第1章：电池基础
各位同学好，我是你们这门课的老朋友。今天咱们聊聊扫地机的心脏——电池。说实话，我做了这么多年电池管理，见过太多因为电池选型不当导致整机返工的案例。所以这一章，咱们把基础打牢。
1.1 扫地机常用电池类型
目前市面上主流的扫地机，电池就三种：锂离子、锂聚合物、镍氢。我一个个说。
锂离子电池（Li-ion）
这是最常见的。18650电芯，你拆开扫地机十有八九能看到。能量密度高，循环寿命长。我在项目里遇到过，有些厂家为了省成本用二手电芯，结果客户用半年就鼓包了。嗯，这里要注意，锂离子电池对一致性要求极高。
锂聚合物电池（Li-Po）
说白了就是软包电池。可以做得更薄、形状更灵活。扫地机底部空间紧张时，设计师特别喜欢它。但有个坑——它比锂离子更容易鼓包。我建议，如果扫地机有加热功能（比如拖地烘干），尽量别用锂聚合物。
镍氢电池（Ni-MH）
老款扫地机还在用。优点是便宜、耐过充。但能量密度低，同样体积下续航差一大截。现在基本被淘汰了，除非是做百元机。我个人习惯，新项目直接跳过镍氢。
1.2 电池关键参数
这几个参数你搞不懂，后面电量计算全是瞎蒙。我一个个拆开讲。
电压
标称电压：锂离子/锂聚合物是3.6V或3.7V，镍氢是1.2V。充满电的电压：锂电4.2V，镍氢1.4V左右。放电截止电压：锂电一般2.75V~3.0V，镍氢0.9V。你想想看，如果扫地机在2.8V就强制关机，那电池还有大约5%的电没用完。这就是设计余量。
容量
单位是mAh或Ah。比如一块2000mAh的电池，以1A放电，理论上能撑2小时。但实际呢？我在项目中测过，标称2000mAh的电池，0.5C放电能放出1950mAh，1C放电就只有1850mAh了。为什么？内阻在作怪。
内阻
内阻越大，电池发热越严重，电压跌落越快。扫地机启动电机时，瞬间电流可能达到5A甚至10A。如果电池内阻100mΩ，电压直接掉0.5V。我曾经遇到过，客户说扫地机一启动就报低电量，查了半天，就是电池内阻老化到200mΩ了。
放电倍率（C-rate）
1C就是1小时放完电。扫地机正常工作时电流大概0.5C~1C，但启动电机瞬间可能到3C。选电池时，我建议放电倍率至少留50%余量。比如最大需要3C，就选能持续5C放电的电池。
| 参数 | 锂离子 | 锂聚合物 | 镍氢 |
|---|---|---|---|
| 标称电压 | 3.6V~3.7V | 3.6V~3.7V | 1.2V |
| 充满电压 | 4.2V | 4.2V | 1.4V~1.5V |
| 能量密度 | 高 | 中高 | 低 |
| 循环寿命 | 500~1000次 | 300~500次 | 500~800次 |
| 自放电 | 低（每月约2%） | 低（每月约2%） | 高（每月约20%） |
1.3 电池安全注意事项
这部分我多说几句。电池出问题，轻则机器报废，重则起火。我见过最惨的一次，是客户用劣质充电器把电池充爆了，整个实验室都是焦味。
- 过充：锂电超过4.25V就可能起火。充电器必须有精确的截止电压控制。
- 过放：锂电低于2.5V会损坏内部结构，导致内阻永久增大。
- 短路：哪怕短路0.1秒，电池内部温度可能飙升到100°C以上。
- 挤压/穿刺：扫地机被卡住时，电机堵转可能挤压电池。我建议在电池仓加装压力传感器。
设计电池保护板时，除了常规的过充、过放、过流保护，一定要加温度保护。我曾经在项目里用NTC贴在电芯表面，当温度超过60°C时强制切断输出。这个设计后来救了一台被地毯堵住的扫地机。
日常使用建议
- 不要边充电边工作。扫地机充电时电池会发热，再加上电机发热，温度容易超标。
- 长期不用时，把电池充到50%~60%存放。满电存放会加速老化。
- 每隔3个月做一次完整充放电循环，校准电量计。
核心总结：选电池看三点——电压匹配、容量够用、放电倍率有余量。安全方面，保护板比电池本身更重要。下一章咱们聊充电管理，我会讲怎么设计一个靠谱的充电电路。