人形机器人电池路线之争:换电与快充谁能胜出

全球人形机器人行业正把人形机器人如何用电池、如何补能视为关键议题。目前,许多人形机器人单次充电只能工作2至4小时,一天内不得不数次停工。人形机器人的电池发展正分化为两条路线:快速换电与快速充电。由于市场仍处早期阶段,哪条路线将成为主流尚不明朗。

据机器人行业21日消息,全球咨询公司麦肯锡在近期报告中指出,运行时间是人形机器人商业化的阻碍因素之一。

换电路线:Atlas与Walker S2

现代汽车集团旗下波士顿动力(Boston Dynamics)为下一代人形机器人Atlas采用了自动换电方案。Atlas最长工作4小时后,会自行前往换电站,并在3分钟内完成电池更换。其目标是通过换上预先充好电的电池,最大限度减少停机时间。

Atlas的电池充电约需1小时30分钟。在机器人工作2至4小时期间,替换下来的电池可以完成充电。波士顿动力表示,Atlas按这一方式可24小时运行。

现代汽车集团计划于2028年在美国佐治亚州Meta Plant(HMGMA)部署Atlas。初期,Atlas将负责按照生产节奏整理汽车零部件;从2030年起,其工作范围将扩大至零部件装配流程。

一位机器人公司人士表示:“包括Atlas在内的人形机器人被设计为可24小时运转。”他补充说:“自动换电技术将决定机器人的运行率。”

中国机器人公司优必选(UBTECH)也采用了换电方案。优必选将机器人自行更换电池的技术应用于工业人形机器人Walker S2。该机器人利用两块电池在换电过程中维持供电,换电耗时约3分钟。根据剩余电量和任务优先级,它可以选择换电或充电。

自动换电方案的优势在于,即使亏电电池正在充电,也能最大限度减少机器人停机时间。不过,备用电池和自动换电设施可能带来负担。对于小规模机器人运营或空间紧张的工作场景,初始资本支出和维护成本可能构成压力。

快充路线:Digit 5与Figure 03

一些企业不采用换电,而是试图通过大幅缩短充电时间来提升机器人利用率,思路是利用高速充电技术提高人形机器人的工作效率。

美国人形机器人开发商Agility Robotics于15日宣布,选择英国电池技术公司Nyobolt作为下一代人形机器人Digit 5的超快充技术合作伙伴。

Digit 5被设计为工作90分钟后在9分钟内完成充电。其工作时间与充电时间之比为10比1,较上一代Digit 4的2比1大幅提升。Agility预计,这一方式可让人形机器人在一天24小时中工作20小时以上。配备快充技术的Digit 5计划于明年上半年开始向客户供货。

美国公司Figure AI也将快充技术应用于人形机器人Figure 03。Figure AI披露的电池规格显示,其容量为2.3千瓦时(kWh),可支持最长5小时运行;支持2 kW级快充和冷却技术。Figure 03的一个显著特点是脚底内置充电线圈,可进行无线充电。所需充电时间尚未披露。

快充方案的优势是不需要单独的换电设施。但控制大功率充电过程中产生的热量,并尽量减少电池性能衰减,仍是技术挑战。

韩国高丽大学机械工程系教授Choi Byung-ho表示:“要让人形机器人工作24小时,电池技术仍需进一步发展。”他指出:“这可能因工作环境是在工厂内还是工厂外,以及执行何种任务而有所不同。”他补充说:“目前仍难以断定某一种充电方式就是答案”,“不同电池和工作环境可能适用不同方法。”