在线客服

上海永铭电子股份有限公司-混合型超级电容SLF 4.0V 4500F,为AI服务器机柜BBU备用电源提供毫秒级硬核守护

2026-01-15 09:10:12

在传统服务器的供电架构中,BBU(Battery Backup Unit,备用电源单元)通常采用“电池+BBU”的组合,用于应对短时断电或电压波动。然而,随着AI算力的爆发式增长,尤其是英伟达GB300等新一代AI服务器对电源系统提出了更高要求:GPU负载在毫秒级时间内可突增至额定功率的150%(据公开信息得知)。

铅酸电池方案在此类瞬态场景中,往往受到内阻较高、动态响应偏慢、体积重量占用大、循环寿命与维护成本压力等因素限制,越来越难兼顾“高功率密度+快速响应+低维护”的机柜级需求。

从“电池备电”到“混合型超级电容 + BBU”:机柜侧的“就近缓冲层”

为响应电源系统的更高要求,AI服务器BBU备用电源已转向“超级电容+BBU”的混合型储能架构。混合型超级电容(常见为 LIC:锂离子电容 / Hybrid Supercapacitor)与 BBU 组合的混合储能架构,核心思路是:把“响应最快的储能单元”放到离负载最近的位置。

· 混合型超级电容:并联在AI服务器电源直流母线侧,优先承担毫秒级(1-50ms)的瞬态功率冲击与电压支撑,完成高倍率充放电。

·  BBU(或更大容量储能):在更长时间尺度上提供备电(例如秒级到分钟级,取决于系统设计)。

·  机房级 UPS/HVDC:继续承担更长时长的不间断供电职责。

这种分工让系统在“快变量(瞬态)”和“慢变量(续航)”上各用其长:既稳住母线,又减少储能单元的应力与冗余配置。

为什么是混合型超级电容:更轻、更稳、更省

高功率输出:毫秒级补偿,降低掉压与重启风险

GPU负载突变、电网波动时,传统铅酸电池由于化学反应速度慢、内阻高,其动态电荷接受能力会迅速恶化,导致在毫秒时间内无法及时响应。混合型超级电容能够在1-50ms内完成瞬时补偿,随后BBU备用电源提供分钟级备电,保障母线电压平稳,显著降低主板和GPU死机风险。

体积与重量:释放机柜空间,把体积留给算力

在同等功率等级下,混合型超级电容器相较于传统铅酸电池,体积可减少约 50%~70%(据公开信息得知),重量可减轻约 50%~60%(据公开信息得知),显著降低机柜内BBU备用电源所占空间,使机柜能够在有限空间内部署更多算力资源,提高单柜算力产出。

快速回充:缩短备电恢复时间

混合型超级电容可支持更高的充放电倍率,充电速度提升5倍以上,可实现接近十分钟快充(据公开信息得知)适合频繁的“短时补偿—快速恢复”工作模式。对于需要高可用的机柜系统,快速回充意味着更短的备电恢复时间窗口,减少“备电未满”带来的风险暴露(具体充电策略与回充时间由系统设计决定)。

长循环寿命:降低维护频次与全生命周期成本

相较铅酸电池而言,混合型超级电容在高频充放电场景下通常具备更高的循环寿命等级(100万次循环寿命,6年以上寿命,视规格与测试条件而定),是铅酸电池方案的约200倍(据公开信息得知)更适合 7×24h 的数据中心连续运行环境,有助于降低因备电单元老化引发的维护与更换成本。

永铭方案:SLF 4.0V 4500F 方形混合型超级电容(面向机柜级 BBU)

英伟达于2024年上半年推出的GB300服务器,其机柜内集成了多达252颗日本武藏CCP3300SC系列3.8V 3000F混合型超级电容(据公开信息得知),用于支撑高功率负载下的瞬时缓冲。立足于自主生产与自主研发,上海永铭现已推出高性能BBU备用电源解决方案——方形混合型超级电容SLF 4.0V 4500F。该产品在电压、容量、能量密度及响应速度等关键指标上,实现更高容量密度与毫秒级瞬时响应能力。在公开规格参数维度可对标国际品牌,具备可取代性。

注意:不同测试条件、放电截止电压区间与温度条件会影响容量、内阻与寿命等指标,系统选型应以同口径测试与整机验证为准。

 

   image.pngimage.png

结语

面向 AI 服务器机柜的高功率与高容量密度需求,“混合型超级电容 + BBU”的混合储能架构正在成为更适合瞬态场景的机柜级备电路径。永铭SLF 4.0V 4500F以“毫秒级瞬态响应 + 模组化集成”为目标,帮助机柜系统在功率冲击下保持母线稳定,降低意外重启与运维压力。如需获取详细技术资料(规格书/测试口径)、选型支持或样品评估,请与我们联系,并提供:母线电压、目标瞬态功率/持续时间、空间尺寸、环境温度与期望寿命口径,以便快速给出配置建议。

Q&A板块

Q:AI服务器的GPU负载可能在毫秒内飙升150%,传统铅酸电池响应跟不上。永铭锂离子超级电容具体的响应时间是多少,如何实现这种快速支撑?

A:永铭混合型超级电容(SLF 4.0V 4500F)依托于物理储能原理,内阻极低(≤0.8mΩ),能够实现1-50毫秒级别的瞬时高倍率放电。当GPU负载突变导致直流母线电压骤降时,它可以近乎无延迟地释放大电流,直接对母线进行功率补偿,从而为后端BBU电源的唤醒与接管争取时间,确保电压平滑过渡,避免因电压跌落引发的运算错误或硬件死机。

本文摘要

适用场景:AI 服务器机柜级 BBU(备用电源单元),直流母线(DC Bus)存在毫秒级瞬态功率冲击/电压跌落风险的场景;适用于“混合型超级电容 + BBU”的就近缓冲架构,用于短时断电、电网波动、GPU 负载突变下的母线稳压与瞬态补偿。

核心优势:毫秒级快速响应(补偿 1-50ms 瞬态窗口);低内阻/大电流能力,提升母线电压稳定性并降低意外重启风险;支持高倍率充放电与快速回充,缩短备电恢复时间;相较传统电池方案更适合高频充放电工况,有助于降低维护压力与全生命周期成本。

推荐型号:永铭方形混合型超级电容 SLF 4.0V 4500F