新能源锂电池行业 解决方案 助力中国新能源行业建设 烟台艾睿光电科技有限公司 睿创微纳（股票代码：688002）全资子公司 艾睿光电 ▶ 艾睿光电▶ ■ 科创板首批上市企业睿创微纳（SSE:688002）全资子公司，专 注于红外成像技术和产品的研发制造 ■ 产品涵盖红外探测器、机芯模组和民用红外热像仪 ■ 技术国内领先，国际先进，国内首家（全球第二家）发布10μm 1280×1024非制冷红外探测器 ■ 国内唯一一家可以批量供货12μm 1280×1024、1024×768、 640×512、 384×288 、256×192、160×120全系列非制冷红外 热成像探测器及机芯组件 01 02 03 04 PART 锂电 行业背景介 绍 PART 红外 应用场景 PART 艾睿光电产品方案 PART 案例分享 01 PART 锂电行业背景介绍 背景 分析 国家、地方政策双轮驱动，持续推动新能源汽车发展浪潮。 中国原油自给率30%，远低50%的国际警戒线，替代能源的重要性与日俱增。 新能源汽车“三电”技术基本成熟，续航里程和电池组能量逐步提升，技术产品化相对成熟。 行业背景 我国的碳排放目标坚定，政策和措施明确，国家希望二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，争 取2060 年前实现碳中和。 行业现状 国家规划愿景，2025年新能源汽车销量有望突破500万（2020年130万），处于快速发展阶段。 由于核心零部件的研发与车企逐渐分离，车企获得更大发展空间。辅助驾驶、车联网、智能座舱和 人机交互的发展将大幅提升车主驾驶体验。 用户态度 认同新能源理念，首要购车原因上下班代步。 电池质量和稳定性为车主购车时关注的主要因素。近9成用户在购车时关注车辆智能化，用户认为 智能硬件与自动驾驶为智能汽车的主要优势。电池与充电问题为制约潜在用户购买新能源汽车的主 要障碍。 发展趋势 预计到2035年，汽车产业或将基本实现电动化转型。 动力电池成本有望储持续下探，高镍、低钴为发展方向。 5G的关键能力较4G有大幅提升，在车辆当中的应用有望推进自动驾驶与车路协同 快速发展。 SDV不断提升软件在车辆当中的价值，持续为消费者提升驾驶体验。 新能源汽车产业链 上游 矿产资源提供商 中游 下游 动力电池提供商 新势力车企 后期市场 充电桩 传统新能源车企 电机、电控等零部件提供商 电池回收、梯次利用 其他相关产业 车联网技术研发商 自动/辅助驾驶技术研发商 高精度地图提供商 新能源电池工艺流程（电芯） 前段 正极配料 中段 正极涂布及辊压 正极制片 隔膜 烘烤 来料检验 负极配料 负极涂布及辊压 短路检验 卷绕 入壳 负极点底 负极制片 滚槽 烘烤 后段 出厂 外包装 分容 化成 封口 点焊盖帽 注液 出厂检验 电芯制造的前段工艺和中段工艺主要完成电池结构的组装加工，这两个过程中电池是未充电的。而在后段工艺中的化成环节， 第一次给电芯通电，将电芯激活。 ■ 前段工艺中，涂布过程中，由于浆料使用了有机溶剂，并需要通过高温加热装置进行干燥，容易引起溶剂火灾或爆炸事故。 ■ 中段工艺中，注液环节，由于电解液为易燃液体，遇热、遇火极易燃烧，电解液存放区的高温及火灾监控非常必要。 ■ 在后段工艺中，电芯化成及后处理、检测环节，电芯充电过程中可能因制造缺陷或电池过热发生燃烧或爆炸。 新能源电池工艺流程（模组、电池包） 电池包 当数个模组被BMS（电池管理系统）和热管理系统共同 控制或管理起来后，这个统一的整体就叫做（电池）包。 模组 当多个电芯被同一个外壳框架封装在一起，通过统一 的边界与外部进行联系时，这就组成了一个模组。 电芯 ■ 在动力电池包中，最小的单元就是电芯，一组电芯可以组 成一个模组，而几个模组则可以组成一个包。 ■ 无论是电芯、模组、还是电池包, 都要经过一系列的性能测 电芯是动力电池的最小单位，也是电能存储单元。 试和可靠性测试，才能进入下一个制造环节。 锂电池安全事故频发 锂电池安全性问题，主要是电池组发生热失控现象，导致电池发生起火、爆炸。电池在使用过程中，因为碰撞、挤压、穿 刺、振动等外力机械作用，和电池外短路、过充电、过放电等电气滥用，以及内部短路等电池质量故障，电池组会发生热 失控现象，电池起火、爆炸的安全性问题。因此，为了提升储能电池组的安全性，及时发现异常隐患，最大化的降低电池 组热失控的危害和损失。 2021年广西一高校电动汽车突然起火 4辆车5分钟就被烧毁 2016年南京的 LG电池厂房内起火 2021年北京大红门储能站起火 导致2名消防员牺牲 锂电池热监控的必要性分析 ■ 温度是锂电池的关键性能参数，在外部短路、充电、放点、过充电等性能指标中均有温度检测规定； ■ 锂电池的温度安全性能一直是电池生产厂商和使用者重点关心的内容； ■ 加强锂电的各项温度性能测试是确保锂电池安全性能的重点。 • 电池包爆炸是生产过程中最大的危险之一 • 电池包过热/短路引起瞬间爆炸，造成重大的人员、财产损失 爆炸 火灾 • 电池包的温升指标会影响车辆行驶及续航寿命 • 电池包温度过高会引起漏液，而电解液易燃易爆 • 过充，碰撞等引起电池短路，引起自燃 整车质量 • 电池温度有非常严格的管控要求 电池包温度监测 • 生产过程中要随时对电池进行监测 • 电池包的温度随时会影响产线的生产效率 行业常见电池安全监测方式对比 类型 人工手持 测温枪 点式热电偶/热电阻 温度 传感器 展示图 优点 • 简单、灵活 • 操作简单、快速 • 不影响目标本体结构 存在不足 • 存在工作强度大，监测不及时；受空间、时间等自条 件限制； • 测温过程中经常出现漏测、误报现象，数据不能保持； • 封闭式的测温，效果不够理想，因设备多为完全封闭 结构，红外线被金属壳遮挡，无法穿透，测温数据无法 达到满意效果。 • 布线复杂，易损坏目标本体结构； • 单个便宜 • 检测点间断，只有检测探头接触的点才能被检测到， 检测范围小； • 测温精度相对高 • 响应慢，存在热传导时间，后续人力维护成本高； • 光纤在长期使用积累灰尘后会导致光纤沿面放电、绝 缘性降低，容易造成意外事故； 光纤测温 • 利用光导纤维传输信号的测温方式 • 绝缘性能，直接安装到高压触点上，测温精度较高 • 比较硬，具有易折、易断的特性；安装比较复杂，不 易维护； 在潮湿、水中、油中及有毒、有害的化学环境下无法使 用，存在“爬电”隐患，对环境条件要求高； • 事前没有任何数据积累，不能为用户提供数据分析和 趋势分析，不能实现真正的在线检测功能。 双光红外 监测设备 • 可视化面/区域检测：可以实现目标区域全覆盖测量，直观显示目标温 度分布； • 7×24小时实时性，连续性监控，不受光线、黑夜、照明情况的影响， 保证监控系统能够实时监测关键目标； • 双光谱全方位监测：红外测温告警+可见光高清成像—同时对电池包 进行双光实时监测，既有利于及时发现电池热隐患，也用于发生高温预 警后，及时了解现场状况； • 早期故障预测：设备温度定时采集，绘制出电池包的温度热像图，分 析电池包健康状态，全面故障检测，做到早发现，早预防； • 安装操作简单，不破坏检测目标本体结构。 • 对安装空间有一定的要求 02 PART 红外应用场景 新能源锂电池安全监管体系建设 生产过程监控系统 以顶层设计为引领，立足安全管 控，依托红外热成像技术、视频 + 监控等信息化技术，搭建新能源 仓储安全监控系统 仓储安全监控、储能站安全监控 + 厂房分层布防、全面管控，做到 试验间温度监控系统 生产监控云平台，依据新能源领 域的场景需求建设生产过程监控、 等全智能应用系统，实现新能源 事前预防、报警联动控制；同时 推出“智能APP“，加强统一协 同监管，助力管控工作进入“互 联网+新能源”时代。 储能站安全监控系统 + 电芯温度监测系统 + 危废处理监测系统 3.1 生产过程监控应用 应 用 场 景 l 客户痛点： 锂电池在进行化成、高低温老化、充放电测试、电池模组组装、电池包 组装、电池拆解、性能测试等生产环节，由于此时的电池是已经带电的， 在整个的生产及测试过程中，电池随时有发生热失控的风险。另外，电 芯温度分布不均匀程度，直接影响电池组的电性能和可靠性，需要及时 发现和排除。 l 当前多采用接触式埋点单点监控的方式，这种方式存在如下问题： • 只能实现电池局部温度监测，无法准确找到高温点； • 每个电池需要进行单独埋点，操作繁杂，效率低。 电池包电性能测试环节 声光报警灯 #1 ……… #24 POE交换机 NVR硬盘录像机 监控电视墙 u 电池包热成像监测方案主要是对生产过程中的电池包状态及温度进行监测； u 在电池包温度值或者温度变化率发生异常时，及时、准确、可靠地发出预警信号，并可通过热像仪的报警输出端口，实 现声光报警和消防联动功能（加装消防灭火装置）； u 系统由热像仪、监控软件两大部分组成，具有趋势分析、故障报警、数据记录、24小时实时监测和预警等功能； u 通过热像仪采集到的可视化温度图像，准确发现温度异常电池模组或电芯，及早进行处置，确保产品品质和生产安全。 锂电池静置室/化成室/充放电老化室温度监控与预警 大多数锂电厂为了最大化的利用生产空间，静置室/化成室/充放电老化室设计成超高型货架的形式，每 一个货架格子里放置装有锂电池的托盘方便装卸。为了及时发现电池热失控的隐患，必须对货架上锂电 池进行温度监控与预警。 艾睿AT20/AT30搭配自动化设备（机械垛手）进行7×24小时巡航，可以实现温度的及时监测与预警。 AT30 点击播放巡航视频 3.2 仓储安全监控应用 应 用 场 景 场景说明 u 锂电池在存储过程中，因为碰撞、挤压、振动等 外力机械作用，以及内部短路等电池质量故障， 电池组会发生热失控现象，造成电池起火、爆炸 的安全性问题； u 锂电池安全红外监控系统，实现监控区域全覆盖， 当任意存储区域发生温度异常时，工作人员能及 时通过前端声光报警装置或是远程监控端及时发 现异常，并采取消防措施，减少人员伤亡及财产 损失。 部署方案 推荐选型 • 精巧型热像仪设备安装电池货架上，实现对面方向货架上的 模组、电池包，及走廊全覆盖监测 • 电动聚焦热像仪安装在墙体、支架等结构上，实现对临时存 放区域或者非货架区域的实时监测 根据场景空间、安装条件，选择组网设备； 多形态设备、高精度算法，满足不同场景的需求。