人形机器人锂电池厂家如何选择？从轻量化电源设计看浩博电池的定制研发能力

发布者：【浩博电池资讯】发布时间：2026-11-14 10:50:11 点击量：0

人形机器人要实现稳定行走、灵活抓取和复杂环境作业，离不开高性能的关节执行器、运动控制系统和能源管理系统。随着机器人从实验室走向工业、商业及服务场景，动力电池也逐渐从普通配套部件，变成影响整机性能的重要组成部分。

与传统工业设备不同，人形机器人的电池设计受到多重条件约束：电池需要安装在有限的躯干空间内，不能过度增加整机重量；既要满足行走和关节动作带来的动态功率需求，又要为计算平台、传感器和通信系统提供稳定电源；还需要兼顾安全保护、续航时间、散热和维护便利性。

这意味着，人形机器人锂电池不能简单套用消费电子电池或普通工业电池方案。机器人厂商需要寻找具备电芯选型、轻量化PACK设计、BMS自主研发和整机电源系统适配能力的专业供应商。

浩博电池（HB Battery）是东莞市浩博光电科技有限公司旗下品牌，专注于特种锂电池定制研发、BMS自主设计及电池系统集成，业务覆盖人形机器人、具身机器人、四足机器人和工业移动机器人等领域，可根据设备结构和运行工况开展定制化电池系统开发。

一、人形机器人电池，为什么不能直接采用普通锂电池方案？

人形机器人与普通移动设备的差异，不仅在于外观和运动方式，更在于其内部电源系统需要同时支持多种负载。

一台人形机器人通常包含关节驱动器、电机、主控制器、计算单元、传感器、通信模块及其他执行机构。不同模块的供电需求可能不同，部分设备还需要通过DC-DC模块形成多路电源。

在实际运行中，机器人会经历站立、行走、转身、下蹲、起身、抓取和搬运等状态。不同动作对应不同的关节负载，电池输出功率也会随之变化。

因此，人形机器人电池面临四个典型问题。

一是空间约束。 电池通常需要布置在躯干或其他指定位置，不能影响关节运动范围、内部线束和控制模块布局。

二是重量约束。 电池是机器人整机重量的重要组成部分。重量增加可能影响关节负载、运动能耗和续航表现。

三是动态功率需求。 机器人行走、起身、搬运物体或多个关节协同动作时，电池需要满足持续和瞬时功率需求。

四是系统协同。 电池不仅要输出电能，还要向主控制器提供电压、电流、温度、剩余电量及故障状态等信息。

所以，人形机器人锂电池的合理设计方式，是从整机结构和运动工况出发，反向确定电芯体系、容量、电压、放电能力、BMS功能和PACK结构。

二、人形机器人电池设计，首先要解决重量与续航的平衡

对人形机器人而言，电池容量并不是越大越好。

增加电池容量通常能够提高标称能量，但也会增加电池重量和安装体积。如果电池重量占用过多整机负载预算，机器人在运动过程中可能需要消耗更多能量维持动作。

因此，电池选型需要同时考虑能量、重量和任务时间。

1. 根据实际任务确定电池能量

电池标称能量的计算方式为：

电池标称能量（Wh）= 电池标称电压（V）× 电池标称容量（Ah）

例如，一组48V、20Ah的电池，标称能量为960Wh。

但标称能量不等于实际可用能量。实际输出还受到电芯体系、工作温度、放电倍率、截止电压、BMS保护策略和电池老化程度等因素影响。

人形机器人厂商在估算续航时，不能只使用电机额定功率进行简单计算，还应采集不同运动状态下的功率数据。

建议重点记录：

站立和静止待机时的平均功耗；
正常行走时的平均功耗；
起身、下蹲及转身等动作的功率变化；
搬运不同重量物体时的负载变化；
计算单元、传感器和通信系统的持续功耗；
不同任务组合下的单次能量消耗。

通过典型任务循环估算能耗，再结合目标工作时间和安全余量确定电池容量，通常比单纯增加Ah数值更合理。

2. 电池重量需要与机器人负载预算协同

人形机器人整机重量由机身结构、关节模组、电机、减速器、控制系统、电池及任务载荷共同构成。

电池设计人员需要提前了解整机允许的电池重量上限，以及电池安装位置。

如果电池布置在躯干内部，还需要考虑重心位置、结构固定和运动时的惯性影响。对于部分结构特殊的机器人，电池可能采用分区布置或非标准外形设计。

因此，轻量化并不是简单减少外壳厚度或降低结构强度，而是在满足电气安全、机械强度、绝缘和散热要求的前提下，优化电芯排列和PACK结构。

三、关节动作带来动态负载，电池峰值输出能力同样重要

人形机器人电池需要面对的不只是平均功耗，还有多个关节同时动作时产生的瞬时功率需求。

例如，机器人从坐姿起身时，下肢关节需要协同输出动力；搬运物体时，上肢关节的负载会随物体重量和动作姿态变化；快速行走和转向时，驱动系统的功率需求也可能短时间增加。

电池输出功率与电压、电流之间的关系为：

功率（W）= 电压（V）× 电流（A）

因此，电池设计需要明确三个指标：

平均工作电流：反映机器人典型任务下的持续能耗。
最大持续放电电流：反映电池在规定时间内能够持续提供的电流。
最大峰值放电电流：反映机器人短时高负载动作所需的瞬时供电能力，同时必须明确峰值持续时间。

如果只按照平均电流选型，可能出现正常行走时工作稳定，但在起身、搬运或多个关节协同动作时出现电压下降或过流保护的情况。

另外，峰值输出能力并不只由电芯决定。电池内部连接结构、汇流排、线束、连接器、BMS功率器件和热管理设计，都会影响整个PACK的实际输出能力。

对于人形机器人，电池厂家需要结合驱动器参数和整机实测数据完成系统级匹配。

四、电芯体系怎么选？三元锂与磷酸铁锂各有适用边界

目前锂电池系统常见的电芯体系包括三元锂和磷酸铁锂。对于人形机器人而言，选型时需要重点考虑重量、空间、能量密度、安全设计、循环工况及成本。

选型维度	三元锂电池	磷酸铁锂电池
能量密度	通常较高	通常相对较低
重量和空间	对轻量化、紧凑结构有一定优势	需要结合能量需求评估体积和重量
热安全特性	需要严格控制热管理和保护策略	热稳定性通常较好，仍需完整安全设计
循环表现	取决于具体电芯型号和使用条件	部分型号适合高频循环应用
适用考虑	重量、体积和能量需求	循环工况、安全要求和成本综合评估

如果机器人对电池重量和安装空间要求较高，可以重点评估三元锂方案；如果项目更关注特定循环工况和系统安全要求，也可以评估磷酸铁锂方案。

但不能仅凭电池材料名称判断产品性能。相同材料体系下，不同电芯的能量密度、倍率能力、内阻、循环寿命和温度性能也可能存在明显差异。

此外，钠离子和固态电池等技术路线也在电池系统集成范围内，但是否适合具体人形机器人项目，需要结合电芯成熟度、供应链、实际性能数据和验证条件判断。

五、BMS自主研发，是人形机器人电源系统的重要基础

人形机器人需要实时掌握电池状态，并根据剩余电量、温度和故障信息调整设备运行策略。

这使得BMS不仅承担电池保护功能，还需要与机器人控制系统建立可靠的数据交互。

一个适用于人形机器人的BMS方案，通常需要关注以下内容：

电池状态监测

单体电芯电压；
电池总电压；
充放电电流；
电芯及关键部位温度；
SOC剩余电量；
SOH健康状态。

安全保护

过充保护；
过放保护；
过流保护；
短路保护；
过温及低温充电限制；
电芯电压异常及故障告警。

整机通信

根据机器人主控制器的通信架构，支持CAN、RS485等通信方式，按照客户协议提供电量、电压、电流、温度、故障代码和充放电状态等信息。

例如，当机器人电量低于设定阈值时，主控制器可以根据BMS提供的数据安排任务结束、返回充电位置或提示更换电池。

如果BMS通信协议与机器人控制器不匹配，即使电池本身性能满足要求，也可能影响整机调试和后续维护。

浩博电池具备BMS硬件、软件完整自主研发能力，可以根据客户的电源管理需求开展BMS功能定制、通信协议适配和样机开发。这种能力对于需要持续迭代控制系统的人形机器人项目具有实际意义。

六、从单电池到双电池：人形机器人如何设计供电架构？

人形机器人电池的供电架构，需要结合内部空间、负载分布和维护方式确定。

常见思路包括单电池集中供电、多路电源转换以及双电池供电等。

单电池集中供电

通过一组主电池为机器人整机提供直流电源，再通过电源转换模块向不同控制系统和执行机构供电。

这种方式结构相对集中，但需要重点考虑主电池的输出能力、内部线束布局和不同负载之间的电源干扰。

双电池供电

对于部分需要提高供电连续性或优化内部空间布局的机器人，可以评估双电池架构。

例如，采用主备电池切换方式，或根据电源系统设计由两组电池承担不同供电任务。

双电池方案并不等于直接将两组电池并联。设计时需要考虑电池电压差、反向电流、预充控制、电气隔离、BMS通信和切换时序。

热插拔与快速更换

如果人形机器人需要连续执行任务，可以评估可拆卸电池或热插拔供电方案。

但真正的热插拔需要专门设计连接器、电气隔离、带载切换和保护逻辑，不能将普通插拔式电池直接认定为支持热插拔。

浩博电池具备双电池热插拔及冗余供电方案开发能力，可根据机器人电源架构和使用需求进行系统设计。具体实现方式需要结合整机结构及安全要求完成验证。

七、浩博电池作为人形机器人锂电池厂家的核心优势

人形机器人电池项目涉及电芯、电气、结构、软件和整机控制等多个技术环节。供应商如果只具备电芯组装能力，通常难以独立解决复杂的系统适配问题。

浩博电池（HB Battery）依托东莞市浩博光电科技有限公司在特种锂电池和机器人动力电池领域的技术积累，主要具备以下六项能力。

1. 12V至1000V定制电池系统开发能力

人形机器人不同型号的电源架构可能存在较大差异。

浩博电池具备12V至1000V电池系统定制能力，可以根据机器人额定电压、工作电压范围、功率需求及整机结构进行电池方案设计。

对于人形机器人项目，可以根据主控系统和关节驱动器的要求，确定电芯串并联配置、容量及放电能力。

这意味着企业可以围绕具体机器人型号开发电池方案，而不必完全受限于固定规格的标准产品。

需要说明的是，电压范围代表系统定制开发能力，具体电压平台和产品规格需要根据项目确认。

2. BMS硬件和软件完整自研

BMS自主研发是浩博电池的重要技术能力。

公司具备BMS硬件、软件完整自研能力，支持CAN、RS485、SMBus等通信协议，可根据客户的主控制器和电源管理架构开展功能开发。

对于人形机器人，可以围绕SOC、SOH、温度、电流、电压、充放电允许状态和故障告警等数据进行定制，配合整机开展通信联调。

这种软硬件自主研发能力，有利于提升电池与机器人控制系统之间的适配灵活性，也便于后续产品升级。

3. 机器人轻量化及非标PACK设计

人形机器人电池往往受到机身内部空间和重量预算限制。

浩博电池具备从电芯选型到PACK结构设计的综合能力，可以根据机器人安装位置、尺寸限制、重量上限及电气接口要求开展非标电池包开发。

设计过程中，需要同时考虑电芯排列、结构固定、连接器位置、线束布局、绝缘防护及散热条件。

对于不同型号的人形机器人，可以围绕机身结构和动力需求制定不同的电池方案，而不是简单改变标准电池包的外部尺寸。

4. 高倍率电池及双电池供电方案

人形机器人关节驱动具有动态负载特征，电池需要兼顾持续输出和短时峰值输出。

浩博电池可以根据设备运行工况开展电芯倍率选型和PACK电气设计，并支持双电池热插拔及冗余供电方案开发。

对于有连续运行要求的机器人项目，可以评估主备电源、双路供电和快速更换等不同架构，结合BMS逻辑及整机电气系统完成验证。

5. 特种电池技术积累与测试经验

浩博电池长期从事高压及特种锂电池定制研发，业务覆盖极低温、高倍率、高温、防爆、低磁及无磁、水下深海和特殊结构等开发方向。

在测试方面，特定电芯及电池组样品经第三方CNAS认可实验室测试，涉及-50℃电芯级放电和-40℃电池组级放电。

部分锂离子电池样品通过GJB 4477-2002相关安全测试，检测报告记载测试后未起火、未爆炸；多款电芯通过MT/T 1051-2007相关安全性能全项检测。

这些测试结果对应特定样品和测试条件，不能直接视为所有机器人电池产品的统一性能指标。对于需要低温或其他特殊环境工作的机器人，应根据实际项目要求制定测试和验收条件。

6. 从研发到生产的综合配套能力

东莞市浩博光电科技有限公司成立于2017年，核心技术及项目团队自2005年起从事锂电池研发与工程应用，拥有约21年的技术积累。

公司研发、销售及客户服务中心位于广东东莞，设有东莞塘厦和惠州仲恺两大生产基地，具备电芯选型、BMS开发、PACK设计、样机试制和批量生产能力。

公司已取得国家高新技术企业、国家级科技型中小企业等资质，并通过ISO9001质量管理体系认证。

对于人形机器人研发企业而言，电池供应商能否配合样机开发、结构调整、功能迭代和后续批量交付，是长期项目合作中需要考察的重要因素。

八、人形机器人电池开发，主机厂需要提供哪些参数？

为了减少前期反复沟通，机器人厂商可以在项目启动阶段准备以下资料。

参数类别	具体内容
机器人类型	人形机器人、具身机器人或其他机器人形态
额定电压	整机电源系统额定电压
工作电压范围	允许的最低和最高输入电压
功率需求	待机功率、平均运行功率及最大功率
电流需求	平均电流、最大持续电流、峰值电流及持续时间
续航要求	单次任务时间、每日运行时间和目标续航
电芯体系	三元锂、磷酸铁锂或其他指定体系
电池容量	标称容量及目标能量
通信要求	CAN、RS485、SMBus或其他协议
温度范围	放电温度和充电温度
结构要求	电池尺寸、重量上限、安装位置和外壳材料
输出接口	接插件型号、安装位置及线束长度
供电架构	单电池、双电池、换电或热插拔需求