特斯拉机器人的电池够用吗?|Talk

原创 汽车电子设计 2022-10-03 10:44
庆节假期,聊点轻松的话题,今天想说一下是特斯拉机器人的动力系统。

特斯拉AI Day上发布的“擎天柱”Optimus的机器人,还有个女性版本的猫女机器人,要想动起来,需要多大的电池组?又能支持机器人运作多久呢?我们可以先对比一下其他科幻片里的机器人:

比如,新世纪福音战士里的人形机器人EVA,需要消耗大量的电力来当活动能源,通常由“脐带电缆”(Umbilical cable)提供电力,靠内置电源只能活动1-5分钟。

◎ 钢铁侠系列电影里面,托尼战衣的动力是通过1.6克钯元素造出的小型的方舟反应炉,有每秒30亿焦耳的能量输出,这个紧凑而强大的电源来源,也是最为炫酷的一部分。

Part 1

特斯拉擎天柱的电池

我们先来看看机器人的电池。

特斯拉的Optimus的机器人,原型的身高大约5英尺8英寸(约173cm),体重73公斤。所使用的电池是一个2.3千瓦时的电池组,电压为52V,通过这个电源给特斯拉SoC上支持网络通信。

发布会上的数据是,这个机器人可持续待机20小时。

从视频展示来看,原型机器人的行走速度还比较慢,行走的能力远没有达到每小时5英里(大约8km/h)的设计目标水平,假如按照目标的一半计算,就算每小时4千米,那么预计能行走4个小时,能行走16公里左右。目前的搬运能力,可以搬运大约20磅(约10kg)。

我们分开来看看各个模块的电量消耗:

在坐姿待机状态下,机器人的全系统功耗只有100W,主要分配给感知和计算,主要有这三个:

● 感知:使用的三颗 Autopilot 级别摄像头,
● 算力:特斯拉FSD芯片单颗为72TOPS,使用的是SAMSUNG的14nm的工艺,功耗36W

● 数据传输:设计中包含Wi-Fi和LTE连接

在走路的状态下,机器人的整体功耗也为500W,主要分配给28个电机“关节”,顺便说一句,这个电机关节的数量,比去年宣布的40个减少了四分之一。

在28个电机当中,用了6种不同的设计,主要的目的是降低机器人批量生产的成本。这28个电机在行走中的功率大约为400W。

Part 2

展望特斯拉的电池设计

在目前的展示中,机器人的电池使用的圆柱电芯,这正是特斯拉在电池战略上想要做的事情:把4680电池作为标准电池,不光是在广泛使用的Model 3 Model Y,也用在Cycber Truck和Semi Truck上;更进一步,在目前的2度电上的低压应用上可以使用。

根据目前的拆解信息,第一代4680的电芯信息如下:

● 阴极:NCM 811(81.6% 镍)
● 阳极:石墨(无硅),干电池电极技术
● 估计总容量:26.136 Ah
● 估计总能量:96-99 Wh
● 估计能量密度:272-296 Wh/kg
 重量:355 克


根据Troy的爆料,特斯拉对于4680规划信息来看,能量密度为:

● 第一代:276 Wh/kg
● 第二代:305 Wh/kg
● 第三代:333 Wh/kg


等我们在未来3-5年能买到这个机器人的时候,同样大小的电池在重量和能量密度预计能有50%的提升,可能会迭代为3.5-5kWh。但这样还不能够支持机器人一整天不间断的行动,甚至都达不到996的工作标准。如果按马斯克的预想,大批量的机器人进入到 工厂,那预计需要更快的充电速度或者采用换电池的方案。

这个电池比较小,做成换电还是很有希望的。

小结:如果到时候家用也能买到这个机器人,大家能用它来做什么呢?可以一起在评论区聊聊(我们第一时间想到的时可以用于护理老人

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