人形機器人行業專題報告7：“腕”與“踵”——商業化落地前夕，機器人的散熱瓶頸.pdf

人形機器人行業專題報告7：“腕”與“踵”——商業化落地前夕，機器人的散熱瓶頸。本篇報告研究了以下核心問題：1、當前人形機器人為什么面臨熱管理難題？核心原因在于在受限的空間環境內存在能量轉換效率低、能量大部分轉換為熱能的問題；2、基于熱管理理論，主要的發熱環節都有哪些？包括各類電子器件、電機及電池等，以電機/關節模組為例，主要的發熱環節包括銅損熱、鐵損熱等；3、目前的解決方案？我們認為，目前的解決方案包括風冷、液冷和芯片控制，其中，風冷還包括了可能適用于靈巧收的微型MEMS風冷硬件等。

一、人形機器人的核心熱管理環節：驅動器和結構設計等

1、廣泛意義上的機器人可分為機械部分與電氣部分，其中，機械部分主要通過結構設計變化或合適的耐高溫材料選擇解決，電氣部分包括各類電子器件如電機等； 2、電子器件核心熱損耗來源：包括銅損（定子繞組，占比40%-60%）、鐵損（定子鐵芯，磁滯 + 渦流損耗，占比20%-30%）、機械損耗（軸承 / 氣隙，占比5%-10%）等。

二、電機/關節模組熱管理：針對發熱環節和部位進行熱量控制和管理

1、銅損熱：主要面臨電機的體積-扭矩-熱量三個核心參數之間的取舍和協調，可以通過調整結構等實現，我們梳理了新劍傳動一種創新的電機結構和未來靈巧手可能的解決方案作為示例； 2、鐵損熱：梳理了轉子渦流損耗的原理、影響因素和抑制措施，其中，抑制措施主要從異步磁場產生源頭和傳播路徑等角度出發；3、解決方案：包括引入軸向流動、風冷、液冷和芯片控制等，其中，針對風冷方案，介紹了優必選一種帶散熱風扇的旋轉關節解決方案，并介紹了MEMS風扇在靈巧手上的可應用性；針對液冷方案，介紹了新劍傳動的一種行星滾柱絲杠油冷解決方案；并梳理了芯片控制的案例等。

三、電池熱管理：列舉了特斯拉和Figure AI的兩個電池散熱專利，解決方法包括針對電池的結構調整、風扇設計、散熱片等。