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电池备份单元 (BBU)
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Battery Backup Unit (BBU) 电路安全保赛尔特(SETsafe | SETfuse)解决方案与产品


概述

BBU(Battery Backup Unit,电池备份单元)是一种用于在主电源中断时提供临时电力的设备,通常用于数据中心、服务器或高性能计算设备(如AI服务器)。它通过内置电池(如锂离子电池)在主电源故障时迅速切换供电,维持设备运行数秒到数分钟,确保数据保存或系统安全关闭,防止数据丢失或硬件损坏。BBU通常与PSU(电源供应单元)配合使用,相比传统UPS(不间断电源),BBU更紧凑、效率更高,特别适合高密度计算环境服务器。



为什么BBU需要电路保护

需要电路保护以确保安全、可靠运行并符合法规要求,主要原因包括:


防止电池故障:

锂离子电池等高能量密度电池在过充、过放或高温下可能过热、起火或爆炸,电路保护(如过温度、过电压、过电流保护)可降低风险。


保护负载设备:

BBU为服务器、AI设备等提供应急电力,异常电压或电流可能损坏设备,保护电路确保稳定供电。


提高系统可靠性:

数据中心等场景要求高可靠性,电路保护防止电源中断导致数据丢失或系统宕机。


符合法规与标准:

电路保护是满足安全认证(如UL、CCC)的强制要求,确保产品合法进入市场并降低法律与经济风险。涉及的强制标准及标准号以下是BBU相关的常见安全标准,涵盖电路保护要求(包括过温度、过电压、过电流等保护):


UL标准(美国)

UL 1973:

固定和移动应用电池系统安全标准,要求BMS具备过电压、过电流、过温度、短路保护。


UL 1642:

锂离子电池单体安全标准,测试过充、过放、短路等保护。


UL 60950-1/UL 62368-1:

信息技术设备安全标准,要求BBU电源系统具备过载、短路、过温保护。



CCC标准(中国,强制性)

GB 4943.1-2022:

信息技术设备安全,等同IEC 60950-1/62368-1,要求过电压、过电流、短路保护。


GB/T 31241-2014:

便携式电子产品锂电池安全,要求过充、过放、短路保护。


GB 40165-2021:

固定设备锂电池安全,覆盖BMS保护功能。



国际标准(IEC)

IEC 62133/IEC 62133-2:

锂电池安全标准,要求过充、过放、过温、短路保护。


IEC 62619:

工业用锂电池安全,适用于数据中心BBU,要求BMS提供全面保护。


IEC 60950-1/IEC 62368-1:

信息技术设备安全,覆盖BBU的电源保护。



其他相关标准

UN 38.3:

锂电池运输安全,测试过充、过放、短路保护。


IEEE 1625:

便携设备电池标准,强调BMS保护功能。


BBU的电路保护是确保电池安全、设备保护、系统可靠性和法规合规的必要措施。UL 1973、UL 1642、GB 4943.1、GB/T 31241、IEC 62133、IEC 62619等标准明确要求过温度、过电压、过电流等保护机制。CCC在中国为强制性,UL在北美为市场准入关键,IEC为国际通用参考。



基于电池安全、设备保护、系统可靠性和法规合规的需要,BBU必须进行电路保护设计。这些设计通过过温度、过电压、过电流及主动保护等机制,针对热失控、设备损坏、系统故障和标准要求等问题,确保BBU在高负载环境(如AI数据中心)中的稳定运行。



以下是BBU中常见的电路保护类型及其主要针对的问题 (仅供参考)


过温度保护(Over-Temperature Protection)

电池热失控:

锂离子电池高温下可能发生电解液分解或起火。

设备安全:

防止高温损坏BBU或附近设备。

使用寿命:

高温加速电池老化,保护可延长寿命。

作用:

监控BBU电池或电路温度,当超过安全阈值(如60-70°C,视电池类型而定)时,切断充放电,防止过热。



过电压保护(Over-Voltage Protection)

电池损坏:

过电压导致电池电解液分解或结构破坏。

负载设备保护:

防止高电压损坏服务器、GPU等敏感设备。

电气安全:

避免电压异常引发短路或火灾。

作用:

限制BBU输入或输出电压,防止超过安全范围。



过电流保护(Over-Current Protection)

短路风险:

防止线路短路导致大电流冲击。

电池过载:

避免过大电流引发电池过热或损坏。

设备安全:

保护负载设备免受电流冲击。

作用:

限制BBU输出或充电电流,防止因短路、过载等超过安全值(如几十安培,视设计而定)。



主动保护(Active Protection)

系统稳定性:

提前干预异常(如电压不平衡、轻微过温),避免恶化。

电池寿命:

优化充放电,延长电池使用周期。

智能安全:

通过预测性管理降低潜在风险,优于被动保护。

作用:

通过BMS实时监控电池状态(如电压、电流、温度、荷电状态SOC),动态调整充放电策略,预测并预防故障。



其他常见保护

短路保护:

针对线路短路,防止大电流损坏电池或设备。

过放电保护:

防止电池电压过低(如低于2.5V/单节锂电池),避免容量不可逆下降。

反接保护:

防止接线反接导致电路损坏。




赛尔特(SETsafe | SETfuse)解决方案、保护类型、产品、系列

产品详细参数,请点击“进一步了解”到产品详情页面阅读了解

 

保护类型:BBU过流保护

产品:贴片熔断体 (SMFL)

系列:

SCF1032 进一步了解

SCF61011 进一步了解

 

产品:低压熔断器 (LV Fuses)

系列:

LFR15N 进一步了解

 

 

保护类型:BBU过压保护

产品:瞬态电压抑制二极管 (TVS)

系列:

SPC1~4 进一步了解

SPCL1~4 进一步了解

 


保护类型:BBU过充保护

产品:受控熔断器 (iTCO)

系列:

TPH-R 进一步了解

JS×××-R 进一步了解

TKSxxx-R 进一步了解

 

产品:热熔切断器 (HCO) (三端保险丝)

系列:

SHP 进一步了解

SKT 进一步了解


如需了解更多信息,请联系:sales@SETfuse.com