隨著功能集成和技術融合趨勢的繼續，筆記本電腦、蜂窩電話和媒體播放器等便攜式設備對電源有日益增加的要求。鋰電池—這些設備的主要可充電電源—在滿足便攜式設備對電源的要求上面臨嚴峻的挑戰。雖然在新的電源中正尋求時代的進步，系統設計工程師還應該完全發掘現有電池技術的潛力。這不僅僅是對電池本身施加了更大的壓力，而且要加強采用精確的電池電量測定(Fuel Gauge)方法，以最大限度地發揮電池的潛能。
許多移動應用，如無線帳號管理、數據處理和醫療監測，都依賴于精確的剩余電池電量信息，以防止因電池能量耗盡而出現意外關機。然而，在遍及電池生命期期間、整個工作溫度范圍內及各種負載用法的情況下，許多終端用戶、甚至一些系統設計工程師要提供精確的剩余電池電量信息常常面臨無法估計的挑戰。本文介紹如何利用TI公司稱為Impedance Track(阻抗跟蹤)的電量測定技術來應對上述挑戰，并給出了一個三串聯、兩并聯電池包解決方案的設計實例。
現有電池電量測定方法存在的問題
人們對鋰電池存在一種誤解，認為電池使用時間的縮短主要是因為電池電量的枯竭。與這種習以為常的思維相反，造成問題的不是電量的損失，而是電池阻抗的增加。圖1所示為100個(充電和放電)循環之后，電池電量下降到不足5%，與此同時，電池的內部直流阻抗R(Z)卻增加了兩倍。已經老化的電池具有較高的阻抗，對于給定的負載電流而言，其直接影響是內部電壓降更大，結果，已老化電池比新電池更早地到達了最小系統工作電壓(或終止電壓)。

傳統的電量測定技術主要以測量電壓和庫侖計算算法為基礎，在測定性能上有明顯的局限性。首先，由于成本低且設計簡單，以電壓為基礎的方案被廣泛地用于手持設備中，但是，隨著時間的推移，它會受到電池阻抗變化的影響，動態負載條件和溫度變化可能致使測定的誤差高達50%。其次，庫侖計算方案采取一種替代的方法，通過連續地對庫侖進行積分以計算所消耗的電荷及電荷的狀態(SOC)。由于預先掌握滿電量的情況，從而可以獲得剩余電量，這種方法的一個缺點是難以精確地模擬自放電。由于沒有周期性的滿循環校準，測定誤差會隨著時間的推移而增加。此外，這兩種算法都沒有解決電池阻抗變化的問題。為了避免老化的電池單元造成意外的關機，設計工程師必須過早地終止系統的工作。這樣做會讓新電池浪費大量的電能。