熔断器工作原理、组成、分类、市场现状及应用情况如何？

受益新能源车+风光储行业景气，熔断器快速发展。

1.熔断器是电路的核心保护器件

熔断器是电路中不可或缺的电子器件。电路的安全保障由电路控制器件和 电路保护器件共同完成，其中电路控制器件主要是控制电路的开关等。电路 保护器件主要分为过电流、过电压、过热保护三大类。电路保护器件是指安 装在电路中，当电路出现过电流、过电压或过热等情形时，自动引发相关功 能部位的熔断、电阻突变或其他物理变化，从而切断电路或抑制电流、电压 的突变，起到保护电路和用电设备作用的器件。熔断器属于过电流保护器件， 熔断器的设计为串接在电路中，当电路发生短路或过载时，电流会使得熔体 熔化并且断口会产生电弧，熔断器通过熄灭电弧最终切断电路。

熔断器主要由六部分组成。熔断器主要由熔体、灭弧介质、 M 效应点、绝缘管壳、接触端子和指示器组成。熔体是熔断器的核心组成部分。熔体常为 丝状、片状和栅状，熔体相当于串联在电路中的一段特殊的导线，当电路发 生短路或过载时，电流过大，熔断器因过热而熔化，从而切断电路。熔体常 做成丝状、栅状或片状。熔体材料具有相对熔点低，特性稳定、易熔断的特 点。一般采用铅锡合金、纯铜片、镀银铜片、铝、锌、银等金属。熔管包含 了绝缘管壳以及灭弧介质，绝缘管壳是耐温绝缘结构件，能够抗击电弧高温 和机械冲击，保证熔断器整体结构完整，防止电弧和高温物质外泄；而灭弧 介质可以吸收电弧的能量、降低电弧温度。接触端子则与外部到县里娜姐， 将熔断器接入电路。熔断器的各个组成部分相互配合，起到了保护电路的关 键作用。

2.激励熔断器应用不断增加

新型熔断器逐渐走上舞台。根据电力强弱和应用场景的不同，熔断器可分为 电子熔断器和电力熔断器。其中电子熔断器普遍应用于家电、车用的低压电 路、消费电子类产品等；电力熔断器则普遍应用于高压的电路中，例如传统 的发电领域、光伏风电等新能源发电领域以及冶金、采矿等工业领域。随着 熔断器下游应用市场的不断发展，新能源车等领域对于电路的保护要求越 来越高，传统的熔断器不再能满足对于电路的保护的需求。所以后续激励熔 断器、智能熔断器等新型的熔断器开始代替传统的熔断器被应用于新能源 车等行业中。激励熔断器是主要应用于新能源汽车领域。与传统熔断器相比， 激励熔断器解决了载流发热和动作速度、保护范围的矛盾，提供了在碰撞情 况下，不依据短路电流大小动作的可靠断电方案。智能熔断器是在激励熔断 器的基础上增加了电流检测和自激励的功能，可以根据应用需求定制保护 特性，通过自动检测回路电流或其他信号，自动触发保护动作，具有更佳的 适用性，但目前智能熔断器仍处于研发阶段。未来，激励熔断器以及智能熔 断器等新型的熔断器将逐步代替传统熔断器，为熔断器市场打开新的增长 空间。

激励熔断器渗透率将会提升。激励熔断器适用于具有大电流工况的应用场 合比如新能源车、光伏、储能等。传统的熔断器大多用于交流工况下，交流 电相对直流电天然存在电流过零条件，当熔体熔断后断口两端就会产生电 弧，电流过零时因为没有电流，电弧就会熄灭。直流电没有电流自然过零， 当熔体熔断后断口两端就持续产生电弧，如果不能及时将电弧熄灭，熔断器 会发生起火甚至爆炸。其次，在电路工况复杂的时候，比如电动汽车快充、 车辆急加速等，普通传统熔断器会将这些动作判定为过载而切断‘故障’电 流而造成误动作，只有选择电路规格更大的熔断器的情况下才可以解决这 种情况。大电流规格的熔断器当遇到低倍率过载电流时分断时间较长，甚至 会因发热产生次生危害，严重危害到驾驶人的安全。激励熔断器主要是设定 触发因素，比如碰撞触发，来保护电池和电控在正常工作时，电流在通流排 上通过，通流排的电阻小，可耐受冲击电流能力强。当发生过载、短路故障 时，外部控制会给激励熔断器的点火具发点火信号，使通流铜排快速开断， 从而切断短路电流。激励熔断器既能避免正常过载时的误动作，同时保证了 当发生真实故障时能迅速切断电流，在电动车渗透率快速升高的未来，激励 熔断器的市场规模将快速上升。不仅是电动车，未来在光伏、储能等大功率 的场景中，激励熔断器都将拥有巨大的应用前景。

3.下游应用行业高景气促进熔断器市场规模不断增长

电路保护器件市场规模快速增长。随着工业自动化、智能制造、新能源汽车、 可再生能源系统（如风电和太阳能）、以及消费电子等领域的快速发展，对 电路保护的需求日益增加。这些应用场景通常涉及高电压、大电流或快速变 化的负载条件，增加了电路过载和短路的风险。为了确保这些系统的安全运 行和延长设备寿命，电路保护器件如熔断器、断路器和过载继电器得到了广 泛应用。特别是新能源汽车和可再生能源系统的集成，不仅增加了对传统电 路保护器件的需求，也为创新型保护器件如激励熔断器和电子熔断器提供 了新的市场机会。此外，随着技术的进步和对能效的更高要求，市场对具有 更高精度、更快响应时间和更高可靠性的电路保护器件的需求也在增长，进 一步推动了市场规模的扩大。根据 Paumanok Publications Inc.的报告，截至 2019 年，全球电路保护器件市场规模为 69.8 亿美元，较 2003 年增长 31.6 亿美元，年均复合增长率为 3.8%；销售数量为 1,467.6 亿只，较 2003 年增加 899.0 亿只，年均复合增长率为 6.1%。

新兴产业的发展成为了熔断器市场规模增长的驱动力。新能源汽车、新能 源发电、智能电网、物联网、轨道交通、通信、数字技术等产业的快速发展 推动了熔断器市场规模的增长。随着电路保护器件应用领域不断深化，电子 产品的轻量化、小型化、薄型化的发展趋势，要求熔断器能够实现对小电压 大电流电路的保护。例如新能源汽车在使用过程中的急加速、急减速以及快 速充电的工况导致电流频繁波动，对熔断器的耐受能力、复杂工况适应能力 提出了更高要求。随着 5G 技术的推广，通信基站要求熔断器的体积更小、 功耗更低、以及温升更低，这也加速了熔断器技术的研发以及市场规模的增 长。同时，近年来，随着光伏、风电及储能产业快速发展，系统电压平台不 断升级，传统熔断器的性能已不能满足市场需要，激励熔断器、智能熔断器 将迎来更大的市场空间。从全世界的维度看，根据 Paumanok Publications Inc 的数据统计，过去几年全球熔断器的市场规模总体上一直呈现稳定增长的 趋势，2019 年达到了 21.94 亿美元。根据中商产业研究院的统计与预测， 2022 年我国的熔断器市场规模为 27 亿元，2023 年预计已经达到了 31 亿 元，同比增长 14.81%。未来随着我国新能源车以及新能源发电的快速发展， 我国的熔断器市场规模有望快速增长。

新能源成为熔断器主要的下游应用场景之一

新能源是熔断器下游主要的应用市场。熔断器的产业链可分为上游的供应 商，中游的熔断器制造商以及下游的应用市场。上游的熔断器材料供应商又 可细分为熔体材料、绝缘材料、灭弧材料以及其他材料的供应。中游的制造 是熔断器产业链的最主要的部分，主要的产品包括电子熔断器、电力熔断器 以及新型的熔断器如激励熔断器、智能熔断器等。产业链下游熔断器的应用， 传统的电子熔断器以及电力熔断器在家电领域以及传统发电、工业控制领 域仍发挥着重要的作用。但随着新能源行业的快速发展，电动车以及光伏、 储能等高压以及复杂的应用场景带来的电路保护需求的提升促进了熔断器 技术的进步，也驱动了熔断器市场规模的增长。目前，新能源已经成为了熔 断器的下游应用市场之一。

新能源车：快充技术发展推动 800V 激励熔断器技术的进步

熔断器是新能源车不可或缺的电路保护器件。新能源车的电池多采用的是 高压直流电，以满足高效率和高能量密度的需求。然而，新能源车的高压系 统在面对复杂多变的工作环境时，如机械振动、温度波动、化学腐蚀、电流 冲击以及车辆碰撞等情况下，存在较高的短路风险，并有可能会产生高达 10kA 的短路电流，这种电流强度远远超出了车辆中其他电子器件的承受能 力。所以在面对复杂的工作环境下，熔断器的存在显得至关重要。熔断器可 以在短路电流发生时，在数十毫秒内切断电路，有效防止了短路电流对动力 电池、导线、负载器件等重要部件的损害，从而避免了可能引发的重大经济 损失和安全事故。此外，熔断器的快速动作还能有效防止因短路引发的起火 等二次伤害，保障了车内人员的生命安全。随着新能源汽车技术的不断进步 和市场对安全性要求的提高，高性能熔断器特别是新型的熔断器如激励熔 断器、智能熔断器在车辆设计中的地位将愈发重要。

新能源车用熔断去主要为高压熔断器。汽车用熔断器可分为低压熔断器以 及高压熔断器，其中低压熔断器主要应用于保护小于 60VDC 的低压负载如 车灯、车窗电机、雨刷器电机、喇叭等。高压保护主要适用于新能源汽车， 应用电压一般为 60VDC-1500VDC，主要是采用电力熔断器、激励熔断器、 智能熔断器等对主回路和辅助回路进行保护。同时，根据新能源车型的不同， 熔断器的应用也有差异。例如电力熔断器，针对新能源乘用车，主回路一般 至少应用一只，辅助回路根据设计的不同应用数量在 3-5 只不等。对于新能 源商务车，由于系统更为复杂，需要提供更多的熔断器进行电路的保护；新 能源客车用电力熔断器一般在 8-16 只左右，专用车在 7-18 只左右。

800V 高压平台渗透率逐渐上升。从 2019 年保时捷发布首款 800V 车型 Taycan 以来，截至目前，上汽、广汽、吉利、长安、蔚来、小鹏、理想、小 米等主流车企均推出了 800V 高压车型。目前市面上已经发布的 800V 高压 车型已经超过 50 款。800V 高压平台指的是电压范围在 550V-930V 以内的 整车高压架构，其中包括了电驱系统、充电系统、电子功率器件、电池等部 件。相比传统的电压范围在 230V-480V 内的 400V 平台，800V 高压平台在 充电速度、性能等方面均有显著的优势。最重要的提升是充电方面，800V 平台可以支持更高的充电功率，例如在同样面对高功率充电桩时，可以实现 接近 2 倍于 400V 平台车型的充电功率，大大缩短了充电的时间。同时， 800V 平台在相同功率需求下，由于电压的提升，电流需求减少，从而降低 了系统损耗，减少发热，提高了整车的性能以及能耗。800V 高压平台的渗 透率提升将是新能源汽车不可阻挡的趋势。

800V 平台加速激励熔断器渗透率增加。800V 高压平台对熔断器提出了更 高的技术要求，包括必须能够承受 800V 的高电压环境、具备快速断开大电 流的能力、拥有更强的分断性能以应对高电流充电和放电、展示良好的热稳 定性和传导性以管理高负载下产生的热量，因此传统的电力熔断器无法再 满足 800V 的高压平台，这便给新型熔断器尤其是激励熔断提供了发展的机 遇；同时 800V 渗透率的上升也为激励熔断器等新型熔断器打开了市场空 间。在快充等大电流工况或者事故工况时，激励熔断器可以更加高效、准确 地完成电路切断的指令，保护驾驶者的安全。特斯拉在行业内率先使用激励 熔断器，根据中熔电气的招股说明书披露，后续戴姆勒、宝马等企业也开始 在新车型中应用激励熔断器。未来随着更多的车企研发 800V 车型，新型熔 断器特别是短期内的激励熔断器的应用一定会迎来快速的增长。 新能源车熔断器市场规模有望快速上升。根据中汽协的统计数据，2023 年 中国国内乘用车销量为 2606.3 万台，同比增长 10.61%；其中新能源乘用车 销量占比为 34.7%，销量达到了 904.39 万台；新能源商用车销量占总商用 车销量的比例为 11.1%，销量达到了 44.34 万台。新能源车销量的快速上升 也为熔断器的市场规模带来了快速增长的机会。根据中熔电气的招股说明 书披露，乘用车的熔断器应用量为 5-7 只，商用车为 7-18 只左右。我们假 设新能源乘用车的熔断器价格为 20 元/只，每台乘用车用量为 5 只；商用车熔断器价格为 40 元/只，每台商用车用量为 12 只 则 2023 年新能源乘用车 +商用车熔断器市场规模约 10.85 亿元。根据盖世汽车研究院的数据统计， 2023 年 800V 高压平台车在新能源乘用车中的渗透率已经达到了 4.4%。我 们假设搭载 800V 平台的乘用车在原有熔断器的基础上多增加 2 台激励熔 断器，激励熔断器的价格按照 105 元/只计算，2023 年 800V 平台在车端的 应用为激励熔断器带来了 0.84 亿元的市场规模。我们认为 2024 年 800V 平 台的渗透率有望达到 10%，届时激励熔断器市场规模有望达到 2.07 亿元， 加上传统的新能源乘用车以及商用车的熔断器市场，2024 年新能源车用熔 断器市场规模有望达到 18.66 亿元。到 2027 年，在新能源车渗透率快速上 升以及 800V 平台快速普及的情况下，新能源车用熔断器市场规模有望达到 38.98 亿元。

风光储装机快速上升为熔断器发展提供更大机遇

熔断器的存在对保护新型电力系统的安全与稳定有重要意义。随着我国能 源结构转型的快速推进，风电、光伏的装机量快速上升，同时可再生能源配 置储能的要求也使得储能的装机量随着风光装机的提升快速上升。风电、光 伏出力的波动性使得以新能源为主的电力系统可能出现过载、短路等情况， 此时熔断器能够在电流超过设定值时迅速切断电路，也可以在极短时间内 断开电路，防止由于电路短路或者系统电压超过安全阈值时造成的事故的 发生。在风光系统中，熔断器会被应用于汇流系统、逆变系统、控制系统中； 储能系统中熔断器可以应用在储能系统以及 PCS 中。在集中式的风光储功 率越做越大的未来，熔断器的需求量将快速扩张。

新能源用熔断器市场规模将快速上升。根据中熔电气招股说明书披露，对于 1500VDC 的光伏系统，熔断器应用的价格约为 4,000-5,600 元/MW； 1000VDC 的光伏系统熔断器的应用价格约为 3,800-5,700 元/MW。对于风电 系统，熔断器的应用价格约为 4,000-6,000 元/1.5-2MW。每 1GW 的电化学 储能主熔断器约需要 6000-10000 套，内部熔断器用量约为 30000-50000 套， 总体上每 GW 的熔断器应用价格约为 1,000-1,400 万元。根据国家能源局的 数据统计，2023年我国风电累计装机量已达到441.34GW，同比增长20.77%； 风电累计装机量已达到 609.49GW，同比增长 55.47%。根据对应光伏以及 风电的熔断器应用价格计算，2023 年的光伏、风电熔断器市场规模分别达 到了 9.68 亿元、1.9 亿元。我们预计 2024 年光伏将新增装机 332.62GW，风 电将新增装机 110.87GW，新增的风光装机有望带来 17.15 亿元的熔断器市 场规模的增量。根据 CNESA 的数据统计，2023 年我国新型储能的新增装 机量为 21.5GW，对应储能熔断器市场规模约为 2.58GW。我们预计 2024 年 新型储能新增装机量有望达到 40GW,储能熔断器市场规模有望达到 4.72 亿 元。