续航估算与电池选型：容量除以电流为什么算不准
做便携设备，客户和你自己都会先问一句：这玩意儿能用多久？你顺手一算——电池 2000mAh，设备耗 100mA，那不就是 20 小时嘛。结果做出来实测只撑了 12 小时，被追着问为什么虚标。问题不在电池，在你那个除法太天真。续航能估，但容量除以电流只是理论上限，现实要往下打好几折，而且大头往往被你忽略了。
续航估算的骨架公式
先把最基础的那个式子摆出来，它是一切的起点：
续航（小时）≈ 电池容量（mAh）÷ 平均电流（mA）
2000mAh 的电池，设备平均吃 100mA，理论 20 小时。这个公式没错，错在两个地方：一是分子「容量」不能全信，二是分母「平均电流」大多数人根本没算对。先说分子。
为什么容量要打折
电池标称 2000mAh，不代表你能真的取出 2000mAh 的有效能量。几个折扣叠在一起，实际可用容量常常只剩标称的 60%~80%：
- 放电效率：标称容量是厂家在特定条件下（通常小电流、常温）测出来的。你放电电流越大，能取出的容量越少——这叫 Peukert 效应。用大电流猛放，一部分能量在电池内阻上白白发热损耗掉了。
- 电压平台下滑：锂电从满电 4.2V 一路放到 3.0V，电压是持续往下掉的。但你的设备（比如 3.3V 系统）往往在电池跌到某个截止电压（比如 3.2V）时就因为稳压器掉出（dropout）而没法工作了。电压没到 0，设备就先罢工，剩下那截容量你根本用不上。
- 自放电：电池搁着不用也会慢慢漏电，锂电大约每月 2%~5%。做那种一年才换一次电池的低频设备，这笔账不能不算。
- 温度：低温是容量杀手。0℃ 环境下锂电可用容量可能掉到常温的 70% 甚至更低，户外冬天设备突然续航腰斩，八成是这个。
- 老化：锂电充放几百次后容量自然衰减，用到寿命末期只剩标称的 80% 是常态。
所以真实的分子不是 2000，可能是 1400。这一步打折是估算里最容易被漏掉、也最能解释「为什么实测比理论短一大截」的原因。
平均电流才是胜负手
分母比分子更关键，因为大多数便携设备的电流不是恒定的，而是在深睡的微安级和工作的毫安级之间反复横跳。你不能拿工作时的峰值电流去除，那会把续航吓得很短；也不能只看深睡电流，那会把续航吹上天。要算的是按占空比加权的平均电流。
举个实在的例子。一个环境监测节点，每 10 分钟醒来测一次、发一次数据：
- 深睡时：50μA（0.05mA），一次睡约 599 秒
- 工作时（测量 + WiFi 发送）：120mA，一次约 1 秒
加权平均电流 = (0.05mA × 599 + 120mA × 1) ÷ 600 ≈ 0.25mA
看清楚这个数字的分量：工作电流是深睡的 2400 倍，但因为工作时间只占 1/600，平均下来才 0.25mA。如果你偷懒直接拿 120mA 去算，2000mAh 电池只能撑 16 小时；按真实的 0.25mA 平均电流算，理论上能撑 8000 小时（近一年，再打对折自放电老化也有小半年）。续航差了几百倍，全在这个占空比上。 这也是为什么低功耗设计的核心永远是「压低平均电流」——要么让深睡更深，要么让工作时间更短。怎么把深睡电流压到微安级，看 L3 深度睡眠实战；系统性地怎么拆解和优化每一路电流，看 低功耗设计原理。
电池选型：按场景挑，别只看容量大
选电池不是容量越大越好，形态、峰值供电能力、体积都得一起权衡：
| 类型 | 标称电压 | 典型容量 | 适合 | 短板 |
|---|---|---|---|---|
| 18650 | 3.7V | 2000~3500mAh | 需要大容量、长续航的设备，如手持仪器、储能小盒 | 又粗又重（约 45g），不适合轻薄 |
| LiPo 软包 | 3.7V | 几百~2000mAh | 轻薄、可穿戴、异形空间，如手环、小卡片设备 | 机械强度差，怕扎怕挤，需结构保护 |
| 纽扣电池（CR2032 等） | 3V | 220mAh 左右 | 超小、超低功耗设备，如遥控器、温湿度标签 | 容量小、峰值电流带不动大负载（内阻高，一发 WiFi 就掉压重启） |
选型时先问三件事：需要多大容量（决定续航）、峰值电流多大（决定电池带不带得动）、体积形状什么限制（决定形态）。三者定了，型号基本就框出来了。
常见坑：三个把续航算崩的错
| 坑 | 现象 | 怎么避 |
|---|---|---|
| 只按标称容量算 | 理论 20 小时，实测 12 小时，被当成虚标 | 容量先打 6~8 折，再算截止电压以上的可用段 |
| 忽略峰值电流 | 平时正常，一发 WiFi/驱动电机就掉压重启 | 查电池最大放电电流（C 数）和内阻，纽扣电池尤其容易带不动瞬时大电流 |
| 没考虑低温掉容 | 户外冬天续航腰斩 | 按最低工作温度查 datasheet 的容量—温度曲线，留足余量 |
第二个坑最隐蔽也最坑人。续航是个「平均」的账，但设备能不能正常开机、发得出数据，是个「峰值」的账。一节 220mAh 的 CR2032 内阻可能几十欧姆，WiFi 瞬时拉 100mA 时电压立刻塌下去，MCU 直接欠压复位——这跟续航够不够无关，是电池根本喂不出这个瞬时电流。估续航看平均电流，选电池看峰值电流，两笔账要分开算。 想把设备的电流账彻底理清，配合 功耗预算原理 一起看。
续航估算永远只是估算，别把算出来的数字当成对客户的精确保证——分子分母都有大量现实变量，工程上要留足余量并以实测为准。另外，锂电池过放、过充、短路都有鼓包起火甚至燃爆的风险：务必给电池配保护板（防过充过放过流），充电用专门的充电管理芯片，一切参数以电池 datasheet 为准。电池安全的完整红线见 锂电池基础与安全，那篇是动手前的必读。
一句话口诀
续航 = 容量 ÷ 平均电流，但容量要打 6~8 折（放电效率/截止电压/自放电/低温/老化），平均电流要按占空比加权（深睡 μA + 工作 mA），别拿峰值电流去除续航、也别忘了峰值电流决定电池带不带得动。选电池按场景挑：大容量选 18650、轻薄选 LiPo、超小低功耗选纽扣电池——但纽扣电池带不动瞬时大负载。
下一步
估续航的前提是先把每一路电流盘清楚，去 功耗预算原理。想真正把平均电流压下去，核心手段是深睡，看 低功耗设计原理 学思路、看 L3 深度睡眠实战 上手做。电池本身怎么安全地用，务必先读 锂电池基础与安全。回 原理库总览 补齐其余电源基础。