稳正研习社|熔断器,新能源赛道上不可或缺的护航使者

稳正资产   2023-02-23 本文章340阅读


稳正资产

赋能企业精英 创造产业价值 成就客户


导读

近日,稳正Family传来喜讯:比亚迪作为战略投资者正式投资熔断器领军企业中贝能源,双方将共同推进高端熔断器国产替代进程。去年年底,稳正资产及部分产业出资方共同参与了中贝能源B轮融资,坚定看好中贝能源在熔断器领域的竞争地位及未来前景,并将陪伴中贝能源不断发展壮大。

中贝能源致力于成为“三高一直”高端熔断器领域的领导者。从“发电”、“输电”、“配电”、“存储”、“转换”到“应用”,中贝能源向客户提供熔断器产品“管理电流”,避免故障电流引发的人员伤害、设备损坏、火灾、爆炸等各种灾害,“保证用电安全及质量”。

熔断器广泛应用于新能源汽车、新能源风光发电及储能、通信、轨道交通等领域的电路保护。近年来,碳中和推动能源转型,引领清洁能源百亿级蓝海市场。乘着新能源开启电路保护革命的东风,熔断器市场快速扩容,并逐步出现了国产替代进口的趋势。更多关于熔断器的市场应用和竞争格局,笔者将在下文详细阐述。


01

熔断器属于过电流保护器件,具有高分断能力和高可靠性


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。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。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。电路保护器件主要分为过电流、过电压、过热保护三大类。

图1:电路安全保障流程图(来源:中熔电气招股书)

熔断器是对电路进行过电流保护的器件,可提供最有效的大幅值短路保护电流。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。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。一般故障电流较小时,由开关器件保护,故障电流较大时由熔断器进行保护。熔断器由于高分断能力和高可靠性,在对短路大电流保护中具有不可替代的作用。

图2:熔断器组成(来源:中熔电气招股书)



02

新能源赛道上不可或缺的护航使者,熔断器广泛应用于新能源汽车、风光储等领域


我国新能源汽车产业过去十年经历了高速发展,目前已成为全球最大的新能源汽车市场。目前,我国拥有最完善的新能源汽车产业链及基础设施,包括整车、电池、电机、电控、热管理、锂电材料、锂电设备、金属资源等上下游各个环节和配套充电桩,相关产业格局清晰,国内头部企业已具备全球竞争力,海外汽车巨头纷纷进入中国市场。

新能源汽车为高压直流电,除与传统相同的低压保护外,需要高压保护,应用电压一般为60-1000VDC,分为主回路、辅助回路。主回路保护指对电池大电流充放电、车辆驱动回路进行过电流保护。辅助回路保护指对空调、DC/DC、PTC、气泵、OBC等进行保护。此外,充电桩的应用电压一般为150-1000VDC,熔断器对直流侧回路进行短路保护。

新能源车电路工作环境复杂,对熔断器性能要求大幅提升。新能源汽车的车用状态具有不确定性,快速充电、急加速、急减速等导致电流频繁波动,对熔断器的耐受能力、复杂工况适应能力提出了更高要求。机械振动、温度变化、化学腐蚀、电流冲击、车辆碰撞等状况可能造成短路故障,可能产生10kA以上短路电流,目前车辆上其他器件无法可靠分断。


图3:熔断器在新能源汽车中的应用

对于乘用车,单车用3-8只电力熔断器,预计单车价格250-300元之间。在乘用车中,主回路电力熔断器额定电流一般在300-700A,每辆车至少应用一只,少数用2-3只,一般布置在BDU(电池能量分配单元)中。在辅助回路中,电力熔断器额定电流一般小于100A,根据车辆设计不同一般用3-5只,主要用于空调、PTC、DC/DC、OBC等用电负载的回路保护,预计单车价格在250-300元之间。

图4:熔断器在PDU中的应用

图5:熔断器在BDU中的应用

新能源发电是我国实现可持续发展的必要途径。近年来,我国光伏、风电产业的发展速度稳居世界第一。根据能源局统计数据,2019年全国新增光伏发电装机容量30.1GW,累计装机容量达到204.3GW。随着全球光伏成本大幅下降,光伏度电成本在部分地区已经具备平价条件。

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。


图6:熔断器对新能源风光发电及储能系统的保护情况(来源:中熔电气招股书)


从上表可以看出,熔断器用于风光储的汇流系统、逆变系统、控制系统等进行保护。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,需要有熔断器对线路板及各个支路进行保护;逆变系统主要在于直流侧和交流侧电路保护;控制系统部分主要是对控制测量等回路进行保护。从熔断器价值量看,光伏1MW 装机所用熔断器金额约 3800-5700 元,风电每 1.5-2MW 装机所用熔断器金额约 4000-6000 元,储能 1MW 所用熔断器金额约 1-1.4 万元。


图7:熔断器在风光储中的应用场景



03

伴随下游新兴行业快速发展,电力熔断器领域逐步出现国产替代进口趋势

熔断器全球格局较为集中,2019 年 CR3 占比 64%。2019 年,全球前三的熔断器企业分别为 Littlefuse、Bussmann、Mersen,占比分别为 31%、24%、9%,CR3 达到 64%,格局较为集中。欧美日企业起步较早,且控制着行业标准的制定权及绝大多数专利技术,经过多年发展格局趋于稳定。

熔断器国内的行业市场化程度较高,形成了外资企业与国内本土企业共存的竞争格局,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。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、中贝能源等少数企业在部分市场领域具备与国际品牌竞争的实力。

图8:2021年各家熔断器品牌的市场市场占有率


近年来,随着新能源汽车、风光储等新兴下游行业的快速发展,电力熔断器领域逐步出现了国产替代进口的趋势,主要原因有以下几个方面:

国外品牌价格高:外企品牌不接受账期,对客户的销售需要通过代理商销售,代理商来扛账期,价格要高20%左右。

国外品牌对需求响应慢:新能源行业目前是个高速发展的行业,熔断器一直在往高电压和高分断电流的方向发展,产品仍未定型。整车厂或一级部件供应商需要上游器件供应商共同配合开发不同场景及技术参数的熔断器产品,外企的响应和配合速度赶不上要求。

外企的交期和服务比国产的要差:因巴斯曼、美尔森、PEC大部分的产品是放在国外生产,主要通过渠道商销售,没有建立本地化的服务团队,因此交期和服务比国产品牌都要差。

整车厂推动供应链国产化:内资车企以比亚迪为代表,正在推动供应链完全国产化,在目前的国际局势下,保障自身的供应链安全。中熔上市以后,市场开始慢慢接受用国产品牌,一旦过了验证期后开始大规模的替代国外品牌。



结论

未来,熔断器的国产替代趋势将进一步凸显,笔者认为,国产品牌有望超越国外品牌,成为熔断器供应链的主导力量。熔断器这一新能源小而美赛道值得投资机构重点关注布局,并适时抓住国产替代进行时中涌现的投资机遇。



风险提示

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