您可以使用锂电池为树莓派项目供电。这样您就可以创建可以随身携带的便携式项目。许多创客选择锂电池的原因有很多：
使用电池供电可以节省能源。
无需低质量转换器即可获得稳定的性能。
您的项目机箱内还有更多空间。
使用树莓派的电池供电可以让你更轻松地修改设计。在开始项目之前，请考虑你的项目需要哪些功能。
选型
电力需求
在选择电池之前，您需要了解您的树莓派的功耗。每款树莓派的功耗都不同，有些比其他型号更耗电。下表列出了常用的电池模块及其支持的树莓派型号，这有助于您为项目选择合适的硬件。
产品名称 | 兼容性 | 价格筛选 | 链接 |
|---|---|---|---|
PICo 双锂离子 18650 电池座 | 树莓派 B、B+ | $11.95 | |
UPS PICo HV3.0B+ HAT 高端 450 | 树莓派3模型B + | $35.95 | |
UPS PICo HV3.0B+ HAT Stack 450 PoE | 树莓派3模型B + | $34.95 | |
LiFePO4wered/Pi+ | 树莓派（各种型号） | 无 |
您还需要检查树莓派的电流消耗。下表显示了不同型号的功耗。例如，树莓派 3 B+ 的功耗最高可达 400 mA，而 Zero 型号的功耗则低得多。
如果你想 电池寿命更长选择功耗较低的型号。这样可以延长树莓派电池供电系统的续航时间。
对电池寿命的影响
你选择的树莓派型号会影响你的项目使用电池续航的时间。以下是一些需要注意的事项：
配备固态硬盘的树莓派4B型在普通电池下大约可以运行5小时。如果使用SD卡而不是固态硬盘，续航时间会更长。
速度更快的存储设备，例如固态硬盘 (SSD)，可以帮助树莓派快速启动应用程序，但会消耗更多电量。
树莓派 5 需要更强大的功率。对于需要长续航时间的便携式项目来说，它可能不太适用。
提示：如果您希望项目持续运行一整天，请选择功耗较低的型号，并避免使用会消耗电池电量的额外硬件。
选择合适的型号可以帮助您最大限度地发挥树莓派电池供电项目的优势。
电池寿命计算
电流消耗和容量
在选择电池之前，您需要了解树莓派的电流消耗。每款树莓派的功耗都不同。下表列出了常见树莓派型号的典型电流消耗。您可以查看您的项目在空闲或高负荷运行时可能需要的电量。
树莓派型号 | 空闲电流消耗（瓦） | 空闲电流消耗（mA） | 负载电流消耗（瓦） | 负载电流消耗（mA） |
|---|---|---|---|---|
树莓派5 | 3.0-3.5 | 600-700 | 7.0-9.0 | 1400-1800 |
树莓派4 B | 2.5-3.0 | 500-600 | 5.0-7.5 | 1000-1500 |
树莓派400 | 2.7-3.2 | 540-640 | 5.5-7.5 | 1100-1500 |
树莓派3 B + | 1.9-2.3 | 380-460 | 3.5-5.5 | 700-1100 |
树莓派零 2W | 0.5-0.7 | 100-140 | 1.5-2.2 | 300-440 |
Raspberry Pi Zero W | 0.4-0.5 | 80-100 | 0.8-1.5 | 160-300 |
注意：树莓派的当前功耗会根据您的使用情况而变化。如果您播放视频或使用 GPIO 引脚，电池电量会消耗得更快。当树莓派处于空闲状态或深度睡眠时，功耗会更低。
示例计算
你可以估算一下你的树莓派能用多久。 电池供电装置 使用简单的公式即可持久耐用。这有助于您规划项目并避免电力耗尽。
至 计算电池寿命使用：
寿命（循环次数）=（容量 x 100）/（放电率 x 放电深度）
容量单位为安时（Ah）。
放电速率单位为安培（A）。
放电深度是指充电前电池已使用的电量百分比。
假设你使用一块 5000mAh (5Ah) 的锂电池，而你的 Raspberry Pi 4 B 在负载下消耗 1A 的电流。如果你在充电前使用了 80% 的电量，那么你的计算公式如下：
Life = (5 x 100) / (1 x 80) = 500 / 80 = 6.25 cycles
单次充电后的运行时间可以这样估算：
运行时间（小时）= 电池容量（安时）/ 电流消耗（安培）
例如：5Ah / 1A = 5 小时
提示：如果您的项目使用深度睡眠或保持闲置状态，电池续航时间会更长。启动时耗电量更大，因此频繁重启会缩短电池寿命。
您可以利用这些计算结果为您的树莓派电池供电项目选择合适的电池。
选择锂电池
容量与便携性
为树莓派选择电池时，你需要考虑电池的续航时间和便携性。容量较大的电池可以让你的树莓派运行更长时间，但它们更重，也更占空间。容量较小的电池更轻便，体积更小，但续航时间较短。
树莓派项目可以使用不同类型的电池：
镍氢 (NiMH) 电池
铅酸电池
大多数人最喜欢锂离子电池或锂聚合物电池。这些电池体积小巧，却能储存大量能量。它们非常适合便携式项目，并能为树莓派提供稳定的电力。
提示：购买电池前务必检查其是否带有安全标签。请查找 UN38.3、UL1642 和 IEC62133 等标签。这些标签表示电池已通过重要的安全测试。
证书 | 描述 |
|---|---|
UN38.3 | 这是确保锂电池安全运往世界各地的必要措施。它能保证电池符合安全规则。 |
UL1642 | 这会检查锂电池单元是否安全，是否会过热或短路。 |
IEC62133 | 这是全球通用的可充电电池安全规则。它能防止过热或漏液等问题，从而保障便携式设备中电池的安全。 |
项目权衡
在选择电池之前，请先考虑您的项目需求。如果您希望树莓派长时间运行，可能需要容量更大的电池。但这会使您的项目更重更大。如果您希望项目小巧轻便，则可能需要更频繁地充电。
容量更大的电池（例如 D 型电池）续航时间更长，但重量更重、体积更大。
较小的电池（例如 AA 电池）更轻便，但续航时间较短。
电池类型和项目耗电量都会影响其工作时长。
您还应该关注一下新型电池技术。一些新型单节锂离子UPS设备可以为您的树莓派提供充足的电力，并使其持续运行直到您安全关闭为止。现代电池管理系统（BMS）采用特殊设计，甚至利用人工智能来监测电池健康状况并预防问题。这些功能有助于延长电池寿命，并确保您的项目安全。
注意：电池续航时间可能不如预期。高功率使用会降低电池效率。请务必选择能够承受项目所需最大功率的电池。
树莓派电池供电设置
要搭建树莓派电池供电系统，你需要合适的零件和完善的方案。这有助于你的项目安全顺利地运行。下面，你会看到所需的主要零件、简单的搭建步骤以及各种方案的比较。
基本充电控制器
充电控制器可以保护您的锂电池和树莓派。它控制电池的充电方式，防止损坏。使用锂电池时，务必搭配充电控制器。
充电控制器 | 描述 |
|---|---|
TP4056 | 控制锂电池的电流和电压。防止过充，延长电池寿命。 |
MT3608 | 将3.7V电压转换为5V电压。让您更好地利用电池电量，并确保充电安全。 |
好的充电控制器应具备多项安全功能：
保护机制 | 描述 |
|---|---|
过充保护 | 防止电池过度充电。 |
反向保护 | 如果电池接反了，它可以确保安全。 |
短路保护 | 阻止过大的电流，防止过热。 |
提示： 购买充电控制器之前，务必查看这些安全功能。它们有助于保护您的树莓派电池供电系统的安全。
分步指南：添加充电控制器
将充电控制器焊接到电池板上。
将电池座连接到控制器。
将输出线连接到树莓派的电源输入端。
连接树莓派之前，请先测试电压输出。
使用4芯18650电池座可以延长运行时间。许多充电控制器还支持高达3000mA的快速充电，并且可以在电池和适配器之间无缝切换电源。
DC/DC 转换器
DC/DC转换器可以将电池电压转换成树莓派所需的电压。大多数锂电池的电压为3.7V，但树莓派需要5V。
规格 | 重要性 |
|---|---|
当前容量 | 树莓派 4 必须提供高达 3 安培的电流，尤其是在启动时。 |
高效 | 高效节能（高达95%）。 |
稳定电压输出 | 应该输出大约 5.3V，但绝不会超过 5.45V。 |
低内阻 | 节省能源，并有助于您的项目更好地运行。 |
环形电感器设计 | 能够处理启动树莓派所需的大电流。 |
一些常见的直流/直流转换器包括：
型号说明 | 电压处理 | 价格范围 |
|---|---|---|
降压转换器 | 高达 30V | $ 25或更多 |
高端12V转换器 | 36V到12V | 无 |
请勿使用廉价的USB-C电源适配器。它们经常损坏，而且可能无法保护您的树莓派电池供电系统。
分步指南：安装直流/直流转换器
将电池输出端连接到直流/直流转换器输入端。
使用万用表将输出电压设置为 5.1V–5.3V。
将转换器输出端连接到树莓派的电源引脚或 USB 端口。
通过检查树莓派电源输入端的电压来测试系统。
您可以在电池和转换器之间添加一个开关，以便轻松控制电源。务必检查转换器的最大电流输出。对于树莓派 4，您至少需要 3A 的电流。
功率提升模块
升压模块有助于在电池电量下降时保持电压稳定。它可以将电压从 3.7V 提升到 5V，这对于树莓派电池供电项目来说非常合适。
特性 | 描述 |
|---|---|
内置升压转换器 | 将树莓派的电压从 3.7V 提升至 5V。 |
低放电截止 | 防止电池过度放电，从而保证电池安全。 |
高充电截止 | 防止过度充电，使您的设备更安全。 |
电压稳定性 | 即使电池电量低，也能保持 5V 的输出电压。 |
关闭阈值 | 当电压降至 2.5V 时自动关机，以保护电池免受损坏。 |
注意： 电源升压模块非常适合便携式项目。它们可以帮助你的树莓派运行更长时间，并确保安全。
分步指南：使用升压模块
将锂电池连接到升压模块的输入端。
将模块输出端连接到树莓派的 5V 和 GND 引脚。
即使电池电量耗尽，也要确保输出电压保持在 5V。
注意电池电量低时会自动关机。
基本硬件概述
以下是搭建安全的树莓派电池供电系统所需的主要硬件清单：
组件说明 | 信息 |
|---|---|
最大电流输出 | 5.1V 5000mA |
电池座 | 4芯18650电池座 |
防护功能 | 过电流、过电压、反接 |
高效 | 最高可达 95%，实现最佳功率利用率 |
电源输入范围 | 6V到18V |
快速充电能力 | 3000mA |
电源开关 | 轻松切换备用电源和适配器 |
自动关机 | 树莓派关机时也随之关闭。 |
待机功耗 | 极低的电压有助于延长电池续航时间 |
比较设置方法
每种方法都有其优缺点。以下是一个简单的比较：
付款方式 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
基本充电控制器 | 易于使用，保护电池和树莓派 | 可能无法提升所有树莓派型号的电压 |
DC/DC 转换器 | 可承受高电流、稳定电压 | 需要精心安装，成本较高 |
功率提升模块 | 保持 5V 输出，保护电池 | 可能无法为树莓派 4 提供足够的电流。 |
基础型充电控制器适用于简单的项目和较小的树莓派型号。
DC/DC转换器最适合像树莓派4或5这样的大功率型号。
升压模块非常适合需要稳定电压的便携式项目。
经常测试您的设备。检查电压和温度，确保您的树莓派电池供电系统安全。许多人发现，一套合适的设备可以让树莓派运行数小时，但如果需要整夜使用或户外使用，您可能需要更大容量的电池。
您可以使用锂电池为树莓派供电。首先，请检查电压是否正确。避免电池过充或过放。务必检查所有连接，确保其安全可靠。下表列出了需要注意的重要事项：
特性 | 描述 |
|---|---|
电压输入 | 锂离子电池输出电压为 3.7V |
电压输出 | 可将电压升至 5V，适用于树莓派 |
电池保护 | 防止过充和过放 |
LED指示灯 | 绿色表示已充满电，红色表示正在充电 |
有些人想知道移动电源或太阳能板是否能用。答案是肯定的，只要它们能提供至少 5V 和 2.5A 的输出，就可以使用。
尝试不同的树莓派供电方式，并分享你的发现。如有任何疑问或想法，请在下方留言！
常见问题解答
树莓派可以使用任何锂电池吗？
你需要使用与树莓派电压和电流需求相匹配的锂电池。大多数树莓派型号需要 5V 电压。务必检查电池的输出，并使用合适的电池。 安全充电控制器.
如何判断你的电池容量是否足够？
检查树莓派的当前功耗。用电池容量（单位：mAh）除以树莓派的当前功耗（单位：mA）。这样就能得出运行时间（以小时为单位）。为了安全起见，建议预留额外的电池容量。
树莓派运行时充电安全吗？
是的，如果您使用合适的充电控制器，就可以同时充电和使用电池。控制器可以保护电池和树莓派免受损坏。
可以使用移动电源给树莓派供电吗？
是的！很多移动电源只要能提供至少 5V 和 2.5A 的电流就能正常工作。有些移动电源在低负载下会关机，所以在使用前最好先测试一下。
树莓派开机时电池耗尽会发生什么情况？
您的树莓派会突然关机。这可能会导致数据丢失或损坏。请使用…… 电池管理系统 或者使用 UPS HAT 在电池电量低时安全地关闭树莓派。
