新研究发现，钻石量子传感器可提升电动汽车10%续航里程

据介绍，最近几年来，电动汽车作为替代传统汽油内燃机的环保汽车，受到越来越多用户的欢迎与此同时，研究人员也加大了高效电动汽车电池的研发力度

可是，由于对电池容量估计不准确，电动汽车的效率较低通常，电动汽车的电池状态是通过电池的输出电流来评估的，这些电流将用于计算车辆的剩余里程

一般来说，电动车的电池电流可以达到几百安培可是，能够检测到该电流的商用传感器无法测量毫安级电流的微小变化，导致电池电量估计的不确定性约为10%，这意味着电动汽车的续驶里程可以延长10%相反，如果电动汽车的电池电量估计的准确性提高，电池利用率将会增强

幸运的是，一群日本科学家找到了解决办法他们发现了一种基于钻石量子传感器的检测技术，在测量电动汽车的典型大电流时，可以以1%的精度估计电池电量该研究报告发表在9月6日出版的《科学报告》上

这项研究的领导者是东京工业大学的教授Mutsuko Hatano他解释说，我们开发的金刚石传感器对毫安电流非常敏感，它足够紧凑，可以用于汽车此外，我们可以在电动汽车的噪声环境中检测高精度的mA级电流状态

在这项研究中，研究人员开发了一种原型传感器，它使用了两个钻石量子传感器，并将它们放置在总线的两侧可是，他们使用了一种称为差分检测的技术来消除两个传感器检测到的共同噪声，只留下实际信号相反，使用这种金刚石量子传感器，可以在背景噪声中检测到10 mA级的小电流

接下来，科学家团队使用模拟—数字混合控制两个微波发生器产生的频率，在1 GHz的带宽内跟踪和分析量子传感器的磁共振频率发现磁共振频率可以实现1000A的大动态范围此外，传感器的工作温度范围很宽，从零下40摄氏度到零下85摄氏度，适合普通车辆的温度范围

最后，研究团队在全球协调的轻型车测试循环中进行了样车的行驶测试，这是电动汽车能耗的标准测试传感器可以精确跟踪—50 A到130 A的充放电电流，电池电量的估算精度在1%以内

波多野武子教授说，这些发现意味着什么电池利用率每提高10%，电池重量就降低10%，将使2030年2000万辆新型电动汽车的运行能耗降低3.5%，生产能耗降低5%，相当于2030年全球交通运输领域二氧化碳排放减少0.2%