Te hablo con conocimiento de causa, medias, simulaciones, diseño de diodos ideales, etc
Lo que observas es lo habitual pese a toooodo el maketing de las marcas habituales, enduracing, volabike etc y no eres el primero que lo reporta ni mucho menos.
La teoría de que dos baterías en paralelo con diodos "igualan tensiones" y por ello se descargan a la vez, es tan comercial como erroea.
A todo el mundo le pasa que la batería principal se descarga antes que el extender. Del extender se aprovecha en el mejor de los casos un 60%, aunque varía según longitudes de cable, conectores, etc.
La realidad es que el extender tiene más impedancia que la batería principal y por ello la descarga no es simultánea y proporcional.
El problema de fondo es que el montaje de dos baterías diferentes, con cables diferentes, mediante dos simples diodos es muy barato, pero muy básico y no tiene ningún control sobre la descarga.