以下是文字稿 ▼
各位是否有過這樣的疑問，為什麼美隊在海底凍了 70 年還能被複活呢？
诶你還别說，這事兒還真有官方解釋。
血清使得美隊的身體機能達到了人類頂峰，是以低溫環境下血液并沒有被凍住，而是依靠體内的糖原儲存，降低了血液的冷凍溫度，形成了類似 “ 低溫保護劑 ” 的功能，最終撐到了解救。
這聽起來雖然相當玄乎，但其實作實中是可以找到一些執行個體的，比如林蛙的冬眠也一樣，關鍵都是利用自身能量降低冰點，達到防凍的目的。
這說來簡單，卻是目前人體冷凍技術面臨的一大難題。
無論是超級英雄電影還是星際穿越裡的冷凍倉，影視作品裡的冰凍技術都很成熟，成了最佳續命手段。
可在現實當中，我們顯然還沒有掌握駕馭寒冷的能力，就南方這零下幾度的冬天都得開足暖氣。
然而冬天怕冷的還不隻是我們，生活中廣泛應用的锂電池也是一樣怕冷，尤其是前些年買了電車的朋友們，想必對冬季駕駛的體會應該更加深刻。
什麼啟動不了、續航砍半、取暖捉急、充電慢......遇到一個都夠讓人血壓拉滿的了。
不過沃爾沃最近整了個新活兒，他們把一輛沃爾沃 XC40 純電版，開到最低氣溫僅有零下 30 度的内蒙古海拉爾，将其放在了冰塊裡凍了 48 小時之後，還成功開了出來。
這讓我對現在電車上的抗寒技術有了興趣，畢竟油車在冬天都會遇到啟動問題，更不要提連機都開不了的電子産品了。
是以電車上是如何解決怕冷的問題呢？要回答這個問題，我們先來說說為什麼發展了這麼多年的電池依舊會怕冷。
化學電池從發明到現在，其實已經過去了快200年。
但無論是早期使用的鉛酸電池、鎳氫電池、或是現在應用最廣的锂離子電池，電池結構都沒有發生質的改變，其基本原理都是高中課本上講過的氧化還原反應。
正負極材料通過電解質隔開，充放電時依靠金屬離子在正負極間的移動形成電勢，進而實作化學能與電能之間的互相轉換。
而電池技術的進步也都幾乎來自材料上的創新，尤其是正負極材料上的創新。
例如老舊電瓶車上的鉛酸電池，就是用鉛做負極、二氧化鉛做正極（ 電解質為硫酸溶液 ）制成的。
負極材料換成石墨、正極材料換成锂離子化合物就是現在的不同種類的锂電池。
盡管現在锂離子電池是市場主流，但它也并非是完美的。
在低于零度的環境下，锂電池就會出現明顯的能量損耗，低過零下25度後，電池的功率和容量甚至連正常溫度下的十分之一都沒有。
這樣糟糕的表現并不是電池本身的錯，或者說怕冷的不是電池，而是電池裡的化學反應。
低溫環境下，電解液的活性會出現明顯的下降、電解質的粘度增加，锂離子在正負極（ 陰陽極 ）間的移動變的越來越困難，化學反應效率越來越低。
反映到我們的使用上，就變成了電池不耐用、充電速度慢等一系列問題。
既然問題出在了反應活性上，那我們往裡頭加點兒催化劑不就完了？
是以電化學家就将具有高揮發性的碳酸酯摻入其中，提高了電解液的當機溫度，讓锂離子的移動更加暢通無阻。
這樣雖然解決了耐冷問題，可卻給電池帶來了另一個難題：常溫下易燃易爆。
畢竟這反應太活躍了也不行啊，加入的高揮發性的脂類化合物可是易燃的，夏天溫度稍微高一點兒，這玩意兒不成了個定溫炸彈了麼？
換電極材料也一樣，換上高能量的三元電極材料後，也能改善低溫表現，但安全性同樣會下降，你這車總不能是冬季限定吧。
這也是為啥車子上必須得加裝額外的電池闆、散熱器、防火材料等等保護裝置。
是以說，電池依舊怕冷并不是做不到不怕冷，而是沒辦法做到既不怕冷又不怕熱。
換句話來說，電池各方面的參數就像是RPG遊戲裡的職業，不會有哪個英雄輸出高、有坦度、控制又足的，隻能在衆多需求中尋求一個平衡點。
比如我們現在的手機平闆上的钴酸锂電池，也是妥協了使用壽命換取了電池容量。
那到了電車上後，低溫問題是不是更難解決了呢？是，也不是。
剛才說到的隻是單個電池的情況，而純電汽車的電池子產品裡通常會有成千個锂電池或者數個單體電池串并聯組成。
是以在電車上，光是把一堆電池攢在一起，性能管理都成了問題。
不過電車作為交通工具而非一般消費品，有足夠的空間與成本去解決這個問題，電池管理系統 BMS 的出現就是為了解決這些問題。
BMS 的主要功能簡單概括就是讓電池組高效和安全地工作，因為即使是同一廠商同一批次生産的同一規格的電池，體質也會有微小的差異。
正常工作時就會出現電池容量不同的情況，如果不做處理的話，充放電時就會出現過壓充電、欠壓充電、輸出不足等一堆問題。
而且還會有溫度升高引起的安全風險、電池壽命降低等副作用。
是以我們需要通過 BMS 這樣一個 “ 指揮系統 ” ，對電池的通電情況、電量情況、健康狀态、溫度以及電池平衡進行檢測，并通過精準的算法來實作最優的調整方案。
比如在汽車的正常行駛當中，我們希望所有的電池都能工作在 20%~80% 的健康容量下。
其次，我們還希望能自動平衡電量，充放電時能先給少的充，再給多的充，先消耗電量多的，再消耗電量少的。
各個電池子產品、電池組的溫度都能維持在锂電池的最佳工作溫度下，所有的這些，全部都需要依靠 BMS 的幫助。
是以這也是電動汽車制造的部分門檻所在，也同樣回答了為什麼各家車廠理論上都能買到同樣的锂電池，但實際續航各家卻是天差地别。
比如沃爾沃 XC40 純電版上的 BMS ，為了監測電池溫度，電池包内部共設計有 50~56 個溫度控制點，可實作單個電池的溫度測量。
而低溫環境下除了要解決電池怕冷的問題，還得解決人的取暖問題。
為了兼顧好二者，XC40 上同時搭載了熱泵空調與 PTC 加熱器，以便更好的應對不同溫度環境。
熱泵空調在低溫環境下能夠主動利用環境溫度，以及電機廢熱對車艙内和電池包進行加熱，首先保證電池模組的正常工作，保障續航裡程的同時也能提升電池的充電效率。
當氣溫低于零下二十度，熱泵效率開始變低後，BMS 中的 PTC 高壓加熱器開始接管加熱工作，直接對電池進行加熱，并會根據室溫和電池的容量檢測，實時調節加熱保溫時間。
一整套熱管理系統，都能通過BMS進行統一智能管理，能夠随時根據外界溫度調整制熱政策，充分利用熱泵與PTC的特性，達到制熱效率的最大化，讓電池組和座艙内都能有冬暖夏涼的體驗。
這也是沃爾沃這次能順利完成挑戰的原因，在零下 25℃ 的環境下，我們也能通過熱成像清晰地看到底部電池的加熱過程。
而在 48 小時冰封挑戰結束後，破冰出來的 XC40 Recharge 表顯剩餘電量依舊是 100% 無損耗。
雖然顯示 100% 也有可能是 95.999% 的四舍五入吧，但至少說明，這套占到了電池組總成本 20% 的電池管理系統還是功不可沒的。
除了極端天氣的應對，沃爾沃這套BMS上的智能電池管理，也提高了電池的用電效率，最新的 XC40 純電 P6 版的續航裡程也達到了 529 KM（ NEDC标準 ）。
不得不說，破冰出來的XC40純電版還是蠻帥的，畢竟前幾次沃爾沃的整活兒實驗可都是什麼疊車、泡水等，讓人一看就大受震撼的實驗。
其實當我們回顧沃爾沃的這幾次整活，能很明顯的發現其中的共同點，都在以大衆能一眼看懂的方式來告訴你，我們很重視安全。
沃爾沃在去年就已經實作全系産品的電氣化，Recharge 車型的銷量更是占到了 2021 年全球銷量的四分之一，并計劃在 2030 年實作全面電動化。
回過頭來，我們早已身處全球最大的電動汽車市場，但這些年，伴随着電動車出現的安全問題仍曆曆在目。
新技術的出現總會伴随着新的安全問題，而擁有 “ 安全基因 ” 的沃爾沃在這個後燃油車時代，依舊堅持在安全的基礎上去探索的确不易。
但就像沃爾沃涉水實驗開頭說到的：隻有不斷進化的安全，才能讓科技更具想象力。
撰文：小發編導：cc編輯：面線
美編：煥妍（視訊）& 萱萱（文章）
圖檔、資料來源：
enWiki， Battery、BMS
Youtube ，Volvo
Bilibili ，沃爾沃
《電動汽車用動力蓄電池安全要求》
騰訊視訊，王朝陽：電池與儲能的未來
Stafl Systems ，What is a Battery Management System?
Captain.America.The.First.Avenger
Frogs Come Alive After Winter Thaw | National Geographic
Interstellar How a Lithium Ion Battery Actually Works - The Limiting Factor
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