過去的30年中，手機(jī)行業(yè)技術(shù)變革可謂翻天覆地，語音和短信功能已不再是硬件設(shè)計(jì)的主要考量因素，取而代之的則是對(duì)生活方式管理和海量在線內(nèi)容訪
2022-09-08 09:06:35 新浪科技據(jù)報(bào)道，近年來，電動(dòng)汽車 (EVs) 作為替代傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機(jī)汽車的環(huán)保型汽車，受到越來越多用戶的歡迎，同時(shí)，科研人員也加大針對(duì)高效電動(dòng)汽車電池的研發(fā)力度。
然而，由于對(duì)電池電量的估計(jì)不準(zhǔn)確，導(dǎo)致電動(dòng)汽車效率較低，通常是通過電池輸出電流評(píng)估電動(dòng)汽車電池充電狀態(tài)，這將用于計(jì)算車輛剩余行駛里程數(shù)。
一般而言，電動(dòng)汽車電池電流可達(dá)到數(shù)百安培，然而，能檢測(cè)到該電流的商用傳感器無法測(cè)量毫安等級(jí)電流的微小變化，從而導(dǎo)致電池電量估計(jì)不確定性約 10%，這意味著電動(dòng)汽車的行駛里程可以延長 10%，反之，如果提高電動(dòng)汽車電池電量評(píng)估精度，將增強(qiáng)電池使用率。
幸運(yùn)的是，日本一組科學(xué)家已找到了解決方法，他們研究發(fā)現(xiàn)一種基于鉆石量子傳感器的檢測(cè)技術(shù)，在測(cè)量電動(dòng)汽車典型的大電流時(shí)，可以在 1% 的精度內(nèi)估計(jì)電池電量。該研究報(bào)告發(fā)表在 9 月 6 日出版的《科學(xué)報(bào)告》雜志上。
該研究負(fù)責(zé)人是東京理工大學(xué) Mutsuko Hatano 教授，他解釋稱，我們研發(fā)的鉆石傳感器對(duì)毫安電流非常敏感，而且足夠緊湊，可以在汽車上使用，此外，我們能在電動(dòng)汽車嘈雜環(huán)境中檢測(cè)到精度較高的毫安等級(jí)電流狀態(tài)。
在這項(xiàng)研究中，研究人員開發(fā)了一個(gè)傳感器原型，使用兩個(gè)鉆石量子傳感器，放置在汽車母線 (輸入和輸出電流的電氣接點(diǎn)) 的兩側(cè)，然而，他們使用一種叫做“差分檢測(cè)”的技術(shù)來消除由兩個(gè)傳感器檢測(cè)到的常見噪聲，僅保留實(shí)際信號(hào)，反之，使用這種鉆石量子傳感器能在背景環(huán)境噪聲中檢測(cè)到 10 毫安等級(jí)的小電流。
接下來，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)利用兩個(gè)微波發(fā)生器產(chǎn)生頻率的模擬-數(shù)字混合控制，在 1 千兆赫帶寬內(nèi)追蹤分析量子傳感器的磁共振頻率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)磁共振頻率可實(shí)現(xiàn) ±1000 安的較大動(dòng)態(tài)范圍 (檢測(cè)到的最大電流和最小電流之比)，此外，該傳感器的工作溫度范圍較廣，從零下 40 攝氏度至 85 攝氏度，適用于普通車輛的溫度范圍。
最后，該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)這款原型進(jìn)行了全球協(xié)調(diào)輕型車輛測(cè)試周期 (WLTC) 駕駛測(cè)試，這是電動(dòng)汽車能耗的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，該傳感器能夠準(zhǔn)確跟蹤-50 安至 130 安的充放電電流，電池電量估計(jì)精度在 1% 以內(nèi)。
Mutsuko Hatano 教授表示，這些發(fā)現(xiàn)意味著什么呢？電池使用率每提高 10%，電池重量則減少 10%，這將使 2030 年 2000 萬輛新型電動(dòng)汽車的運(yùn)行能耗減少 3.5%，生產(chǎn)能耗降低 5%，這相當(dāng)于 2030 年全球交通運(yùn)輸領(lǐng)域二氧化碳排放量減少 0.2%。
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