摘要：不间断电源UPS：短中期仍然为主流供电路线，产业链有望受益全球AIDC增长。不间断电源UPS是当前数据中心的主流供电技术，我们预计在国内市场占比约85-90%；尽管有部分新架构出现，但我们认为UPS经过持续产品迭代，转换效率、占地面积等短板得到较明显改善；同时

不间断电源UPS：短中期仍然为主流供电路线，产业链有望受益全球AIDC增长。不间断电源UPS是当前数据中心的主流供电技术，我们预计在国内市场占比约85-90%；尽管有部分新架构出现，但我们认为UPS经过持续产品迭代，转换效率、占地面积等短板得到较明显改善；同时，UPS可靠性验证长、电能量质量高、维护便利以及终端兼容性强的优势使得UPS在大部分场景仍难以被完全替代，短中期仍然为主流供电技术方案。在AIDC驱动下，我们看好UPS环节功率弹性(产品功率段更高)，以及国内UPS产业链出海的机遇。

蓄电池备电：不受供电技术路线之争，AIDC驱动锂电渗透带来出海机遇。无论供电技术采用UPS或HVDC，对数据中心设备不间断供电的保障均来自蓄电池备电系统、具备一定需求刚性。当前蓄电池备电以铅酸电池为主，但在AIDC趋势下，我们观察海外备电方案加速向锂电转向；而国内锂电产业链已发展相对成熟，在磷酸铁锂技术路线、产业集群、成本、产品方案等方面具备较强领先优势；同时，海外铅酸供给投入放缓、增量需求有望国内产业链承接，我们看好AIDC驱动国内蓄电池产业链加速导入全球配套。

算力需求提升下，国内UPS、蓄电池市场有望快速扩容。在国内算力开支提升下，我们预计数据中心UPS、蓄电池环节需求增长有望提速。我们基于国内算力需求假设，以及UPS、蓄电池各技术路线占比、价值量等假设，算得国内2025年数据中心UPS市场空间66.8亿元、蓄电池市场空间56.0亿元，2025-2028 CAGR分别接近20%、26%。

风险

算力资本开支不及预期；新技术替代风险。

不间断电源UPS：数据中心主流供电技术，国内产业链有望中长期受益全球AIDC需求增长

UPS是目前数据中心主流供电技术，在线式、模块化机为主流产品路线

不间断电源UPS是当前数据中心的主流供电技术，我们预计在国内市场占比约85-90%。UPS供电方案由整流器、蓄电池组、逆变器、静态开关等构成，主要的作用是：1）消除市电中的电涌、瞬间高/低压、电线噪声、频率偏移等“电源污染”、改善市电质量，保障用电设备性能和质量；2）在市电中断时提供备电。其工作的过程：

► 市电正常时，市电通过整流器、逆变器向负载供电，同时为蓄电池充电；

► 市电异常或中断时，蓄电池作为电源，通过逆变器向负载供电，直至柴油发电机组启用；通常备电时长15-45分钟。

图表1：不间断电源UPS的工作原理

资料来源：李益惠，《UPS及配套电池的特性和选用》，2020；中金公司研究部

按照电路结构划分，UPS分为后备式、互动式和在线式三种类别，在线式为主流：

► 后备式和互动式：后备式和互动式UPS原理相似，市电正常供电时，逆变器不工作；当市电异常时，切换到蓄电池供电，届时4毫秒左右逆变器转换延时时间(IT设备内部滤波电容能维持约8-10毫秒供电)。除备电功能外，后备式和互动式UPS对电网频率不稳、波形畸变等问题处理能力较弱，无法满足复杂、敏感型数据中心机房需求，通常应用于家用计算机或只需要断电保护的单个工作站场景。

► 在线式：在线式UPS不论市电是否正常，均通过逆变器向负载供电，可有效隔离市电的电压波动、频率漂移等电能质量问题，实现稳压、稳频的效果，对IT设备的稳定运行和质量形成保障，并且在线UPS在市电和蓄电池切换过程的转换时间为零。目前在线式UPS成为主流的技术方案，在金融、通信、政府、互联网等数据中心机房得到广泛应用。

图表2：后备式、互动式、在线式UPS的原理和市场份额(2023年)

资料来源：李益惠等，《UPS及配套电池的特性和选用》，2020；尚普咨询；中金公司研究部

按照产品特性分，UPS经历了三代技术迭代，模块化机逐步成为主流技术：

► 工频机和高频机：从工频机到高频机，最大的变化在于省去了UPS内部变压器，同时整流器件从晶闸管变更为工作频率更高的IGBT。高频机相对工频机具备体积小、效率高、成本低等优势，并且普遍具备节能模式。

► 模块化：模块化机型是高频UPS的一种结构形式，通过多模块并联实现大容量的UPS系统，各模块相互独立、并联冗余，可由控制模块基于后端负载功率灵活管理模块的状态(休眠或者投入使用)，实现UPS与负载的最佳匹配、提高转换效率；同时，支持热插拔功能，当某一模块发生故障退出工作后，可通过在线热插拔进行替换，节省维护时间。基于模块化机效率高、便于维护等优势，在国内市场份额逐步提升，2023年国内模块化机(含类模块化机)占比达到46-47%。

图表3：UPS不同产品类别原理图、特征以及市场份额

资料来源：张震等，《“双碳”目标下的数据中心低压配电系统供电方案选择》，2023；赛迪股份；中金公司研究部

路线之争：UPS较HVDC在转换效率、占地面积等方面的劣势得到改进，且在电能质量、终端兼容性、维护便利等方面具备优势，短中期难以被替代

通过产品技术迭代和能效管理方案，当前UPS转换效率得到显著提升

► 两次电流转换和架构冗余设计是过往UPS转换效率偏低的主要原因。过往UPS转换效率偏低一方面主要因其AC/DC、DC/AC两道电能变换设计，每道电能转换均会产生损耗；另一方面因数据中心冗余架构设计要求、导致低负载，通常UPS负载率需达到20%以上才能获得90%以上的转换效率；而国内数据中心多按照A级或者B级标准来设计，UPS供电架构分别要求按照2N和N+1进行容错/冗余设计，以2N架构为例，即便在满载情况下，负载率不会高于50%。

图表4：N+1和2N UPS架构

资料来源：张震等，《“双碳”目标下的数据中心低压配电系统供电方案选择》，2023，中金公司研究部

► UPS经过自身产品迭代和能量管理设计，转换效率得到较显著提升。在供电架构和冗余设计无法改变的情况下，设备厂商从UPS设备本身出发降低能耗，主要采用两种方式：

• 对UPS产品进行改进、提高转换效率：1）从工频机迭代至高频机，通过省去原有UPS内部变压器，以及使用IGBT替代晶闸管，使得UPS转换效率得到提升；2）从高频机迭代至模块化机，通过控制模块根据后端负载率情况来调节UPS功率模块休眠或者投入使用的状态，以实现UPS与负载率的最佳匹配，提高转换效率。通过对UPS产品的技术升级，可转换效率提升至96-97%。

• 从能量管理角度出发，在满足负载运行条件的前提下，采用智能在线模式或者超级旁路模式，可进一步将转换效率提升至99%以上。

图表5：通过产品升级以及能效管理，UPS转换效率得到明显改善

资料来源：华为官网；施耐德官网；中金公司研究部

通过高密化设计，可有效减少UPS配电室的占地面积

AIDC快速发展下，数据中心机柜朝高密化、液冷散热方式发展，要求UPS采用更高功率密度、模块化方式来减少配电占地面积和支持机柜高密化发展趋势。目前部分头部厂商如华为，通过“拓扑池化”、“磁集成”等技术，持续推动UPS功率密度提升，2020年将单模块功率密度提升至100kVA/3U，较业内主流50kVA/3U功率密度提升一倍；并且通过高度集成化、模块化的供配电系统设计，采用100kVA/3U模块的FusionPower 2.0-1200V系统只需12个功率模块，实现“一柜一兆瓦”，考虑UPS输入输出配电，端到端系统方案从8柜降低为4柜，节省占地超过50%。[1]

图表6：UPS功率密度持续提升，有效减少配电室占地面积

资料来源：华为官网；中金公司研究部

UPS可靠性验证长、电能量质量高、维护便利以及终端兼容性强，使得UPS在大部分场景较难被替代

► 可靠性验证时间长：UPS自1964年首次应用至数据中心至今已发展超60年，可靠性得到市场较充分的验证；此外，通过采用2N架构，前端引入双路市电、后端双路供电服务器，互为备用，理论上因UPS单点故障导致供电中断的风险较低。对于金融、政府机构等国家关键基础设施用数据中心机房，对供电可靠性要求较高，UPS仍然为首选方案。

► 电能质量较高：UPS通过两道电能转换，可有效隔离市电中的电涌、瞬间高/低压、电线噪声等“电源污染”，保障负载端用电质量。对于核电、医疗设备、科学仪器等高精度设备，交通、工厂、矿厂等较恶劣的使用工况，以及电网质量较差的区域，UPS较强的抗干扰能力尤为重要。

► 维护便利性：数据中心使用周期达10年以上，期间需要人员对设备进行运维，UPS维护技术较成熟、维护人员较多。

► 终端兼容性强：目前数据中心中多数设备比如IT设备、网关、路由器、空调、照明系统等主要支持交流供电，而UPS通过逆变后输出交流电，能够较好的适配数据中心各类设备，从而对终端用户的兼容性会更强。从第三方运营商的商业逻辑出发，选用UPS可覆盖的用户范围更广。

国内UPS产业链有望受益全球AIDC资本开支提升

国内AIDC资本开支提升有望拉动UPS需求增长，并驱动产品功率段提升：

► 国内UPS 下游应用集中度较高，电信、互联网、政府、银行需求占比合计达80-85%；若穿透终端用户，我们预计互联网为第一大应用场景(部分互联网企业会选择租用电信等运营商的机房)。考虑到当前UPS仍为主流供电技术，我们认为互联网企业AIDC资本开支提升将拉动国内UPS需求增长。

► 大模型、AIGC加速应用带来算力需求提升，相比于传统数据中心，AIDC功率需求更高，根据产业链摸排，我们估计单柜功率或从传统数据中心5-10kW提升至30-50kW、部分甚至达到100kW；相应的也将带动UPS产品功率段提升，使得UPS总功率需求得到扩容。

图表7：中国UPS下游市场(2023年)

资料来源：QY Research，中金公司研究部

图表8：中国UPS产品功率段（2023年）

资料来源：QY Research，中金公司研究部

UPS市场格局稳固，外资投入逐步收缩，国内UPS产业链有望切入全球AIDC供应链：UPS市场发展多年，目前已经形成较为稳定的市场格局：从全球范围品牌来看，施耐德、伊顿、纬谛、华为占据超过一半市场份额；国内市场华为、科华数据、科士达、纬谛占据主要市场份额，而在细分互联网方向品牌更集中，目前主要是外资品牌、华为、科华数据。从供给端看，外资品牌施耐德、伊顿等投入逐步收缩，更多以ODM方式与国内品牌合作，我们认为在大模型、AIGC的快速发展下，国内UPS产业链有望受益全球AIDC需求增长。

图表9：全球UPS市场格局(2020年)

资料来源：QY Research，中金公司研究部

图表10：中国UPS市场格局(2023年)

资料来源：赛迪股份，各公司公告，中金公司研究部

蓄电池备电：不受供电技术路线之争，AIDC驱动锂电渗透带来国内产业链出海基于

蓄电池是备电的核心，不受供电技术路线之争

蓄电池备电相对刚需，不受供电技术路线变化的影响。无论供电技术采用UPS或HVDC，对数据中心设备不间断供电的保障均来自蓄电池备电系统。当市电正常时，蓄电池处于浮充状态；市电故障时，蓄电池提供备电功能。

图表11：UPS和HVDC均采用蓄电池备电

资料来源：张震等，《“双碳”目标下的数据中心低压配电系统供电方案选择》，2023；中金公司研究部

蓄电池技术路线以铅酸为主，AIDC有望驱动锂电加速渗透

目前蓄电池整体以铅酸电池为主，锂电在海外呈加速渗透趋势。数据中心蓄电池主要包括铅酸电池和锂电池两种技术路线。从全球范围看，目前铅酸电池仍然占据主要份额、接近90%，但随着磷酸铁锂技术的成熟以及成本下降，锂电池近年渗透率逐步提升，尤其海外市场，在环保政策、降低配电室占地面积等需求驱动下，锂电池应用呈现加速态势、占比提升至15-20%。

图表12：蓄电池备电不同技术路线占比

资料来源：Frost&Sullivan，中金公司研究部

铅酸电池：铅酸蓄电池发展时间较长、技术成熟，广泛应用于在汽车启停、两轮车、通信/数据中心备电等领域，具有结构简单、瞬间放电率高、安全性好、价格低等优势。铅酸蓄电池采用铅和二氧化铅作为负极和正极活性物质，以硫酸溶液作为电解液。相较于汽车启停两轮车场景，数据中心备电对铅酸电池在循环寿命、放电倍率上有较高的要求，尤其是循环寿命、通常要求8-10年。因此数据中心铅酸备电的价格也显著高于汽车启停、两轮车。

图表13：不同场景下铅酸电池的性能要求对比

资料来源：骆驼股份官网；双登股份官网；天能官网；中金公司研究部

锂电池：受益于新能源车和储能的发展，锂电池技术、制造工艺、产业链逐步成熟，成本大幅改善，为锂电池在数据中心领域应用带来契机。数据中心锂电池备电主要采用磷酸铁锂技术，其热稳定性、成本较三元锂电池更优；与铅酸蓄电池相比，在循环寿命、浮充寿命、放电特性、能量密度、占地面积、环保等方面具备较显著优势。数据中心领域对锂电池蓄电池循环寿命、放电倍率要求较高，因此价格亦显著高于新能源车、储能：根据我们产业链摸排，数据中心领域锂电系统价格国内高达1元/Wh+、海外约2-3元/Wh+；而新能车铁锂电池包国内价格已降至0.4-0.5元/Wh，储能系统(直流侧)价格不到0.5元/Wh。

图表14：铅酸电池和锂电池备电性能对比

资料来源：双登股份招股说明书；华为官网；GGII；中金公司研究部

AIDC发展驱动下，锂电池渗透有望提速。算力数据中心单柜功率密度从此前5-10kW提升到50kW、部分甚至在100kW以上，在有限的机房空间中，对配套供电系统的功率密度要求也显著提升，并且对能效、环保、生命周期总成本(TCO)重视度亦更高，我们认为有望加速驱动锂电池技术在数据中心备电中的应用。以雄韬股份专为算力中心开发的REVO TPX600为例，单柜功率实现600kW，按照当前算力中心主流的1.2MW UPS，REVO3.0只需要配置2个锂电机柜，较传统铅酸电池，可以节约70%的占地面积、降低至少30%+的TCO成本。[2]

图表15：雄韬股份算力中心锂电备电方案

资料来源：雄韬股份官网，中金公司研究部

全球AIDC发展提速下，国内蓄电池产业链有望加速出海

全球数据中心备电集中度较高，从主流铅酸技术看，2023年CR5合计占比达到63%，外资品牌包括艾诺斯、埃克塞德、汤浅；内资品牌南都电源、双登集团份额较高，理士国际、圣阳股份、雄韬股份亦加速向数据中心拓展。我们认为受益全球AIDC发展提速，国内蓄电池产业链有望加速切入海外配套，我们从两条技术路线分别分析：

► 铅酸电池：受环保政策趋严和锂代铅趋势提速，我们预计海外厂商对铅酸电池投入或将逐步收缩；而从当前需求结构看，铅酸电池仍然占据海外市场80%左右份额，我们预计增量需求有望部分由国内蓄电池产业链承接。

► 锂电池：在AIDC趋势下，我们认为海外备电方案有望加速向锂电转向；而国内锂电产业链已发展相对成熟，在磷酸铁锂技术路线、产业集群、成本、产品方案等方面具备较强领先优势，我们看好海外数据中心锂电池渗透、带动国内蓄电池产业链加速导入AIDC全球配套。

图表16：全球数据中心铅酸蓄电池格局(2023年)

资料来源：Frost&Sullivan，中金公司研究部

图表17：全球数据中心+通信蓄电池(铅酸+锂电)格局(2023年)

空间测算：算力需求提升下，国内数据中心UPS、蓄电池市场有望快速扩容

在国内算力开支提升下，我们预计数据中心UPS、蓄电池环节需求增长有望提速。我们基于国内算力需求假设，以及UPS、蓄电池各技术路线占比、价值量等假设，算得国内2025年数据中心UPS市场空间66.8亿元、蓄电池市场空间56.0亿元，2025-2028 CAGR分别接近20%、26%。

图表18：中国数据中心UPS、蓄电池市场空间测算

资料来源：Wind，科华数据公司公告，科士达公司公告，中恒电气公司公告，南都电源公司公告，双登股份招股说明书等，中金公司研究部

算力资本开支落地不及预期。目前各家云计算厂商给出了较为积极的资本开支计划且数据中心的投建也动作频频，但若最终算力资本开支的落地不及预期则会导致需求端出现较大波动。

新技术替代风险。目前数据中心供电技术仍以UPS+蓄电池备电为主，若HVDC、巴拿马电源、BBU等新技术应用推广超预期，则将导致UPS及蓄电池的需求受到影响。

[1] https://e.huawei.com/cn/news/ebg/2020/huawei-launches-100kw-high-power-density-data-center-ups-power-module

[2] https://www.vision-batt.com/news/%E9%9B%84%E9%9F%AC30%E5%91%A8%E5%B9%B4-revo3-0-%E5%85%A8%E6%96%B0ai%E6%99%BA%E7%AE%97%E6%95%B0%E6%8D%AE%E4%B8%AD%E5%BF%83%E5%A4%87%E7%94%A8%E7%94%B5%E6%BA%90%E8%A7%A3%E5%86%B3%E6%96%B9%E6%A1%88%E9%87%8D%E7%A3%85%E5%8F%91%

本文摘自：2025年2月5日已经发布的《AI“探电”（四）：老树新芽，不间断电源有望迎AIDC发展新机遇》

王颖东 分析员 SAC 执证编号：S0080522090002

曾韬 分析员 SAC 执证编号：S0080518040001 SFC CE Ref：BRQ196

季枫 分析员 SAC 执证编号：S0080523060017

曲昊源 分析员 SAC 执证编号：S0080523060004 SFC CE Ref：BSW232

江鹏 分析员 SAC 执证编号：S0080523080006

杜懿臻 分析员 SAC 执证编号：S0080524060018 SFC CE Ref：BUS212

来源：新浪财经