имхо тут две проблемы:
a) эффективность питания (КПД стабилизации напряжения питания схемы от аккумов),
b) недопущение переразряда/перезаряда аккумов при работе/заряде,
по первой проблеме: в схеме мини 2013 нашёл 4 линейных стабилизатора:
a1) на 8 вольт - этот можно заменить с меньшим падением напряжения, в результате можно будет перейти на питание 3 литий-ионных аккума, которые при разряде дадут 3*3,2=9,6В, что достаточно для LM2940,
a2) три другие на 5 (питается от 13,8), 3.3 и 1.8 вольт (питаются от 5В) - кто-нибудь измерял ток потребления этих стабилизаторов? может перед ними поставить DC-DC понижалку? какие проблемы возникнут от этого?
по второй:
b1) про перезаряд тут была схема балансира без контроллера,
b2) про переразряд пока ничего нет, но хотелось бы индикацию на каждый элемент.