随着海洋探测、海底测绘、水下巡检、科学研究以及海洋工程装备的发展，AUV自主水下航行器和ROV遥控水下机器人对动力电池的要求越来越高。
很多用户在选择水下机器人电池时首先会问：水下机器人用什么电池？48V、96V还是更高电压？磷酸铁锂和三元锂哪个好？需要防水到什么程度？AUV和ROV的电池方案有什么区别？
实际上，水下机器人电池不能简单按照普通工业锂电池选型。它需要同时考虑续航、功率、重量、体积、水压、密封、低温、海水腐蚀、BMS和水下连接等因素。
本文从工程应用角度，对AUV/ROV锂电池包的技术方案、选型方法和设计重点进行系统解析。
目前水下机器人动力系统中，锂离子电池是重要的电源技术路线之一。
常见候选体系包括：
其中，具体采用哪种电芯，需要根据：
能量密度、功率需求、工作深度、温度、续航时间、安全要求和设备重量
综合确定。
对于水下机器人而言，不能单纯认为“容量越大越好”。
因为电池容量增加的同时，通常也意味着：
重量增加 + 体积增加 + 浮力配平压力增加。
因此，水下机器人电池的核心是寻找能量、重量、体积和可靠性之间的平衡。
AUV和ROV虽然都是水下机器人，但动力系统的工作方式存在明显差异。
AUV是自主水下航行器，不依赖人工实时操控完成全部任务。
它通常需要：
长续航
高能量密度
高可靠性
精确SOC估算
自主能源管理
较低系统重量
AUV一旦下潜，电池故障可能直接影响任务完成，因此对电池系统可靠性的要求较高。
ROV通常通过脐带缆与水面平台进行连接和控制。
部分ROV采用外部供电，部分设备也会配置机载电池或备用电池。
ROV动力电池通常更加关注：
峰值功率
推进器启动电流
瞬时放电能力
系统稳定性
水下可靠性
因此，AUV和ROV不能直接采用完全相同的电池配置。
选择水下机器人锂电池时，建议按照以下顺序进行。
例如：
100米
500米
1000米
3000米
6000米
包括：
平均推进功率
最大推进功率
峰值功率
例如需要连续运行：
2小时
5小时
10小时
24小时
例如：
24V
48V
72V
96V
144V
更高电压
根据平均功耗、任务时间和系统效率进行计算。
根据工作深度选择：
耐压舱式或压力补偿式。
电池理论能量可以通过：
电池能量 = 标称电压 × 容量
进行估算。
例如：
96V × 200Ah
理论储能约：
19.2kWh。
如果设备平均功率为2kW：
理论运行时间约：
9.6小时。
但水下机器人实际续航通常不会达到理论值。
因为还需要考虑：
推进系统效率
电机效率
控制器损耗
BMS功耗
通信系统
声呐
摄像头
传感器
导航系统
安全SOC余量
因此实际电池容量需要结合完整任务功耗曲线进行计算。
水下机器人存在一个特殊问题：
电池不仅是能源，也是整机重量和浮力系统的一部分。
如果电池太重，可能影响：
浮力配平
推进效率
运动灵活性
载荷能力
如果电池太大，则可能影响：
设备体积
舱体布局
传感器安装
推进器布置
因此，水下机器人电池通常需要在：
Wh/kg + Wh/L + 安全性 + 循环寿命
之间进行综合评估。
48V属于比较常见的低压动力平台之一。
例如：
48V 100Ah
理论能量：
4.8kWh。
48V 200Ah
理论能量：
9.6kWh。
48V系统可以应用于部分：
小型水下机器人
小型ROV
水下巡检设备
水下推进系统
科研设备
但如果设备功率较大，仅提高容量并不一定合理。
因为在相同功率下，电压越低，工作电流通常越大。
对于中等功率水下动力系统，可以考虑96V等更高电压平台。
例如：
96V × 200Ah = 19.2kWh
相比48V平台，在相同功率条件下，96V可以降低系统工作电流。
这有助于降低：
线束电流
导体损耗
连接器电流压力
但电压提高以后，也需要进一步关注：
绝缘
高压连接器
预充电
高压继电器
BMS高压管理
水下电气安全
因此高压化并不是简单地“增加串联电芯”。
这是水下电池选型中比较常见的问题。
优势主要包括：
热稳定性较好
循环寿命较长
安全性较高
适合重点关注：
安全性和寿命
的部分水下装备。
优势主要体现在：
能量密度较高
有利于降低电池重量
有利于提高有限空间内的储能能力
适合重点关注：
重量和体积
的设备。
但最终选择不能只根据电芯体系判断。
水下环境中的：
压力、温度、倍率和结构
都可能影响实际性能。
水下电池首先需要解决密封问题。
常见需要重点防护的位置包括：
电池壳体
端盖
线缆出口
水下连接器
接插件
BMS舱
高压接口
但需要特别注意：
IP68并不能直接代表深海耐压能力。
IP等级主要描述防尘和防水能力。
如果设备需要在1000米水深工作，就需要根据约10MPa量级静水压力进行专门的结构和压力验证。
因此：
防水 ≠ 耐压。
这是水下电池采购中非常重要的区别。
水深增加后，海水压力不断增加。
工程估算可以近似理解为：
每增加约10米水深，静水压力增加约0.1MPa。
因此：
| 工作深度 | 压力量级 |
|---|---|
| 100米 | 约1MPa |
| 500米 | 约5MPa |
| 1000米 | 约10MPa |
| 3000米 | 约30MPa |
| 6000米 | 约60MPa |
对于深海AUV和ROV而言，电池结构必须考虑目标深度下的压力环境。
通过高强度壳体将电池与海水压力隔离。
结构可以理解为：
海水 → 耐压壳体 → 密封空间 → 电池PACK
优点是内部环境相对容易控制。
缺点是：
壳体较重
成本较高
深度越深，结构设计难度越高
通过补偿介质使电池内部压力接近外部海水压力。
这样可以降低壳体内外压差。
优点：
结构重量较低
空间利用率较高
适合部分深海装备
但同时对：
电芯
BMS
连接器
密封材料
补偿介质
提出更高要求。
BMS是锂电池PACK的重要组成部分。
核心功能包括：
防止单体电压异常。
判断实时充放电状态。
避免异常温升或低温运行风险。
计算剩余电量。
判断电池健康状态。
改善电芯一致性。
包括：
过充
过放
过流
短路
过温
低温
AUV不像有人驾驶设备。
它通常需要自主判断：
还能运行多久？
剩余多少能源？
是否应该返航？
因此BMS提供的SOC数据会直接影响AUV任务策略。
典型逻辑可以是：
SOC下降
↓
主控系统获取电量信息
↓
降低推进功率
↓
重新计算剩余航程
↓
判断是否继续任务
↓
必要时执行返航
因此，AUV电池的BMS不仅是安全保护系统，也是能源管理系统的重要组成部分。
需要。
深水环境通常温度较低，但具体温度取决于海域和工作深度。
低温可能导致：
电池内阻增加
↓
输出能力下降
↓
可用容量下降
↓
续航能力降低
因此，需要根据实际任务环境考虑：
电芯低温性能
放电倍率
BMS低温策略
热管理
保温措施
如果涉及低温充电，则需要更加谨慎。
需要。
很多人认为：
“水下温度低，所以不需要热管理。”
实际上并不准确。
当推进器大功率运行时，电芯仍会产生热量。
特别是在：
高倍率放电
高功率推进
频繁加速
情况下，电池温升可能比较明显。
因此需要建立合理的：
电芯 → 模组 → PACK → 外部环境
热传导路径。
压力补偿式电池还需要考虑补偿介质对散热性能的影响。
水下连接器承担动力和信号传输功能。
需要根据：
工作深度
电压
电流
插拔次数
海水环境
绝缘要求
进行选择。
对于高压水下动力电池，还需要关注：
水密 + 绝缘 + 高压安全。
连接器如果出现问题，即使电池壳体本身没有问题，也可能造成整个系统失效。
海水具有长期腐蚀性。
因此PACK设计需要考虑：
壳体材料
紧固件
接线端子
汇流排
连接器
表面处理
同时需要注意不同金属之间可能产生的电化学腐蚀。
因此深海电池的防腐蚀设计通常需要：
材料选择 + 表面处理 + 密封 + 电气隔离
共同实现。
AUV主要关注：
长续航 + 轻量化 + 高可靠性。
一个典型AUV电池系统可以按照：
高能量密度电芯
↓
电池模组
↓
动力PACK
↓
智能BMS
↓
水下连接器
↓
AUV主控系统
进行设计。
重点参数包括：
标称电压
电池容量
最大持续电流
峰值电流
工作温度
工作深度
通信协议
防护结构
AUV电池还需要重点关注整机浮力配平。
ROV更加关注：
动力响应 + 峰值功率 + 系统稳定性。
尤其是多推进器ROV，可能出现多个电机同时启动的情况。
因此需要考虑：
峰值电流
持续放电倍率
BMS限流
线束压降
连接器电流
电机启动电流
如果ROV采用高压动力平台，则还需要增加：
预充电回路
高压继电器
熔断器
HVIL
绝缘监测
假设一台AUV：
平均功耗：1.5kW
最大功耗：3kW
任务时间：8小时
理论任务能量：
1.5 × 8 = 12kWh
如果按照一定系统损耗和安全余量进行设计，则电池额定能量需要高于理论任务能量。
例如采用：
96V 160Ah
理论能量：
96 × 160 = 15.36kWh
这只是初步配置。
实际项目还需要进一步根据：
推进效率
电池放电深度
环境温度
电芯倍率
SOC安全区间
进行修正。
完整的水下电池验证通常包括：
容量测试
倍率测试
循环测试
内阻测试
低温
高温
温度循环
海水环境
静水压力
保压
压力循环
水密
浸水
长时间密封
振动
冲击
绝缘
耐压
BMS保护
最终还需要结合整机开展水下验证。
| 参数 | 主要考虑内容 |
|---|---|
| 电池电压 | 与电机和控制器匹配 |
| 电池容量 | 决定理论储能 |
| 峰值电流 | 满足推进器启动需求 |
| 持续电流 | 满足持续运行 |
| 电芯体系 | LFP、三元等 |
| 工作温度 | 与实际海域匹配 |
| 工作深度 | 决定耐压方案 |
| BMS | 监测、保护和通信 |
| 防护结构 | 防水、耐压 |
| 连接器 | 水密、绝缘 |
| 通信 | CAN、RS485等 |
| 重量 | 满足浮力配平 |
| 尺寸 | 满足安装空间 |
对于AUV/ROV电池供应商，建议重点考察：
能否根据能量密度、倍率和环境要求进行电芯选型。
能否完成：
模组设计
结构设计
密封
绝缘
热管理
是否能够根据水下装备开发通信和保护策略。
是否具备目标深度下的压力测试和验证能力。
能否按照设备的：
尺寸、重量、电压、容量、功率和接口
开发电池PACK。
是否能够把电池、BMS、连接器、结构和测试整合为完整方案。
浩博电池，即东莞市浩博光电科技有限公司，主要面向工业设备、机器人及特殊环境装备提供锂电池PACK定制方案。
针对AUV、ROV和水下机器人，可以围绕：
电芯选型 → 模组设计 → PACK结构 → BMS → 防水密封 → 耐压/压力补偿 → 水下连接 → 热管理 → 系统测试
进行整体设计。
根据设备功率和续航需求，可进一步匹配：
48V水下动力电池
72V水下动力电池
96V水下动力电池
144V水下动力电池
高压水下动力电池
以及不同容量和放电倍率。
具体方案需要根据：
工作深度、平均功率、峰值功率、任务时间、设备尺寸、重量限制和水下环境
进行定制。
需要特别说明的是，具体深度能力应以实际结构设计、材料选择和压力测试结果为准，不能仅根据普通锂电池的防水等级推断。
在有限体积和重量下实现更长续航。
满足大型水下机器人不断增长的动力需求。
降低深海电池结构重量，提高能源密度。
从基本保护逐步向：
SOC预测、SOH评估、故障诊断和能源管理
发展。
提高不同AUV、ROV平台之间的电池复用能力。
提高不同海域和深度下的环境适应能力。
未来水下电池评价将更加重视：
电芯 + PACK + BMS + 连接器 + 耐压结构 + 测试
的整体性能。
目前锂离子电池是重要的水下动力电源路线，具体可以根据设备需求评估磷酸铁锂、三元锂等体系。
不完全一样。AUV更关注长续航、重量和自主能源管理；ROV通常更加关注峰值功率和推进性能。
可以。48V适用于部分小型或中小功率水下设备，但最终需要根据功率和电流需求确定。
对于大功率系统，提高电压可以降低工作电流，有利于降低线束和连接器的电流压力。
IP68不能直接证明电池具备深海耐压能力。深水应用需要进行针对目标压力的专项验证。
不是。还需要考虑重量、体积、浮力配平、推进效率和任务载荷。
多推进器同时工作时可能产生较大的瞬时电流，因此需要电池具备足够的持续和峰值放电能力。
可以。电压、容量、尺寸、倍率、BMS通信、接口和结构都可以根据具体设备进行定制。
水下机器人用什么电池，并没有一个适用于所有AUV和ROV的固定答案。
真正合理的选型方式应该从：
工作深度 → 平均功率 → 峰值功率 → 任务时间 → 电压平台 → 电芯体系 → 容量 → BMS → 防水耐压 → 水下连接 → 热管理 → 测试验证
逐步确定。
对于浅水小型机器人，可以重点关注48V、72V等动力电池平台；对于中大型AUV、ROV，则可以根据动力需求进一步考虑96V、144V甚至更高电压系统。
如果进入1000米、3000米甚至6000米深海环境，则需要重点解决：
防水、防压、压力补偿、低温、绝缘、海水腐蚀和长期可靠性。
因此，真正的水下机器人锂电池并不是简单的“防水PACK”，而是一个集高能量密度电芯、智能BMS、耐压结构、水密连接器、热管理和环境可靠性验证于一体的系统工程。
对于AUV、ROV、水下巡检机器人和深海探测设备而言，选择具备PACK定制、BMS开发、特殊环境设计和系统测试能力的电池供应商，比单纯比较电池容量和价格更加重要。浩博电池（东莞市浩博光电科技有限公司）可根据具体水下机器人型号、工作深度、动力功率、续航时间及安装空间进行锂电池PACK方案设计。