伴隨著電動汽車的日益普及,科學家們正在不斷加緊研發更高效的電動汽車電池除了設計本身,還有一個重要因素會影響電池效率,那就是對電池容量的不準確估計
電池的充電狀態基于其電流輸出來測量,由此可以估計車輛的剩余里程一般來說,EV電池的電流可以達到幾百安培可是,可以檢測該電流的商用傳感器不能測量毫安級電流的微小變化這導致對電池電量的估計存在約10%的不確定性,這意味著EV的續駛里程可以延長10%
幸運的是,日本東京工業大學的一群科學家找到了解決辦法最近,他們在《科學報告》雜志上報告了一種基于鉆石量子傳感器的檢測技術,在測量電動汽車的大電流時,可以以1%的精度估計電池電量
領導這項研究的Mutsuko Hatano教授說我們開發了一種對毫安電流敏感的金剛石傳感器,它結構緊湊,可以在汽車上實現此外,我們測量了寬范圍的電流,并在嘈雜的環境中檢測到毫安級的電流
在最新的研究中,該團隊使用兩個鉆石量子傳感器制作了一個傳感器原型,并將其放置在公交車的兩側然后,他們用差分檢測技術,該技術消除了兩個傳感器檢測到的共同噪聲,只保留實際信號,從而可以在背景噪聲中檢測到10 mA的小電流
接下來,研究小組模擬了兩個微波發生器產生的頻率mdash數字控制用于在1 GHz的帶寬內跟蹤量子傳感器的磁共振頻率他們發現磁共振頻率可以實現plusmn1000A的大動態范圍
此外,該傳感器工作溫度范圍寬,適用于一般車輛。
最后,團隊對這款原型車進行了全球統一的輕型汽車測試循環行駛測試,這是一項電動汽車能耗的標準測試傳感器精確跟蹤—50 A到130 A的充放電電流,電池電量的估算精度在1%以內
波多野說,電池效率每提高10%,電池重量就會減少10%這將使2030年新增2000萬輛電動汽車運行能耗降低3.5%,生產能耗降低5%這相當于2030年全球交通領域二氧化碳排放量減少了0.2%
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