人形机器人电池指南：系统、容量、续航与换电

人形机器人通常采用以锂电池为基础的电池包，配合电池管理系统（BMS）、保护电路和充电或换电设施。但“锂电池”并不能回答所有问题：不少厂商没有公开正极化学体系、电芯供应商、可用能量或统一工况下的续航。判断一个系统是否适合实际工作，需要同时看电池容量、任务耗电和补能流程。

资料核查日期：2026年9月9日。本文是德文原稿的中文版本；原稿首次发表于2026年2月12日，并于本次全面重写。下列数据来自公开资料，不是本刊自行进行的续航测试。

本文目录

核心结论：不能只问“能用几小时”

Wh或kWh描述储存的能量，运行小时数还取决于任务与平均功率。
“锂离子”“13S”或“可更换”都不足以确认具体正极材料和电芯型号。
不同厂商的续航数据缺少统一测试条件，不能直接排成性能榜。
换电改善的是补能速度与系统可用性，并不会增加单块电池储存的能量。
24小时运行需要充电、备用电池、调度和维护共同支持，不等于单次充电运行24小时。

Figure、Atlas、宇树等人形机器人使用什么电池？

下表保留可核实的数值，也明确标注缺失项。“未披露”仅指本次引用的资料未提供相关信息，不表示厂商完全没有该项数据。表中包含不同产品代际和发布时间，不是统一上市状态目录。

人形机器人电池与续航：不同代际的厂商公开数据
机器人与资料版本	电池或容量	厂商续航说法	解读与来源
Figure 03 / F.03（2025年资料）	2.3 kWh	5小时	开发资料中的系统指标，不能视为统一负载下的实测成绩。[1]
宇树 Unitree G1	13S锂电池，9000 mAh	约2小时	13S表示串联分组；不能用充电器电压推算额定能量。[3]
宇树 Unitree H1 / H1-2	15 Ah、864 Wh；最高电压67.2 V	所引资料未确立可直接比较的续航	最大电压不等于标称电压，不应据此另算一个容量。[4]
电动 Atlas，2025年12月23日规格表	未披露电池能量	4小时；重载2小时	同一机器人不同负载已有明显差异。[5]
优必选 Walker S2	双电池系统；所引页面未披露Wh	强调通过自主换电实现持续运行	24/7运行描述不是一次充电续航。[6]
Apollo，2023年发布资料	可更换电池；未披露Wh	4小时	历史代际指标，不自动适用于Apollo 2。[7]
Apollo 2	支持换电等补能方式；未披露Wh	所引页面未明确单次充电续航	作业覆盖时间不能当作电池自身续航。[8]
Agility Robotics Digit	所引资料未披露Wh	最长4小时	“最长”是厂商说法，需要对应任务条件。[9]
1X NEO，当前订购页	842 Wh	4小时	不与NEO Beta或Gamma的旧规格混用。[10]
Tesla Optimus，当前AI页面	当前页面未给出可核实的容量	当前页面未给出可核实的续航	不把往年演示或二手报道中的数值写成当前量产规格。[11]

这不是续航排行榜。测试载荷、行走比例、计算负载、环境温度和电池状态往往未被完整披露。一次轻载演示与一个持续搬运班次，不能只凭小时数比较。表中容量也不一定说明可供任务使用的净能量。

从电芯到执行器：电池包为何只是系统的一部分

一个可用的人形机器人电池系统需要电芯、机械结构、传感与保护、连接器、控制通信和补能接口。电池输出经电力电子设备供给关节执行器、感知设备和计算平台。机器人还能否平稳工作，取决于持续放电能力、瞬时功率和温度约束，而不只是电量。

电芯与模组电池包、BMS与保护电力电子设备执行器、传感器与计算平台

通用能量路径示意，不代表任何厂商的内部结构。充电和热管理与该路径配合；BMS主要负责监测与管理，并不等同于完整充电器。

串联、并联与“13S”的含义

电芯串联提高电压，并联提高安时容量及相应的供电能力。13S通常表示13个串联分组，不能据此知道电池包内总共有多少电芯，更不能推断供应商。还必须知道并联方式、电芯参数和保护策略。Unitree G1公开13S和9000 mAh，H1系列页面另给出864 Wh等参数；应分别使用对应机型的资料。[3] [4]

BMS管理什么？

BMS监测电压、电流和温度，支持电芯均衡，并估计荷电状态与健康状态。系统还需要协调过充、过放、过流和过温等保护。人形机器人在加速、保持平衡和搬运时，功率需求可能快速变化。Texas Instruments针对人形机器人BMS的设计资料说明了相关监测与保护功能，但这些参考方案并不能证明某台机器人采用了特定芯片。[12]

锂离子、NMC、LFP、硅负极和固态电池如何区分？

锂离子是技术家族，NMC/NCM、NCA和LFP主要区分正极材料。NMC/NCM含镍、锰、钴，NCA含镍、钴、铝，LFP是磷酸铁锂。圆柱、方形和软包描述的是电芯形态，与正极分类不是同一维度。

富镍材料通常与高能量密度方向相关，LFP则常因材料成本和热稳定性受到关注。实际安全性和寿命仍取决于电芯设计、工作窗口和整个电池包。这些通用取舍不能成为判定某个机器人使用何种化学体系的证据。美国能源部的锂离子技术评估可用于理解这些背景。[13]

硅负极改变的是负极侧，可与不同正极体系组合；“采用硅”不等于“采用固态电池”。固态主要涉及电解质，它仍可能属于锂基电池体系。阿贡国家实验室的材料研究提供了这些概念的技术背景，不能直接作为某个商业机器人的装机证明。[14] [15]

电芯能量密度不等于电池包能量密度

单颗电芯的Wh/kg没有计算外壳、连接件、保护器件、控制板和热管理结构。用于机器人时，抗振动、跌倒冲击、散热和可维护性都会占用质量与空间。更高的实验室电芯密度，不会自动转化为相同比例的整机续航提升。评估时应追问数值处于电芯、模组还是完整电池包层级。

人形机器人的实际续航由什么决定？

主要因素包括机器人自重、搬运载荷、步态、移动速度、地面条件、关节效率、控制策略和计算负载。站立也可能消耗能量：保持姿态、视觉感知和计算并不必然停止。不同机械结构和任务之间不存在一个通用的“静止功率”。

Atlas规格表给出4小时和重载2小时，是负载影响续航的明确例子。它不能证明另一台机器人在相同环境下也会减半，更不能与其他厂商未说明工况的最高时长作精确比较。[5]

Wh、W与Ah分别代表什么？

Wh或kWh：能量；1 kWh等于1000 Wh。
W或kW：功率，即消耗或传输能量的速率。
Ah或mAh：电荷容量；比较能量时还需要电压。

使用标称电压时，可近似按“Wh＝标称电压×Ah”换算。充满电的最高电压或充电器铭牌电压不能随意替代标称电压。峰值功率也不能直接替代任务平均功率。

一个明确标为假设的计算例子

假设电池标称能量为1000 Wh，考虑预留工作窗口后可用80%，则可用能量为800 Wh。平均功率为400 W时，简单估算续航为2小时；平均功率为800 W时，约为1小时。

近似续航＝可用能量÷平均功率。该例不是任何产品的测试结果，也没有完整模拟温度、老化、电压变化或控制策略。实际采购应索要目标任务下的测量记录。

软件能否延长续航？

运动规划、步态、空闲管理和计算调度都可能影响能耗，但必须在完成同一任务、达到同等质量和产出的前提下比较。如果机器人只是降低速度，工作时间变长却完成更少任务，就不能仅凭续航小时数认定效率提高。更有意义的指标包括每千瓦时完成的合格任务数。

充电、快拆、热插拔和自主换电不是一回事

可拆卸表示能更换电池；热插拔表示更换过程中系统能保持所需供电；自主换电还涉及机器人能否自行完成流程。三个能力不能互相推导。对于工厂，充电站位置、备用包数量和换电后的任务恢复也会决定实际效果。

人形机器人的补能方式及其边界
方式	公开实例	运行意义与限制
可拆卸电池	Unitree G1、H1 [3][4]	便于更换；快拆本身不证明换电期间不断电。
自主换电	Atlas：换电3分钟、充电1.5小时 [5]	必须配有可用电池和换电设施；换电仍可能占用作业时间。
双电池自主热插拔换电	Walker S2：3分钟内自主换电 [6]	保持供电不等于换电时仍能同时执行原任务。
回充或插电	Digit自动回充；NEO插电 [9][10]	需考虑充电时间、连接可靠性和调度。
无线充电	Figure 03足部感应充电，2 kW [2]	功率不是电池容量；实际补能还受效率和充电曲线影响。
多种补能路径	Apollo 2：机会充电、线缆供电和换电 [8]	利用停顿补能或延长运行窗口，不代表单块电池具有同样时长的续航。

NEO页面还给出“充电6分钟可支持1小时运行”的说法。它描述一段补能与运行之间的关系，不等于整块电池从0%充到100%只需6分钟。要比较完整充电性能，还需起止荷电状态、温度和负载条件。[10]

Figure 03的2 kW感应充电功率同样不能直接当作储能量，也不能仅用容量除以额定功率就得到准确充满时间。充电曲线、转换损耗和温度限制都会影响过程。[2]

一个电池系统能否支撑完整班次或24/7运行？

单次充电续航、补能后的连续运行能力和整套系统可用率是不同指标。机器人可以通过换电覆盖较长作业窗口，也可能因充电、维护、故障或等待电池而停机。厂商宣称全天候运行时，需要明确包含哪些基础设施和人为支持。

用补能时间估算最简单的运行占比

假设机器人每运行120分钟，需要暂停3分钟换电，则只考虑这两个环节的运行占比为120÷123，约97.6%。如果每运行120分钟后需要停机充电90分钟，则对应比例为120÷210，约57.1%。

这是两个假设场景，不是Atlas、Walker S2或其他产品的实测可用率。计算没有包含走到充电站、排队、冷却、任务恢复、换电失败和维护时间。换电场景还假设始终有充好电的备用包；若后端充电跟不上，运行占比会下降。

机队规划应从任务与充电资源出发

不存在适合所有现场的固定备用电池数量或机器人配比。需要测量不同班次的任务功率、充电周转、设备利用率和人工介入，再确定充电位、库存包和维护安排。评估表应至少同时记录每班合格产出、插座侧电耗、补能停机时间以及人工处理次数。

安全、老化与维护：BMS不能替代整机设计

人形机器人可能跌倒、碰撞并在人员附近运动。电池安全因此还涉及机械防护、连接器、线束、故障隔离和热事件处理。BMS能提供监测与保护，但不能独自消除外部损伤或所有内部故障。[12]

Figure的F.03开发资料讨论了热传播控制和火焰约束等设计目标。这些描述不应被改写成“不会起火”或“绝对安全”，也不构成跨厂商安全排名。[1]

UN 38.3属于锂电池运输测试要求的相关框架。具备相应运输测试资料，不能自动证明整个人形机器人适用于所有工作场所或已经完成全部产品合规评价。应结合具体市场、整机用途和厂商文档判断。[16]

寿命数据需要附带条件

循环寿命必须与放电深度、充电倍率、温度和寿命终点容量一起阅读。日历老化也会发生，备用包即使不常使用也并非永远保持初始状态。高利用率现场应监测容量衰减、内阻变化、温度异常和连接器磨损，并采用厂商规定的维护流程。

本次公开资料不足以形成各机型电池寿命和更换成本的可靠横向排名。把缺失值填成行业平均数，会掩盖实际差异。

固态电池何时进入人形机器人？先判断证据层级

讨论新型电池时，需要区分材料研究、实验电芯、原型电池包、明确命名的机器人集成以及已交付设备中的现场运行。研究论文说明一种材料有潜力，并不证明它已经满足商业机器人所需的功率、寿命、安全和量产要求。

在本文引用的机型资料中，尚不足以对某个当前系统作出明确的固态电池装机认定。这一结论限定于本次核查的来源，不表示全球没有相关研发或其他项目。更高能量密度还需要与散热、机械可靠性、补能设施和成本共同评估。[14] [15]

关于人形机器人电池的常见问题

所有人形机器人都使用同一种电池吗？

不是。电压、容量、电芯形态、机械接口和补能方式均可能不同。即使都采用锂电池，也不能推定使用相同正极材料或具有可互换性。

哪台人形机器人的续航最长？

现有公开数据不足以给出公平排名。Figure公布5小时，多个系统公布约4小时，但测试条件不一致。应使用相同任务、载荷和结束标准进行比较，而不是选择最大的宣传数字。

Tesla Optimus使用多大电池？

本文核查的Tesla当前AI页面没有提供可直接引用为当前规格的容量和续航。早期演示中的数字应注明代际与日期，不能无条件移植到当前产品。[11]

机器人可以边换电边工作吗？

热插拔可以保持供电，但仍需确认换电动作是否占用机器人本体、双手或工作位置。Walker S2的双电池自主换电展示了持续供电路径，不等于所有生产任务都能在换电时同时进行。[6]

为什么只看mAh不能比较续航？

mAh只描述电荷容量。还需要标称电压才能估算能量，再结合可用能量和任务平均功率推算时长。不同电压系统中的同一mAh数值不代表同样多的Wh。

不同品牌能共用一个电池包吗？

不能默认共用。除了电压和连接器，还涉及通信、认证、保护策略、结构固定和热管理。本文资料没有证明所列产品采用通用可互换电池标准。

给人形机器人充一次电要多少钱？

仅计算电能，假设从插座取电2 kWh、电价为每kWh 0.30欧元，则为0.60欧元。这是算术示例，不是某款机器人的实际费用；电池折旧、充电设施、维护和停机成本均未包括在内。

固态电池是否已经成为人形机器人的标准配置？

本文核查的资料不支持这一说法。需要明确产品、版本和实际部署证据，不能从材料研究或合作公告直接推断标准配置。

资料方法、数据缺口与引用说明

本文优先采用制造商产品页面、规格表与开发文章，并以研究机构和技术资料解释通用原理。厂商续航仍属于厂商声明；本刊没有进行独立续航测试，也没有就本文开展厂商访谈。历史资料注明代际，缺失参数保持缺失。

一套可复现的比较应公布机器人版本、软件、任务序列、负载、计算配置、环境温度、电池年龄、起止荷电状态及测试结束标准，同时报告成功任务数、插座侧电耗和人工介入。Fraunhofer IPA正在推进与应用相关的人形机器人标准化分析；这提供了方法背景，不代表该机构验证了本文表格。[17]

本次重写保留了旧文关于能耗、补能、效率与机队运行的主题，纠正了缺乏充分来源或混合不同代际的续航说法，并新增容量与功率解释、证据边界和来源对照。

建议引用：Nico Nuss / Alpha Bionic，《人形机器人使用什么电池？系统、容量与续航》，资料截至2026年9月9日。引用具体数值时，请同时保留机型代际、测试条件限制和对应原始来源。

原始资料与技术参考

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Nico Nuss

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作者 Nico Nuss 自 2001 年起从事移动计算与自动化软件相关工作。他凭借多年的实践经验以及对前沿技术的浓厚兴趣，专注于机器人技术和人工智能领域。