https://delusionalrevolt.com/vqmr762sfx?key=c3668b2a6465dafa71bad2322044750a
تكنولوجيا

توسيع نطاق المركبات الكهربائية بأجهزة استشعار الكم الماسية

مفهوم تقنية الشحن السريع للبطارية

يمكن لتقنية الكشف القائمة على مستشعر الكم الماسي تقدير شحن البطارية بدقة أكبر ، مما يؤدي إلى توسيع نطاق السيارات الكهربائية.

عالٍ-الاحكام مراقبة بطارية السيارة الكهربائية باستخدام مستشعرات الماس الكمومي لتوسيع النطاق نحو حياد الكربون.

تزداد شعبية السيارات الكهربائية (EVs) كبديل صديق للبيئة للمركبات التقليدية التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالبنزين. وقد أدى ذلك إلى جهود بحثية كبيرة تهدف إلى تطوير بطاريات سيارات كهربائية عالية الكفاءة. ومع ذلك ، فإن عدم الكفاءة الكبيرة في السيارات الكهربائية ينتج عن التقديرات غير الدقيقة لشحن البطارية. يتم قياس خرج البطارية الحالي لتقييم حالة شحن بطارية EV. يستخدم هذا لحساب تقدير المدى المتبقي للمركبات.

عادة ، يمكن أن تصل تيارات البطارية في السيارات الكهربائية إلى مئات الأمبير. ومع ذلك ، لا تستطيع المستشعرات التجارية التي يمكنها اكتشاف مثل هذه التيارات قياس التغيرات الطفيفة في التيار عند مستويات ملي أمبير. يؤدي هذا إلى عدم يقين بنسبة 10٪ تقريبًا في تقدير شحن البطارية. وهذا يعني أنه يمكن زيادة نطاق السيارات الكهربائية بنسبة 10٪. وهذا بدوره سيقلل من الاستخدام غير الفعال للبطارية.

لحسن الحظ ، وجد فريق من العلماء الآن حلاً. في دراستهم ، أبلغوا عن تقنية كشف تعتمد على مستشعر الماس الكمي الذي يمكنه تقدير شحن البطارية بدقة 1٪ مع قياس التيارات العالية النموذجية للسيارات الكهربائية. قاد فريق الباحثين اليابانيين البروفيسور موتسوكو هاتانو من معهد طوكيو للتكنولوجيا (Tokyo Tech) ونشروا دراستهم اليوم (6 سبتمبر) في التقارير العلمية.

نحو مراقبة تيار البطارية عالية الدقة في إنفوجرافيك المركبات الكهربائية

الائتمان: طوكيو تك

“لقد طورنا مستشعرات ماسية حساسة لتيارات المللي أمبير ومدمجة بما يكفي لاستخدامها في السيارات. علاوة على ذلك ، نحن تم قياس التيارات في نطاق واسع بالإضافة إلى التيارات على مستوى الميلي أمبير التي تم اكتشافها في بيئة صاخبة ، “يقول البروفيسور هاتانو.

في عملهم ، طور الباحثون نموذجًا أوليًا لجهاز الاستشعار باستخدام مستشعرين من الماس الكمومي الموضوعين على جانبي قضيب التوصيل (تقاطع كهربائي للتيارات الواردة والصادرة) في السيارة. ثم استخدموا تقنية تسمى “الاستشعار التفاضلي” للتخلص من الضوضاء الشائعة التي يكتشفها المستشعران والاحتفاظ بالإشارة الحقيقية فقط. وهذا بدوره سمح لهم باكتشاف تيار صغير قدره 10 مللي أمبير وسط ضوضاء محيطة في الخلفية.

بعد ذلك ، استخدم فريق العلماء تحكمًا رقميًا تناظريًا مختلطًا للترددات الناتجة عن مولدين للميكروويف لرسم ترددات الرنين المغناطيسي لجهاز الاستشعار الكمومي على عرض نطاق يبلغ 1 جيجاهيرتز. أتاح ذلك نطاقًا ديناميكيًا عريضًا (نسبة أكبر إلى أصغر تيار مستشعر) بمقدار ± 1000 ألف. بالإضافة إلى ذلك ، تم تأكيد نطاق درجة حرارة تشغيل واسع من -40 إلى + 85 درجة مئوية لتغطية تطبيقات المركبات العامة.

أخيرًا ، اختبر الفريق هذا النموذج الأولي لقيادة WLTC (دورة اختبار المركبات الخفيفة المنسقة عالميًا) ، وهو اختبار قياسي لاستهلاك الطاقة للمركبات الكهربائية. قام المستشعر برسم تيار الشحن / التفريغ بدقة من -50 أمبير إلى 130 أمبير وأظهر دقة تقدير شحن البطارية في حدود 1٪.

ما هي الآثار المترتبة على هذه النتائج؟ يلاحظ البروفيسور هاتانو: “زيادة كفاءة استخدام البطاريات بنسبة 10٪ ستقلل من وزن البطارية بنسبة 10٪ ، الأمر الذي من شأنه أن يقلل طاقة التشغيل بنسبة 3.5٪ وطاقة البطارية بنسبة 5٪. إنتاج 20 مليون سيارة كهربائية جديدة في عام 2030 WW. وهذا بدوره يتوافق مع انخفاض بنسبة 0.2٪ في ثاني أكسيد الكربون2 انبعاثات النقل WW 2030 “.

نأمل بالتأكيد أن يقربنا هذا الاختراق من مجتمع محايد للكربون!

المرجع: 6 سبتمبر 2022 ، التقارير العلمية.
DOI: 10.1038 / s41598-022-18106-x

التمويل: وزارة التربية والتعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا


Source link

مقالات ذات صلة

تعليق

  1. تنبيه: توسيع نطاق المركبات الكهربائية بأجهزة استشعار الكم الماسية | NFT ARAB

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

Back to top button