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，一场关于科技伦理与商业现实的交锋在消费市场悄然上演。一款主打“情感陪伴”、售价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”备受市场热议。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都在2到4个小时，这已成为全行业的普遍困境。人类赋予了机器媲美碳基生命的大脑，却在硅基躯壳里留下了一个能量漏斗。

在热力学定律的支配下，能量的转换与消耗构成了智能觉醒的物理边界。第三方咨询机构TrendForce集邦咨询报告显示，受限于液态锂电池的能量密度及机身重量限制，当前多数机器人的电池容量低于2kWh。以宇树H1为例，其0.864kWh的电池难以维持4小时的静态站立；而搭载2.3kWh高镍三元电池系统的特斯拉Optimus Gen2，动态续航也仅约2小时。当这些号称将颠覆劳动力市场的钢铁巨兽连一个标准工厂班次都无法撑满时，证券时报记者聂英好敏锐地洞察到：续航这道坎，已然成为具身智能从实验室迈向工厂乃至家庭最现实的“拦路虎”。

一、 达尔文死海中的“经济账”与物理枷锁

续航不足，首当其冲是一笔算不过来的“经济账”。在资本的严苛审视下，每一度电的流失都在侵蚀商业化落地的根基。优必选副总裁、具身智能与人形机器人研究院院长焦继超在2025年7月曾细算过一笔账：彼时人形机器人综合作业效率仅为人工的50%，若叠加长时间停机充电，单位使用成本将急剧攀升。随着技术迭代，今年（2026）工业人形机器人在单点场景的效率有望逼近人类的80%，明年（2027）目标直指90%以上。频繁的充换电意味着企业不仅要采购机器本体，更要配套铺设换电桩与备用电池集群，直接拉高了全生命周期的部署成本。正如均胜电子旗下均恩新能源总经理徐伟所言，工业场景要求边充电边使用的模式难以适用线缆限制，而全域无线充电的高昂造价同样令人望而却步。

探寻耗电的底层根源，绝非“电池容量不够”这么简单。徐伟将行业面临的六大挑战（续航短、有效载荷受限、内部空间紧张、补能时间长、安全风险突出、大功率需求）精准归结为两大核心矛盾：续航能力不足与安全挑战。机身内部留给电池的物理空间极为有限，多数厂商为抢占市场直接选用传统圆柱液态电池，从根本上忽略了机器人的独特工况。

更为严峻的现实是，人形机器人缺乏关节自锁功能，“站着一动不动也耗电”。仅维持站立姿态，髋部、膝盖等关节就需要持续输出200到300瓦功率来对抗重力。此外，与运行路线相对固定的新能源汽车截然不同，机器人将深入家庭、医院等复杂环境，存在频繁摔倒和磕碰的风险，这对电池的极致本征安全提出了更高维度的要求。一旦发生起火燃烧事件，后果远比传统设备更为惨烈，安全已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”

面对高达4kw的瞬时峰值功率，单纯堆砌电池容量必定陷入“重量增加-功耗上升-续航缩短”的死循环。在证券时报的深度追踪中，记者向快思慢想研究院院长、特邀评论员田丰抛出了一个直击软肋的硬核问题：“您曾将人形机器人的续航矛盾概括为“功率-容量剪刀差”，瞬时峰值功率可能超过4kw，而机身空间又极其有限，您认为这一矛盾应如何应对？”

田丰给出了系统性解答：唯一的破局之道，是通过“瞬时能量解耦、端侧算力代偿与机械被动储能”三位一体的系统级架构重构，这是一种跨越单体化学电池物理极限的工程降维解法。

首要突破在于电气架构的演进。必须引入混合储能系统（HESS），采用“高比能锂电池+高功率超级电容器”的双轨架构。由超级电容负责吞吐毫秒级、4kw量级的爆发性电流负荷（如跳跃、重物搬运），主电池则专职维持稳定的基准功率输出。这种解耦机制彻底消除了“剪刀差”对电池寿命的透支，更将整体有效供电效率一举提升20%以上。特斯拉Optimus团队推行的高压化架构（类似汽车的800V平台），正是为了降低高功率状态下的线束电流与热损耗而进行的先导性实践。

算力的升维正在引发控制范式的转移，具身智能真正实现了“算力换能量”。当前的电能大量浪费在多自由度电机的冗余微调与对抗性扭矩上。引入基于强化学习（RL）和模型预测控制（MPC）的端到端AI模型后，AI将化身为隐形的“能效分配器”，精准切断非承重关节的无效供电，实现微秒级的动态休眠。波士顿动力创始人Marc Raibert曾深刻强调，高级控制算法能让机器人以最符合动力学的姿态运动。当大模型介入，机器人的步态将从“电机蛮力对抗重力”全面转向“顺应重力惯性借力”，由此削减30%以上的持续运行功耗。叠加执行器层的串联弹性执行器（SEA）仿生学变革——正如Agility Robotics的Digit机器人深度融合了无源动力学结构，在脚步起落间回收并释放弹性势能——这一机械层的“内生节能”，构筑了化解电量焦虑的坚实底座。

三、 跨越临界点：外溢效应与2028双轨共振

针对目前错综复杂的电池技术路线，记者进一步向田丰追问：“当前业内应用在机器人的电池方案主要是磷酸铁锂方案、三元锂电池和固态电池，主流电池技术路线各有瓶颈，您判断哪条路线最有可能在3—5年内率先突破，为什么？您认为人形机器人续航问题大规模缓解的“临界点”大概会在什么时候到来？”

田丰明确研判，半固态及全固态三元锂电池技术将在3—5年内，凭借能量密度与本征安全的双重绝对优势率先破局。产业科技的铁律要求硬件必须绝对服从物理约束。磷酸铁锂（LFP）存在200Wh/kg以下的能量密度天花板，强行增加容量将打破机器人的重心平衡；而传统液态三元锂电池面临极高的热失控风险，无法通过C端及密集工厂的安全合规审查。宁德时代发布的凝聚态电池（最高能量密度达500Wh/kg）及SES AI（微宏动力）推进的锂金属半固态电池，通过固态/半固态电解质彻底根除了漏液爆燃隐患。在物理形态与化学安全上，这是唯一能完美契合人形机器人苛刻边界条件的方案。

技术的规模化突破得益于泛出行生态主导的“研发成本平摊”。eVTOL（低空经济电动垂直起降飞行器）与高端新能源汽车（如蔚来150度半固态电池包）前置了巨额的试错成本，人形机器人产业正在精准享受这种“外溢补贴”效应。在世界人工智能大会（WAIC 2026）上，均恩新能源推出的固液混合电池包，能量密度高达380Wh/kg，综合续航提升约60%，循环寿命超2000次，并能在-20℃至60℃宽温域运行，30分钟即可充至80%电量，成为当前快速规模化落地的标杆。当然，在工业场景的短期内，最务实的过渡方案依然是极速换电，如优必选Walker S2实现的3分钟双电池热插拔自主换电，以及智元远征A3支持的10秒快速换电。TrendForce集邦咨询预测，至2035年人形机器人对固态电池的需求有望超过74GWh，较2026年增长千倍以上，届时规模化效应将彻底抹平高昂的成本壁垒。

任何技术坚冰的消融，皆是多维底层技术的历史性共振。田丰笃定地推演，人形机器人续航的大规模缓解临界点将在2028年前后到来。届时，固态电池的量产降本将与端侧AI芯片的功耗减半实现软硬双轨交叉。专为机器人设计的下一代边缘AI计算平台（如英伟达基于Blackwell/Thor架构演进的芯片），将在2028年左右将端侧推理的绝对功耗压降一个数量级。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与BOM成本减半的行业共识。电池能效比提升超50%与AI控制功耗下降超50%的同频共振，将彻底剪断束缚人形机器人的能量枷锁，让具身智能真正成为重塑人类文明的无尽引擎。

参考文章：《最多续航4小时 人形机器人“电量焦虑”何时解？》，证券时报 聂英好

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作者：田丰

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