🔋 电池寿命计算器

电池寿命计算器回答每个创客迟早会问的问题：“这东西到底能跑多久？”答案只是一次除法。用电池储存的能量 — 它的容量 — 除以设备消耗它的速率。结果就是以小时计的续航时间。这和你给 LED 选限流电阻、或核算 分压器 背后的静态电流是同一套基本账，只不过表达成了时间而非电阻。

容量以毫安时（mAh）或安时（Ah）计量。尽管名字如此，它衡量的是电量而非功率：一块 2000 mAh 的电芯能以 2000 mA 供电一小时，或 100 mA 供电二十小时，或任何乘积等于 2000 的组合。设备拉取的电流以毫安（mA）计。两者相除，"毫安"单位相互抵消，剩下的就是小时。

对于一块 2000 mAh 的电池，下表显示负载增大时续航时间如何缩短：

核心公式只是电量对电流的一个比值：

续航时间（h）= 容量（mAh）÷ 负载（mA）

如果多个相同设备共用一个电池，先把负载乘以设备数量。计算器会替你完成：一块 2000 mAh 的电池组供四个各耗 100 mA 的装置，总耗电 400 mA，所以能撑 2000 ÷ 400 = 5 小时而不是 20 小时。注意分母 — 电流加倍，续航时间每次都减半。这种"加起来"的逻辑在并联电芯时同样成立，容量就像是 并联电阻 网络里的支路电流。

作为衍生校验，计算器还会报告C 倍率，即负载电流除以同单位的容量：C = I（mA）÷ 容量（mAh）。0.05 C 的放电（从 2000 mAh 里取 100 mA）是温和、利于寿命的涓流；1 C 的放电意味着电池恰好一小时放空；高于 2 C 就是剧烈、发热、缩短电芯寿命的放电。C 倍率是电池数据手册实际引用的数字，所以它是比较一颗纽扣电池和一块粗壮的 18650 的诚实方式。

真实电池藏着两个坑。第一，容量通常是在适中的 C 倍率（常为 0.2 C）下标定的；拉得更狠，你得到的就少于标称值 — 这种衰减就是 Peukert 效应，在铅酸和旧式 NiMH 电芯上最明显。第二，"截止"电压很关键：在 3.0 V 就断电的设备，能从锂离子电池里榨出比 3.4 V 断电设备更多的续航。计算器给出的是理想值；把它当作一个有信心的上限。

组电池组是与续航数学分开的另一个选择。电芯串联电压相加而容量不变，续航不变；电芯并联容量（和电流能力）相加而电压不变，续航成比例增长。因此一块"3S2P"锂离子电池组的续航大约是单串的两倍，电压是单串的三倍。你输入计算器的容量应该是并联相加后的总数，而不是单颗电芯的标称值。

1. 输入电池容量并选择单位（小电芯用 mAh，大电池组用 Ah）。
2. 输入设备耗电电流并选择单位（mA、A 或 uA）。
3. 输入共用该电池的相同设备数量（只有一个就保持 1）。
4. 点击计算，查看以小时和天计的续航时间、总电流以及 C 倍率。
5. 把 C 倍率与电芯数据手册对比，为延长寿命请让它远低于 1 C。

为什么我的设备比计算器预测的更早没电？

这个数字是理想值。真实电芯在大电流下输出更少（Peukert 效应），截止电压会提前切断续航，静置时的自放电也在悄悄消耗。低温还会缩小可用容量。实际预期按这个数值的 80–90% 估。

什么 C 倍率算安全？

对大多数化学体系，低于 0.5 C 是温和且利于寿命的。手机和电动工具通常 1 C 左右。持续超过 2 C 的放电会发热并磨损电芯；只有专门设计的高倍率电芯才扛得住。

可以给 USB 充电宝用吗？

可以，但请读取充电宝以 3.7 V 电芯级标注的 mAh，而不是盒子上印的 5 V 输出数字 — 5 V 那个数已经包含转换损耗，会低估电芯实际储存的电量。

电池更大，续航一定成比例变长吗？

在理想模型里是的：mAh 翻倍，小时翻倍。实际上更大的电芯内阻也更低、更不易发热，所以超大电流放电时能找回一部分损失掉的容量。对适中负载来说，关系接近线性。

设备大部分时间在休眠，怎么计算？

取一个完整周期内的平均电流：如果 9 秒耗 5 mA、1 秒耗 100 mA，均值约为 14.5 mA。把这个平均值输入计算器，就能得到更接近实际的估算。

低功耗无线节点，尽量把平均电流压到 0.05 C 以下 — 一块 2000 mAh 的锂离子电池以 20 mA 涓流供电，能撑过四天，这与用大电阻搭 分压器 时的静态电流思路天然契合。

做电源预算时记住，计算器的数字是上限。如果你的产品必须靠一次充电挺过寒冷的一周，按理想续航的约 70% 来设计，就不会措手不及。

新旧电芯串联混用是假省钱：最弱的电芯最先到达截止电压，整组电池随之断电，尽管其他电芯还有电。整条串联串要一起换。

续航不够时，要么提高容量，要么降低耗电 — 同时检查被忽略的漏电，比如一个永不熄灭的 状态 LED；一只常亮的 5 mA 指示灯就能悄悄吃掉小电池三分之一的寿命。

对射频节点来说，占空比把两个世界连在一起：你在这里输入的平均电流决定续航，而广播使用的载波则由 频率与波长换算 工具里的波长数学设定。缩短发射时间，电池预算和天线预算都能改善。

温度会悄悄偷走容量：锂离子电池在 0 °C 大约只能输出室温 mAh 的 80%，冰点以下数字继续下跌，充电也变得不安全。如果你的产品冬天要在户外用，按这个缩水的容量而非实验室数字来设计，计算器的上限依然能给你正确指引。