续航里程,是消费者重点关注整车指标之一。而电动汽车的续航问题,一直是一个让人担忧的问题。续航焦虑,几乎和电动汽车相伴而生。
电动汽车的续航“顽疾”
提起电动汽车的发展史,其实相比较燃油车,电动车起步更早。1873年英国化学家罗伯特·戴维森终于制造出世界上第一辆可供实用的纯电动车,采用一次电池驱动,并且在7年后应用了可充放电的二次电池。而被称为“汽车之父”的德国工程师卡尔·本茨在1886年才发明了第一辆三轮内燃机汽车。
纯电动汽车发展历程图
发展到二十世纪二十年代,纯电动车发展到黄金期,甚至在1915年,电动车市场占有率一度高出燃油车16%。之后由于石油开采技术和可燃及技术的提升,再加上蓄电池技术停滞,电动车无法满足长距离行驶的要求,燃油车后来居上,成为更多人的选择。
直到1990年,通用汽车发布纯电动概念轿车,各大汽车厂家才纷纷跟进电动汽车的研发和制造。到21世纪,车用电池,电机和控制系统等技术进步极大的推动了纯电动车的市场化,再到现如今提倡节能环保,很多国家纷纷发布燃油车禁售令,电动汽车又一次迎来了发展。
根据 Canalys 公布的最新数据显示,2023年上半年全球电动汽车销量增长49%,其中欧洲市场同比增长34%,美国市场同比增长97%。这一强势增长的电动汽车市场,为汽车产业带来了巨大市场需求,但不可忽视的是电动汽车的续航难题依旧存在。
特别是电动汽车使用过程中,电动汽车电池不能精确显示剩余电量,导致有些用户在使用中产生了里程焦虑。
金刚石量子传感器:电量检测精度达1%
电动汽车的剩余行驶里程很难准确预测,目前的电池电流传感器无法准确预测电量。因为电动汽车的电池电流最高可达数百安培,而平均电流仅为10安左右,而普通传感器在保持数百安培的动态范围时,没有几十毫安的精度,所以充电状态必须以大约10%的模糊估计,这使得电池使用效率低下。
东京工业大学研究人员提出了一个解决电动汽车低效的方案。在《科学报告》(Scientific Reports)上发表的研究中,该团队报告了一种基于金刚石量子传感器的检测技术,该技术可以在测量电动汽车大电流时,以1%的精确度估计电池电量。
利用金刚石制成的金刚石量子传感器应用于新能源汽车,电流测量范围为±1,000 A,精度为10mA,可以有效降低电动汽车的车载电池容量,并通过减轻重量等来改善功耗,将大大减少交通领域的CO₂的排放量,助力全球节能减排绿色发展。
除此以外,金刚石量子传感器还可应用于生物医学、物理、材料等领域。11月2日,第七届碳材料大会金刚石前沿应用论坛将邀请专家团队,与您相约上海,共同探讨金刚石光学器件与量子前沿应用。