當前工業(yè)與消費電子設(shè)備（如 AI 設(shè)備、無人機、電動工具）負載愈發(fā)不可預(yù)測，動態(tài)負載給電池電量監(jiān)測帶來挑戰(zhàn) —— 傳統(tǒng)監(jiān)測計易因負載波動導致荷電狀態(tài)（SoC）估算偏差，引發(fā)設(shè)備意外停機（如無人機墜機）。為此，德州儀器專為 BQ41Z90、BQ41Z50 等器件研發(fā)的 Dynamic Z-Track 算法，成為動態(tài)負載場景下精準電池監(jiān)測的關(guān)鍵方案。

一、電池電量監(jiān)測計的核心作用與傳統(tǒng)技術(shù)局限

電池電量監(jiān)測計通過采集電流、電壓數(shù)據(jù)，計算 SoC、健康狀態(tài)（SoH）及剩余容量，為系統(tǒng)安全關(guān)機、防欠壓提供依據(jù)。傳統(tǒng)基于 Impedance Track?技術(shù)的監(jiān)測計，依賴 “電池負載緩慢變化” 的前提，采用低頻電阻電容（RC）模型（圖 1），通過放電過程中的電阻測量實現(xiàn)高精度 SoC 估算。

圖 1

但在高頻、可變負載場景中，傳統(tǒng) RC 模型分辨率不足，無法實時更新電池電阻，導致 SoC 估算偏差。例如，當負載電流高頻波動時，傳統(tǒng)算法難以捕捉電阻變化，無法準確反映電池真實電量狀態(tài)。

二、Dynamic Z-Track 算法的技術(shù)突破

作為 Impedance Track 算法的升級方案，Dynamic Z-Track 算法針對動態(tài)負載痛點，實現(xiàn)兩大核心突破：

寬帶瞬態(tài)建模：摒棄傳統(tǒng)低頻 RC 模型，構(gòu)建可模擬電壓瞬變的寬帶模型，能實時適配動態(tài)電流曲線。即使在負載不穩(wěn)定、高頻波動時，仍可精準捕捉電阻變化，避免因模型局限導致的電阻更新失效；

動態(tài)電阻實時估算：通過算法優(yōu)化，在電流瞬變過程中保持電阻估算的實時性與準確性。相比傳統(tǒng)算法在動態(tài)負載下電阻更新滯后的問題，該算法可同步跟蹤電流變化，確保電阻參數(shù)與電池實際狀態(tài)一致，為 SoC 計算提供可靠基礎(chǔ)。

三、電阻跟蹤對電量監(jiān)測的關(guān)鍵意義

電池電阻是影響 SoC 計算精度的核心參數(shù)，其變化具有顯著規(guī)律：隨電池循環(huán)次數(shù)增加呈線性上升，達到拐點后呈指數(shù)增長（圖 2）；同時與溫度成反比，低溫環(huán)境下電阻升高，電池可用容量降低。

若監(jiān)測計無法實時更新電阻，SoC 估算誤差會隨電池老化同步增大。在動態(tài)負載場景中，傳統(tǒng)算法因電阻更新失效，誤差范圍可達 10%-60%，可能導致設(shè)備因 SoC 高估突然關(guān)機（圖 3）。而 Dynamic Z-Track 算法通過精準跟蹤電阻變化，可有效規(guī)避這一問題，保障全生命周期內(nèi) SoC 計算精度。

圖 3

四、實際應(yīng)用案例與技術(shù)優(yōu)勢

以電動自行車場景為例：用戶查看 SoC 為 30% 時繞道購物，傳統(tǒng)監(jiān)測計可能因動態(tài)騎行負載導致電阻更新滯后，到達雜貨店時 SoC 誤顯 15%，返程中因?qū)嶋H電量耗盡（SoC 從 12% 驟降至 0%）突然斷電。

而搭載 Dynamic Z-Track 算法的監(jiān)測計，即使在騎行的動態(tài)負載下，仍能保持 99% 的 SoC 估算精度。該優(yōu)勢可幫助制造商優(yōu)化電池尺寸，延長設(shè)備運行時間達 30%，尤其適配無人機、筆記本電腦、便攜式醫(yī)療儀器等對電量可靠性要求嚴苛的場景，為終端用戶提供穩(wěn)定性能保障。

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