2023年新能源汽车快充行业之熔断器专题分析

熔断器：短路电流保护器件，产品可靠性与一致性尤为重要

熔断器：一种电路过电流保护器件

熔断器是一种用于电路安全保障的过电流保护器件。电路安全保障通常由电路控制器件和 电路保护器件共同完成。1）电路控制器件：主要包括机械开关和电子开关，对电路进行开 关控制，使电路保持接通或断开的状态。2）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一类器件。熔断器属于过电流保护器件。

过电流保护器件中，熔断器可以提供最有效的大幅值短路电流保护。过电流电路保护器件 包括熔断器、断路器等。一般故障电流较小时，由开关类器件保护，故障电流较大时则由 熔断器进行保护。短路电流幅值大时，需要采用分断能力大、限流能力强、分断速度快的 器件来进行保护，其中高分断能力限流熔断器由于其较好的高分断能力和限制故障电流能 量性能，是最有效、应用最广泛的大幅值短路电流保护器件。 从过电流性能的具体参数来看，开关类保护器件的动作时间具有下限，一般难以低至 10ms 以下，随着过电流幅值增大，通过的故障能量值呈指数式增加，自身安全可靠性大幅下降， 电路安全性显著降低。相比之下，熔断器随着过电流幅值增大，动作时间大幅减小，可以 低至 1ms 以下，限流能力明显，通过的能量值几乎恒定，能够有效保护电路系统安全。

熔断器主要由熔体、灭弧介质、M 效应点、绝缘管壳、接触端子和指示器构成，其中熔体 为核心部件。1）熔体：熔断器的核心部件，其结构设计决定熔断器的分断能力。通过感知 过电流，利用电流热效应分断系统故障电流。具体为在熔体上设置有数个狭颈，狭颈处电 阻高，在故障电流产生时，狭颈处产生的热量高，升温快，从而使熔体从狭颈处快速熔断。 一般由铜、银、铜银复合材料制成。 2）灭弧介质：通过吸收电弧能量、降低电弧温度，包裹和吸收电弧的载流子，使电弧电压 超过电源电压，从而熄灭电弧。3）M 效应点：使低熔点金属热积累熔化，利用冶金效应使 熔体产生断口。4）绝缘管壳：耐温绝缘结构件，抗击电弧高温和机械冲击，保证熔断器整 体结构完整。5）接触端子：与外部导线连接将熔断器接入电路，并提供安装所需机械力。 6）指示器：对熔断器的状态进行指示，熔断后产生可视指示信号或者机械联动。

工作原理：当电路出现短路时，熔断器自身熔断、切断电流，从而实现保护。工作时，熔断器 串接在电路中，负载电流流经熔断器。当电路发生短路或过载，过电流的热效应使熔体熔化、 气化产生断口，断口产生电弧，熔断器通过熄灭电弧切断故障电路，起到电路保护的作用。

根据电力强弱和应用场景，熔断器可以分为电子熔断器和电力熔断器。1）电子熔断器：一 般适用于低电压、小功率以及电子控制等电路，主要应用于各类电子产品、家用电器、车 用低压电路等领域。2）电力熔断器：一般适用高电压、大功率电路，主要应用于传统发电、 输配电、冶金、采矿、电化工、通信、新能源风光发电及储能、新能源汽车、轨道交通、 船舶等工业领域。根据各个国家、地区、行业的标准和应用要求不同，电力熔断器具有多 种不同特性的产品系列和外形结构。根据外形结构，电力熔断器一般可以分为圆管熔断器、 方体熔断器、片式熔断器等。

生产工艺与成本分析：熔体自制，材料成本占比超 7 成

熔断器的生产工艺涉及进料、加工、检验、装配等主要步骤。首先，采购带料（铜带、银 带、铜银带）、接触端子（触刀、触头、联结板、帽）、盖板、管体等原材料并检验，采用 冲压、成型、冲孔等工艺制备熔断体，接着依次装配各部件，完成后需要经过严格测试， 包括电气性能测试、机械负荷测试及环境负荷试验等，随后进行包装和入库。

原材料成本占比超 70%。从生产成本来看，以国内头部企业中熔电气为例，据中熔电气招 股书，直接材料（触刀、管体、带料等）在熔断器成本中占比较大，其中 2020 年直接材料 在圆管熔断器和方管熔断器成本占比分别为 66.80%和 86.99%；据中熔电气 2022 年年报， 电力熔断器材料成本占比达 75%，制造费用、直接人工占比分别为 16%、9%；据好利科 技 2022 年年报，电力熔断器原材料成本占比达 82%，人工工资、制造费用、运输费用占 比分别为 9%、7%、2%。

壁垒：可靠性与一致性为关键指标，认证周期长

熔断器作为安全器件，性能指标较多，可靠性与一致性为关键。熔断器产品的性能好坏一 般可以通过重要性能指标、可靠性、一致性等进行评价。一般经样品可靠性检测初步验证， 并经过大批量、长时间应用验证后，才能得到实质性确认或客户认可。此外，客户一般还 需检验检测批量产品的一致性情况，尤其重点客户或知名企业客户还需考察评判熔断器制 造商大批量供应产品时其原材料一致性、制造过程质量管控能力、偏差控制能力等。

熔断器行业存在资质认证、供应商准入、研发人才、生产规模等壁垒。1）资质认证壁垒。 熔断器产品的安全性、环保性及质量要求需要符合进口国家或地区严格的产品质量标准， 认证过程对产品设计、原材料选取、生产工艺等多个环节提出了较高要求，从提交认证申 请、送样测试到最后取得认证证书，时间周期长、费用高、难度大。

2）供应商准入壁垒。熔断器行业下游中高端市场终端用户多为各行业知名厂商，该等厂商 均建立了严格的供应商筛选体系，一般从最初接触到建立稳定合作关系长达 2-5 年时间。 以新能源汽车为例，整车厂首先需要对熔断器供应商进行综合评价和考核（企业规模、质 量体系、应用案例、技术水平、产品质量、交付能力、产品适用性等），通过后进行产品测 试（熔断容量、温升功耗、电流冲击等电气性能测试，机械振动、机械冲击等机械负荷测 试，温湿度循环、温度冲击、化学负荷等环境负荷试验），测试通过后熔断器生产商与动力 电池及电控系统一级供应商建立合作，完成合格供应商资质认证、产品测试、应用验证后 由整车厂发起装车验证。

3）研发人才壁垒。熔断器产品的设计、制程、检测等创新性研究和开发涉及电子、电力、 材料、化工、机械制造等多个学科。熔断器行业定制化需求高且行业规模小，技术水准和 产品开发能力提升主要在企业自身层面展开。

4）生产规模壁垒。客户对产品的生产能力、型号品种有较高要求，规格不全或者综合配套 能力差的生产厂商难以产生规模效益，生产成本较高。特别是对于新能源汽车、光伏和风 电、通信等市场，产能与规模是供应链重点考量因素。

新能源打开新一代需求，高压升级带来价值量提升

熔断器作为电路系统核心保护器件，应用领域广泛。电子熔断器下游应用市场为家用电器、 车用低压电路、消费类电子产品，电力熔断器主要应用于工业领域。据智研咨询数据，2019 年熔断器应用市场分布中，轨道交通、工控及其他等占比最高，达到 60.00%，新能源汽车 及风光储分别占比 18.00%及 15.30%，通信占比约 7%。

新能源汽车：市场持续高景气，高电压对熔断器性能要求升级

作为安全重要保障，新能源汽车熔断器需求增加

汽车用熔断器分为低压、高压两部分。1）低压：汽车低压熔断器应用电压一般低于 60VDC， 主要是电子熔断器对车用的低压负载进行保护，如车灯、车窗电机、雨刷器电机、喇叭等， 这类保护在传统车辆和新能源汽车上均有应用。2）高压：高压保护主要适用于新能源汽车， 应用电压一般为 60VDC-1500VDC，主要是电力熔断器（新能源汽车高压熔断器）对主回 路和辅助回路进行保护。①主回路保护是指对电池大电流充放电、车辆驱动回路进行过电 流保护。②辅助回路保护是指对车辆的辅助功能回路，如空调、DC/DC（直流转直流电源）、 PTC（加热）、气泵等，OBC（慢充）等进行保护。

在新能源汽车市场，圆管熔断器和方体熔断器按照管径、管号、电压、电流值不同可分为 大规格与小规格产品，大规格产品单价更高。1）圆管熔断器：大规格主要用于新能源汽车 （乘用车和商用车）主回路保护，小规格主要用于新能源汽车（乘用车和商用车）辅助回 路保护，辅助回路保护所用熔断器数量较多。2）方体熔断器：大规格主要用于新能源商用 车主回路保护，小规格主要用于新能源商用车的辅助回路以及新能源汽车（乘用车和商用 车）的 miniMSD（装在电池包上用来切断高压电路的手动维修开关）。 参考立鼎产业研究网的熔断器单价数据，我们假设新能源乘用车主回路用 1 个大规格圆管 熔断器，辅助回路用 4 个小规格圆管熔断器；客车、专用车主回路分别用 5/4 个大规格方 体熔断器，辅助回路分别用 7/8 个小规格方体熔断器。计算可得乘用车、客车、专用车熔 断器单车价值量分别为 130、895、860 元。

800V 高压平台驱动激励熔断器用量增加，单车价值量提升

高性能要求下出现激励熔断器、智能熔断器等新产品，主动保护为趋势。随着电路保护要 求的提高，熔断器出现新的类型，如新能源汽车中出现新型的激励熔断器、智能熔断器等。 电动化、网联化、智能化成为汽车产业的发展潮流和趋势，激励熔断器和智能熔断器未来 将会获得更广泛的应用。据中熔电气 23 年中报，激励熔断器已应用于新能源汽车，正在不 断升级完善中，智能熔断器即将进入量产阶段。

1）激励熔断器：传统电力熔断器，其保护特性无法根据保护要求调整，新型的激励熔断器 可以通过接收控制信号激发保护动作，具有体积小、功耗低、抗强电流冲击、动作速度快 （毫秒级）等特点，配合测量和激发系统，能够在车辆碰撞、涉水等传统熔断器不能有效 保护的场景中快速可靠地切断回路，保护车辆电气系统安全。其最重要的特点是主动保护， 更能够适应新能源汽车的高电压大电流的应用工况。目前宝马、戴姆勒、特斯拉等国际品 牌车厂已将激励熔断器配置在自有车型上。

2）智能熔断器：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。以中熔电气为例，其智能熔断器是在激励熔断器的 基础上，增加电流检测和自激励功能。通过测量电流，并有效发出激励信号和告警信号， 有效弥补了激励熔断器在自动保护方面的不足。企业进展方面，特斯拉在 2020 年自行研 发智能熔断器 Pyrofuse 并用于其 Model 3 中，解决了传统的被动保护问题，实现主动的 BMS 防护，响应速度有望降至 1-3 ms。目前大众、吉利、华为等车企也有布局。

高压熔断器顺应高电压平台快充发展趋势，有额定电流和电压等级等要求。1）必须具备更 高的额定电压，确保与系统匹配，同时保持不低于线路电压，以避免过电压引发故障；2） 熔体额定电流不得大于熔管的额定电流，以保障在故障情况下的迅速而可靠的断路操作；3） 各级熔断器之间要互相配合。此外，为应对新能源汽车长周期的使用，熔断器必须具备更 长的使用寿命和更多的循环次数。智能化方面，熔断器需要具备故障诊断能力，能够监测 并报告电路中的异常情况，并通过智能通信技术实现与整车控制系统的信息交互，提升整 体智能管理水平。

高电压平台为快充发展趋势，熔断器单车价值量或翻倍。随着新能源汽车的迅猛发展，800V 高压平台已成为快充技术的主流趋势，这导致了对关键零部件，尤其是熔断器的迫切升级 需求，其面临着更高的性能、可靠性和智能化要求。我们认为 800V 高压平台下，1）电力 熔断器性能要求与设计难度提升，假设新能源乘用车的单车价值量上升 30%至 169 元；2） 随着激励熔断器价格进一步下降，激励熔断器的渗透率将不断提升，假设单车新增使用 1 个激励熔断器，单价 90 元，对应单车价值量继续上升至 259 元，较 130 元增长 99%。

25 年 800V 升级或带来 25%增量市场。从新能源乘用车市场来看，中性预期下，假设 25 年全球 2217 万辆新能源乘用车中 800V 占比 20%，800V 均使用 1 个激励熔断器，对应电 力熔断器市场空间 9.6 亿元，增量市场达 4.7 亿元。较 23 年全球新能源乘用车电力熔断器 市场空间 19 亿元，增量约 25%。

我们预计 25 年全球新能源汽车熔断器市场规模达 31 亿元

我们测算 25 年全球车用熔断器市场规模将达 31 亿元，其中中国市场为 19 亿元。2013-2015 年我国新能源汽车产业进入爆发增长期，众多参与者进入产业链各个环节，也推动了新能 源汽车高压熔断器整体技术及产品开发的快速发展。我们假设乘用车、商用车中熔断器的 单车用量分别为 5、12 只。经测算，预计 25 年全球车用熔断器市场规模达到 30.82 亿元， 中国市场规模为 19.29 亿元。

风光储：乘新能源东风，市场快速扩容

熔断器对新能源风光发电及储能系统提供保护。新能源风光发电直接输出的电流与输电网 不匹配，如果经并网输送（交流高压网）电力，电流需要经逆变器变流为交流电输送至电 网。新能源风光发电功率波动大，需要配置储能系统达到峰谷功率均衡，其中光伏发电由 于单电池功率较小，一般通过汇流系统增加发电功率。所有的发电系统、变流系统、储能 系统都需要控制系统进行配合，熔断器在系统中起到关键的保护作用。

随着可再生能源市场蓬勃发展，风光储系统需求迅速增长，拉动了熔断器市场的扩展。从 价值量来看，据中熔电气招股书数据，2019 年光伏侧 1500VDC 和 1000VDC 熔断器平均 单 GW 价值量分别为 480 和 475 万元，风电侧熔断器单 GW 价值量 283 万元，储能侧熔 断器单 GW 价值量 1200 万元，储能系统电压平台升高、容量增大，对熔断器分断能力提 出更高要求。我们测算得 2025 年全球及我国风光储熔断器市场空间分别为 28.48 和 12.81 亿元。

海外渗透率提升空间较大，看好国产品牌出海

海外先发布局，国内企业加速追赶中。熔断器最早于 19 世纪 80 年代起源于欧美国家。我 国熔断器起步于 20 世纪 50 年代，实现了从模仿到加速追赶。1）仿苏生产期：20 世纪 50 年代初至 20 世纪 70 年代末，我国经历了约 30 年的全面仿苏生产期。我国熔断器产品初步 发展，引入前苏联标准 GOST，但较国际标准 IEC 差距较大。2）新旧交替期：1980 年至 1995 年，我国引入 IEC 标准，国内先进企业引进国外设备，我国因而经历了约 15 年的新 旧标准交替期。3）加速追赶期：1996 年至今，中国逐步成为外资品牌的生产基地，推动 熔断器新一轮的技术更新，呈现出外资品牌主导、国内厂商加速追赶的局面。

熔断器行业为寡占竞争市场，外资品牌主导中高端市场。由于是电气安全器件，安全可靠 的质量需经过大批量、长期应用等证实，具有大批量、长期良好的安全保护历史的企业， 才能逐步形成品牌效应，经过 100 多年的发展，熔断器行业成为寡占竞争市场。其中中高 端熔断器市场竞争者主要为国际知名品牌厂商和少数国内领先企业。全球熔断器行业国际 品牌企业主要为 Littelfuse、伊顿（Bussmann）、美尔森（Mersen）、PEC、SCHURTER， 国内主要企业为好利科技、中熔电气等。然而，目前国内熔断器生产商普遍经营规模较小， 并分散在中低端市场，具备一定经营规模及品牌的厂商较少，仅中熔电气、好利科技等少 数企业在部分市场领域具备与国际品牌竞争的实力。

国内企业在全球市场份额低，国产替代空间广阔。从行业地位及市场占有率情况来看，根 据 Paumanok Publications Inc.统计数据，2019 年全球熔断器市场规模为 22.04 亿美元， 其中熔断器生产商 Littelfuse、伊顿/Bussmann、美尔森/Mersen、PEC、SCHURTER、ABB、 SOC 合计占有全球约 90%的市场份额，品牌集中在美日欧。2019 年，中熔电气主营业务 收入 1.90 亿元，占全球熔断器市场约 1.3%。截至 2020 年末，中熔电气占据国内新能源汽 车熔断器市场 55%的市场份额（销量口径），远高于排名第二的 Bussmann（30%）。

全球生产基地转移至亚洲，国内仍以进口为主。从生产情况来看，随着亚洲成为熔断器行 业的主要销售市场，伊顿、美尔森、Littelfuse 等国际领先的电路保护器件生产商均在中国、 印度等国家设立生产基地，将生产重心转移到亚洲。外资厂商的进入将先进的技术和管理 方式带入中国，迅速提高了我国熔断器行业的整体水平，带动行业快速发展。从我国熔断 器行业的进出口情况来看，目前仍以进口为主。2022年，中国熔断器进出口金额分别为5.64、 4.68 亿美元。

海外企业：产业布局早，占领约 90%市场份额

法国伊顿（Bussmann）：世界领先的电路保护产品及其解决方案的提供者

伊顿公司于 2012 年收购老牌电气产品制造商库珀工业，Bussmann 作为库柏工业旗下拥 有的 8 个事业部之一，是世界领先的电路保护产品及其解决方案的提供者，伊顿通过收购 库柏工业成为全球知名的熔断器生产商。公司主要产品包括快速熔断器、低压熔断器、中 压熔断器、美标熔断器、通信熔断器、光伏熔断器等，在电子器件、工业、住宅及汽车应 用领域占据主要市场份额。在新能源汽车领域，可以提供高达 1000V 直流的大功率熔断器。

法国美尔森（Mersen）：深耕电气保护行业，不断拓展产业布局

美尔森是服务于高科技产业的全球电气系统和先进材料领域的专家，在 34 个国家和地区拥 有超过 50 家工厂和 18 所研发中心，包含 2 个核心事业部——电气保护事业部及新材料事 业部。美尔森电气保护系统（上海）有限公司是美尔森集团公司下专业于电气保护领域的 子公司。公司产品包括限流熔断器、延时熔断器、半导体熔断器、高压熔断器、限流延时 熔断器、光伏熔断器等，在工业、住宅应用领域占据主要市场份额。

日本 PEC：专注于汽车专用保险丝

PEC 成立于 1961 年，主营业务为生产制造汽车专用保险丝、精密金属冲压加工和模具。 在日本国内市场，PEC 生产的车用保险丝市场份额居于首位；在国际市场，PEC 车用保险 丝主要销往美国及韩国汽车市场。

美国力特：电路保护行业龙头企业

美国力特保险丝公司成立于 1991 年，是全球领先的电路保护、功率控制和传感产品制造商， 产品包括熔断器、半导体、聚合物、陶瓷、继电器和传感器等，应用于消费电子产品、汽 车、工业设备等领域，拥有超过 30 个销售、制造和工程中心以及遍布全球的分销渠道网络， 在电子器件、汽车应用领域占据主要市场份额。

国内企业：研发进度快，企业差异化明显

中熔电气：国内电力熔断器行业领先企业

中熔电气成立于 2007 年，致力于高可靠性的智能电路保护器件、熔断器以及相关配件辅件 的研发、生产及销售，是国内熔断器龙头企业，主导产品为电力熔断器，主要保护大能量 回路，主要应用于新能源汽车、新能源风光发电及储能、通信、轨道交通、工业控制等工 业领域。公司研发成果显著，据国家专利局，截至 2023 年 8 月，公司有效专利授权量为 150 个，全国排名第三，熔断器制造行业排名第一。

好利科技：具备中高端市场与海外龙头企业竞争能力

好利科技成立于 1992 年，于 2014 年在深圳证券交易所中小板上市，主营业务为熔断器、 自复保险丝等过电流、过温电路保护元器件的研发、生产和销售，并积极向过电压电路保 护领域发展。公司主要产品包括电力熔断器、电子熔断器，其中电力熔断器主要应用于光 伏、储能、风电、新能源汽车、工业、通信 IDC 等领域；电子熔断器主要应用于家用电器、 消费类电子产品和汽车电子等领域。

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