧素子２１を単一のものとして図示しているが、複数のダイオードを直列に接続して、順方向電圧による電圧降下を調整してもよい。例えば、第２の降圧素子２１による電圧降下が１〜２ボルト程度を要する場合であって、単一のダイオードの順方向電圧が０．６ボルトである場合は、２〜３個のダイオードを直列に接続すればよい。
【００３１】
上記構成の負荷電源供給システムの動作について説明する。上述したように、メインバッテリ１１からの電圧（＋Ｂ，Ｖｍ）及びサブバッテリ１３からの電圧（Ｖｓ１，Ｖｓ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７及び負荷１０に対してそれぞれ並列に与えられる。
【００３２】
図３は、各バッテリ１１，１３の充電容量と電圧との関係を示しており、図３中の符号Ｖｍは、上述のようにメインバッテリ１１から負荷１０に与えられる電圧を示している。また、符号Ｖｓａ〜Ｖｓｃは、いずれもサブバッテリ１３から負荷１０に与えられる電圧（図１及び図２中の符号Ｖｓに相当する電圧）を示しているが、特に電圧レベルが異なった場合を仮定して図示したものである。一般に、図３の如く、各バッテリ１１，１３は、充電容量が低下すると出力電圧が低下する傾向にある。
【００３３】
このような状況において、仮にメインバッテリ１１の満充電状態（充電容量＝１００％）の電圧Ｖｍ（図３中の点Ｐ１）に比較して、サブバッテリ１３の満充電状態の電圧（図３中の符号Ｖｓａ）が高い場合（図３中の点Ｐ２）を考える。この場合は、２つの電圧Ｖｍ，Ｖｓａが負荷１０に並列に与えられるため、相対的に高い電圧によって負荷１０に電流が流れる。即ち、サブバッテリ１３の電圧Ｖｓａに係る点Ｐ２の電圧値が、メインバッテリ１１の電圧Ｖｍに係る点Ｐ１の電圧値より高いため、メインバッテリ１１からの電流が流れず、専らサブバッテリ１３からの電流が負荷１０を流れることになる。この状態は、サブバッテリ１３の電圧Ｖｓａが点Ｐ３の状態まで低下するまで続き、電圧Ｖｓａが点Ｐ３の状態以下になった時点で、以後は、メインバッテリ１１の電圧Ｖｍとサブバッテリ１３の電圧Ｖｓａとの両方から負荷１０に電流が流れることになる（ただし、メインバッテリ１１とサブバッテリ１３とをスイッチで切り換える場合には、この時点でスイッチをサブバッテリ１３側に切り換えることになる）。
【００３４】
かかる両バッテリ１１，１３の動作態様は、サブバッテリ１３のバックアップ電源としての機能を確保しているとは言えず、サブバッテリ１３がメインバッテリ１１よりも早く消耗してしまう可能性が高い。
【００３５】
さらに、サブバッテリ１３の電圧レベルが例えば図３中の符号Ｖｓｂである場合、サブバッテリ１３の充電容量が０％の場合（点Ｐ４）の電圧Ｖｓｂ（＝Ｌｖ１）が、メインバッテリ１１の満充電状態（充電容量＝１００％）の点Ｐ１における電圧Ｖｍ（＝Ｌｖ１）に等しくなっている。この場合、サブバッテリ１３がバッテリあがりとなった時点（点Ｐ４）で、始めて点Ｐ１の状態のメインバッテリ１１から負荷１０に電流（暗電流を含む）が流れ出す。この場合は、メインバッテリ１１が電源として機能する時点で、常にサブバッテリ１３がバッテリあがり（過放電）になることを意味しており、もはやサブバッテリ１３のバックアップ電源としての機能を期待することは不可能である。
【００３６】
これに対し、この実施の形態では、両降圧素子１９，２１によって、サブバッテリ１３から負荷１０に与えられる電圧Ｖｓが、図３中の符号Ｖｓｃのように満充電状態（充電容量＝１００％）でメインバッテリ１１からの電圧Ｖｍよりも充分に低く設定されているので、サブバッテリ１３がメインバッテリ１１よりも早くバッテリあがりとなる事態を防止できる。具体的には、メインバッテリ１１から負荷１０に与えられる電圧が点Ｐ１の状態（電圧Ｖｍ＝Ｌｖ１）のときには、サブバッテリ１３から負荷１０は点Ｐ５の状態（電圧Ｖｓｃ＝Ｌｖ２＜Ｌｖ１）となっており、よってサブバッテリ１３からの電流が負荷１０に流れ出ることはなく、専らメインバッテリ１１からの電流が負荷１０に流れる。
【００３７】
そして、メインバッテリ１１が暗電流等により放電を繰り返して充電容量が低下し、負荷１０に与えられる電圧Ｖｍが図３中の点Ｐ６の状態（電圧Ｖｓｃ＝Ｌｖ２）に以降した時点で始めて、メインバッテリ１１の電圧Ｖｍとサブバッテリ１３の電圧Ｖｓａとの両方から負荷１０に電流が流れることになる（ただし、メインバッテリ１１とサブバッテリ１３とをスイッチで切り換える場合には、この時点でスイッチをサブバッテリ１３側に切り換えることになる）。即ち、サブバッテリ１３から負荷１０に印加される電圧Ｖｓ（図３中の符号Ｖｓｃ）を、両降圧素子１９，２１によって、メインバッテリ１１からの印加電圧Ｖｍに比べて充分に低くしているので、メインバッテリ１１からの印加電圧Ｖｍが図３中の電圧Ｌｖ２に低下するまでは、サブバッテリ１３の満充電状態（充電容量＝１００％）を維持することができ、暗電流等によってメインバッテリ１１の充電容量がある程度低下しても、サブバッテリ１３のバックアップ電源としての機能を十分に確保することができる。
【００３８】
ここで、図３中の電圧Ｌｖ１と電圧Ｌｖ２との差（Ｌｖ１−Ｌｖ２）は、具体的には暗電流によりメインバッテリ１１が消耗するにあたって、メインバッテリ１１からサブバッテリ１３に切り換えるのに適切なメインバッテリ１１の消耗度合い、即ち、サブバッテリ１３に切り換えられるべき当該メインバッテリ１１の充電容量の低下度合いを考慮して適宜設定される。実車においては、メインバッテリ１１の充電容量が大幅に変動することによって、負荷１０に印加される電圧Ｖｍは１〜２ボルト程度変動することが経験的に解っている。したがって、この電圧差１〜２ボルトを考慮して電圧Ｌｖ１と電圧Ｌｖ２との差（Ｌｖ１−Ｌｖ２）を設定し、この差（Ｌｖ１−Ｌｖ２）に相当する電圧降下を両降圧素子１９，２１によって確保すれば、暗電流によってメインバッテリ１１が消耗する前にサブバッテリ１３の充電容量が低下する事態を防止することができ、これによりサブバッテリ１３のバックアップ電源機能を維持することができる。この場合、サブバッテリ１３からＤＣ／ＤＣコンバータ１７への電流経路に配された抵抗体としての第１の降圧素子１９以外に、第２の降圧素子２１としてのダイオードの直列接続個数を適宜設定することで、満充電状態のサブバッテリ１３の電圧を所望の電圧値Ｌｖ２に設定できる。
【００３９】
最も望ましくは、サブバッテリ１３の満充電状態における電圧Ｖｓ（図３中の点Ｐ７における電圧Ｖｓｄ）を、メインバッテリ１１の完全放電状態の電圧Ｖｍ（Ｌｖ３）と同等になるように、サブバッテリ１３の電圧Ｖｓを低下させるよう設定する。これにより、メインバッテリ１１が完全放電状態となるまで、サブバッテリ１３からの放電を一切行わないようにでき、これによりサブバッテリ１３の充電容量を長期に渡って容易に維持することが可能となる。
【００４０】
尚、この実施の形態では、第２の降圧素子２１であるダイオードの他に、第１の降圧素子１９である抵抗体を使用し、この両降圧素子１９，２１で、サブバッテリ１３からの負荷１０に対する電圧Ｖｓをメインバッテリ１１からの電圧Ｖｍより低くなるようにしていたが、いずれか一方、例えばダイオードのみを使用しても差し支えない。
【００４１】
尚、上記実施の形態では、第１の降圧素子１９として抵抗体を使用し、第２の降圧素子２１としてダイオードを使用していたが、電圧降下を行うことのできる素子であれば、どのようなものを使用しても差し支えない。
【００４２】
｛第２の実施の形態｝
この実施の形態では、第１の実施の形態と同等の機能を有する要素については同一符号を付して説明する。
【００４３】
上記した第１の実施の形態では、抵抗体である第１の降圧素子１９とダイオードである第２の降圧素子２１の電圧降下により、サブバッテリ１３からの負荷１０に対する電圧Ｖｓをメインバッテリ１１からの電圧Ｖｍより低くなるようにしていたが、この発明の第２の実施の形態に係る負荷電源供給システムでは、サブバッテリ１３の電解液である希硫酸の濃度をメインバッテリ１１とサブバッテリ１３とで異ならせることにより、サブバッテリ１３からの負荷１０に対する電圧Ｖｓをメインバッテリ１１からの電圧Ｖｍより低くなるように設定したものである。
【００４４】
図４は一般的なバッテリの内部構成を示す模式図である。一般に、バッテリの内部では、活物質として鉛が使用された陽極板３１と陰極板３３とが、セパレータ３５を挟んで対向配置されており、これらはペースト状の電解液である希硫酸３７に浸されている。尚、具体的には、陽極板３１は過酸化鉛であり、陰極板３３は海綿状鉛となっている。
【００４５】
このバッテリーに負荷１０が接続されて放電を行うと、陽極板３１の過酸化鉛と陰極板３３の海綿状鉛はそれぞれ希硫酸３７中の硫酸に反応して硫酸鉛に変化し、また硫酸は水に変化する。この場合、希硫酸３７中の硫酸の濃度が高いほど、陽極板３１及び陰極板３３の化学反応が活性化するため、取り出される電圧は高くなる。一方、希硫酸３７中の硫酸の濃度が低いと、バッテリから取り出される電圧は低くなる。
【００４６】
このことを利用して、第１の実施の形態（図１）で説明した負荷電源供給システムの構成より第２の降圧素子２１（ダイオード）を省略する（図５）とともに、サブバッテリ１３内の電解液である希硫酸３７（図４）の濃度を、メインバッテリ１１内の希硫酸（電解液）の濃度よりも低く設定することで、サブバッテリ１３から負荷１０に与えられる電圧Ｖｓをメインバッテリ１１からの電圧Ｖｍより低く設定する。
【００４７】
このように、サブバッテリ１３の希硫酸３７の濃度をメインバッテリ１１よりも低く設定しているので、ダイオード等の第２の降圧素子２１を使用しなくても、第１の実施の形態と同様に、サブバッテリ１３がメインバッテリ１１よりも早くバッテリあがりとなる事態を防止できる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１及び請求項６に記載の発明によれば、少なくともサブバッテリの満充電状態における第２の負荷電圧を、メインバッテリの満充電状態における第１の負荷電圧より、低く設定しているので、暗電流等によりメインバッテリの充電容量が低下して電圧が低下する前に、サブバッテリがバッテリ切れとなる事態を防止できる。したがって、メインバッテリのバックアップ電源としてのサブバッテリの充電容量を長期に渡って容易に維持することが可能となる。
【００４９】
この場合、例えば請求項２及び請求項７のように、サブバッテリと負荷との間に設けられた降圧素子により、第２の負荷電圧を第１の負荷電圧より低くすることで、サブバッテリの第２の負荷電圧を、メインバッテリの第１の負荷電圧より容易に低く設定できる。
【００５０】
あるいは、請求項３及び請求項８のように、サブバッテリの電解液の濃度を、メインバッテリの電解液の濃度より予め低く設定することにより、サブバッテリの第２の負荷電圧を、メインバッテリの第１の負荷電圧より容易に低く設定できる。
【００５１】
請求項４及び請求項９に記載の発明によれば、第２の負荷電圧と第１の負荷電圧との差を、メインバッテリの充電容量の低下に伴う電圧低下に応じて予め設定しているので、メインバッテリの特性に応じてサブバッテリの作動タイミングを自由に設定できる効果がある。
【００５２】
最も望ましくは、請求項５及び請求項１０のように、サブバッテリの満充電状態における第２の負荷電圧を、メインバッテリの完全放電状態の第１の負荷電圧と同等に設定することで、メインバッテリが完全放電状態となるまでは、サブバッテリからの放電を行わないようにでき、これによりサブバッテリの充電容量を長期に渡って容易に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る負荷電源供給システムを示すブロック図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態に係る負荷電源供給システムのサブバッテリ及び両降圧素子を示すブロック図である。
【図３】メインバッテリとサブバッテリの充電容量と電圧との関係を示す図である。
【図４】一般的なバッテリの構造を示す模式図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態に係る負荷電源供給システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 負荷
１１ メインバッテリ
１３ サブバッテリ
１５ 発電機
１６ ＥＣＵ
１７ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１９，２１ 降圧素子
２２ バックアップ電源ユニット
３１ 陽極板
３３ 陰極板
３７ 希硫酸
Ｖｍ，Ｖｓ 負荷電圧

Claims (10)

1. 負荷に第１の負荷電圧を与えて当該負荷を駆動するためのメインバッテリと、
   前記メインバッテリの電圧低下時にバックアップ電源として第２の負荷電圧を前記負荷に与えるサブバッテリと
   を備え、
   少なくとも前記サブバッテリの満充電状態における前記第２の負荷電圧が、前記メインバッテリの満充電状態における前記第１の負荷電圧より、低く設定されることを特徴とする負荷電源供給システム。
2. 請求項１に記載の負荷電源供給システムであって、
   前記サブバッテリと前記負荷との間に、前記第２の負荷電圧を前記第１の負荷電圧より低くするための降圧素子が接続された、負荷電源供給システム。
3. 請求項１に記載の負荷電源供給システムであって、
   前記メインバッテリ及び前記サブバッテリのそれぞれの内部に、電解液と、当該電解液との化学反応により充放電を行う活物質からなる極板とを備え、
   前記サブバッテリの前記電解液の濃度が、前記第２の負荷電圧を前記第１の負荷電圧より低くするよう、前記メインバッテリの前記電解液の濃度より低く設定された、負荷電源供給システム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の負荷電源供給システムであって、
   前記第２の負荷電圧と前記第１の負荷電圧との差が、前記メインバッテリの充電容量の低下に伴う電圧低下に応じて予め設定される、負荷電源供給システム。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の負荷電源供給システムであって、
   前記サブバッテリの満充電状態における前記第２の負荷電圧が、前記メインバッテリの完全放電状態の前記第１の負荷電圧と同等に設定される、負荷電源供給システム。
6. 負荷に第１の負荷電圧を与えて当該負荷を駆動するためのメインバッテリと、前記メインバッテリの電圧低下時にバックアップ電源として第２の負荷電圧を前記負荷に与えるサブバッテリとを備えた負荷電源供給システムの電源供給方法であって、
   少なくとも前記サブバッテリの満充電状態における前記第２の負荷電圧が、前記メインバッテリの満充電状態における前記第１の負荷電圧より、低く設定されることを特徴とする負荷電源供給システムの電源供給方法。
7. 請求項６に記載の負荷電源供給システムの電源供給方法であって、
   前記サブバッテリと前記負荷との間に設けられた降圧素子により、前記第２の負荷電圧を前記第１の負荷電圧より低くする、負荷電源供給システムの電源供給方法。
8. 請求項６に記載の負荷電源供給システムの電源供給方法であって、
   前記メインバッテリ及び前記サブバッテリが、電解液と、当該電解液との化学反応により充放電を行う活物質からなる極板とを内部にそれぞれ備え、
   前記サブバッテリの前記電解液の濃度を、前記メインバッテリの前記電解液の濃度より予め低く設定することにより、前記第２の負荷電圧を前記第１の負荷電圧より低くする、負荷電源供給システムの電源供給方法。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の負荷電源供給システムの電源供給方法であって、
   前記第２の負荷電圧と前記第１の負荷電圧との差が、前記メインバッテリの充電容量の低下に伴う電圧低下に応じて予め設定される、負荷電源供給システムの電源供給方法。
10. 請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の負荷電源供給システムの電源供給方法であって、
    前記サブバッテリの満充電状態における前記第２の負荷電圧が、前記メインバッテリの完全放電状態の前記第１の負荷電圧と同等に設定される、負荷電源供給システムの電源供給方法。

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