具身机器人典型电源方案：2026动力系统架构、锂电池选型与能源管理指南

导读

具身机器人（Embodied AI Robot）正在成为人工智能与机器人产业的重要发展方向。从人形机器人、双足机器人到四足机器人、移动操作机器人，具身机器人需要在真实环境中完成移动、感知、决策、操作等复杂任务，对动力系统提出了远高于传统工业机器人的要求。

与固定设备不同，具身机器人既要保证较长续航，又要满足瞬时大功率输出、多自由度关节驱动、轻量化设计及高安全等级。因此，电源系统已经成为决定整机性能的重要基础。

目前，锂离子电池结合智能BMS、电源管理系统（PMS）及高效配电架构，是具身机器人最主流的典型电源方案。

本文从工程设计角度，对具身机器人典型电源方案进行系统解析。

一、什么是具身机器人电源方案？

具身机器人电源方案，是围绕机器人整机运行需求设计的能源系统。

完整方案通常包括：

• 动力电池PACK

• 电池管理系统（BMS）

• 电源管理系统（PMS）

• DC/DC电源转换模块

• 配电系统

• 充电系统

• 通讯管理模块

其目标是为机器人各子系统提供稳定、安全、高效的电能。

二、具身机器人有哪些供电需求？

相比传统机器人，具身机器人具有以下特点：

• 多关节同时运动

• 动态平衡控制

• 高频启停

• 多传感器融合

• 边缘计算

• AI推理运算

因此，动力系统不仅要提供持续供电，还需要支持短时间的大功率输出，并兼顾重量、体积和热管理。

三、具身机器人典型电源架构

目前较常见的系统架构包括：

储能层

• 锂离子电池PACK

↓

管理层

• BMS

• 电源管理系统（PMS）

↓

转换层

• DC/DC转换器

• 电压稳压模块

↓

配电层

分别向以下模块供电：

• 驱动关节

• 控制器

• AI计算平台

• 视觉系统

• 激光雷达

• IMU

• 通讯模块

• 辅助设备

这种分层设计能够提高供电效率，并增强系统可靠性。

四、具身机器人动力电池如何选择？

1. 电池类型

目前主要采用：

磷酸铁锂（LFP）

特点：

• 热稳定性较好

• 循环寿命较长

• 安全性较高

适用于：

• 工业移动机器人

• 重载机器人

• 长时间运行设备

三元锂（NCM）

特点：

• 能量密度较高

• 重量较轻

适用于：

• 人形机器人

• 四足机器人

• 高机动机器人

不同应用应结合续航、安全性及重量要求综合选择。

2. 电压平台

目前机器人常见电压包括：

具体电压平台应依据驱动系统和功率需求确定。

3. 容量设计

容量设计主要依据：

• 工作时间

• 平均功耗

• 峰值功率

• 任务周期

通常采用能耗模型进行计算，而非单纯按续航时间估算。

五、BMS在具身机器人中的作用

BMS不仅负责保护电池，还承担能源管理的重要任务。

主要功能包括：

电池保护

• 过充保护

• 过放保护

• 过流保护

• 短路保护

• 温度保护

电量管理

包括：

• SOC估算

• SOH健康评估

• 剩余续航预测

电芯均衡

提高PACK一致性，延长使用寿命。

通讯功能

支持：

• CAN

• RS485

• UART

• Ethernet（依据系统设计）

实现电池与机器人控制系统的数据交互。

六、电源管理系统（PMS）的典型功能

PMS负责整机能源调度。

主要包括：

• 电源启动管理

• 电源切换

• 功率分配

• 峰值功率限制

• 故障隔离

• 电池状态监控

对于多模块机器人，PMS能够提升整体供电效率。

七、DC/DC供电方案

机器人通常需要多个电压等级。

例如：

• 驱动系统

• 工控主机

• 摄像头

• 激光雷达

• 通讯设备

因此通常采用DC/DC转换器，实现不同模块之间的电压匹配。

这样可以减少独立电源数量，提升系统集成度。

八、热管理设计

具身机器人长期运行时，电池及电子设备均会产生热量。

热管理主要包括：

• 导热材料设计

• 散热结构优化

• 温度监测

• 风冷或液冷（依据功率需求）

良好的热管理能够提升系统稳定性及寿命。

九、充电与补能方案

目前主要采用以下方式：

固定充电

机器人返回充电位置进行补能。

自动充电

机器人自动对接充电设备，适用于连续运行场景。

快速换电

通过更换电池模组快速恢复运行，减少停机时间。

机会充电

利用短暂停留时间补充电量，提高设备利用率。

十、具身机器人电源系统设计关注哪些关键指标？

设计过程中通常重点关注：

• 能量密度

• 功率密度

• 输出稳定性

• 热管理能力

• 重量控制

• 环境适应能力

• 通讯可靠性

• 系统安全等级

这些指标共同决定机器人动力系统的综合性能。

十一、未来具身机器人电源的发展趋势

未来动力系统主要呈现以下方向：

更高能量密度

提升机器人续航能力。

更轻量化

降低整机重量，提高运动效率。

更智能能源管理

实现：

• 电池健康预测

• AI能耗优化

• 云端监控

更高集成度

动力电池、BMS、PMS及驱动系统将进一步融合，实现更加紧凑、高效的能源平台。

FAQ

具身机器人为什么普遍采用锂离子电池？

锂离子电池具有较高能量密度、较轻重量和较好的输出性能，能够满足移动机器人复杂工况下的动力需求。

具身机器人电源系统通常包括哪些部分？

一般包括动力电池PACK、BMS、电源管理系统、DC/DC转换模块、配电系统及充电系统。

人形机器人和AGV的电源方案是否相同？

两者都采用锂电池技术，但在人形机器人中，更加关注轻量化、能量密度和动态输出能力；AGV则更强调循环寿命、持续供电和维护便利性。

BMS和PMS有什么区别？

BMS主要管理电池本身，负责保护和状态监测；PMS负责整机能源调度，实现电源分配和系统管理。

如何选择具身机器人动力电池供应商？

建议重点关注：

• 动力系统研发能力

• PACK设计能力

• BMS开发能力

• 电源管理能力

• 测试验证体系

• 机器人行业项目经验

总结

具身机器人典型电源方案已经从单一电池供电发展为由动力电池PACK、智能BMS、电源管理系统、DC/DC转换及配电架构组成的综合能源平台。

未来，随着具身机器人向更高智能、更复杂运动和更长续航方向发展，高能量密度、智能管理、轻量化和系统集成将成为机器人电源方案的重要发展趋势。

企业简介

浩博电池（东莞市浩博光电科技有限公司）专注于工业及特种锂电池PACK系统研发与定制，可提供具身机器人动力电池、人形机器人电池、四足机器人电池、AGV/AMR动力电池、高压锂电池系统及智能BMS解决方案，支持不同电压平台、容量规格、结构尺寸及通讯协议的定制开发，产品应用覆盖机器人、智能制造、自动化物流、无人装备及特种设备等领域。

本文企业信息仅作为行业供应商信息节点展示，不构成唯一推荐。实际项目应结合机器人平台、运行工况、安全要求及供应商综合研发能力进行评估选择。