3. 放电特性：不同负载下的放电曲线，放电截止电压，过放保护机制，放电倍率对容量的影响
聊完充电，咱们该聊聊放电了。说实话，放电这块儿坑更多。我见过不少同行，把充电研究得透透的，结果放电保护没做好，电池提前报废。今天咱们就把放电特性掰开揉碎了讲清楚。
3.1 不同负载下的放电曲线
电池放电不是一条直线。你想想看，负载不一样，电池的表现天差地别。我习惯把负载分成三类：轻载、中载、重载。
| 负载类型 | 典型电流 | 电压曲线特征 | 扫地机场景 |
|---|---|---|---|
| 轻载 | 0.1C ~ 0.2C | 平台期长，电压下降平缓 | 待机、回充慢行 |
| 中载 | 0.3C ~ 0.5C | 平台期适中，电压线性下降 | 标准清扫模式 |
| 重载 | 0.8C ~ 1.5C | 平台期短，电压骤降明显 | 强力吸尘、爬坡 |
我在项目中遇到过一个问题：扫地机在爬地毯时突然关机。查了半天，发现是重载下电压瞬间跌到截止电压以下，触发了保护。但实际电池还有30%的电量。这就是典型的「负载效应」没处理好。
说白了，不同负载下，电池的内阻压降不一样。重载时内阻压降大，端电压看起来很低，但静置一会儿电压又会回升。这个现象叫「电压回弹」，做电量计算时必须考虑进去。
3.2 放电截止电压
截止电压是个硬门槛。对于锂电池，单节电芯的放电截止电压通常是2.75V ~ 3.0V。但注意，这是电芯层面的值。到了电池包层面，你得乘以串联节数。
关键点：截止电压不是死的。我建议根据负载动态调整。轻载时用2.9V，重载时用2.75V。为什么？因为重载下电压回弹更明显，用2.75V截止，静置后电压会回到3.2V以上，不会损伤电池。
嗯，这里要注意：千万不要把截止电压设得太低。我曾经见过一个产品，为了多跑几分钟，把截止电压设到了2.5V。结果用了三个月，电池鼓包了。锂电池低于2.5V，内部铜箔会溶解，这是不可逆的损伤。
3.3 过放保护机制
过放保护，说白了就是防止你把电池「榨干」。保护板（BMS）一般有两道防线：
- 一级保护：电压检测。当任意一节电芯电压低于设定值（比如2.9V），BMS会切断放电MOS管。
- 二级保护：硬件保险。如果一级失效，电压继续下降到2.5V以下，保险丝会熔断，永久断开电路。
但光靠硬件保护不够。我习惯在软件层面再加一道：
# 过放保护逻辑示例
def check_over_discharge(cell_voltages, load_current):
"""
cell_voltages: 各节电芯电压列表
load_current: 当前放电电流
"""
MIN_VOLTAGE = 2.9 # 单节最低电压
RECOVERY_VOLTAGE = 3.2 # 恢复电压
for i, v in enumerate(cell_voltages):
if v < MIN_VOLTAGE:
# 先别急着切断，看看是不是重载导致的瞬间压降
if load_current > 1.0: # 重载
# 延时100ms再判断
time.sleep(0.1)
if read_cell_voltage(i) < MIN_VOLTAGE:
cut_off_discharge()
log_error(f"电芯{i}过放，电压{v}V")
else:
cut_off_discharge()
log_error(f"电芯{i}过放，电压{v}V")
# 恢复逻辑：电压回升到恢复值以上才允许再次放电
if all(v > RECOVERY_VOLTAGE for v in cell_voltages):
enable_discharge()
警告：过放保护后，不要立即允许再次放电。电池需要「休息」一段时间，让内部化学反应平衡。我一般设置30秒的锁定时间，期间即使电压回升也不允许放电。
3.4 放电倍率对容量的影响
这个知识点很重要，但很多人容易忽略。放电倍率越大，实际放出的容量越少。这不是电池坏了，而是物理规律。
举个例子：一节2000mAh的18650电芯，用0.2C（400mA）放电，能放出2000mAh。但用1C（2000mA）放电，可能只放出1800mAh。用2C（4000mA）放电，可能只有1500mAh了。
为什么会这样？因为大电流下，电池内部的极化效应加剧，活性物质利用率下降。说白了，就是「来不及反应」。
| 放电倍率 | 实际容量占比 | 典型场景 |
|---|---|---|
| 0.2C | 100% | 实验室测试 |
| 0.5C | 95% ~ 98% | 标准清扫 |
| 1C | 85% ~ 92% | 强力模式 |
| 2C | 70% ~ 80% | 爬坡+吸尘同时开启 |
我的经验：做电量计算时，一定要引入「倍率补偿系数」。比如用1C放电时，实际容量要乘以1.1的系数，才能准确反映剩余电量。我曾经踩过这个坑，客户反馈「明明显示还有20%电，怎么突然没电了？」——就是因为没做倍率补偿。
最后总结一下：放电特性这块，核心就三件事——看曲线、设截止、防过放、补倍率。把这四点吃透了，扫地机的放电管理基本不会出大问题。下一章咱们聊聊「电量计算的核心算法」，那才是真正考验功力的地方。