| 圖源:央視新聞
今年以來,人形機(jī)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(diǎn)認(rèn)為,2025年將成為人形機(jī)器人量產(chǎn)元年,全球市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)到2035年有望增至380億美元。
當(dāng)前,人形機(jī)器人的增長(zhǎng)主要源于制造業(yè)、物流倉儲(chǔ)等場(chǎng)景的自動(dòng)化需求。例如,部分企業(yè)已計(jì)劃部署數(shù)千臺(tái)機(jī)器人,用于執(zhí)行焊接、搬運(yùn)等任務(wù)。而家庭服務(wù)與醫(yī)療康養(yǎng)場(chǎng)景的市場(chǎng)空間更為廣闊,兩者合計(jì)占比或?qū)⑦_(dá)到45%
不過,從社交媒體的熱度走向現(xiàn)實(shí)應(yīng)用,人形機(jī)器人還有很長(zhǎng)的路要走。其中,作為動(dòng)力之源的電池是關(guān)鍵——它不僅是機(jī)器人的心臟,更是決定其經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和應(yīng)用邊界的阿喀琉斯之踵。面對(duì)這一新興市場(chǎng),欣旺達(dá)等電池企業(yè)已紛紛將人形機(jī)器人納入自身的電池技術(shù)布局范疇。
——電池經(jīng)濟(jì)賬的雙重角色——
從硬件制造角度看,電池在人形機(jī)器人成本中占比不高,業(yè)界普遍認(rèn)為這一比例在1%上下。但動(dòng)力電池的需求潛力巨大:預(yù)計(jì)2030年全球人形機(jī)器人出貨量達(dá)500萬臺(tái),按每臺(tái)2.5度電計(jì)算,需求將達(dá)12.5GWh,相當(dāng)于25萬輛續(xù)航500km的純電動(dòng)汽車。這對(duì)電池廠商而言是不容錯(cuò)過的市場(chǎng)機(jī)會(huì)
與此同時(shí),動(dòng)力電池的重要性還體現(xiàn)在其性能直接決定了機(jī)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(duì)后續(xù)的運(yùn)營(yíng)成本有著深遠(yuǎn)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(shí),仍需進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)性考量,而非僅僅關(guān)注初始采購價(jià)格。否則低效的充放電循環(huán)直接轉(zhuǎn)化為高昂的運(yùn)營(yíng)成本和低下的投資回報(bào)率。所以,在評(píng)估人形機(jī)器人的經(jīng)濟(jì)性時(shí),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(biāo),直接決定了機(jī)器人的有效工作時(shí)長(zhǎng)、維護(hù)頻率和能源效率。
當(dāng)前主流動(dòng)力電池普遍只能工作小時(shí),沉重的電池還限制其靈活性。這就像游客手機(jī)沒電掃興而歸,機(jī)器人的潛力同樣受制于能源核心欣旺達(dá)小動(dòng)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(jī)器人續(xù)航問題的根本途徑。目前人形機(jī)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(tái)48~58V,部分廠商選用磷酸鐵鋰電池或試點(diǎn)半固態(tài)固態(tài)電池。
欣旺達(dá)調(diào)研顯示,人形機(jī)器人的續(xù)航目標(biāo)是小時(shí),現(xiàn)階段仍有差距。為此,其技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過高鎳高硅材料、工藝創(chuàng)新提升能量密度,初期目標(biāo)350Wh/kg;長(zhǎng)遠(yuǎn)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(dá)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(jí)無人機(jī)裝機(jī)飛行。
動(dòng)力輸出同樣關(guān)鍵從北京亦莊人形機(jī)器人半程馬拉松比賽的表現(xiàn)情況來看48V電壓平臺(tái)難以滿足長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷下的動(dòng)能輸出、散熱及能耗控制需求,電池需向更高電壓、更強(qiáng)動(dòng)力升級(jí)。此外,機(jī)器人執(zhí)行搬運(yùn)、快速移動(dòng)等動(dòng)作時(shí),對(duì)瞬態(tài)功率要求更高,而當(dāng)前電池存在全放電周期內(nèi)動(dòng)能波動(dòng)明顯的問題——滿電時(shí)動(dòng)力強(qiáng),電量下降后動(dòng)力同步減弱,影響動(dòng)作精度,需實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的3C級(jí)別持續(xù)放電能力。
同時(shí),高倍率需求對(duì)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(jī)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(dá)通過全極耳設(shè)計(jì)降低電芯內(nèi)阻,提升瞬態(tài)功率輸出和動(dòng)能穩(wěn)定性;還開發(fā)了集成EIS監(jiān)測(cè)、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(dāng)前人形機(jī)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(jī)器人軀體異形結(jié)構(gòu)。對(duì)此,欣旺達(dá)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(shí)降低整體重量。
人形機(jī)器人對(duì)電池的要求遠(yuǎn)超消費(fèi)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(dá)到極致平衡的五邊形戰(zhàn)士。這種苛刻要求正推動(dòng)電池技術(shù)突破物理和化學(xué)極限。
欣旺達(dá)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(jī)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(chǎng)景,加速人形機(jī)器人規(guī)?;逃谩?/span>
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