Průlom v technologii lithiových{0}}iontových baterií: Řešení hlavních bolestivých bodů humanoidních robotů
Pokud je 48V architektura „krevními cévami“ humanoidního robota, pak je lithium-iontová baterie jeho „energetickým srdcem“. Ve srovnání s jedinečnými aplikačními scénáři humanoidních robotů mají tradiční lithium-iontové baterie značné nedostatky v hustotě energie, rychlosti a bezpečnosti. Neustálá technologická inovace prolamuje tato úzká místa z mnoha dimenzí, včetně materiálů, struktury a systémů řízení, a vnáší hlavní hybnou sílu do rozvoje průmyslu robotiky.
Humanoidní roboti mají vícerozměrné a vysoké{1}}standardní požadavky na výkon pro lithium-iontové baterie, přičemž každý indikátor přímo ovlivňuje uživatelský dojem. Vysoká hustota energie je základním požadavkem. Humanoidní roboti mají omezený vnitřní prostor a baterie obvykle zabírají pouze 5-8 kg hmotnosti na hrudi a zádech, přesto potřebují podporovat složité pohyby, jako je běh, skákání a uchopování. To vyžaduje vysoké skladování energie v malém objemu a nízké hmotnosti. Schopnost vysokorychlostního vybíjení je nepostradatelná. Když roboti provádějí vysokofrekvenční akce, je vyžadována rychlost vybíjení 2-3C nebo vyšší, aby rychle dodali velký proud a zajistili stabilitu a rychlost odezvy pohybů. Bezpečnost je základ. Vysoko-frekvence a vysoko{22}}proudové vybíjení může snadno způsobit tepelný únik baterie, proto jsou nezbytné komplexní funkce ochrany proti přebití, přebití{23}} a přehřátí. Adaptabilita prostředí je zásadní. Roboti mohou pracovat v širokém teplotním rozsahu od -40 stupňů do 60 stupňů, ve vlhkém nebo vibrujícím prostředí a výkon baterie musí zůstat stabilní. Dlouhá životnost cyklu může snížit náklady na výměnu ve scénářích vysokofrekvenčního použití a zajistit dlouhodobý stabilní provoz robota. V současné době 70 % humanoidních robotů na trhu používá ternární válcové lithiové baterie s hustotou energie koncentrovanou mezi 250-300 Wh/kg. Jedno nabití poskytuje pouze 2-3 hodiny výdrže baterie, což zdaleka nesplňuje skutečný požadavek 8 hodin nepřetržitého provozu, což naznačuje značný prostor pro technologické upgrady.
Aby se vypořádal s těmito bolestmi, průmysl urychluje průlomy ve dvou hlavních směrech: vysoko-niklové ternární baterie a pevné-baterie. Vysoko-niklové ternární baterie s vysokou hustotou energie se staly hlavním směrem výzkumu a vývoje lithiových baterií v humanoidních robotech. Prostřednictvím dopování prvků, povrchových povlaků a technik modifikace kompozitů lze účinně zlepšit jejich špatnou strukturální stabilitu a nedostatečnou bezpečnost. Například dopingové prvky zvyšují energii chemické vazby, snižují riziko míšení Li/Ni a vývinu mřížkového kyslíku; povrchové potahování sloučeninami lithia, oxidy nebo vodivými polymery snižuje rozpouštění iontů přechodných kovů a uvolňování kyslíku; a kompozitní modifikace integruje výhody více metod a současně zlepšuje různé charakteristiky elektrochemického výkonu baterie. Pevné-baterie jsou považovány za nejvhodnější budoucí řešení pro humanoidní roboty. Jejich energetická hustota je 2-3krát větší než u tradičních tekutých lithiových baterií a eliminují riziko úniku elektrolytu. Jsou také stabilnější při mechanických nárazech nebo prostředí s vysokou teplotou, což výrazně prodlužuje provozní dobu robota a snižuje bezpečnostní rizika.
V této vlně technologických inovací zvýšily společnosti vyrábějící baterie jako CATL, BYD, EVE Energy, Guoxuan High-Tech, Changhong Energy a Farasis Energy své investice do výzkumu a vývoje a urychlily komercializaci svých technologií. Společnost CATL získala během dvou let finanční prostředky ve výši více než 2,4 miliardy juanů tím, že vedla investici do společnosti Galaxy General, která vyrábí baterie pro roboty, aby rozšířila svůj průmyslový řetězec a podpořila industrializaci technologie baterií s vysokou-energií-. BYD nejen strategicky investovala do Zhiyuan Robotics, ale také zahájila projekt interního humanoidního robota s kódovým označením „Yao Shun Yu“, který současně vyvíjí kompatibilní produkty lithiových baterií. EVE Energy navázala hluboké partnerství se společností Vbot za účelem podpory hromadné výroby baterií pro roboty na základě potřeb uživatelů. Guoxuan High-Tech a Changhong Energy se nadále zaměřují na válcové lithiové baterie a optimalizují výkon produktů tak, aby splňovaly požadavky robotů na vysokofrekvenční pohyb. Společnost Farasis Energy se spojila s předními tuzemskými společnostmi zabývajícími se humanoidními roboty, aby prodiskutovali{11}}potřeby baterií v pevném stavu a podpořili přizpůsobený vývoj.
Kromě materiálových inovací se důležitými směry pro technologické průlomy staly také inovace konstrukčního návrhu a systému řízení lithiových baterií. Z hlediska konstrukčního řešení se postupně objevuje hybridní architektura „baterie se suchým článkem hlavního těla + kloubová mikro-baterie“. Suchá baterie hlavního těla poskytuje základní výdrž baterie, zatímco společná mikro-baterie poskytuje okamžitou energii pro vysokofrekvenční pohyby-. V kombinaci s designem všech-tabulí a lehkými konstrukčními materiály se tato architektura může přizpůsobit nepravidelným tvarům humanoidních robotů a zároveň vylepšit přechodné výstupní výkony. Pokud jde o systémy řízení, systémy BMS integrující elektrochemickou impedanční spektroskopii (EIS), hraniční-kolaborativní řízení cloudu, algoritmy SOX a bezpečnostní funkce včasného varování umělé inteligence se staly aktivním bodem výzkumu. Tyto systémy mohou dosáhnout přesného monitorování a predikce stavu baterie, proaktivně se vyhýbat bezpečnostním rizikům a dále zlepšovat účinnost a životnost baterie.
ACEY-BP32-500A800Abms tester strojdokáže detekovat funkci ochranné desky lithiové baterie a různé indikátory výkonu. Je zvláště vhodný pro tovární kontroly pro sériovou výrobu. Je vyvinut na principu nabíjení a vybíjení baterie simulace kondenzátoru a má více funkcí: Jednoduché ovládání, vysoká rychlost detekce atd.
Od automobilů po roboty, od 12 V do 48 V, od kapalných baterií po baterie v pevném stavu-, vývoj energetických systémů byl vždy hlavní hnací silou technologického pokroku. Když se vysoká účinnost a stabilita 48V architektury setká s energetickou inovací lithiových baterií, humanoidní roboti se loučí s úzkostí z dosahu a výkonnostními úzkými hrdly a směřují k cíli „menší velikost, delší životnost baterie a inteligentnější interakce“. Tato energetická revoluce nejen přetváří prostředí robotického průmyslu, ale také podpoří hlubokou integraci automatizačních technologií do mnoha oblastí, jako je průmyslová výroba, domácí služby, lékařská péče a péče o seniory, čímž zahájí novou éru spolupráce mezi člověkem-strojem. Výrobci baterií a technologické společnosti, které aktivně investují do tohoto odvětví, se chopí příležitostí k rozvoji v této bilionové-trhové vlně a napíší novou kapitolu průmyslové modernizace.
Acey se specializuje na poskytování jedno{0}}řešení pro polo-automatické/plně{2}}automatické montážní linky lithiových bateriových sad používaných v ESS, UAV, E-kole, E-koloběžkách, elektrických nářadích, dvou/tříkolových kolech atd. Kromě toho poskytujeme kompletní sadu zařízení pro montáž baterií, jako je bateriová sada S Lepicí stroj, tester CCD, ruční / automatický bodový svařovací stroj, tester BMS, komplexní tester baterií a testovací systém baterií atd.
