導(dǎo)語(yǔ)

近年來(lái)，中國(guó)電動(dòng)汽車用熔斷器從技術(shù)探索期到起步期，產(chǎn)品也逐漸完善，市場(chǎng)規(guī)模也逐漸增長(zhǎng)，一覽眾咨詢預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)電動(dòng)汽車熔斷器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到20億元。

工作原理

熔斷器有交流和直流用途之分，交流應(yīng)用于工業(yè)配電系統(tǒng)。車載的鋰電池、儲(chǔ)能電容、電動(dòng)機(jī)、變流器和電控線路均屬直流系統(tǒng)，都需要直流類型的熔斷器做短路保護(hù)，才能保證安全可靠的正常運(yùn)行和超強(qiáng)能力的短路開(kāi)斷效果。根據(jù)目前電動(dòng)汽車行業(yè)使用的熔斷器，大多數(shù)車型的系統(tǒng)最大電壓一般為700VDC 以下，也有少數(shù)車型的會(huì)略高于此電壓，所以用于電池保護(hù)的熔斷器可分為500VDC 和 700VDC兩種為主，電流等級(jí)多以200A~400A。

電動(dòng)汽車的鋰電池、儲(chǔ)能電容、電動(dòng)機(jī)、變流器等重要裝置，以鋰電池系統(tǒng)最為關(guān)鍵也最為昂貴，而且車內(nèi)高壓電纜的路徑很短，發(fā)生短路故障時(shí)會(huì)在1-2毫秒(ms)內(nèi)形成強(qiáng)大的浪涌沖擊電流(約5-10KA以上)，必須在極短瞬間安全切斷短路電流，消除高壓電弧的破壞能量，才能有效防止鋰電池與半導(dǎo)體裝置因急劇過(guò)熱引發(fā)的爆炸泄漏和起火燃燒。

電動(dòng)汽車高壓配電盒中，輸出端主要連接汽車輔助電源系統(tǒng)，在配電盒內(nèi)部一般情況下會(huì)包括電加熱風(fēng)機(jī)支路，空調(diào)壓縮機(jī)支路，DC/DC支路及充電機(jī)支路。這4個(gè)支路上，每個(gè)支路都需要安裝線路保護(hù)熔斷器，目的是在各負(fù)載發(fā)生短路時(shí)能夠及時(shí)切斷電源保護(hù)線路，避免車輛火災(zāi)發(fā)生。熔斷器以體積小、抗震好、價(jià)格低的綜合優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛認(rèn)可和大量使用，成為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的擔(dān)當(dāng)電動(dòng)汽車短路保護(hù)的主要元器件。電動(dòng)汽車主動(dòng)力傳遞路線是:蓄電池-變流器-調(diào)速器-電動(dòng)機(jī)，主熔斷器身兼4重保護(hù)職責(zé)。

圖表 1  電動(dòng)汽車高壓回路結(jié)構(gòu)及熔斷器使用場(chǎng)景

目前，aR半導(dǎo)體短路保護(hù)的直流快速熔斷器，以其動(dòng)作靈敏、瞬間熔斷，滅弧徹底等優(yōu)點(diǎn)，顯然能最大范圍的兼容動(dòng)力蓄電池、儲(chǔ)能電容、電動(dòng)機(jī)、電子器件與電控線路的綜合保護(hù)需要，應(yīng)該是目前所有電動(dòng)汽車普遍適用的唯一優(yōu)化選項(xiàng)。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

按照國(guó)際電工委員會(huì)頒布的IEC 60269熔斷器系列標(biāo)準(zhǔn)(與國(guó)標(biāo)GB/T 13539系列等效)的規(guī)定，熔斷器在符合基本要求(GB/T 13539.1)的基礎(chǔ)上，分為專業(yè)人員(GB/T 13539.2)、非熟練人員(GB/T 13539.3)和半導(dǎo)體器件(GB/T13539.4)三大使用類型，又區(qū)分為“全范圍過(guò)載和短路保護(hù)”與“局部范圍短路保護(hù)”兩大類別，再細(xì)分為后備特性(aM--延時(shí)短路保護(hù))，一般用途特性(gG--工業(yè)配電全范圍保護(hù))，速斷特性(gR--半導(dǎo)體過(guò)載與短路保護(hù)、aR--半導(dǎo)體短路保護(hù)、gS--半導(dǎo)體線路保護(hù))，按熔化分?jǐn)嗟乃俣炔町愒O(shè)定了3個(gè)熔斷特性等級(jí)。

2001年我國(guó)國(guó)家標(biāo)委會(huì)就制定發(fā)布了GB/T18384.2-2001《電動(dòng)汽車安全要求》第2部分：功能安全和故障防護(hù)和GB/T17531-2005《混合動(dòng)力電動(dòng)汽車安全要求》兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)電動(dòng)汽車電流保護(hù)作出相關(guān)規(guī)定。

2015年3月公布實(shí)施的《汽車動(dòng)力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》第六條“質(zhì)量保證能力要求”規(guī)定“企業(yè)應(yīng)通過(guò)TS16949質(zhì)量體系認(rèn)證，編制并執(zhí)行生產(chǎn)一致性控制計(jì)劃”。作為電動(dòng)汽車重要器件的供貨方--熔斷器生產(chǎn)廠商，也須通過(guò)TS16949質(zhì)量體系認(rèn)證，未獲得該項(xiàng)認(rèn)證就不具有合格供應(yīng)商資格，熔斷器品質(zhì)一致性就無(wú)法充分保證。

由于熔斷器在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用還處于起步階段，相關(guān)行業(yè)及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定還處于探索期，企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)缺失的背景下，也各自為政，試圖先入為主樹(shù)立行業(yè)標(biāo)桿形象，建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

市場(chǎng)格局

全球斷路器和熔斷器市場(chǎng)按照安裝的電壓等級(jí)可分為低，中，高壓斷路器。通過(guò)滅弧介質(zhì)類型，斷路器市場(chǎng)可以劃分為空氣、真空、石油和SF6斷路器。另外，熔斷器市場(chǎng)分割成低電壓熔斷器和高壓熔斷器。低壓熔斷器被進(jìn)一步細(xì)分為插入式熔斷器和管狀熔斷器。低壓斷路器是2014年全球斷路器市場(chǎng)的主要貢獻(xiàn)者，這一增長(zhǎng)主要?dú)w因于電網(wǎng)龐大而快速的發(fā)展。

根據(jù)透明度市場(chǎng)研究發(fā)布的一份新的市場(chǎng)報(bào)告“斷路器和熔斷器--全球產(chǎn)業(yè)分析、規(guī)模、份額、成長(zhǎng)、趨勢(shì)和預(yù)測(cè)2015年--2021年”。2014年斷路器和熔斷器市場(chǎng)價(jià)值達(dá)207.5億美元，到2021年預(yù)計(jì)將達(dá)到311.1億美元，從2015至2021年期間，以6％的復(fù)合年增長(zhǎng)率不斷增長(zhǎng)。

從地理的角度來(lái)說(shuō)，斷路器和熔斷器市場(chǎng)已經(jīng)大致劃分為北美、歐洲、亞太地區(qū)和世界其他地區(qū)（ROW）。2014年北美地區(qū)是斷路器和熔斷器市場(chǎng)的最大貢獻(xiàn)者，北美市場(chǎng)占到了市場(chǎng)總份額的34.8％。北美市場(chǎng)對(duì)斷路器和熔斷器需求不斷上升，很可能會(huì)在將來(lái)呈現(xiàn)大幅度增長(zhǎng)。

近年來(lái)，中國(guó)電動(dòng)汽車用熔斷器從技術(shù)探索期到起步期，產(chǎn)品也逐漸完善，市場(chǎng)規(guī)模也逐漸增長(zhǎng)，一覽眾咨詢預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)電動(dòng)汽車熔斷器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到20億元。（詳細(xì)測(cè)算見(jiàn)一覽眾咨詢出版的《2016-2020年中國(guó)電動(dòng)汽車用熔斷器行業(yè)投資價(jià)值報(bào)告》）

主要企業(yè)

電動(dòng)汽車用直流高壓熔斷器價(jià)格稍高，需在能夠有效保護(hù)各系統(tǒng)回路的同時(shí)，禁止熔斷器非正常熔斷現(xiàn)象發(fā)生。在直流高壓快速熔斷器領(lǐng)域，國(guó)外企業(yè)占有優(yōu)勢(shì)，其在工業(yè)及傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域積累的技術(shù)及市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，能快速地進(jìn)入電動(dòng)汽車領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)車企大多與國(guó)外的熔斷器企業(yè)合作。

國(guó)產(chǎn)直流熔斷器的分?jǐn)嗄芰氨Ｗo(hù)特性均能夠滿足IEC（國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)）或其他通用標(biāo)準(zhǔn)，與相同用途的進(jìn)口產(chǎn)品差別不大。但在相關(guān)ROHS（電子電器設(shè)備中限制使用某些有害成分的指令）認(rèn)證、極端條件測(cè)試、系列產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)方面，仍略有差距。

國(guó)內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)熔斷器的企業(yè)約200家左右，能批量供應(yīng)電動(dòng)汽車領(lǐng)域的不到10家，市場(chǎng)處于剛起步階段。（電動(dòng)汽車熔斷器詳細(xì)名錄見(jiàn)一覽眾咨詢出版的《2016-2020年中國(guó)電動(dòng)汽車用熔斷器行業(yè)調(diào)研報(bào)告》）

圖表 2  主要熔斷器企業(yè)