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从48V到800V,AIDC储能电源开启代际革命

Simon观察 来源:电子发烧友网 作者:黄山明 2025-12-15 08:24 次阅读
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电子发烧友网报道(文/黄山明)当前我们正处于一个数据爆发的时代,而数据的爆发也催生了数据中心的爆发,尤其是AI技术的迅猛发展,更是带动了人工智能数据中心(AIDC)需求的上升,其算力较传统数据中心呈万倍级增长,服务器功率也从过去几KW跃升至当前100多KW,未来甚至可能达600KW以上。

而这种变化带来的直观影响,是对AIDC储能电源带来的改变,尤其是在功率、响应速度等多方面提出了远超传统数据中心的新要求。

AIDC带来的储能电源变革

随着AIDC技术的发展,对供电中断容忍度越来越低,分钟级甚至秒级断电就可能造成重大损失。这要求备电用储能电池具备更高放电功率以匹配高功率服务器,还得有更短响应时间和更长后备时间。

在这一需求下,锂电池快速替代铅酸电池,其中磷酸铁锂电池因高安全性和长循环寿命,又在加速替代三元锂电池,而固态电池预计2-3年内将逐步应用于AIDC高可靠要求的备电场景。

并且该场景下储能系统自身的可靠性、安全性要达到数据中心级标准,以此应对新能源供电波动,保障算力稳定输出,不过目前该场景下的储能应用仍处于验证阶段。

此外,AI算力芯片的负荷呈阶跃脉冲状,极易影响电网和供电设备的稳定。单机柜功率从传统的数据中心提升了几十倍,直接要求电源和储能系统具备超高功率输出能力。

因此新的要求也催生了新的应用场景和市场机会,例如在应用场景中,一个是备电侧,通过UPS、BBU等进行替代/增强,这也是当前最主流的场景,即用高功率锂电池系统为AIDC提供短时的后备电源,直至柴油发电机启动或市电恢复。

另一个则是能源侧,由于AIDC能耗极高,行业也正在探索绿电直供加上配储的供电方式,由于光伏、风电等新能源存在间歇性和不稳定性,配套储能需达到毫秒级响应速度,才能确保AIDC在24小时不间断供电。

这也带来了另一个新的市场机遇,即液冷技术的快速渗透。传统风冷已无法满足高热密度机柜,冷板液冷、两相浸没式液冷成为主流,2026年AI芯片液冷渗透率预计达47%,有效控制组件温度并提升能效。电源也将于散热系统进行深度整合,保障系统在高功率下的稳定运行。

从市场规模来看,将保持高速增长的态势,第三方数据显示,2025年至2030年,全球AIDC备用电池市场年复合增长率预计将高达80%。到2030年,仅备用电池市场规模就有望突破100GWh;若考虑绿电直供,配套的新型储能市场规模可能超过300GWh。

与此同时,中国企业正在积极布局,例如,南都电源凭借在磷酸铁锂高压锂电方案的先发优势和全球化布局,获得了大量订单;阳光电源利用其在光伏逆变器和储能系统的全链条能力,提供一体化解决方案;双登股份则将通信储能的高倍率技术迁移至AIDC领域。

AIDC电源方案

随着AIDC的普及,正在催生一个快速增长的千亿级电源市场,并对技术路线和行业格局产生了深远影响。据相关机构测算,柜外电源市场规模预计到2030年达到996亿元,服务器电源市场将在2030年达到1470亿元,HVDC(高压直流)在2024-2030年复合增速高达97.8%,备用电池市场规模预计到2030年突破100GWh。SST(固态变压器)市场预计到2030年全球市场规模超1000亿元,2027年下半年开始放量,2029-2030年将成主流。

此外,市场数据显示,2024-2030年中国数据中心容量CAGR预计达27%,远超全球8%的增速,其中供配电系统占AIDC总投资的10-15%。

核心发展趋势上,主要是架构的高压化,从过去的336V向800V演进,例如英伟达力推的800V HVDC架构已成为确定性方向。2025年GTC大会宣布,为支撑1MW+机架功率,将在2026年推出800V DC供电系统。相比传统240V/336V HVDC,800V方案可降低线缆损耗45%、减少铜用量70%。

同时技术路线也呈现代际升级的特点,从交流UPS到传统HVDC,再到800V HVDC,再到SST固态变压器。SST方案主要是用高频变压器替代工频移相变压器,效率可达98.3%,体积仅为传统1/5,支持双向能量流动。

值得一提的是,海外传统UPS/HVDC厂商(伊顿、维谛、施耐德)面临研发周期长的瓶颈,正寻求中国厂商代工合作。中国企业凭借电力电子技术和快速响应能力,通过OEM/ODM方式切入海外供应链。其中麦格米特已成为英伟达官方认证的唯一中国电源供应商,其推出的800V/570kW Side Rack,效率超过97%。

阳光电源也已经设立合肥阳光源智科技,专注AIDC电源业务,2026年首批HVDC/SST产品量产,重点发展800V HVDC系统替代UPS,同时布局SST技术。

维谛技术计划于2026年下半年率先量产800VDC产品系列,包括整流器、母线槽、备电系统等,并且同步英伟达800V路线,提供端到端方案。

台达作为800V HVDC领导者,其核心方案为19英寸72kW HVDC电源机架,800V输出,效率98%,180%突波响应。其液冷CDU方案获NVIDIA GB200认证,提供“电-冷”协同方案。

安世博专注于DC供电方案,提升全链路效率,推出的DC2.0方案与“巴拿马2.0”方案,已在东数西算节点部署,全链路效率超97%。

中恒电气同样采用巴拿马电源方案,拥有240V/±400V/800V全系列,效率超过97.5%,巴拿马电源集成10kV配电、变压、整流,交付周期缩短50%。

科华数据则强调“电力+算力”双轮驱动,提供数据中心+清洁能源一体化方案,拥有全电压等级以及储能微网,其240V/400V/800V产品已通过UL/CE认证。

南都电源主要聚焦高安全、高功率锂电备电与储能系统,以磷酸铁锂高压锂电方案为主,获得北美等全球头部客户批量订单,适配备电和绿电直供场景。

小结

AIDC电源市场正经历“技术架构代际升级+供应链格局重塑”的双重变革,短期来看,800V高压直流架构路线已非常明确,并将从2026年开始逐步放量。中期来看,能完美融合高效、紧凑和绿色能源接入的SST将成为主流。同时,“绿电直供+储能”的模式将从探索走向成熟,为储能市场开辟数百GWh的新增量。
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