溫濕度鑽石量子傳感器(qì)可(kě)更精準監測電(diàn)動車(chē)電(diàn)池

東京工業大(dà)學研究人(rén)員提出了一個(gè)解決電(diàn)動汽車(chē)低(dī)效的方案。在發表于6日《科學報告》雜志(zhì)上(shàng)的研究中，該團隊報告了一種基于鑽石量子傳感器(qì)的檢測技(jì)術(shù)，該技(jì)術(shù)可(kě)以在測量電(diàn)動汽車(chē)大(dà)電(diàn)流時(shí)，以1%的**度估計(jì)電(diàn)池電(diàn)量。

電(diàn)動汽車(chē)低(dī)效的一個(gè)主要原因是對電(diàn)池電(diàn)量估計(jì)不準，電(diàn)池的充電(diàn)狀态是基于電(diàn)池的電(diàn)流輸出來(lái)測量的，據此可(kě)估計(jì)車(chē)輛(liàng)的剩餘行(xíng)駛裏程。

通(tōng)常情況下，電(diàn)動汽車(chē)電(diàn)池的電(diàn)流可(kě)達到數(shù)百安培，能夠檢測到這種電(diàn)流的商用傳感器(qì)無法測量毫安級别的電(diàn)流的微小(xiǎo)變化，導緻在估計(jì)電(diàn)池電(diàn)量時(shí)約有(yǒu)10%的模糊性，這意味着電(diàn)動汽車(chē)的續航裏程可(kě)延長10%。

此次研究中，該團隊使用兩個(gè)鑽石量子傳感器(qì)制(zhì)作(zuò)了一個(gè)原型傳感器(qì)，這兩個(gè)傳感器(qì)放置在汽車(chē)母線（進出電(diàn)流的電(diàn)子接頭）的兩側。他們使用了“差分檢測”技(jì)術(shù)，消除了兩個(gè)傳感器(qì)檢測到的共同噪聲，隻保留了實際信号，從而能在背景環境噪聲中檢測到10毫安的小(xiǎo)電(diàn)流。

研究團隊對兩個(gè)微波發生(shēng)器(qì)産生(shēng)的頻率進行(xíng)了模拟—數(shù)字混合控制(zhì)，以在1千兆赫的帶寬上(shàng)追蹤量子傳感器(qì)的磁共振頻率。他們發現，磁共振頻率可(kě)實現±1000安的大(dà)動态範圍（檢測到的*大(dà)電(diàn)流與*小(xiǎo)電(diàn)流之比）。此外，該傳感器(qì)在-40℃—85℃的寬工作(zuò)溫度範圍涵蓋一般的車(chē)輛(liàng)應用。

*後，該團隊對這一原型進行(xíng)了全球統一輕型車(chē)輛(liàng)測試循環（WLTC）駕駛測試，這是一種電(diàn)動汽車(chē)能耗的标準測試。該傳感器(qì)準确跟蹤了-50安到130安的充放電(diàn)電(diàn)流，電(diàn)池電(diàn)量估計(jì)精度在1%以內(nèi)。

研究人(rén)員稱：“将電(diàn)池使用效率提高(gāo)10%，這将使2030年2000萬輛(liàng)新型電(diàn)動汽車(chē)的運行(xíng)能耗減少(shǎo)3.5%，生(shēng)産能耗減少(shǎo)5%。這又相當于2030年全球運輸領域二氧化碳排放量減少(shǎo)0.2%。”

研究團隊表示，希望這一突破能讓人(rén)類離碳中和(hé)社會(huì)更近一步。