| 圖源:央視新聞
今年以來,人形機器人跳舞、跑馬拉松等視頻持續(xù)刷屏,相關(guān)企業(yè)迎來融資高峰,互聯(lián)網(wǎng)大廠也紛紛入局。多數(shù)觀點認為,2025年將成為人形機器人量產(chǎn)元年,全球市場規(guī)模預(yù)計到2035年有望增至380億美元。
當前,人形機器人的增長主要源于制造業(yè)、物流倉儲等場景的自動化需求。例如,部分企業(yè)已計劃部署數(shù)千臺機器人,用于執(zhí)行焊接、搬運等任務(wù)。而家庭服務(wù)與醫(yī)療康養(yǎng)場景的市場空間更為廣闊,兩者合計占比或?qū)⑦_到45%
不過,從社交媒體的熱度走向現(xiàn)實應(yīng)用,人形機器人還有很長的路要走。其中,作為動力之源的電池是關(guān)鍵——它不僅是機器人的心臟,更是決定其經(jīng)濟性、實用性和應(yīng)用邊界的阿喀琉斯之踵。面對這一新興市場,欣旺達等電池企業(yè)已紛紛將人形機器人納入自身的電池技術(shù)布局范疇。
——電池經(jīng)濟賬的雙重角色——
從硬件制造角度看,電池在人形機器人成本中占比不高,業(yè)界普遍認為這一比例在1%上下。但動力電池的需求潛力巨大:預(yù)計2030年全球人形機器人出貨量達500萬臺,按每臺2.5度電計算,需求將達12.5GWh,相當于25萬輛續(xù)航500km的純電動汽車。這對電池廠商而言是不容錯過的市場機會
與此同時,動力電池的重要性還體現(xiàn)在其性能直接決定了機器人的續(xù)航、充電頻率和整體工作效率,其技術(shù)選型和性能參數(shù)對后續(xù)的運營成本有著深遠且決定性的影響。
因此,盡管BOM成本占比低,但企業(yè)在選擇電池方案時,仍需進行長遠的經(jīng)濟性考量,而非僅僅關(guān)注初始采購價格。否則低效的充放電循環(huán)直接轉(zhuǎn)化為高昂的運營成本和低下的投資回報率。所以,在評估人形機器人的經(jīng)濟性時,采用全生命周期成本來衡量更為合理
在這種視角下,電池的能量密度、充電速度、循環(huán)壽命和安全性等性能指標,直接決定了機器人的有效工作時長、維護頻率和能源效率。
當前主流動力電池普遍只能工作小時,沉重的電池還限制其靈活性。這就像游客手機沒電掃興而歸,機器人的潛力同樣受制于能源核心欣旺達小動力電池技術(shù)專家周雙軍表示。
——逼近極限的五邊形戰(zhàn)士”——
歸根結(jié)底,提升電池本身的性能才是解決機器人續(xù)航問題的根本途徑。目前人形機器人電池以三元圓柱鋰電池為主(占比約70%),電芯能量密度250~300Wh/kg,電壓平臺48~58V,部分廠商選用磷酸鐵鋰電池或試點半固態(tài)固態(tài)電池。
欣旺達調(diào)研顯示,人形機器人的續(xù)航目標是小時,現(xiàn)階段仍有差距。為此,其技術(shù)團隊通過高鎳高硅材料、工藝創(chuàng)新提升能量密度,初期目標350Wh/kg;長遠則寄望半固態(tài)固態(tài)電池——固態(tài)電池理論能量密度超500Wh/kg,是傳統(tǒng)液態(tài)電池的倍。欣旺達自2015年布局固態(tài)電池,目前320Wh/kg360Wh/kg產(chǎn)品已小批量量產(chǎn),并完成百公斤級無人機裝機飛行。
動力輸出同樣關(guān)鍵從北京亦莊人形機器人半程馬拉松比賽的表現(xiàn)情況來看48V電壓平臺難以滿足長時間高負荷下的動能輸出、散熱及能耗控制需求,電池需向更高電壓、更強動力升級。此外,機器人執(zhí)行搬運、快速移動等動作時,對瞬態(tài)功率要求更高,而當前電池存在全放電周期內(nèi)動能波動明顯的問題——滿電時動力強,電量下降后動力同步減弱,影響動作精度,需實現(xiàn)穩(wěn)定的3C級別持續(xù)放電能力。
同時,高倍率需求對電芯循環(huán)壽命提出更高要求。目前高倍率電芯循環(huán)壽命普遍僅200次左右,成為機器人壽命瓶頸,多數(shù)廠家希望提升至600次以上并確保安全。欣旺達通過全極耳設(shè)計降低電芯內(nèi)阻,提升瞬態(tài)功率輸出和動能穩(wěn)定性;還開發(fā)了集成EIS監(jiān)測、端云協(xié)同控制、SOX算法及AI安全預(yù)警的BMS系統(tǒng),提升電池智能化與安全性。
當前人形機器人電池還存在電芯一致性差、異形結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力弱的問題。部分廠商反饋,電池多次使用后性能衰減明顯,且受尺寸限制難以適配機器人軀體異形結(jié)構(gòu)。對此,欣旺達創(chuàng)新采用主軀干電池關(guān)節(jié)微型電池混合架構(gòu),結(jié)合輕量化材料,在滿足異形適配的同時降低整體重量。
人形機器人對電池的要求遠超消費電子或汽車,需要在能量密度、功率密度、安全性、環(huán)境適應(yīng)性和成本間達到極致平衡的五邊形戰(zhàn)士。這種苛刻要求正推動電池技術(shù)突破物理和化學(xué)極限。
欣旺達深知不同行業(yè)的需求差異,以全鏈條定制化電池方案匹配機器人異形結(jié)構(gòu),憑借材料、結(jié)構(gòu)、智能管理技術(shù)積累,聚焦工業(yè)、服務(wù)高頻場景,加速人形機器人規(guī)?;逃谩?/span>
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