±1,000Aの電流計測レンジで10mAの精度を有するダイヤモンド量子センサを世界で初めて開発

　東京工業大学の研究グループは矢崎総業株式会社らの文部科学省光・量子飛躍フラッグシップ（Q-LEAP）のグループと共同で，ダイヤモンド量子センサを用いて±1,000Aの広い電流計測レンジにわたって，大電流から微小電流まで広い範囲で，精度10mAという高精度を実現する電流センサを世界で初めて開発した．これは現在電気自動車（EV）に搭載されている標準的なバッテリーの電流センサの精度（1A）に比べて100倍の性能である．

　図1(a)にEVにおける電池モジュール及び電流センサ実装イメージを示す．EV用電池においては，過充電または過放電による電池の劣化や発火を防止するために，実際の走行距離に寄与しない安全マージンが設けられている（図1(b)）．現状の（ホール式など）電流センサを用いた充放電電流積算による電池の充電率（SOC: State of Charge）の推定誤差は10%程度と大きくこれが安全マージンを小さくできない原因となっている．図1(c)は自動車の燃費試験の国際標準であるWLTC走行モードでの充放電電流パターンであるが，充放電電流が平均では10A程度であるにもかかわらず，最大時には数百Aにも達するため，広い電流レンジを持ちながら，高精度の充放電電流積算が可能な電流センサが求められる．広い電流レンジを持ちながらセンサの精度を向上できれば，安全マージンを減らして，図1(d)に示すように，走行距離を増加させることや，同じ走行距離であれば搭載電池容量を削減することができる．SOC推定誤差を1%に抑えるためには全電流レンジにわたって10mAオーダの精度を備えた電流センサが必要になる．