什么是电池续航时间计算器？

这个工具用来估算电池能让设备运行多久。计算时会用到三个参数：电池的额定容量（单位为毫安时 mAh）、设备工作时的平均电流（单位为毫安 mA），以及一个效率系数。效率系数用于反映现实中的各种损耗，比如电压转换、发热，以及电池实际上很难百分之百释放标称容量这一情况。

电池容量除以负载电流即得运行时间。

使用方法

填入电池容量（一般印在电芯外壳上，或可在规格书中查到）、设备的平均负载电流，以及一个效率百分比。如果不确定效率取多少，按现实经验取 80–90% 比较合理；若想计算理论上的最佳情况，可填 100%。计算结果会显示以小时表示的续航时间，并贴心地换算成「几小时几分钟」，同时给出对应的天数。

公式解析

核心关系式为：续航时间（小时）=（容量 × 效率）÷ 负载电流。

$$\text{续航时间（小时）} = \frac{\text{容量（mAh）} \times \dfrac{\text{效率（\%）}}{100}}{\text{负载（mA）}}$$

由于容量的单位是 mAh，电流的单位是 mA，两者中的「毫安」相互抵消，最终得到的就是小时数。效率项（以百分比输入，再换算成小数）会把可用容量按比例下调，得出更贴近实际的数值。

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运行时间公式：容量乘以效率，再除以负载电流。

实例演算

一块 2000 mAh 的电池，给一个工作电流为 150 mA 的设备供电，效率为 85%：

$$(2000 \times 0.85) \div 150 = 1700 \div 150 \approx \mathbf{11.33 \text{ 小时}}$$

约合 11 小时 20 分钟 —— 大约 0.47 天。

典型电池容量及设备负载

要估算运行时间，您需要两个数字：电池容量（以mAh为单位）和设备负载电流（以mA为单位）。下面的表格列出了常见的现实值，您可以直接输入计算器中。请注意，容量额定值假设特定的放电速率和电压，因此应将其视为名义值。

常见电池容量

电池类型

标称电压

典型容量（mAh）

AAA（碱性/镍氢）

1.5 / 1.2 V

~1000

AA（碱性/镍氢）

1.5 / 1.2 V

~2000–3000

18650 锂离子电芯

3.7 V

~2500–3500

智能手机电池

3.7–3.85 V

~3000–5000

USB充电宝

3.7 V（电芯额定值）

~10000–20000

典型设备负载电流

设备/部件

典型负载（mA）

单个指示灯LED

~20

低功耗微控制器（如AVR/ARM）

~5–50

GPS接收模块

~50

ESP32（Wi-Fi活跃）

~150–250

智能手机（屏幕关闭/待机）

~10–50

智能手机（屏幕打开/主动使用）

~300–800

例如，配备3000 mAh AA电池、持续20 mA LED负载、效率为90%的设备可运行135小时。

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选择现实的效率因子

效率因子说明永远无法到达负载的能量——转换损耗、内阻、自放电，以及您很少将电芯放电至绝对零的事实。选择现实的值可以保持您的运行时间估计诚实。使用下面的指南。

效率

何时适用

损耗原因

100%

仅限理论上限

忽视所有现实损耗；用于快速最佳情况数学计算

90–95%

直接电池使用，低/中等电流

轻微内阻和布线损耗；电池以其原生电压供电给负载

80–90%

带有稳压器或DC-DC转换器

转换损耗（LDO以热形式降低电压；开关稳压器效率约85–95%）

70–80%

高放电速率或低温

Peukert效应在高电流时减少可用容量；冷环境中化学特性变慢；电压在截断前下降

对于大多数在室温下通过稳压器运行的电池供电电子设备，85%是明智的默认值。对于驱动USB设备的充电宝（升压转换器至5 V加上电缆损耗），或任何在冬季室外运行的项目，降至75%。对于直接由电芯供电的轻负载、稳定负载电路，保留90–95%。

常见问题

为什么要加入效率系数？没有哪块电池能完整释放其标称容量。温度、放电速率以及转换损耗都会减少可用电量，因此取 80–90% 的系数能让估算结果更真实可信。

如果设备电流是变化的怎么办？取一个典型工作周期内的平均电流即可。对于大部分时间处于休眠状态的设备，可按工作状态和待机状态各自持续的时长加权，求出平均电流。

能用瓦时（Wh）代替吗？本计算器使用 mAh 和 mA 进行计算。如果你手上只有瓦时数据，可先用瓦时除以电池电压，再乘以 1000，把容量换算成 mAh。