6节金霸王AAA电池的续航时间，一定是3节电池的2倍吗？
发布时间: 2026-10-16 09:50:11 浏览数:
一、传统测试局限
小编听到过一个很常见的假设，“放入两倍数量的电池，就能获得两倍的电池寿命”。但事实真的如此吗？
对于物联网、电子产品而言，外形尺寸通常是一个关键的制约因素，往往没有空间容纳额外的电池，需要另辟蹊径。
另一方面，工程师在开发那些外形尺寸不受拘束的产品时，可能会选择加入额外的电池，从而有更加保险的电池寿命。无论哪种方式，这最终都是权衡取舍的问题。
Qoitech技术团队为了探究其中的数学原理究竟是如何运作的，我们使用 Otii 电池工具箱的一个关键功能——电池寿命估算器（Battery Life Estimator）对一个真实的嵌入式设备进行了建模，并对两种电池配置进行了深度对比分析。
但有时设备需要额外的时间来建立链路完成网络连接，然后才能发送传感器数据。值得一提的是，设备的固件可以通过空中下载技术（FOTA）进行更新，期间从服务器接收大量数据。在此过程中，它消耗的能量远高于常规传输。
当然，设备的这些活动并不会同时发生，发生的频率也不尽相同。Otii估算器功能允许用户将每种活动分配在不同的时间段内，从而构建出设备在完整工作周期内能量消耗的真实图景。
（图：Otii 应用程序中 Battery Life Estimator 内的设备特性配置文件设置）
随后，测试人员将电池数量增加了一倍，使用两组各三节串联的电池进行并联，从而得到 3S2P 配置（三串两并），总计为 4.5V，2705mAh。
第一种配置总共使用三节电池；第二种配置使用六节电池。
四、运行电池寿命评估器
为这两种配置运行Otii的电池寿命估算器功能，结果让人出乎意料。
从电池容量利用率的角度：
请注意，虽然电池寿命很长，但已使用容量的百分比相对较低 —— 这很可能是该类电池或者该品牌电池自身的原因。
为了最大化投资回报率，开发人员一般会希望尽可能多地利用可用容量，所以要记得选择不同品牌电池并对比其性能表现。
更低的内阻意味着电池组在负载下能够以更低的电压降输出电流。因此，端电压保持在截止电压阈值以上的时间要长得多，从而在设备关机之前，从电池中能够榨取更多存储的能量。
正是由于内阻的降低，而不仅仅是电池数量和容量的增加，完美解释了为什么 3S2P 配置能够带来远超两倍的电池寿命。
从这次的实验中可以得出结论：电池寿命并不仅仅与电芯数量成正比 —— 电池的配置与电池数量同样重要。而且在任何开发项目中，还有其他因素需要权衡和取舍，例如外形尺寸、体积和成本。所有这些因素都会影响选择具有最佳 ROI 的电池方案。
所有的因素都需要测量与评估，这也正是将盲目猜测转化为明智决策的关键所在。
小编听到过一个很常见的假设，“放入两倍数量的电池，就能获得两倍的电池寿命”。但事实真的如此吗？
对于物联网、电子产品而言，外形尺寸通常是一个关键的制约因素，往往没有空间容纳额外的电池，需要另辟蹊径。
另一方面，工程师在开发那些外形尺寸不受拘束的产品时，可能会选择加入额外的电池，从而有更加保险的电池寿命。无论哪种方式，这最终都是权衡取舍的问题。
Qoitech技术团队为了探究其中的数学原理究竟是如何运作的，我们使用 Otii 电池工具箱的一个关键功能——电池寿命估算器（Battery Life Estimator）对一个真实的嵌入式设备进行了建模，并对两种电池配置进行了深度对比分析。
二、设备行为分析
进行电池寿命评估的第一步是描述设备的实际行为方式。在本案例中，待测设备（DUT）是一款基于 ESP32 的温度传感器。该设备会定期唤醒以进行测量。如果温度自上次读取以来发生了变化，它就会通过 HTTP 无线传输数据。
进行电池寿命评估的第一步是描述设备的实际行为方式。在本案例中，待测设备（DUT）是一款基于 ESP32 的温度传感器。该设备会定期唤醒以进行测量。如果温度自上次读取以来发生了变化，它就会通过 HTTP 无线传输数据。
但有时设备需要额外的时间来建立链路完成网络连接，然后才能发送传感器数据。值得一提的是，设备的固件可以通过空中下载技术（FOTA）进行更新，期间从服务器接收大量数据。在此过程中，它消耗的能量远高于常规传输。
当然，设备的这些活动并不会同时发生，发生的频率也不尽相同。Otii估算器功能允许用户将每种活动分配在不同的时间段内，从而构建出设备在完整工作周期内能量消耗的真实图景。
（图：Otii 应用程序中 Battery Life Estimator 内的设备特性配置文件设置）
三、选择电池文件
在本次评估中，选择了一款金霸王（Duracell）碱性 AAA 电池，并在室温下对其进行了特性剖析。由于该待测设备（DUT）的截止电压（Cut-off voltage）为 3V，单节 AAA 电池无法满足这一要求。需要将三节电池串联才能达到该要求。这被称为 3S1P 配置（三串一并），总计为4.5V，1352mAh。
在本次评估中，选择了一款金霸王（Duracell）碱性 AAA 电池，并在室温下对其进行了特性剖析。由于该待测设备（DUT）的截止电压（Cut-off voltage）为 3V，单节 AAA 电池无法满足这一要求。需要将三节电池串联才能达到该要求。这被称为 3S1P 配置（三串一并），总计为4.5V，1352mAh。
随后，测试人员将电池数量增加了一倍，使用两组各三节串联的电池进行并联，从而得到 3S2P 配置（三串两并），总计为 4.5V，2705mAh。
第一种配置总共使用三节电池；第二种配置使用六节电池。
四、运行电池寿命评估器
为这两种配置运行Otii的电池寿命估算器功能，结果让人出乎意料。
（图：Otii 应用程序中 Battery Life Estimator 的评估结果）
3S2P 配置的续航时间为 458 天，而 3S1P 仅为 178 天 —— 额外增加了 280 天，也就是说电池寿命延长了 150% 以上。仅仅将电池数量翻倍，带来的续航时间远超两倍。
从电池容量利用率的角度：
·3S1P 电池组在电压跌落至截止电压以下之前，仅使用了其可用能量的 60%。
·3S2P 电池组则榨取了 75% 以上的能量。
·3S2P 电池组则榨取了 75% 以上的能量。
请注意，虽然电池寿命很长，但已使用容量的百分比相对较低 —— 这很可能是该类电池或者该品牌电池自身的原因。
为了最大化投资回报率，开发人员一般会希望尽可能多地利用可用容量，所以要记得选择不同品牌电池并对比其性能表现。
五、实验结果分析
当电池串联时，电池组的电压会增加 —— 这就是为什么三节电芯串联可以提供4.5V，从而满足待测设备（DUT）所需的最低3V 电压。但是，当电池组并联时，情况就会发生改变：电池组的内阻减半。
当电池串联时，电池组的电压会增加 —— 这就是为什么三节电芯串联可以提供4.5V，从而满足待测设备（DUT）所需的最低3V 电压。但是，当电池组并联时，情况就会发生改变：电池组的内阻减半。
更低的内阻意味着电池组在负载下能够以更低的电压降输出电流。因此，端电压保持在截止电压阈值以上的时间要长得多，从而在设备关机之前，从电池中能够榨取更多存储的能量。
正是由于内阻的降低，而不仅仅是电池数量和容量的增加，完美解释了为什么 3S2P 配置能够带来远超两倍的电池寿命。
从这次的实验中可以得出结论：电池寿命并不仅仅与电芯数量成正比 —— 电池的配置与电池数量同样重要。而且在任何开发项目中，还有其他因素需要权衡和取舍，例如外形尺寸、体积和成本。所有这些因素都会影响选择具有最佳 ROI 的电池方案。
所有的因素都需要测量与评估，这也正是将盲目猜测转化为明智决策的关键所在。