日置专题|数据中心CDU(冷却液分配单元)的功率响应评估

汇聚之精 2026-04-27 4573人围观

日置的客户案例

某工业制造客户,聚焦各类液冷系统、 光电液连接部件等产品的研发生产,至今已有十年以上的产业化经验。在海内外数据 中心与算力设备行业的液冷系统总规模超过1GW。

客户遇到的课题

Q1: AI服务器在运行过程中的功耗和温度波动剧烈,要求CDU冷却液分配单元(以下简称CDU)实现相应的智能调节。为测试其在跟踪服务器功耗波动的过程中自身功耗变化,需要掌握 CDU的 动态能效

我们的方案:可使用功率测试设备进行有关测试,跟踪设备的瞬态功率变化。

Q2:该型号CDU使用三相220V,50Hz工频供电,工作 电流范围为30 A以内,测试其有功功率和能耗的变化速度,且测试精度不低于0.5%。此外,由于需要分析响应速度, 该测试对功率的更新和数据保存速率有较高要求。

我们的选型:推荐 功率分析仪PW8001搭配输入单元U7001,以及开口型电流传感器CT6843A。HIOKI功率分析仪使用模块化设计,主机配置可根据测量通道数以及精度需求进行自由搭配,满足多样化的测试场景。

功率分析仪PW8001

准确评估功率转换效率。基本精度±0.03%, DC精度±0.05%,分辨率18bit。8个通道可自由搭配2种输入单元 ①来构建适合的测量系统。自动补偿HIOKI电流传感器的相位特性,DC1500 V CAT II/ DC1000 V CAT III(使用输入单元U7001时),测量频率带宽0.1Hz~5MHz,使用最 高精度测量时,数据能够保持1ms更新。

①两种输入单元分别是U7001以及U7005,具体参数请至日置官网查询。

电流传感器 CT6843A

可单手操作的开口型电流传感器,额定电流 AC/DC 200 A,由测量仪器供电,无需传感器电源(连接HIOKI功率分析仪或存储记录仪时),适用于EV 逆变器评估和PV发电PCS评估等测试场景。

客户的实测数据

CDU作为冷却液分配单元,核心功能是实现冷却液的分配和调控,以确保IT设备的稳定运行。测试主要目的是通过测量CDU输入端的三相电压和电流来评估其 功率和响应速度

*液冷服务器的特点是用液体介质直接接触散热部件实现散热,分为直接冷却和间接冷却两种类型。目前直接冷却以浸没式液冷为主,间接冷却以冷板式液冷为主

为了评估CDU的响应速度,需使用 较快的数据保存间隔以精准分析CDU在短时间内的功率变化速度,HIOKI功率分析仪PW8001支持 最快1 ms的数据更新速率 ②。本次测试设置数据保存间隔为10 ms ③,并使用【自动保存】功能:

不同数据更新速率下的功率波形

②数据更新速率:根据电压/电流波形运算测量值,并设置测量数据的更新周期,1ms、10ms、50ms和200ms四个选项,通常情况下使用50ms。

③数据保存间隔:仪器保存所选择测量项目的间隔时间。可设定为OFF、 以及1 ms至60 min,区间内提供多个选项。需要注意的是,数据保存间隔不能快于数据更新速率。

*上图测试界面仅作为示例展示,非客户端真实测试数据

使用PW8001在获取波形后进一步分析

AI服务器电能品质监控案例衍生

AI服务器冷却系统的要求日益提高

AI服务器运行过程中常常产生剧烈的功耗波动,且如今单机柜功率密度已突破100kW并向150kW迈进,芯片工作时结温会数秒内迅速飙升。传统的定频、定流量制冷模式往往难以迅速提升冷却能力;当任务结束后温度骤降时,又会产生过度冷却的现象。 传统制冷设备的 这种滞后性导致芯片长期在过温或温度震荡中运行 ,对 芯片 性能易产生不良影响 ,缩短AI服务器的使用寿命。因此,对散热系统的响应速度和智能水平提出了极高要求。

评估数据中心与AI服务器电能品质的必要性

AI芯片高频开关和负载的剧烈波动,会产生大量 高次谐波。可能导致电压波形畸变,造成 GPU算力出错、训练中断,甚至损坏昂贵的 电源单元和UPS设备。 若不加以治理,会反向输送到公共电网,影响同一电网上其他用户的用电安全 因此,对AI数据中心进行电能质量测试,是当前行业内一项紧迫且必要的需求。

日置电能质量分析仪支持多点多台部署,协助客户实现多站点的电能质量远程集中持续监控,并精准定位 2~80kHz 高次谐波故障根源。

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