Page 54 - 《橡塑智造与节能环保》2021年1期

■ 车用制品技术与应用

萨塞克斯大学用量子传感器测量电池性能

据 外媒报道，在最近进行的项目中，萨塞克 萨塞克斯大学的项目
该项目旨在利用量子磁力计技术，检查微型电池
斯大学（University Of Sussex）的研究人员
利用一种基于量子的传感器来测量电池行为，并期望 的电流是否正常流动。通过这种方式，对新电池和现
所产生的数据可用于改进电池技术。 有电池的化学成分进行快速评估，加快开发先进电池
技术，促进电气化发展。
磁力计通过单一传感器来测量磁通密度，而量子
磁力计基于亚原子粒子自旋。每个粒子磁矩与外加场
的耦合，被量化或限制为由量子力学定律确定的一组
离散值。Kruger指出，通过监测电流，可以在电池发
生故障之前，采取预防措施。量子传感器可以为电池
提供某种智能，通过监测其健康状况，减少最易造成
磨损的电池负载。
Kruger表示：“目前，电池监控解决方案主要集中
在测量电池的电压，从而明确显示电池内部剩余的电
荷。在随后的许多次充放电循环中，通过测量这些电
该项目解决了提高电池能量密度、耐久性和安全 压，可以在电池退化时监控充电容量。这些测量对监
性的关键需求，推动产业向绿色生态系统转变。该校 测电池的健康状态很有用，但并不能充分显示电池的
实验物理学研究教授Peter Kruger表示：“这将意味着量 内部状态。通过正在开发的量子系统，可以测量电池
子传感器首次产生重大商业影响。” 产生的磁场，从而推断流经电池的电流。这个系统就
电池与量子技术 像一个‘磁性摄像机’，能够窥视电池内部。”
新的电动汽车控制系统，包括再生制动系统、启 该研究小组的目标是开发小型、低功耗、便携
动/停止功能，以及驱动车轮的电动机在内，都需要 设备。这些设备不需要基础设施，运行成本最低，因
精确测量和控制电气输入，以优化性能，避免发生故 此适合经济生产。研究人员还将与CDO2、Magnetic
障。 Shields Ltd和QinetiQ密切合作，以实现其目标。
在这些系统中，电池电流测量传感器是重要组成 Magnetic Shields Ltd公司将提供所需的磁性无噪音环
部分，可用于测量电池的充放电水平及健康状态。现 境，使传感器技术在测试时达到前所未有的灵敏度。
在，已有若干技术可以制造性能良好的电流传感器， 目前最大的挑战在于提高电池容量。Kruger表
以监控车辆电池。 示：“从技术上讲，传感器不仅对电池的磁场敏感，而
与此同时，通过量子计算模拟电池的化学结 且对所有铁磁性物质的磁场都敏感。我们所做的大部
构，可以根据各种标准（如减重、最大密度和电池组 分工作都是关于传感器设计，以及如何使其免受外部
装），应用这些算法再现电池内部的化学成分，加快 磁源的影响，比如过滤掉汽车电动机产生的磁场。”
了电池组的产业化进程。

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