4.) DC-DC Wandler vielleicht... Es gibt die ja sowohl nach oben und nach unten. Hat jemand schon mal mit so was gearbeitet? Wie sind da die Wirkungsgrade? Kann ich die 3V Zellen parallel geschaltet auf 24-nochmehr V hoch wandeln und damit dann noch sinnvolle Leistungen betreiben (Stromregelung)?
Das geht vielleicht. Da die Wandlung aber immer verlustbehaftet ist und die Verluste mit der entnommenen Leistung steigen, würde ich die Akkus schon so anordnen, dass die starken Verbraucher(deine Motoren werden um Größenordnungen mehr ziehen als die Elektronik) direkt betrieben werden können(also in Reihe).
Für die Elektronik ist ein linearer Spannungsregler(low-drop-typen müssen dann natürlich nicht sein) erstmal sicher ok(damit regelst du die 24V auf 5V 'runter). Die Überschüssige Spannung wird daran einfach verbraten(in Wärme umgesetzt). Der Regler verbraucht also 19/5 mal soviel Leistung wie deine Elektronik. Das sind aber bei 50mA (größzügige µC-Steuerung) aber trotzdem weniger als ein Watt(muss der Regler halt abkönnen). Da deine Motoren bis zu 50Watt zu verbrauchen scheinen, wirst du durch Raufregeln der Motorspannung mehr Verluste haben(es sei denn der Wirkungsgrad ist größer 98%).
Du kannst auch für die Elektronik weniger Akkus in Reihe anzapfen als für die Motoren(die "ersten" Akkus werden dann etwas mehr belastet, was beim Laden dann eventuell zu beachten ist.).