充电一整晚，打工两小时：2028，解开人形机器人的“续航死结”

作者：证券时报 聂英好，快思慢想研究院院长 田丰

开篇

2026年7月, 一场围绕科技伦理跟商业现实的交锋, 于消费市场暗暗地上演了。一款主打“情感陪伴”, 售价接近百万元的优必选超仿生人形机器人U1系列, 因“续航撑不过一晚”遭受市场热烈的讨论。优必选的官方回应揭开了一个物理学悖论, 全尺寸人形机器人的续航基本上都在2到4个小时, 这已然成为全行业的普遍困境。人类给予了机器可媲美碳基生命的大脑, 却在硅基躯壳当中留下了一个能量漏斗。

该图片使用了AI生成技术

受制于热力学定律的支配状况下, 能量的转换行为以及消耗情形, 构成了智能觉醒的物理边界, 有第三方咨询机构集邦咨询的报告表明, 因受到液态锂电池的能量密度以及机身重量的限制, 当前多数机器人的电池容量处于低于2kWh的水平, 并举例宇树H1事例说明, 其呈现出0.的电池状况难以维持4小时静态站立的情况, 还有搭载2.3kWh高镍三元电池系统的特斯拉Gen2, 其动态续航时间仅仅约为2小时是也。当那些号称会对劳动力市场造成颠覆的巨大钢铁之物, 连一个标准的工厂工作班次都没办法完整撑满之际, 证券时报的记者聂英好极为敏锐地察觉到: 续航这一难关, 已经变成让具身智能从实验室走到工厂, 甚至于走入家庭过程里, 最为实际的“阻碍之物”。

一、 达尔文死海中的“经济账”与物理枷锁

续航存有不足情况, 首先面临的是一笔难以算得清楚的“经济账”。在资本进行严苛审视这个状况下, 每一度电出现流失这种情形, 都在对商业化落地的根基造成侵蚀。优必选有一位副总裁, 其担具身智能与人形机器人研究院院长一职, 名为焦继超, 在2025年7月的时候曾仔细算过一笔账, 当时人形机器人综合作业效率仅仅是人工的50%, 要是再加上长时间停机去充电的状况, 单位使用成本就会极速攀升。遵循技术迭代这个趋势, 在今年也就是2026年, 工业人形机器人在单点场景那里显现出的效率, 有希望接近人类的80%, 到了明年也就是2027年, 目标则直接指向90%以上。充换电的频繁进行, 这表明企业不但得采购机器本体, 而且还要配套去铺设换电桩以及备用电池集群, 如此一来便直接使得全生命周期的部署成本被拉高了。就如同均胜电子旗下均恩新能源的总经理徐伟所说的那样, 工业场景所要求的边充电边使用这种模式, 因为线缆限制而难以适用, 并且全域无线充电那高昂的造价同样让人为之却步。

探索耗电的深层根源, 并非只是“电池容量不足”这般轻易, 徐伟把行业所面临的六大挑战（续航时间短、载重受到限制、内部空间局促、充电耗时久、安全隐患突显、大功率需求）精确归为两大核心矛盾: 续航水平欠缺与安全难题, 机身内部给予电池的物理空间十分有限, 多数厂商为了争抢市场直接选择传统圆柱液态电池，从根源上忽视了机器人专有的工况。

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更为严峻的现实在于, 人形机器人欠缺关节自锁功能, 呈现出“站着不动也耗电”的状况。仅仅是维持站立姿态, 髋部、膝盖等关节就得持续输出200至300瓦功率用以对抗重力。另外, 和运行路线相对固定的新能源汽车完全不同, 机器人会深入家庭、医院等复杂环境, 存在频繁摔倒以及磕碰的风险, 这对电池的极致本征安全提出了更高维度的要求。一旦产生起火燃烧事件, 后果相较于传统设备更为惨烈, 安全已然成为不可逾越的产业底线。

二、 降维解法：系统重构与具身智能的“算力换能量”

面对着高达4千瓦的瞬时峰值功率, 要是单纯去堆砌电池容量, 那必然会陷入到“重量增加, 功耗上升, 续航缩短”这样一种死循环之中。在证券时报所进行的深度追踪里, 记者朝着快思慢想研究院院长, 以及特邀评论员田丰, 抛出了一个直击软肋的硬核问题: “您曾经把人形机器人的续航矛盾概括为‘功率-容量剪刀差’, 由于瞬时峰值功率有可能超过4千瓦, 而且机身空间又极为有限, 您觉得这一矛盾应该怎样去应对? ”。

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田丰给出了系统性解答, 唯一的破局之道, 是借助“瞬时能量解耦、端侧算力代偿和机械被动储能”三位一体, 通过这种方式进行系统级架构重构, 这可是一种跨越单体化学电池物理极限的工程降维解法。

首要的突破之处在于电气架构的不断演进, 这中间必须要引入混合储能系统（HESS）, 采用双轨架构, 也就是“高比能锂电池 + 高功率超级电容器”的架构。超级电容要负责的是吞吐毫秒级以及 4kw 量级的爆发性电流负荷, 像跳跃、重物搬运这类情况, 而主电池, 则专门负责维持稳定的基准功率输出。这样的一种解耦机制, 彻底消除了“剪刀差”对电池寿命的过度消耗, 并且还将整体的有效供电效率一下子提升到 20%以上。特斯拉团队推行的那种架构, 是高压化架构, 类似汽车的800V平台, 它是为了降低高功率状态下的线束电流, 它也是为了降低高功率状态下的热损耗, 从而进行的先导性实践。

引发控制范式转移的原因是算力的升维, 得以真正实现“算力换能量”的是具身智能, 当前在非重要自由度电机上的冗余微调以及对抗性扭矩方面电能存在大量浪费, 基于强化学习也就是RL和模型预测控制即MPC的端到端AI模型被引入后, AI会成为隐身的“能效分配器”, 它能精确切断非承重关节的无效供电, 达成微秒级的动态休眠的效果, 波士顿动力创始人Marc曾着重深刻强调过, 高级控制算法能够让机器人以最符合动力学原理的姿态进行运动。当大模型深入参与进来之后, 机器人原本那种, 通过电机全力强力生硬对抗重力去行走和奔跑状态从而产生的步态, 将会全面彻底极大规模地转变为, 顺应重力惯性特性巧妙精准借助力量的新型步态, 这样一来, 就能够削减超过30%的持续运行时所消耗的电量。再加上执行器层的串联弹性执行器也就是SEA这种有着仿生学原理的变革, 就好像非常著名的Digit机器人深度完全融合了无源动力学结构一样, 在脚步抬起还有落下的过程当中, 能够回收并且释放弹性势能, 这种机械层的“内生节能”方式, 成功构筑起了化解电量焦虑的非常可靠坚实的底座。

三、 跨越临界点：外溢效应与2028双轨共振

针对当下纷繁复杂、盘根错节难以理清头绪的电池技术路线, 记者更进一步对田丰施以追问: “眼下业内应用于机器人的电池方案主要涵盖磷酸铁锂方案、三元锂电池以及固态电池, 但主流电池技术路线各自都存在着瓶颈, 您来判断一下哪一条路线最具备可能在3至5年的时间范围之内率先实现突破, 原因究竟何在? 您觉得人形机器人续航问题能够得到大规模缓解的那个‘临界点’大体上会在什么时候来临? ”。

田丰确切地做出判断, 半固态跟上全固态的三元锂电池技术, 会在三到五年的时段中, 依靠能量密度以及本征安全的双重绝对优势率先实现突破。产业科技提出的铁律规定, 硬件得绝对顺从物理约束。磷酸铁锂也就是LFP, 有着能量密度在200Wh/kg以下的天花板, 强制去增加容量会破坏机器人的重心平衡；传统的液态三元锂电池面临着极高的热失控风险, 没办法通过C端以及密集工厂的安全合规审查。宁德时代对外发布的凝聚态电池, 其最高能量密度能够达到500Wh/kg, 还有SES AI也就是微宏动力所推进的锂金属半固态电池, 凭借固态以及半固态电解质, 把漏液爆燃隐患彻底消除了。在物理形态方面, 以及化学安全层面, 这属于唯一一种能够完美契合人形机器人苛刻边界条件的方案。

技术实现规模化突破, 是因为泛出行生态所主导的“研发成本平摊”, eVTOL（低空经济电动垂直起降飞行器）以及与高端新能源汽车（比如说蔚来150度半固态电池包）有提前垫付的数量巨大的要付出代价的成本, 而人形机器人产业能够恰好正在享受如此这般的“外溢补贴”效应。世界人工智能大会, 于2026年举办, 均恩新能源在会上推出固液混合电池包, 其能量密度达 380Wh/kg, 综合续航增进约60%, 循环寿命超200次, 能在-20℃至60”宽温域运行域运行30分钟可充满80%电量得以在标杆位置快速规模化落地。当然短期内工业场景最务实过渡方案是极速换电表现在优必选s2实现了三分钟热查拔快及换电技术元远征A3支持十秒快速换电。集邦咨询做出预测, 到2035年的时候, 人形机器人对于固态电池的需求, 有希望超过74GWh, 和2026年相比, 增长幅度在千倍以上, 等到那个时候, 规模化效应将会把高昂的成本壁垒彻底消除。

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多维底层技术存在历史性共振, 这使得任何一个能够导致技术凝固被打破的情况出现, 每一次这样的情况均是技术坚冰消融的体现。田丰坚定有力地进行推测, 他认为在2028年前后, 人形机器人续航所面临的大幅缓解的临界节点将会来临。到了那个时期, 固态电池在产量上的提升并使成本下降, 以及端侧AI芯片在能耗方面减少一半这件事, 将会在软件和硬件这两条轨道方面同时实行交叉运行。就是那种专门为人形机器人设计的下一代边缘AI计算的平台, 以英伟达作为参考拿这类架构进行演进的芯片为例, 在2028年左右的时候, 会让那种端侧推理状态下的绝对能耗下降十倍。1、同步对齐固态/半固态电池, 在2027年至2028年, 实现百兆瓦时级规模化量产, 还有BOM成本减半的行业共识。2、电池能效比提升超50%, 以及AI控制功耗下降超50%的同频共振, 会彻底剪断束缚人形机器人的能量枷锁。3、这将让具身智能真正成为重塑人类文明的无尽引擎。

供参考的文章是, 《最多续航达四小时, 人形机器人电量焦虑何时方可解除? 》, 来自证券时报, 作者是聂英好。

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