高精度监测电池 钻石量子传感器让电动车电量估计更准确

　　【化工仪器网 项目成果】近日，东京工业大学研究人员开发了一种基于钻石量子传感器的检测技术，可以在测量电动汽车大电流时准确估算电池电量，精确度达1%。相关研究成果发表于《科学报告》杂志。
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　　电动汽车电池的电量是限制其续航里程的主要因素之一，而目前电动汽车电池的电量计算往往存在较大误差，从而影响司机对于汽车续航的判断。电池电量的计算主要依靠电池的电流输出。电动汽车的电流可达数百安培，用于检测这种级别电流的商用传感器对毫安级别电流的微笑变化不敏感，因此估算电动汽车剩余电池电量时通常会有10%的模糊性。减小电池电量估算误差对于提高电动汽车的效率和司机的驾驶体验都有较大帮助。
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　　研究团队尝试利用钻石量子传感器解决这一问题。量子传感器是根据量子力学规律，利用量子叠加、量子纠缠和量子压缩等效应设计的，用于执行对系统被测量进行变换的物理装置。而钻石量子传感器是利用钻石中天然存在的类原子缺陷——氮空位(NV)缺陷来进行监测的量子传感器，这一技术灵敏度非常高，可以实现被测对象微小变化监测。
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　　研究团队用两个钻石量子传感器制作了一个原型传感器，将两个传感器分别放置在汽车进出电流的电子接头的两侧，并通过“差分检测”技术消除传感器接收到的噪音，使其能够在背景环境噪声中检测到10毫安的小电流。在研究中，团队发现利用该传感器估算电池电量的精度在1%以内。
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　　电池电量精度提高将提高电池的使用效率，从而减少电动汽车的生产能耗和运行能耗，使电动汽车更加环保。近年来，在环保减排趋势下，电动汽车的市场正在快速发展。相关统计数据显示，2021年全球纯电动汽车(EV)新车销量达到约460万辆，增至2020年的2.2倍。未来纯电动车的销量还将持续增长。在这样的市场发展之下，解决电动汽车的电池电量估计问题不仅将进一步扩大电动汽车的市场，还将扩大电动汽车的减排作用，推动人类向碳中和社会更进一步。
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　　(资料来源：科技日报)