应战
在曩昔的几年里，比如笔记本电脑、手机以及媒体播放器等便携式设备的数量明显增加。这些具有更多特性与功用的设备要求更高的电量，所以电池有必要能够供给更多的能量以及更长的运转时刻。关于电池供电的体系而言，最大的应战在于电池的运转时刻。一般，电子体系规划人员一般将注意力会集在进步 dc-dc 电源转化功率上以此来延伸电池的运转时刻，而往往会疏忽与电源转化功率和电池容量平等重要的电池电量监测计的准确度问题。假如电池电量监测计的差错规模是 ±10%，那么就会有相当于 10% 的电池容量或运转时刻损失掉。
可是，电池的可用电量与其放电速度、作业温度、老化程度以及自放电特性具有函数联系。此外，传统的电池电量监测计还要求对电池进行彻底充电和彻底放电以更新电池容量，可是这在实践运用中很少产生，因而造成了更大的丈量差错。因而，在电池运转周期内很难准确猜测电池剩下容量及作业时刻。
规划方针：为了充分运用电池电量，当每节电池到达 3.0V 的停止电压时，用户期望能够在电池的运转周期内对其剩下电量进行准确度为 ±1% 的电池电量监测。此外，他们还期望去除耗时的充放电周期以更新运用 3S2P 锂离子电池组（三节锂离子电池串联以及两节锂离子电池并联）的笔记本型电脑的电池容量，每节电池的容量为 2200mAh。
解决方案
当时用于电池电量监测的最常见的技能便是库仑计数算法或对流入和流出电池的电流进行积分的算法。关于刚刚充溢电量的新电池而言，这种办法十分有用。可是，跟着电池老化和自放电，这种办法就显得不那么有用了。咱们没有办法来丈量自放电速度。因而一般用一个预界说的自放电速度公式来对其进行校对。这种办法不是很准确，因为电池间的自放电速度各不相同，并且一个模型不能适用于一切的电池。
库仑计数算法的另一个坏处在于只要在彻底充电今后当即进行彻底放电才能对电池的总容量进行更新，而便携式设备用户很少对电池进行彻底放电，因而，实践电量在完结更新之前或许会被大大下降。
第二种办法是运用电池电压与充电状况 (SOC) 之间的相互联系来进行电池电量监测。这种办法看起来比较直观，可是只要当未对电池接入负载电流时，电池电压才与 SOC 或电池电量具有很高的关联性。这是因为假如接入了一个负载电流，那么电池内部阻抗两头就会有一个压降。温度每下降 100℃，电池阻抗就会进步 1.5 倍。此外，当电池老化时，会呈现与阻抗有关的重大问题。一个典型的锂离子电池在完结 100 次充放电周期今后，其 DC 阻抗会增加一倍。最终，该电池对阶跃负载 (step-load) 改变会有一个十分大的时刻常数瞬态呼应。在接入负载今后，电池电压会跟着时刻的改变以不同的速度逐步下降，并在去除负载今后逐步上升。只是在其完结15.0%的规范的充放电周期（500 个）今后，关于全新电池而言，根据十分有用的电压算法就或许会引起高达 50% 的差错。
根据阻抗盯梢TM 技能的电池电量监测
经过上述成果能够看出，无论是库仑计数算法仍是根据电池电压相关算法的电池电量监测，要想完结 1% 的电池容量估量都是不或许的。因而，TI 开发出了一种全新电池电量监测算法——阻抗盯梢TM 技能，该技能归纳了根据库仑计数算法和电压相关算法的长处。
当笔记本型电脑体系处于睡觉或关机形式时，其电池及其电池组处于没有负载的闲暇状况。这时在电池开路电压 (OCV) 和 SOC 之间存在十分准确的相关性。该相关性给出了 SOC 切当的开端方位。因为一切自放电活动都在电池的 OCV 下降过程中反响出来，所以无需进行自放电校对。在便携式设备敞开之前，准确的 SOC 一般取决于对电池 OCV 的丈量。当设备处于活动形式并且接入了负载，便开端履行根据电流积分的库仑计数算法。库仑计数器丈量经过的电荷量并进行积分，然后不间断地算出 SOC 值。
图 1：估量电池的最高总容量 Qmax
图 1 显现了电池总容量丈量的更新。电池总容量是经过电池在充放电前后电压的改变满足小、处于全闲暇状况时，在 P1 和 P2 处的两个 OCV 读数核算得出的。在 P1 处电池完结放电之前，SOC 值可由下式得出：
电池完结放电且经过电荷为 DQ 时，SOC 值可由下式得出：
两个等式相减，得出：
其间
式中，经过分别在 P1 处和 P2 处丈量电池的 OCV，可由电池 OCV 以及 SOC 之间的相关性得出 SOC1 和 SOC2。从该等式能够看出，无需阅历彻底的充放电周期即可确认电池总容量。
在接入了外部负载之后，能够经过丈量出在负载条件下的电池电压差来丈量每节电池的阻抗。压差除以接入的负载电流，就能够得出低频电池阻抗。
图 2：由根据实时更新电池阻抗的电量监测计 bq20z80 算法猜测的剩下电量与真实剩下电量的比较
此外，当选用描绘温度效应的模型进行丈量作业时，阻抗的巨细与温度凹凸有关。有了该阻抗信息，咱们就能够对停止电压进行猜测，然后能够准确核算一切负载或温度下的剩下电量。有了该电池阻抗信号，咱们经过在固件中运用一种电压仿真办法就能够确认剩下电量。该仿真办法先核算出当时的 SOCstart 值，然后核算出在负载电流相同且 SOC 值继续下降的情况下未来的电池电压值。当仿真电池电压低于电池停止电压（典型值为 3.0V/每节）时，获取与此电压对应的 SOC 值并记做 SOCfinal。剩下电量 RM 可由下式得出：
图 2 说明晰 bq20z80 怎么准确地猜测电池的剩下电量。对剩下电量猜测的差错不到 1.0%。该差错率会贯穿于整个电池组的运用寿命。
定论
根据阻抗盯梢TM 技能的电池电量监测计归纳了根据库仑计数算法与根据电压相关算法的长处，然后完结了最佳的电池电量监测准确度。经过丈量闲暇状况下的 OCV，能够得出准确的 SOC 值。因为一切自放电活动都在电池的 OCV 下降过程中反响出来，所以无需进行自放电校对。当设备的运转形式为活动形式且接入了负载，便开端履行根据电流积分的库仑计数算法。经过实时丈量完结对电池阻抗的更新，并且经过阻抗盯梢技能咱们还能够省去耗时的电池主动回忆周期。因而，在整个电池运用周期内都完结了 1% 的电池电量监测精度。
