人形机器人热管理的重要性 - 2025年被视为"人形机器人元年"，特斯拉Optimus、Figure 01、小米、优必选等厂商加速布局，推动人形机器人从实验室走向工厂和家庭[2] - 人形机器人核心部件（高功率电机、边缘计算芯片、电源系统）在狭小空间持续发热，热管理问题成为制约性能与安全的关键瓶颈[4] - 复杂应用场景（医疗、军用、空间探索）要求机器人电子系统在-30°C至50°C极端环境下稳定运行，湿度变化进一步增加温控难度[6] 热管理技术分类与性能对比 - 被动热管理中相变材料（PCMs）效能最优（0.64–0.98），能将核救援机器人元件温度控制在60°C以下；热管工作温域最宽（-268°C至3229.9°C），水基热管可使锂电池稳定在24–44°C[8] - 主动热管理中强制液冷系统传热系数最高（1300–2200 W/(m²K)），电机核心温度可从80°C速降至40°C；热电模块COP值较低（0.267–0.618）[9] - 混合系统（如PCMs+散热片）在恶劣环境中可靠性显著优于单一方案[9] 关键部件热管理方案 - 芯片/MCU采用TIMs+散热器+主动冷却（风冷/液冷）组合[16] - 电机系统优先使用PCMs或热管缓冲热量，高负载场景引入液冷板[16] - 电池系统需绝热包覆+TIMs，低温环境加装加热单元，大功率工况采用液冷循环[16] - 传感器与电路采用导热片/石墨膜+局部风冷组合[16] 材料性能数据 - 纯铜导热系数达400 W/m·K，银最高（432 W/m·K）[17] - 气凝胶绝热性能最佳（0.013–0.018 W/m·K），聚氨酯泡沫次之（0.02–0.04 W/m·K）[20] - 焊料接触导热系数最高（21×10⁴ W/m²·°C），硅胶最低（4×10⁴ W/m²·°C）[28][30] 液冷系统技术参数 - 间接液冷系统中集成冷板传热系数超6000 W/m²·K，微通道液冷达5000 W/m²·K[25] - 直接液冷中水基冷却剂性能最优（>8000 W/m²·K），水-乙二醇混合物兼顾防冻性能[26] 行业发展趋势 - 热管理技术向低成本、轻量化、宽温域突破，石墨烯复合TIMs与高导热SiC颗粒成为材料革新方向[9] - 人形机器人被列为2025年热管理产业大会核心主题，液冷技术、热管/VC均温板等技术受重点关注[38]