什么是电池续航时间计算器？
这款工具可以估算一块电池在需要充电之前，能为设备供电多长时间。它需要三个数据：电池的额定容量，单位为毫安时（mAh）；设备运行时的平均电流（负载），单位为毫安（mA）；以及一个效率系数，用来反映发热、电压调节、放电曲线不理想等真实损耗。计算结果会以小时和分钟的形式给出预计续航时间。
使用方法
先填入电池容量——大多数电芯和充电宝上都印有这个数值，例如 3000 mAh。再填入设备运行时的工作电流，可以查阅产品规格书，或用 USB 功率计实测。最后设置效率百分比：100% 是理论上的理想上限，而对大多数电子设备来说，80%–90% 更符合实际情况。点击计算，即可看到预计续航时间。
公式解析
核心关系式为 续航时间 =（容量 ÷ 负载）× 效率。
$$\text{续航时间 (h)} = \frac{\text{容量 (mAh)}}{\text{负载 (mA)}} \times \frac{\text{效率 (\%)}}{100}$$用 mAh 表示的容量除以 mA 表示的负载，得到理论续航小时数；再乘以效率系数（0 到 1 之间的小数），就把它修正为更接近实际的估算值。举例来说，理论上能用 15 小时的电池，在 85% 的效率下，实际大约能用 \(12.75\) 小时。
实例演算
假设你有一块 3000 mAh 的电池，为一台工作电流 200 mA 的设备供电，效率为 85%。计算过程为：
$$(3000 \div 200) \times 0.85 = 15 \times 0.85 = 12.75 \text{ 小时}$$约等于 12 小时 45 分钟。
典型电池容量和设备电流消耗
要估算运行时间，你需要两个数字：电池的容量（单位毫安时 mAh）和设备的平均电流消耗（负载）（单位毫安 mA）。下表给出了现实范围，你可以将合理的数值代入计算器。始终使用平均电流消耗——许多设备会短暂突增，但大部分时间接近空闲状态。
常见电池容量
| 电池类型 | 典型容量 (mAh) | 标称电压 |
|---|---|---|
| AAA 碱性电池 | ~1000–1200 | 1.5 V |
| AA 碱性电池 | ~2000–3000 | 1.5 V |
| AA 镍氢充电电池 | ~1900–2500 | 1.2 V |
| 18650 锂离子电芯 | ~3000–3500 | 3.7 V |
| 21700 锂离子电芯 | ~4000–5000 | 3.7 V |
| 智能手机电池 | ~3000–5000 | 3.7–3.85 V |
| 平板电脑电池 | ~6000–10000 | 3.7–3.85 V |
| 移动电源 | 10000–20000 | 3.7 V（电芯） |
常见设备的典型电流消耗
| 设备 / 负载 | 典型平均消耗 (mA) |
|---|---|
| 标准指示灯 LED | ~20 |
| 蓝牙低功耗 (BLE) 传感器 | ~5–15 |
| 实时时钟 / 睡眠模式 MCU | ~0.01–1 |
| ESP32（Wi-Fi 活跃） | ~120–240 |
| ESP32（深度睡眠） | ~0.01–0.15 |
| GPS 追踪器（活跃定位） | ~40–100 |
| 小型直流爱好者电机 | ~100–500 |
| 5 V USB 设备 @ 1 W（换算至 3.7 V 电芯） | ~270 |
因为锂离子电芯、移动电源和手机电池的额定电压不同，要公平地比较它们的容量通常需要先将 mAh 转换为瓦时（Wh）——详见下面的转换部分。
常见场景下的运行时间
运行时间通过将容量除以负载，然后乘以效率因子得出：
$$\text{运行时间 (h)} = \frac{\text{容量 (mAh)}}{\text{负载 (mA)}} \times \frac{\text{效率 (\%)}}{100}$$效率因子（通常为 80–90%）考虑了电压转换损耗、自放电以及你很少能提取额定容量的 100% 的事实。第一行的具体计算示例：\( \frac{2000}{50} \times \frac{85}{100} = 40 \times 0.85 = 34 \) 小时。
| 容量 (mAh) | 负载 (mA) | 效率 | 运行时间 (h) | 小时 + 分钟 |
|---|---|---|---|---|
| 2000 | 50 | 85% | 34.0 | 34 小时 0 分钟 |
| 3000 | 20 | 90% | 135.0 | 135 小时 0 分钟 |
| 5000 | 200 | 90% | 22.5 | 22 小时 30 分钟 |
| 10000 | 500 | 80% | 16.0 | 16 小时 0 分钟 |
| 3500 | 240 | 85% | 12.4 | 12 小时 24 分钟 |
| 10000 | 15 | 85% | 566.7 | 566 小时 40 分钟 |
更高的效率和更低的负载都会延长运行时间。对于使用放电深度而非效率因子的更深层放电模型，相同的容量除以负载的关系仍然适用。
mAh、Wh 和电压转换
毫安时仅描述电荷——它们不能在不同电压的电池之间进行比较。要比较 3.7 V 手机电芯与 5 V USB 额定值或 11.1 V 组合包，需转换为瓦时 (Wh)，它测量能量：
$$\text{Wh} = \frac{\text{容量 (mAh)} \times \text{电压 (V)}}{1000}$$| 容量 (mAh) | 电压 (V) | 能量 (Wh) |
|---|---|---|
| 3000 | 3.7 | 11.1 |
| 5000 | 3.7 | 18.5 |
| 10000 | 3.7 | 37.0 |
| 2000 | 5.0 | 10.0 |
| 2200 | 11.1 | 24.42 |
将 mAh 从一个电压转换到另一个电压
当移动电源按其内部电芯电压（3.7 V）额定，但你在更高输出电压（5 V）下为设备充电时，在更高电压下的可用 mAh 按电压比例下降（能量守恒，减去转换损耗）：
$$\text{mAh}_{V_2} = \text{mAh}_{V_1} \times \frac{V_1}{V_2}$$| 额定容量 | 在电压 \(V_1\) | 转换至 \(V_2\) | 等效容量 |
|---|---|---|---|
| 10000 mAh | 3.7 V | 5.0 V | 7400 mAh |
| 20000 mAh | 3.7 V | 5.0 V | 14800 mAh |
| 3000 mAh | 3.7 V | 5.0 V | 2220 mAh |
例如，一个 10000 mAh 移动电源包含 \(10000 \times 3.7 = 37000\) mWh 的能量；以 5 V 输出时在效率损耗前为 \(37000 / 5 = 7400\) mAh。在典型 85–90% 转换效率之后，实际到达你的手机的数值更低——这就是为什么 10000 mAh 的电源很难为 4000 mAh 的手机充电两次以上。当标签仅提供瓦时时，你可以用 Wh 到 Ah 的转换来反向进行此过程。
常见问题
为什么要设置效率系数？真实电池永远无法把额定容量 100% 全部输送给负载。转换损耗、电压截止、自放电等因素都会减少可用电量，因此取 80%–90% 的效率能得到更贴近现实的结果。
这个计算会考虑电压差异吗？不会——它只是基于 mAh 的简单估算。如果你的电池和负载工作在不同电压下，请换算成瓦时（Wh）再做比较，结果才准确。
能用于充电宝和笔记本电脑吗？只要你知道容量和平均电流，任何设备都可以用。笔记本电脑的容量通常以 Wh 标注，需要先除以工作电压，换算成 mAh 后再使用。
