Percée dans la technologie des batteries au lithium-ion : résoudre les principaux problèmes des robots humanoïdes
Si l'architecture 48 V constitue les « vaisseaux sanguins » d'un robot humanoïde, alors la batterie lithium-ion est son « cœur énergétique ». Par rapport aux scénarios d'application uniques des robots humanoïdes, les batteries lithium-ion - traditionnelles présentent des défauts importants en termes de densité énergétique, de performances de débit et de stabilité de sécurité. L'innovation technologique continue élimine ces goulots d'étranglement dans de multiples dimensions, notamment les matériaux, la structure et les systèmes de gestion, insufflant ainsi un élan essentiel au développement de l'industrie de la robotique.
Les robots humanoïdes ont des exigences de performances multi-dimensionnelles et-élevées pour les batteries lithium-ion, chaque indicateur affectant directement l'expérience utilisateur. Une densité énergétique élevée est une exigence fondamentale. Les robots humanoïdes ont un espace interne limité et les batteries n'occupent généralement que 5 - 8 kg de poids dans la poitrine et le dos, mais ils doivent prendre en charge des mouvements complexes tels que courir, sauter et saisir. Cela nécessite un stockage d’énergie élevé dans un petit volume et un poids léger. Une capacité de décharge à haut débit est indispensable. Lorsque les robots effectuent des actions à haute -fréquence, un taux de décharge de 2-3 C ou plus est nécessaire pour fournir rapidement un courant important, garantissant ainsi la stabilité et la vitesse de réponse des mouvements. La sécurité est l’essentiel. Une décharge à haute -fréquence et -courant élevé peut facilement provoquer un emballement thermique de la batterie. Des fonctions complètes de protection contre les surcharges, les-décharges excessives et les surchauffes sont donc essentielles. L’adaptabilité environnementale est cruciale. Les robots peuvent fonctionner dans une large plage de températures allant de -40 degrés à 60 degrés, dans des environnements humides ou vibrants, et les performances de la batterie doivent rester stables. Une longue durée de vie peut réduire les coûts de remplacement dans les scénarios d'utilisation à haute fréquence et garantir un fonctionnement stable à long terme du robot. Actuellement, 70 % des robots humanoïdes du marché utilisent des batteries cylindriques ternaires au lithium, avec des densités d'énergie concentrées entre 250 et 300 Wh/kg. Une seule charge ne fournit que 2 à 3 heures d’autonomie de la batterie, ce qui est loin de répondre aux exigences réelles de 8 heures de fonctionnement continu, ce qui laisse présager une marge importante pour des mises à niveau technologiques.
Pour résoudre ces problèmes, l'industrie accélère les percées dans deux directions principales : les batteries ternaires à haute teneur en-nickel et les batteries-à semi-conducteurs. Les batteries ternaires à haute teneur en nickel, avec leur haute densité énergétique, sont devenues la principale direction de R&D pour les batteries au lithium dans les robots humanoïdes. Grâce aux techniques de dopage des éléments, de revêtement de surface et de modification des composites, leur mauvaise stabilité structurelle et leur sécurité insuffisante peuvent être efficacement améliorées. Par exemple, les éléments dopants améliorent l’énergie de liaison chimique, réduisant ainsi le risque de mélange Li/Ni et de dégagement d’oxygène dans le réseau ; le revêtement de surface avec des composés de lithium, des oxydes ou des polymères conducteurs réduit la dissolution des ions de métaux de transition et la libération d'oxygène ; et la modification composite intègre les avantages de plusieurs méthodes, améliorant simultanément diverses caractéristiques de performances électrochimiques de la batterie. Les batteries à semi-conducteurs-sont considérées comme la solution future la plus adaptée aux robots humanoïdes. Leur densité énergétique est 2-3 fois celle des batteries au lithium liquide traditionnelles et éliminent le risque de fuite d'électrolyte. Ils sont également plus stables sous des chocs mécaniques ou dans des environnements à haute température, prolongeant considérablement la durée de fonctionnement du robot et réduisant les risques pour la sécurité.
Dans cette vague de mises à niveau technologiques, les fabricants de batteries tels que CATL, BYD, EVE Energy, Guoxuan High-Tech, Changhong Energy et Farasis Energy ont augmenté leurs investissements en R&D et accéléré la commercialisation de leurs technologies. CATL a obtenu plus de 2,4 milliards de yuans de financement sur deux ans en dirigeant un investissement dans Galaxy General, une entreprise de batteries pour robots, afin d'étendre sa chaîne industrielle et de promouvoir l'industrialisation de la technologie des batteries à haute -énergie-densité énergétique. BYD a non seulement investi stratégiquement dans Zhiyuan Robotics, mais a également lancé un projet de robot humanoïde interne nommé « Yao Shun Yu », développant simultanément des produits de batterie au lithium compatibles. EVE Energy a établi un partenariat approfondi avec Vbot pour promouvoir la production de masse de batteries de robots en fonction des besoins des utilisateurs. Guoxuan High-Tech et Changhong Energy continuent de se concentrer sur les batteries cylindriques au lithium, en optimisant les performances des produits pour répondre aux-exigences de mouvement à haute fréquence des robots. Farasis Energy s'est mis en contact avec les principales entreprises nationales de robots humanoïdes pour discuter des besoins en batteries à semi-conducteurs et promouvoir un développement personnalisé.
Outre l’innovation matérielle, la conception structurelle et la mise à niveau du système de gestion des batteries au lithium sont également devenues des axes importants de percées technologiques. En termes de conception structurelle, une architecture hybride de « batterie à cellules sèches du corps principal + micro-batterie commune » émerge progressivement. La batterie à cellules sèches du corps principal offre une autonomie de base, tandis que la micro-batterie commune - fournit une alimentation instantanée pour les mouvements à haute -fréquence. Combinée à une conception entièrement-à onglets et à des matériaux structurels légers, cette architecture peut s'adapter aux formes irrégulières des robots humanoïdes tout en améliorant les capacités de sortie de puissance transitoire. En termes de systèmes de gestion, les systèmes BMS intégrant la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS), le contrôle collaboratif Edge-cloud, les algorithmes SOX et les fonctions d'alerte précoce de sécurité par l'IA sont devenus un point chaud de la recherche. Ces systèmes peuvent assurer une surveillance et une prévision précises de l'état de la batterie, éviter de manière proactive les risques de sécurité et améliorer encore l'efficacité et la durée de vie de la batterie.
ACEY-BP32-500A800Amachine de testeur de BMSpeut détecter la fonction du panneau de protection de la batterie au lithium et divers indicateurs de performance. Il est particulièrement adapté aux inspections d’usines pour la production de masse. Il est développé en utilisant le principe de charge et de décharge de batterie de simulation de condensateur et possède de multiples fonctions : fonctionnement simple, vitesse de détection rapide, etc.
Des automobiles aux robots, de 12 V à 48 V, des batteries liquides aux batteries à l'état solide-, l'évolution des systèmes électriques a toujours été un moteur essentiel du progrès technologique. Lorsque le rendement élevé et la stabilité de l'architecture 48 V rencontrent l'innovation énergétique des batteries au lithium, les robots humanoïdes font leurs adieux à l'anxiété et aux goulots d'étranglement en matière de performances, avançant vers l'objectif d'une « taille plus petite, d'une durée de vie plus longue de la batterie et d'une interaction plus intelligente ». Cette révolution énergétique va non seulement remodeler le paysage de l'industrie de la robotique, mais favorisera également l'intégration profonde de la technologie d'automatisation dans de multiples domaines tels que la production industrielle, les services à domicile, les soins médicaux et les soins aux personnes âgées, ouvrant la voie à une nouvelle ère de collaboration homme-machine-machine. Les fabricants de batteries et les entreprises technologiques qui investissent activement dans ce secteur saisiront les opportunités de développement dans cette vague de marché de plusieurs milliards de dollars et écriront un nouveau chapitre dans la modernisation industrielle.
Acey est spécialisé dans la fourniture de-solutions uniques pour les lignes d'assemblage semi-automatiques/entièrement-automatiques de blocs de batteries au lithium utilisés dans les ESS, les drones, les vélos électriques, les scooters électriques, les outils électriques, les deux/trois roues, etc. De plus, nous fournissons un ensemble complet d'équipements d'assemblage de blocs de batteries, tels que la machine de classement de cellules, la machine de tri de batteries, la machine à coller le papier isolant, le testeur CCD, Machine de soudage par points manuelle/automatique, testeur BMS, testeur complet de batterie et système de test de batterie, etc.
