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第六届电源科技奖获奖展示 | 优秀产品创新奖:浸没式液冷1500W AC-DC电源

发布日期:2021/5/14 13:59:31 浏览量:1415 分享:

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完成单位:台达电子企业管理(上海)有限公司、阿里巴巴(中国)有限公司

创新亮点:

风冷到液冷的散热变革,改变电源的设计方法,提升了电源的性能和可靠性。本产品开关电源冷却方式的实践开拓了新方向,为浸没式液冷数据中心的建设提供了可靠支撑和保障,目前已在阿里巴巴张北浸没式液冷数据中心使用5000台并稳定运行超2年。

项目介绍

随着5G、物联网、人工智能、VR/AR、无人驾驶等新一代信息技术的快速演进,要求数据中心有更强的计算能力、更大的存储能力以及更快的传输能力。服务器单机柜的功率不断提升, 原有的风冷散热无法满足要求。另一方面,各地政府对新建数据中心,开始有强制PUE (<1.3)的要求,现有的风冷数据中心无法符合要求。进一步提升数据中心的可靠性, 也是一直努力的方向。 

采用浸没式液冷方案的数据中心具有高可靠性,高寿命,高效率,低噪音等突出特点,关键指标PUE可以大幅降低,逼近理论值附近(从传统的PUE=1.5降低至PUE=1.07)。以一个20MW的数据中心为例,采用液冷技术后,一年可节省0.8亿度,可减少8万吨二氧化碳排放。

阿里巴巴在国内最先开始浸没式液冷服务器的研究。 台达电子企业管理(上海)有限公司高端网络电源设计部和阿里巴巴合作, 开发了全球第一款量产的浸没式液冷1500W AC-DC电源,用于浸没式液冷服务器数据中心。2018年,阿里巴巴部署张北浸没式液冷数据中心,使用了5000台电源。至今,已可靠运行2年多时间,无一台电源失效,很好的体现了高可靠性的特点。

台达配合阿里巴巴从冷却液的选型开始,围绕着电源所需的元器件做化学兼容性分析。结合浸没式液冷的特点,台达电子围绕着电气、结构、热等相关的电源技术建立了新型适用于浸没式液冷电源的开发体系、测试体系及生产制造体系。浸没式液冷电源的成功开发,为开关电源冷却方式的实践开拓了一个新的方向,也为浸没式液冷数据中心的建设提供了可靠支撑和保障。

台达浸没式液冷1500W AC-DC电源在阿里巴巴数据中心的成功应用从实践方面验证了浸没式液冷电源规模部署的可能性。液冷方案带来的提高电源设备的功率密度,可靠性以及降低能耗等好处,它有机会进一步推广到其它应用电源的领域,比如:超算中心、AI计算以及边缘计算等。

该产品的主要技术指标如下: 

输入电压范围: 100-240Vac±10% & 50-60Hz

输出电压: 12V

输出最大电流: 125A 

输出最大功率: 1500W 

整机变换效率: 白金效率,半载工况下效率>95%

尺寸大小:  40.6 * 40.6 * 400 mm   

保护特性:     过电流保护(OCP);

                    过电压保护(OVP);

                    过热保护(OTP);

                    输出短路保护(SCP)。

2020年1月6日于阿里巴巴联合开放数据中心委员会(ODCC)在北京所举办的浸没式液冷数据中心规范开源发布会中,台达与阿里巴巴联合在大会上宣布携手推出适用于“浸没式液冷数据中心技术规范”的全新数据中心浸没式液冷电源。

本项目的创新点归纳如下:

1) 采用台达的LLC整流模组专利设计,极大地提高了电源功率密度和电源效率。

2) 创新的机壳开孔处理方式,有利于冷却液更好地流经电源以获得最佳的散热效果。

3)创新的电源空间布局,适应了浸没式液冷的冷却方式和环境。

4) 总结出一套电源器件与液体的兼容性分析理论方法,是浸没式液冷电源设计、生产制造以及可靠性的重要基础和保障。

5)创新的生产制造流程,有效地管控了锡珠问题,保证了浸没式液冷电源的品质和可靠性。

6)液冷电源技术的新技术体系:围绕着电气、结构、热等相关的电源技术建立了新型适用于浸没式液冷电源的开发体系、测试体系及生产制造体系。

项目图片

1500W液冷电源 1.jpg

1500W液冷电源 3.jpg

液冷服务器机柜2.jpg

项目完成单位

台达电子企业管理(上海)有限公司

台达电子集团为世界第一的交换式电源供应器与风扇产品的领导厂商,并且在多项产品领域亦居世界级的领导地位,其中包括提供电源管理的整体解决方案、视讯显示器、工业自动化、汽车电子、网络通讯产品与可再生能源相关产品。

台达电子企业管理(上海)有限公司是台达集团的全资子公司, 公司成立于2003年12月16日, 注册资本23,740万人民币。公司主要从事电能有效利用和计算机、 信息、 通讯、网络、 机电、光电和汽车电子领域的研究以及太阳能、风能等绿色能源的开发。台达电子优秀的产品开发设计来源于拥有精良仪器设备的研发团队﹐作为中国大陆研发重镇﹐台达电子企业管理(上海)有限公司现已设有致力于电力电子产品研究、开发的台达电力电子研发中心﹑台达电力电子设计中心、汽车电子研发中心、视讯产品研发中心、新能源事业部等研发团队。台达电力电子设计中心的下属高端网络电源研发部致力于高效率高功率密度的网络和服务器电源产品开发, 和创新的浸没式液冷电源的研发。

对该项目的主要贡献: 液冷电源的产品规格制定,总结出一套电源器件与液体的兼容性分析理论方法,建立了新型适用于浸没式液冷电源的开发体系、测试体系及生产制造体系。 基于以上方法和体系,进行产品的设计和原材料选择,产品的试验和验证,以及批量生产。

阿里巴巴集团

阿里巴巴集团的使命是让天下没有难做的生意。 

我们旨在助力企业,帮助其变革营销、销售和经营的方式,提升其效率。我们为商家、品牌及其他企业提供技术基础设施以及营销平台,帮助其借助新技术的力量与用户和客户进行互动,并更高效地进行经营。 

我们的业务包括核心商业、云计算、数字媒体及娱乐以及创新业务。除此之外, 我们的非并表关联方蚂蚁集团为我们平台上的消费者和商家提供支付服务和金融服务。围绕着我们的平台与业务,一个涵盖了消费者、商家、品牌、零售商、第三方服务提供商、战略合作伙伴及其他企业的数字经济体已经建立。 

截至2020年3月31 日止12个月期间,阿里巴巴数字经济体产生了人民币70,530亿元(10,000亿美元*)的GMV,主要包括通过我们的中国零售市场交易的人民币65,890亿元(9,450亿美元)的GMV,以及通过我们的国际零售市场和本地生活服务交易的GMV。     

对该项目的主要贡献:液冷电源的产品规格制定,电源和系统配合的结构设计和优化,电源在也冷系统中验证,和批量应用的电源可靠性验证。

第一完成人简介

柯忠伟.jpg

柯忠伟

台达电子企业管理(上海)有限公司杭州设计中心高端网络电源设计部经理

柯忠伟先生,硕士研究生,毕业于浙江大学电力电子技术专业。现任台达电子企业管理(上海)有限公司杭州设计中心高端网络电源设计部经理, 一直从事高效率高性能的网络和服务器电源的产品开发,电源产品主要用于国外市场,如思科的高端交换机, 甲骨文的数据中心服务器等。结合阿里巴巴液冷服务器电源项目, 带领团队把先进的电源技术和设计理念, 结合到中国的服务器电源研发, 提升中国品牌设备的性能,可靠性和节能性







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