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最多续航4小时 人形机器人“电量焦虑”何时解?

当前人形机器人续航普遍仅2-4小时,制约规模化落地。核心矛盾在于电池能量密度与安全难兼顾。半固态电池成为过渡路线,能量密度达380Wh/kg,续航提升约60%。预计2028年左右固态电池量产降本与端侧AI芯片功耗减半将缓解续航瓶颈。

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    2到4个小时,这是眼下全球主流量产人形机器人的普遍续航水平。说白了,一台号称能替代工人的机器人,连一个完整班次都撑不下来。从实验室走到工厂,再从工厂迈进家庭,续航这道坎,正卡在规模化落地的咽喉上。

    最多续航4小时 人形机器人“电量焦虑”何时解?

    在WAIC 2026上,均胜电子旗下均恩新能源的总经理徐伟,把行业遇到的难题拆成了六点:续航短、载荷有限、空间紧张、充电慢、安全风险高、瞬时大功率需求。但他也点破了核心——说到底,就两个矛盾:续航不够,安全难保。

    解决人形机器人的电池续航问题,不是哪一项技术单兵突进就能搞定的事。电池材料、电机效率、控制算法、电源管理,这些环节得协同突破。眼下,行业已经分成了几股力量:换电、固态电池、半固态电池。换电是短期最务实的方案,固态电池被寄予厚望但量产还远,半固态电池则成了目前最可行的过渡路线。

    为什么机器人续航不久?

    人形机器人为什么这么耗电?答案远不止“电池不够大”这么简单。TrendForce的数据显示,受限于液态锂电池的能量密度,再加上机器人躯干里塞不下大电池、重量又不能太重,绝大多数产品的续航都卡在2到4小时,电池容量一般不超过2kWh。举个例子,宇树H1的电池容量只有0.864kWh,静态续航不到4小时;特斯拉Optimus Gen2搭载了2.3kWh的高镍三元电池系统,动态续航也就勉强撑2小时。

    徐伟把问题的根源拆得更细:机器人整机功耗的大头,来自本体结构和关节驱动。机身内部留给电池的空间本来就小,能装的电池容量先天受限。更麻烦的是,很多机器人厂商为了快速推产品,直接拿传统圆柱液态电池来用,根本没针对续航和安全这些底层痛点做专门优化。

    最让人无奈的是,机器人哪怕站着不动,也在疯狂耗电。没有关节自锁功能,光是维持站立,髋部、膝盖这些关节就得持续输出200到300瓦的功率来对抗重力。一台电池容量不到2kWh的机器人,光是“站岗”几个小时,电量就能见底。

    快思慢想研究院院长田丰也给出了一组判断:当前机器人端侧运行大模型的推理功耗极高,电池的功率密度(决定瞬时爆发力)和能量密度(决定续航)在现有材料体系下,天然互相排斥。一台拥有30到40个自由度、搭载高算力芯片的机器人,要同时驱动几十个关节电机、运行大模型推理、处理多路传感器数据,这能耗怎么可能低?

    按理说,汽车动力电池成熟的能源系统设计思路,可以直接迁移到机器人电池研发上。但人形机器人的电池需求,跟汽车有本质差别。徐伟指出,除了机身空间小,机器人还有瞬时大功率输出的需求,要求小体积、轻量化的电池,同时还得兼顾大容量和高倍率放电。更关键的是,汽车的使用场景相对固定,机器人却会进入家庭、医院,频繁摔倒磕碰的风险很高,安全标准自然要严苛得多。

    影响商业化进程

    续航短板,直接影响人形机器人能不能算过经济账。工厂要8小时不间断作业,现在主流产品只能撑2到4小时,差距有多大,不言而喻。

    “目前大部分机器人只能连续运行约2小时。如果在实际工作场景下续航达到3小时左右,一天内就得频繁充换电。这意味着,部署一台机器人不仅得买本体,还要配套换电桩、备用电池这些基础设施,部署成本直接拉高。”徐伟算的这笔账,听起来很现实。

    2025年7月,优必选副总裁、具身智能与人形机器人研究院院长焦继超也公开算过账:当时人形机器人的综合作业效率只有人工的50%,使用成本本就不占优势;如果还要长时间停机充电,综合产出会更低,单位使用成本会更高。工厂都希望减少现场运维人员,自主换电不用人工操作。时隔一年,今年优必选工业人形机器人在单个工作场景的效率有望达到人类的80%,明年目标是90%以上。

    在工业场景里,“边充电边用”这一套行不通。线缆会限制机器人的活动范围,大范围替代人工作业根本做不到。全域无线充电理论上可以实现无限制边用边充,但全域铺设充电设备,项目整体成本会高得吓人。

    家庭场景的体验困境更直接。主打“情感陪伴”和家务类的机器人,续航只有2到4小时,人机交互的连续性可能随时被打断。今年7月,优必选旗下超仿生人形机器人U1系列,就因为售价近百万元、续航却“撑不过一晚”而引发热议。优必选回应说,目前全尺寸人形机器人续航基本都在2到4小时,这是行业普遍情况。

    电池安全同样是影响商业化落地的关键变量。未来机器人会进入更多人机共存场景,电池必须具备极致的安全能力。徐伟强调,工业场景优先满足长续航、大功率输出,家庭场景对电池的硬性刚需则是高安全性。机器人一旦进入工厂、商场、社区甚至家庭,万一发生起火燃烧事件,后果远比传统设备严重得多。

    半固态电池成最新解法

    面对续航难题,行业正在积极探索换电、固态电池、半固态电池这几条路线。换电是短期最务实的方案。比如优必选在2025年7月发布的Walker S2,实现了全球首创的3分钟极速自主换电,靠的是双电池热插拔技术;智元远征A3的双电池包设计,能做到10小时续航、10秒快速换电。但换电方案需要部署换电桩和备用电池,适用场景有限,成本也高,更适合工业场景。

    固态电池被看作是人形机器人未来增加单次续航的关键方向。用固态电解质替代传统液态电解质,可以解决当前电池能量密度与安全性的矛盾。TrendForce指出,要跨越5到8小时的续航门槛,固态电池是提升单次续航的关键方案。不过,固态电池目前成本偏高,距离大规模量产还有距离。集邦咨询预测,人形机器人对固态电池的需求有望在2035年超过74GWh,比2026年增长千倍以上,届时成本才可能降到有竞争力的区间。

    介于固态与液态之间的半固态电池,成了行业当前最可行的过渡路线。田丰认为,凭借能量密度和本征安全的双重优势,半固态及全固态三元锂电池技术将在3到5年内率先破局。这得益于eVTOL(电动垂直起降飞行器)和高端新能源汽车的巨额试错成本前置,人形机器人产业正在享受这种“外溢补贴”效应。

    在WAIC 2026上,针对智能体能源的续航短、占地大、充电慢等痛点,均胜电子推出了均恩固液混合电池包系列。能量密度达到380Wh/kg,综合续航提升约60%,循环寿命超过2000次,在-20℃到60℃的宽温域内都能正常运行,30分钟就能充到80%的电量。

    “半固态是当前唯一能够快速规模化落地的路线。”徐伟分析,半固态能量密度远超传统液态电池,直接解决了机器人的续航短板;同时安全性能显著优于传统液态电池,适配家用、工业各类场景。

    田丰给出了一个更系统的判断:人形机器人续航的大规模缓解临界点,将在2028年前后到来,伴随“固态电池量产降本”和“端侧AI芯片功耗减半”的实现。一方面,固态或半固态电池将在2027年到2028年实现百兆瓦时级的规模化量产,成本大幅下降;另一方面,专为机器人设计的下一代边缘AI计算平台,有望在2028年左右实现每瓦性能的指数级跃升,把端侧推理的绝对功耗压降一个量级。电池能效比和AI功耗的一进一退,或许正是打破续航瓶颈的关键。

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