電子發燒友網報道(文/黃山明)BBU(Battery Backup Unit)即電池備份單元,顧名思義主要功能在主電源中斷或不足時,迅速接管供電,確保關鍵設備能夠持續運行。功能上有些類似于UPS,因此也在一些領域有望替代UPS。
與此同時,隨著AI技術的快速發展,令數據中心與服務器需求大增,也推動了BBU滲透率的加速。
數據新時代下BBU迎重大機遇
近幾年,隨著AI技術的爆發式發展,讓數據中心服務器也隨之受益。有數據顯示,2024年的全球數據中心市場規模預計將達到2427.2億美元,并且預計到2032年這一數字將增至5848.6億美元,期間CAGR為11.6%。
由于BBU本身功能類似于UPS,因此也可以用UPS的市場規模來近似于看待BBU未來的市場空間。從數據來看,全球數據中心UPS市場規模在2024年預計為57.1億美元,預計到2032年將增長至102.9億美元,期間復合年增長率約為7.6%。
數據中心的爆發,也讓BBU迎來上升期。作為一種為關鍵設備提供不間斷電源的重要設備,當主電源中斷或不足時,BBU電池能夠迅速接管供電,確保系統有足夠的時間來保存重要數據,進而實現保護數據中心內的數據安全,提升系統穩定性與可靠性。
并且相比UPS,BBU本身具備多種優勢。一個是BBU主要通過鋰電池提供高能量密度和高倍率的電力供應,能夠在瞬間大功率放電的情況下保持穩定,并且使用壽命上可以達到5-10年。而傳統的UPS通常使用鉛酸電池,不僅壽命一般為4-6年,同時UPS還有較為復雜的布線調試工作,后期維護保養的成本較高。
同時,UPS通常是集中式部署,需要專門的機房來安置,占地面積大,還需額外投入建設機房等。而BBU可以分布式地嵌入服務器機柜內,能根據服務器的數量和分布情況靈活配置,在空間利用上更高效,更適合一些空間緊湊的數據中心。
這也意味著在這種情況下,BBU出現故障時,僅局限于出現故障的單元上,相對來說故障范圍比較小。而UPS出現故障時,可能就會導致數十甚至數千個服務器機架斷電,造成嚴重后果。
從轉換率來看,UPS需要進行AC-DC-AC的多次轉換,轉換過程中會有一定的能量損耗。BBU一般采用直流輸入和輸出,減少了轉換環節,電力轉換效率更高,能耗更低,可有效降低數據中心的運營成本和PUE值。
當然,這并不意味著目前BBU就能夠立即取代UPS,UPS仍然有不少還無法替代的優勢。例如UPS能夠滿足大型設備長時間的穩定運行需求,對于一些需要高功率、長時間持續供電的關鍵設備和場景,如大型工業生產、醫院的重癥監護室等,UPS的供電能力是BBU難以企及的。
此外,UPS的冗余和擴展性使其在支撐復雜的電力需求方面具有不可替代性。可以通過多臺UPS并聯等方式實現冗余備份,提高系統的可靠性,并且能夠方便地進行擴展,以適應不斷增長的電力需求。
BBU成儲能重要方向
有機構報告顯示,預計2025年,英偉達GB200服務器出貨量將攀升至6萬臺,僅這一項就將為BBU電芯市場帶來約8億元的利潤增量。
不過目前的BBU供應以三星、LG等日韓電池企業為主,這些企業在電池技術、生產工藝和市場份額等方面具有一定的優勢,在國際市場上占據較大的份額。而在下游BBU設備制造方面,則以中國臺灣地區的企業為主導,如臺達電子、順達科技、新盛力、AES-KY等。
同時,國內企業正在快速追趕,如億緯鋰能、蔚藍鋰芯等已有布局。蔚藍鋰芯向AES - KY、順達、新盛力等BBU廠商供應電芯,并向臺達、光寶等公司送樣。還有康盛股份、南都電源、時代萬恒、科信技術、華塑科技等企業也紛紛涉足該領域。
從區域上來看,當前北美、歐洲和亞太地區是BBU的主要市場。特別是亞太地區的中國、日本、韓國成為重要的消費市場。中國市場受益于國內政策支持、“碳中和”目標推進等因素,正經歷快速發展階段。
從BBU本身結構來看,通常會采用5+1的冗余架構,而一個BBU模塊則包括電池PACK、BMS、DC/DC電路等部分,電池一般為類似18650的小圓柱電池。
成本上看,在整個BBU中,電池占據成本的60%,充放電監控及線路控制占20%,電壓轉換器占15%,結構件占5%。
因此,BBU可以視為儲能的一個細分方向。并且BBU通常設計為模塊化組件,易于安裝和擴展,可以根據需求靈活調整容量,這使得它們非常適合分布式能源系統和微電網應用。
未來隨著技術的進步,如液冷技術和新型鋰電池的應用,BBU有望繼續提高散熱效率,延長了電池的使用壽命,降低全生命周期成本。同時現代BBU集成了先進的BMS,可以實時監控電池狀態,優化充放電過程,并通過預測性維護減少停機時間。
并且通過平滑輸出波動和存儲過剩電力,BBU有助于提高太陽能、風能等間歇性可再生能源的利用率,推動綠色能源轉型。
發展趨勢來看,BBU將向著智能化、小型化、高效化發展。例如,引入超級電容器作為瞬時響應組件,提高系統的可靠性和反應速度;采用鋰電池延長使用壽命并加快充電速度;通過液冷系統提升散熱性能,降低能耗。同時伴隨著新能源汽車的蓬勃發展,車用級BBU也將成為新的增長點之一。
小結
當前,BBU在特定領域內是儲能的一個重要方向,特別是在需要高可靠性和快速響應的小型或分布式應用場合。不過目前BBU暫未能完全取代UPS,BBU與UPS在很多場景下能夠實現互補。隨著技術的進一步發展和社會對穩定電力供應要求的提升,BBU將繼續發揮重要作用,并可能在某些細分市場上占據一席之地。
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