红外热像仪在锂电池生产过程监测应用

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。

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。电池质量和稳定性为车主购车时关注的主要因素。

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，所以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。

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。

行业常见电池安全监测方式有：人工手持测温枪，点式热电偶/热电阻温度传感器，光纤测温，红外热像仪监测设备。人工手持测温枪工作强度大，容易出现漏测和误报的情况，效果也不够理想。点式热电偶/热电阻温度传感器布线复杂，检测点有间断，响应慢，维护成本也较高。光纤测温安装复杂，对安装环境的要求也比较高，在潮湿、水中、油中及有毒、有害的化学环境下无法使用。而使用红外热像仪监测则没有以上的不足。

红外热像仪监测的优点：

1. 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；
2. 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；
3. 全方位监测：红外测温告警对电池包进行实时监测，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；
4. 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；
5. 安装操作简单，不破坏检测目标本体结构；

电芯温度监测系统：

1. 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
2. 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）
3. 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
4. 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

在生产及测试工程中除了需要时刻监测电池包整体温度外，电池包内的每个电芯的特定区域温度也需要时刻监测及采集。

测温区域1：每个电芯的两端（PC片）区域，每个电芯的两端各取一个测温像素。

测温区域2：每个电芯的上下两极铝片区域，各选取1个像素点温度

测温区域3：每个串联铜排的上下两侧各取一个像素点温度

测温区域4：机箱盒的一端的高压线路部分，该区域为用户感兴趣的关注区域，需取该区域的最高温、最低温及平均温度

系统通过图像识别算法自动对电芯轮廓进行识别，从而自动对需要测温的点进行实时测温监控；当点击启动测温按钮后系统将开始自动定位测温点并进行测温度，并开始将测温数据采集。绿色温度字体代表正常，红色代表异常。

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