Ученые разработали датчики, которые в десять раз более точно измеряют силу тока в аккумуляторах электромобилей, чем коммерческие устройства. Это позволит эффективнее использовать аккумуляторы и сократить затраты на их производство. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
Электромобили как экологически чистая альтернатива обычным машинам, работающим на бензине, становятся все более популярными. Это, в свою очередь, увеличило спрос на высокоэффективные аккумуляторы, выходной ток в которых во время работы транспортного средства может достигать сотен ампер. Для сравнения, сила тока в зарядных устройствах для телефонов обычно составляет один-два ампера. При этом по показателю выходного тока в аккумуляторе электромобиля можно оценить уровень его заряда и, следовательно, оставшийся запас хода транспортного средства. Для этого используются специальные датчики, но все существующие на сегодняшний день коммерческие варианты имеют относительно низкую точность. Они не способны регистрировать изменения тока на уровне миллиампер (мА), что приводит к ошибке в измерениях порядка 10%. Соответственно, на те же 10% неточно измеряется запас хода электромобиля.
Японские ученые нашли решение этой проблемы, разработав высокоточный алмазный квантовый датчик, ошибка в измерениях которого не превышает 1%. Устройство представляет собой два детектора, размещаемых по разные стороны от одного из элементов аккумулятора, проводящего электрический ток. Каждый из детекторов проводит собственное измерение, после чего на основании полученных ими показателей производится точный расчет.
Новая технология позволила зафиксировать изменения силы тока, равные 10 мА. Предложенное устройство достаточно компактно, чтобы использоваться в электромобилях. Кроме того, оно сохраняет работоспособность в широком диапазоне температур: от -40 до +85 °C.
Руководитель исследовательской группы профессор Муцуко Хатано из Токийского технологического института так комментирует значимость разработки: «Увеличив эффективность использования аккумулятора на 10%, можно снизить его вес на 10%, что на 5% сократит энергию производства новых электромобилей. В свою очередь, это позволит уменьшить выбросы CO2 в атмосферу на 0,2% к 2030 году».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
