鑽石量子傳感  精準監測電動車電池

日本東京工業大學研究人員報告了一種基於鑽石量子傳感器的檢測技術，該技術可以在測量電動汽車大電流時，以1%的精確度估計電池電量，如此一來將有助於解決電動汽車低效的問題。

通常情況下，電動汽車電池的電流可達到數百安培，能夠檢測到這種電流的商用傳感器無法測量毫安級別的電流的微小變化，導致在估計電池電量時約有10%的誤差範圍，這也讓車輛剩餘行駛里程充滿了不確定因素。

此次研究中，該團隊使用兩個鑽石量子傳感器制作了一個原型傳感器，這兩個傳感器放置在汽車母線（進出電流的電子接頭）的兩側；他們使用「差分檢測」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，從而能在背景環境噪聲中檢測到10毫安的小電流。

研究團隊對兩個微波發生器產生的頻率進行了模擬—數字混合控制，以在1千兆赫的帶寬上追蹤量子傳感器的磁共振頻率；他們發現，磁共振頻率可實現±1000安的大動態範圍（檢測到的最大電流與最小電流之比）。此外，該傳感器在-40℃—85℃的寬工作溫度範圍涵蓋一般的車輛應用。

最后，該團隊對這一原型進行了全球統一輕型車輛測試循環（WLTC）駕駛測試，這是一種電動汽車能耗的標准測試。該傳感器准確跟蹤了-50安到130安的充放電電流，電池電量估計精度在1%以內。

研究人員表示：「將電池使用效率提高10%，這將使2030年2000萬輛新型電動汽車的運行能耗減少3.5%，生產能耗減少5%。這又相當於2030年全球運輸領域二氧化碳排放量減少0.2%。」（記者／白水堯）

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