Selon certains chercheurs, des capteurs quantiques au diamant pourraient accroitre de 10% l’autonomie des véhicules électriques

​Un nouveau type de capteur pourrait améliorer la gestion des batteries, ce qui pourrait effectivement accroitre l'autonomie des véhicules électriques, rapporte le IEEE Spectrum*.
 
Des scientifiques japonais expérimentent des capteurs quantiques en diamant qui pourraient améliorer au centuple la gestion des batteries, en améliorant les capteurs actuels de surveillance de la gestion des batteries.
 
Selon le rapport, le courant de sortie moyen d’une batterie de VÉ est d'environ 10 ampères, mais pourrait atteindre plusieurs centaines d'ampères. Cette large variante d'intensités de courant signifie que les capteurs utilisés pour surveiller l'état de charge d'une batterie sont généralement limités à une précision de 1 ampère, ce qui se traduit par une marge d’erreur d'environ 10 % dans les estimations de l’autonomie.

​Batterie Polestar 2
 
Mais une étude menée par des scientifiques au Japon affirme que les capteurs quantiques au diamant peuvent fonctionner dans une plage de plus de 1 000 ampères tout en mesurant les intensités de courant avec une précision de 10 milliampères, réduisant la marge à environ 1 %, voire aussi peu que 0,1 %.
 
Les capteurs quantiques sont basés sur certaines propriétés de la matière au niveau subatomique, qui permettent une extraordinaire sensibilité.
 
Dans le cadre de l'étude, les chercheurs ont utilisé des capteurs quantiques en diamant de forme carrée mesurant 2 mm de large et 1 mm d'épaisseur. Ces capteurs peuvent détecter des courants de batterie aussi faibles que 10 milliampères dans la même registre de températures prévu dans l’application d’un véhicule, affirment les chercheurs.

Cellules de batterie à semi-conducteurs Solid Power
 
Les chercheurs ont également noté que ce niveau de sensibilité sera nécessaire pour les batteries à semi-conducteurs, qui devraient se décharger à des niveaux de puissance supérieurs et avec une charge rapide plus puissante.
 
Bien qu'ils ne soient pas prêts pour la commercialisation, l'étude suggère que les capteurs quantiques au diamant pourraient étendre l’autonomie des véhicules électriques de 10 % en fournissant une gestion plus précise de la batterie, ou garder la même autonomie mais permettre la réduction de la taille de la batterie. Cela va de pair avec ce que le projet ARPA-E du gouvernement fédéral a rapporté en 2013, à savoir que de plus petits capteurs pourraient à eux seuls réduire la taille des batteries de 20 à 30 %.
 
Les capteurs jouent également un rôle important dans la prévision de la durée de vie de la batterie. La gestion de batteries plus granulaires pourrait également constituer une partie importante de cette détection. Ainsi, tout comme les semi- conducteurs au carbure de silicium ont rendu possibles les onduleurs de 800 volts, les capteurs en diamant pourraient peut-être accroitre un autre niveau de performances des véhicules électriques.

Stephen Edelstein

*IEEE Spectrum est un magazine anglophone édité par l'Institut des ingénieurs en électricité et électronique. Il en fait la description suivante : « IEEE Spectrum est la publication phare et le site internet de l'IEEE.

Green Car Reports

Contribution: André H. Martel