文/陈薇远

AI算力的快速扩张，正在把数据中心的能源问题推向前台。与传统IDC相比，AIDC不仅用电规模更大，对供电连续性、功率响应和储能协同的要求也更高。

据IEA最新预测，在基准情景下，到2030年，全球数据中心用电量将达到950 TWh。其中，人工智能数据中心（AIDC）的用电量将增加三倍以上，达到465 TWh。

图 国际能源署2020-2035年全球数据中心用电量

AIDC负荷：高功率密度+强波动

AIDC与传统数据中心的核心区别，在于功率密度快速攀升和IT负载波动显著加剧。

一方面，GPU功率等级持续提升，单机柜集成芯片数量不断增加，推动单位空间用电需求大幅上升。以英伟达为例，2020年Ampere架构下，单芯片功率约400瓦、单机柜集成32颗芯片，机柜功率密度约13千瓦；当前Blackwell架构下，单芯片功率提升至1000瓦、单机柜集成72颗芯片，机柜功率密度已达130千瓦；已发布的Rubin架构则可能将机柜功率密度推高至600千瓦，并进一步逼近单机柜1兆瓦。功率密度上升也带动冷却、供配电等辅助系统同步升级。

另一方面，由于GPU集群高度联网并同步运行，AI训练和推理过程中会在高强度计算、数据交换和计算停顿之间切换，导致IT用电需求在微秒、秒级到分钟级时间尺度上剧烈波动。随着单机柜功率继续提升，负载波动的绝对幅度也将扩大。虽然软件策略可以一定程度平滑波动，但可能增加无效能耗；若数据中心配置和并网方式不当，还可能对局部电网造成冲击，引发电压不稳定、谐波畸变等问题。

这意味着，AIDC对供电系统的要求已经不只是“不断电”，而是要在更高功率密度、更快负载波动和更高能效约束下，实现稳定、低损耗和可扩展供电。

AIDC供电架构加速重构

多重挑战下，AIDC供电架构正加速变革。去交流化、减少变换级数、提高电压等级，成为演进主方向。技术路线从传统UPS到HVDC、巴拿马电源、SideCar、中压直供800V，最终指向SST固态变压器终极架构。

AIDC供电的核心挑战在于降低供电设备的空间占用、材料用量和资本成本，并减少电力转换损耗。电力损耗会转化为热量，需要在IT设备散热之外额外管理；同时，供电基础设施在数据中心内部占用的空间，甚至可能接近计算基础设施本身，进而推高建设成本、降低能效、增加铜线等关键材料消耗，并加大建设、运营和扩展难度。

部分挑战可通过提高电压和转向直流供电来缓解。例如，将标准电压从400伏提高到800伏甚至更高，可在传输相同功率时，将配电铜缆尺寸缩小至原来的四分之一；从交流电转向直流电，则可减少从电网到芯片之间的电力转换环节，降低转换损耗。

关键技术主要包括两类：

整流器和固态变压器。这类设备可将电网交流电转换为直流电，控制数据中心内部配电电压，并保障电能质量。相比传统变压器，固态变压器材料用量可降低70%，电力控制灵活性、精确性和转换效率更高。但当前设计通常面临更高热管理要求，峰值效率也低于高效率液浸式变压器，商业化仍处于早期阶段。

电力电子技术。该技术利用半导体实现高效电力转换和控制，可支持升降压、动态负载均衡和微秒级故障管理，是保障直流架构安全、保护高价值IT设备的关键。核心器件包括碳化硅和氮化镓功率器件。

供电架构升级的同时，储能方式也在持续演进：从早期交流侧挂接，到直流侧挂接、母线直挂，再到末端机柜侧直挂；进入800V高压母线时代后，储能直接接入800V直流母线，充放效率与功率密度大幅跃升，最终走向源储一体化直联，与供电架构深度耦合。储能正从备电逐步发展演进为供电链路中的核心节点，承担功率平滑、短时备电和电网友好运行等功能。

储能成AIDC供电重要支撑

随着GPU集群规模越来越大、功率越来越高、负载波动性越来越强，储能技术对AIDC也愈发重要。例如，AIDC已经出现过在不到一秒内发生数十兆瓦功率振荡的情况，约相当于其额定容量的一半。如果不加以缓解，这类波动可能损坏数据中心内部设备，并在电网层面引发电压扰动和谐波扰动。

为缓解这些功率波动，需要覆盖多个时间尺度的储能技术，从毫秒级到分钟级甚至更长时间尺度不等。在毫秒级时间尺度上，电解电容器可以释放或吸收电力，平滑GPU极高频率的功率循环，同时保护电池系统，避免其因频繁充放电而加速衰减。在更长时间尺度上，储能可以平滑GPU功率爬坡周期，在主电源中断时提供备用电力，并使数据中心能够向电网提供灵活性服务。

这有助于促进数据中心并网，并使数据中心成为对电网更加友好的资产，保护电网免受数据中心内部未经缓解的负载波动可能造成的电压扰动和谐波扰动影响。

据相关机构测算，全球AIDC储能需求量有望保持约30%的年化增长，到2030年提升至350GWh，中国和美国是全球最重要的两大AIDC储能市场。

随着AIDC储能需求的提升，中国电池企业正加速布局AIDC供电赛道。

电池企业加速布局AIDC供电产品体系

随着AI算力快速扩张，AIDC对供电连续性、瞬时功率响应和储能协同能力提出更高要求。作为供电体系中的核心配套，电池企业正在从单一电芯供应，向BBU、UPS备电、园区级储能和全栈能源方案延伸。

目前，宁德时代、亿纬锂能、海辰储能、鹏辉能源、瑞浦兰钧、远景动力、欣旺达、中创新航、新能安、双登股份、雄韬股份、南都电源、昆宇电源、豪鹏科技、万向123、顷刻能源、海四达电源、中比新能源、鹏程无限、蔚蓝锂芯、比克等企业，均已切入或关注AIDC供电赛道。参与主体既包括动力与储能电池龙头，也包括深耕通信备电、数据中心电源和工商业储能的专业厂商。

从竞争逻辑看，AIDC供电场景正在推动电池产品从“电芯参数竞争”转向“系统能力竞争”。企业一方面需要提升锂电倍率、安全性能、综合能效等核心指标，另一方面也要围绕备电、储能和备储一体化场景，提供更完整的系统解决方案。与此同时，钠离子、半固态、水系锌离子等多元技术路线开始进入AIDC场景，成为企业差异化布局的重要方向。

BBU升级

在AIDC供电体系中，BBU主要承担服务器机柜级短时备电任务，通常覆盖45—90秒断电保护窗口，用于防止算力中断、任务丢失和数据损坏。由于该环节贴近服务器负载，对功率响应、空间利用率和稳定性要求极高，高倍率圆柱电芯成为当前主流方向。

从产品形态看，BBU电芯仍以18650、21700等小圆柱电芯为主，三元和磷酸铁锂路线并行。为满足15C以上超高倍率放电需求，全极耳结构成为重要选型，其优势在于降低内阻、改善散热，并提升瞬时大电流输出能力。

从竞争格局看，早期BBU市场主要由松下、三星SDI、村田等日韩厂商主导。近年来，亿纬锂能、欣旺达、豪鹏科技、蔚蓝锂芯、新能安、海四达电源、比克、中比新能源、雄韬股份、顷刻能源等国内企业加速跟进，部分产品已进入送样验证、小批量出货或客户认证阶段。

亿纬锂能已形成覆盖12V、50V、800V的BBU产品矩阵，采用自研21700磷酸铁锂高功率电芯和陶瓷隔膜防护方案，支持15—30C超高倍率放电，其中800V单模块可实现25kW以上备电能力。中比新能源推出新一代磷酸铁锂全极耳高倍率电芯26650HP V2.0和26650PFS2 V2.0，放电倍率分别达到40C和38C。蔚蓝锂芯则以18650、21700全极耳三元圆柱电芯为BBU主力产品，并推进21700磷酸铁锂高倍率电芯测试。

不过，高端BBU供应链中日韩厂商仍具备先发优势。三星SDI近期与台湾新普科技签署超过2万亿韩元AIDC电芯供货协议，将供应高功率NCA圆柱电芯，用于服务器机柜BBU模组。该合作也说明，高端BBU市场仍高度重视产品成熟度、供货稳定性和供应链合规能力。

总体来看，BBU环节竞争集中在三方面：高倍率放电能力、高一致性制造与热管理能力，以及进入国际云厂商供应链的认证能力。国内企业已经开始突破，但在高端客户定点、长期可靠性验证和全球交付稳定性方面，仍需进一步补齐。

备电系统进入专用化阶段

如果BBU解决的是秒级保护问题，集中式UPS及高倍率备电系统则承担5—30分钟连续供电任务，用于填补市电中断到柴油发电机组稳定带载之间的时间缺口。

与传统IDC相比，AIDC备电工况明显更复杂。传统备电电池更多围绕短时后备、安全稳定和低频次放电设计；AIDC场景下，电池需要长期处于高SOC状态，并频繁承受毫秒级脉冲放电和高频功率冲击。同时，数据中心通常要求十年以上连续运行，电池需要在高SOC、高功率、高温环境下保持长期稳定，对日历寿命、功率寿命和热安全提出更高要求。

因此，AIDC备电电池正在从通用备用电源产品，转向专用化高倍率产品。目前，主流高倍率锂电单体容量集中在45—120Ah，放电倍率多在5C—10C，部分产品峰值倍率可达12C以上。钠离子、半固态和水系锌离子电池也开始导入，主要面向低温、高安全和差异化备电场景。

今年以来，双登股份、豪鹏科技、瑞浦兰钧、鹏辉能源、亿纬锂能、雄韬股份、新能安、海四达电源、昆宇电源、南都电源、顷刻能源、万向123、远景动力等企业密集发布AIDC备电电芯和系统产品，行业进入集中迭代期。

豪鹏科技推出磷酸铁锂85Ah和钠离子55Ah两款AIDC专用高倍率电芯。其中，磷酸铁锂85Ah电芯支持8C持续放电、10C峰值放电，工作温度覆盖-30℃至65℃，高频脉冲循环不低于60000次，浮充寿命达到15年；钠离子55Ah电芯支持10C持续放电、12C峰值放电，最低工作温度可至-40℃，可适配低温地区智算中心备电需求。

瑞浦兰钧发布85Ah磷酸铁锂AIDC电芯，支持10C放电倍率，计划于年底量产。鹏辉能源推出瀚海系列85Ah AIDC储能电芯，支持10C高倍率放电，瞬时倍率可达12C。海四达电源展示85Ah 10C磷酸铁锂电芯；顷刻能源推出45Ah AIDC高功率储能电芯，可集成461kW功率UPS整机。

在系统层面，多家企业同步推出一体化备电柜。亿纬锂能“磐盾系列”6C/10C高倍率园区备电柜，面向数据中心5—10分钟应急备电场景。雄韬股份REVO3.0 TPX600采用叠片式高倍率磷酸铁锂电芯，单柜功率达到600kW。南都电源AIOn X-Rate备电系统搭载AIDC专用10C高倍率电池，单柜功率突破600kW，电池功率密度超过1900W/kg。万向123推出800V高压直流锂电柜，采用高功率半固态磷酸铁锂电芯，可实现5—10C放电能力。双登股份DP60高倍率锂电系统单柜额定功率达到630kW，支持10C持续放电，并采用3U标准化模块集成。

总体来看，AIDC备电电池正在形成三条技术主线：高倍率磷酸铁锂满足主流备电需求，钠离子电池切入低温和高安全场景，半固态及水系电池用于进一步提升安全冗余和差异化竞争力。

园区级储能走向备储一体

在AIDC供电体系中，园区级储能正在从传统备用电源，转向兼具供电保障、功率缓冲和能源运营价值的基础设施。其配置时长可从短时功率支撑延伸至小时级能量调节，具体取决于数据中心负荷特性、电网条件、柴发配置和绿电消纳需求。

从产品迭代方向看，AIDC储能系统呈现“大容量、长寿命、高安全”三大趋势。当前行业尚未形成统一容量规格，314Ah、392Ah、500Ah以上大容量电芯并行推广。底层电芯仍以磷酸铁锂为主，但在系统安全、热管理、空间效率和调度联动方面要求更高。

一方面，数据中心对安全等级高度敏感，推动浸没式液冷、电芯级防护、舱级消防和多层级隔离设计加速应用；另一方面，大型AIDC园区具备连续高负荷特征，储能系统不再只是被动备用资产，而是可与光伏、风电、绿电采购和电力交易协同运行，形成“供电保障+运营收益”的复合价值。

雄韬股份推出215kWh浸没式液冷储能电池柜，以及5.015MWh和1.570MW/6.251MWh两款液冷储能电池舱，其中6.251MWh系统搭载587Ah磷酸铁锂电芯，面向AIDC算力储能等高密度场景。其为乌兰察布超大规模AI数据中心打造的浸没式储能一体项目已于2026年1月并网，搭载314Ah能量型电芯，既可满足约15分钟短时备电需求，又可将富余电池容量用于电网调度、削峰填谷和电价套利。

双登股份发布Power Warden 4.0AI+ 8MWh半固态集装箱储能系统，搭载755Ah半固态电芯，并融合AI智能管控和数字孪生技术，主要面向零碳算力场站等高安全、长时储能场景。

从商业模式看，AIDC储能价值不再局限于应急备电，而是逐步形成四类收益来源：保障算力连续运行，降低停机损失风险；利用峰谷价差降低园区用电成本；提高绿电消纳比例，支撑零碳数据中心建设；通过虚拟电厂、需求响应或辅助服务参与电力市场。

这意味着，AIDC储能项目的核心不只是“配置多少电池”，而是能否通过统一调度形成稳定、安全、经济的供电系统。具备系统集成、能量管理、电力交易和智能调度能力的企业，将比单纯电芯供应商更具竞争优势。

全栈方案成为竞争焦点

AIDC供电体系涉及BBU、UPS、HVDC、储能系统、配电设备、柴油发电机、绿电接入和能源管理平台等多个环节。多品牌、多设备分散采购模式，容易带来参数不兼容、联动滞后、能耗偏高和运维责任割裂等问题。

因此，头部电池企业正在从单一产品销售转向全栈一体化方案。其核心目标是通过自主电芯、系统集成、供配电设备和能源管理平台，实现多级设备参数协同、统一调度和安全闭环，从而提升供电可靠性、降低机房占地，并优化全生命周期用电成本。

亿纬锂能、双登股份、雄韬股份、新能安、昆宇电源、海四达电源等企业，已推出多层级AIDC供电解决方案，覆盖BBU、UPS备电、园区储能和系统管理等环节。

远景动力已推出面向AIDC的端到端多场景能源解决方案，覆盖电芯、电网侧、场站侧、负荷侧和控制侧。欣旺达打造“AIDC备电+长时储能”一体化模式，依托电芯、模组、系统集成和全球交付能力，形成320V、384V、512V、576V、800V多电压等级产品矩阵，可覆盖5分钟短时备电至数小时长时储能，适配UPS和HVDC主流架构。

鹏程无限构建三级供电体系：第一层为分布式机柜电源，支持10—20C超高倍率放电；第二层为600kW锂电UPS，适配4—6C工况；第三层为搭载587Ah大容量电芯的6.25MWh液冷储能系统，用于长时兜底，强调单位面积能量密度提升和同等功率下占地缩减。

海辰储能已推出锂钠协同AIDC全时长储能解决方案，通过“高倍率钠电+锂电备电”应对负荷波动和长时备电需求。宁德时代则可依托电芯、储能系统、钠电技术储备和能源管理能力，探索面向智算中心的综合能源服务场景。

综合来看，AIDC供电市场的兴起，正在推动电池企业向综合能源解决方案提供商转型。与普通储能场景相比，AIDC负荷价值更高、供电中断容忍度更低，对用电成本和绿电比例也更加敏感，因此对电池产品的功率性能、长期寿命、安全可靠性和系统协同能力提出了更高要求。未来，磷酸铁锂仍将是主流技术路线，但钠离子、半固态、水系锌离子等多元技术将加速导入低温、高安全和差异化备电场景；商业模式也将从一次性设备采购，转向备储一体化运营和长期能源服务。

短期看，BBU和高倍率备电系统将率先放量；中期看，园区级储能和备储一体化方案有望成为重要增长点；长期看，围绕算力负荷构建源网荷储协同系统，将成为头部电池企业从制造竞争走向能源服务竞争的关键路径。

AIDC供电市场的竞争重点，将从逐步转向系统集成能力、供配电协同能力、安全管理能力和能源调度能力。对于电池企业而言，AIDC不仅是新增应用市场，更是一次能力边界的重构。未来，能够围绕高功率密度、高可靠性和高灵活性负荷需求，提供安全、高效、可扩展、可运营综合供电解决方案的企业，将更有可能在AIDC供电体系重构中获得持续竞争优势。