盖世汽车讯 作为传统油车的环保替代品，电动汽车（EV）不断被普及，因此众多研究专注于开发高效的电动汽车电池。但是电动汽车效率低的主要原因是对电池电量的不准确估计。EV电池的充电状态是根据电池的电流输出来测量的，从而提供对车辆剩余续航里程的预估结果。

通常，电动汽车中的电池电流可以达到数百安培。然而，能够检测此类电流的商用传感器无法测量毫安级电流的微小变化，使得电池充电预估的模糊性达10%。 这意味着电动汽车的实际续航里程可以延长10%。反之若将这10%充分利用，则将减少电池的低效使用。

据外媒报道，由日本东京工业大学（Tokyo Institute of Technology）Mutsuko Hatano教授领导的研究团队提出了一个解决方案，即一种基于金刚石量子传感器的检测技术，可在测量电动汽车典型的高电流时以1%的准确度估计电池电量。相关论文已发表于期刊《Scientific Reports》。

图片来源：东京工业大学

Hatano教授解释说：“我们开发出对毫安电流敏感且足够紧凑的金刚石传感器，且可应用于汽车中。此外，我们还测量了广泛范围内的电流，并在嘈杂的环境中检测到了毫安级电流。”

该团队使用两个金刚石量子传感器制作了一个原型传感器，并将这些传感器放置在汽车母线的两侧（用于输入和输出电流的电接头）。然后，研究人员使用一种称为“差分检测”的技术来消除两个传感器检测到的共同噪声，并仅保留实际信号。这反过来又能够在背景环境噪声中检测到10 mA的小电流。

随后，该团队使用混合模拟-数字控制两个微波发生器产生的频率，以跟踪1 GHz带宽上的量子传感器的磁共振频率，从而实现±1000 A的大动态范围（检测到的最大电流与最小电流之比）。此外，研究还确认该传感器的工作温度范围为- 40°C至+ 85 °C，可应用于一般车辆应用。

最后，该团队对原型传感器进行了全球统一轻型车辆测试循环（WLTC）驾驶测试（电动汽车能耗的标准测试）。该传感器准确地跟踪了从-50 A到130 A的充电/放电电流，并展示1%以内的电池充电估计精度。

Hatano教授表示：“将电池使用效率提高10%将使电池重量减少10%，这意味着到2030年，全球2000万辆新电动汽车的运行能量和生产能量将减少3.5%和5%，从而可使2030年全球交通运输领域的二氧化碳排放量减少0.2%。”