TI 推出新一代电量计芯片，全新自研技术有效应对高倍率充放电

前言

当前多种电子设备技术的增加，导致电池供电设备负载变得异常复杂，特别是在笔记本、医疗设备、无人机等领域。这些领域产品例如笔记本在开启高性能模式、无人机加速爬升等情况时，都会出现负载骤变，引起端电压的大幅波动，这都对电量估算提出了更高要求。

而传统电量计芯片往往依赖稳态电压或低频阻抗估测，在面对上述动态工况时容易被瞬态压降误导，导致剩余电量与剩余时间的估算出现明显偏差，从而引发提前关机或续航显示不准等问题。在医疗、工业或航拍等对可靠性和安全性要求高的领域，这类误判不仅会影响用户体验，更可能带来安全隐患和经济损失。

TI德州仪器近期针对这些问题，推出了新一代电池管理方案BQ41Z90和BQ41Z50，采用自研Dynamic Z-Track(IT-DZT) 算法，可有效解决高频、脉冲负载、电池老化下的电量预测难题。

Dynamic Z-Track(IT-DZT) 算法

在介绍 TI 德州仪器新一代电池管理方案 BQ41Z90 和 BQ41Z50 这两款产品之前，先来了解一下其特有的核心算法，即 Dynamic Z-Track(IT-DZT) 算法。

传统的电量算法只看电池在安静或慢变化时的电压来判断剩多少电，这在电流突然增大或减小时，比如无人机猛加油门、吸尘器瞬间高耗电，会被“骗”，即电压短时间内会掉下来，但不是电量少了，而是内部有阻力把电压拉低了。

Dynamic Z-Track就是多看了这段瞬间的变化，该算法将电池想成带有内部阻力和弹性的电路，能预测和分辨出哪部分电压下降是电流变动造成的瞬态变换，哪部分是真正的电量减少。这样在出现大电流脉冲时，它不会把瞬时压降误当成电量损失，而会实时校正剩余电量的估算。

而在电池循环与老化的过程中，Dynamic Z-Track算法会自适应更新内阻曲线和容量参数，从而抑制因寿命衰退而导致的剩余电量显示误差。这样一来，在脉冲放电、快充/放切换或高倍率工况下，设备对“还能用多久”和“是否会突然关机”的预测就更加精准，长期显示也更稳定，整机可靠性也随之提高。

TI 德州仪器高度集成电量计

这次德州仪器推出的行业高度集成电量计共有两款产品，分别是 BQ41Z90 与 BQ41Z50 两款产品，均采用了自研的 Dynamic Z-Track（IT-DZT）算法，并在测量前端与系统集成上做了相应强化。

其中 BQ41Z90 面向更高电压与更大串数的电池包，集成了高精度的库仑计与更高分辨率的采样通道，同时把旁路均衡能力提升到更大电流等级以应对容量不均与快速均衡需求。

而 BQ41Z50 采用更小的封装，面向 2–4 节串联电池应用，在低功耗与集成度上进行了优化以满足轻薄便携型产品。

接下来也将详细介绍一下这两款芯片，让各位有个更加深入的了解。

TI BQ41Z50

BQ41Z50 是德州仪器为轻薄便携与中小容量电池包设计的一颗高度集成电量计芯片，该芯片把测量前端、能量计量与在线阻抗跟踪算法有效结合，旨在在高动态负载场景下给出更稳定可靠的剩余电量和健康度判断。

BQ41Z50支持2-4 节串联锂离子/锂聚合物/LFP电池，最高耐压可达 40 V，内置双 16-bit的 Δ-Σ ADC 与集成库仑计，可以以更低的噪声与更高的分辨率同步采集电压与电流信号，从而为算法提供更干净、更精确的原始数据来源。同时该芯片的典型工作电流处于数百微安级，休眠与关断态下的待机电流分别被控制到极低水平，有助于延长待机类产品的整机续航。

BQ41Z50 集成了Dynamic Z-Track（IT-DZT）算法能在电流突变、脉冲负载或快充/放切换等复杂工况下快速区分“瞬时被拉低的电压”与“真正的电量损耗”，从而有效降低因瞬态压降导致的剩余电量估算偏差与意外关机风险。配合25 mA片内旁路均衡与完善的保护逻辑，BQ41Z50不仅能在短期内保证电压一致性，也能通过长期的在线阻抗追踪来抑制因电池衰老带来的估算漂移，提升整机长期可靠性。

BQ41Z50 采用 RSN32 封装，集成了 OV/UV、OC、SCD、OT 等多重保护机制，并提供电芯旁路均衡与 JEITA 等温度/充电管理策略支持，利于在快充与大电流脉冲场景下维持电芯一致性与寿命管理。同时 TI德州仪器也提供了相关的参考设计、布局建议与通信接口等参数，支持 SMBus v3.2，通信速率最高可达 1 MHz，便于与现有 BMS、主控 MCU 及上位系统对接。

TI BQ41Z90

BQ41Z90 是一款面向中大容量电池包与复杂拓扑的高度集成电池包管理器，专为需支持 3–16 串、包电压可达约 80V 的系统而设计。

与面向轻薄便携的 BQ41Z50 不同，BQ41Z90 在测量精度、均衡能力、功率与安全机制上做了全面放大，采用PVP64封装，适配 BBU、轻型电动车（LEV）、动力工具、大功率无人机与工业/医疗便携电源等更严苛的应用场景，并集成了完整的电芯监测通道与系统级驱动/保护，可减少外部器件数目、缩短设计周期并提高系统可靠性。

在测量和库仑计精度上，BQ41Z90使用了 18-bit 集成 Δ-Σ 库仑计，可带来更好的电量累积精度与噪声余量，为 Dynamic Z-Track 提供更加干净的数据基础，有效降低因负载骤变引发的剩余电量估算误差与意外关机风险。

BQ41Z90 提供高达每节 50 mA 的片内旁路均衡能力，并集成高侧 NMOS 驱动、电荷泵与预充/预放控制逻辑，支持复杂并联包与独立充电器的系统拓扑。通信上支持高带宽的 SMBus/I²C，同时内置丰富的诊断、日志与寿命记录功能，便于线上运维与预测性维护。

BQ41Z50 与 BQ41Z90 均提供面向安全应用的可选认证与保护机制，即支持 ECC、SHA-1、SHA-2 等加密/认证功能，以增强固件与数据的完整性与防篡改能力，可满足对防伪、远程诊断与保修追溯有较高要求的产品。结合 TI 德州仪器为该产品提供的参考设计、评估板与固件配置工具，整机厂可以在较短开发周期内完成器件上板、算法验证与系统适配，从而把“高动态场景下的可信电量显示”快速带入量产产品。

用户关注点

在用户最关心的几个维度上，这一代器件也做出了对应的响应。关于“负载骤变时能否准确预测关机时间”，Dynamic Z-Track(IT-DZT) 结合低噪声、高速采样与实时阻抗追踪，能够更快地区分瞬态压降与真实可用容量，从而有效降低错误触发保护的概率；

在安全性方面，产品均支持基于证书的闪存保护、ECC/SHA 等身份与加密机制，提升防伪与防篡改能力。

在工程对接层面，TI 为同类产品通常配套参考设计、评估板与固件配置工具，使得与现有 BMS、主控和通信总线（如 SMBus/I²C）兼容的整合工作更为顺畅。

针对不同行业的合规需求，BQ41Z90 与 BQ41Z50 在设计上分别体现了面向高压/工业场景与面向消费便携场景的适配策略，但最终投产与认证适配仍需要厂商提供相应的测试报告与认证资料以供验证。

充电头网总结

TI 德州仪器推出的 BQ41Z90 和 BQ41Z50 电池管理芯片，搭配自研 Dynamic Z-Track(IT-DZT) 算法，有效应对了高动态负载工况下电池电量估算的长期难题。该算法通过实时区分瞬态电压跌落与真实容量损耗，有效提升了脉冲放电、快充快放及电池老化等复杂场景下的电量预测精度。同时两款产品在不同应用场景中实现了精准适配，BQ41Z50专注于轻薄便携设备，在低功耗与高集成度方面实现优化；BQ41Z90则面向高压、多串电池组，提供更强的均衡能力与系统级保护功能，可满足工业、医疗和高端消费电子对可靠性及安全性的需求。

当前电池应用场景的正不断扩展，同时终端设备功耗动态范围也在进一步加大，未来电池管理技术必将更加注重瞬态负载响应速度、系统安全认证机制以及基于人工智能的自适应学习能力。面对这一趋势，建议设计师在芯片选型阶段优先考量具备先进动态阻抗跟踪算法的电量计方案，以此显著提升设备在复杂工况下的运行可靠性、安全性及续航预测准确性，进而增强终端产品的整体市场竞争力与用户体验。