谢邀，我是工科男老王！; G- K C* G4 ~) K
没有金刚钻，揽不了瓷器活，沃尔沃诚不欺我！" G; \- r6 V4 q1 @
过去一年沃尔沃没少折腾，各种极限挑战不停地秀肌肉，属实吸睛！最近又把XC40纯电版放到海拉尔-30℃的超低温环境里冻了超过48个小时，乍看起来会以为沃尔沃做了一个爱斯基摩冰屋式的障眼法（爱斯基摩的冰屋设计上考虑到了热气上升，冷气下降的原理，在建造时，地基内部向下刨个坑。人类在冰屋内处于热气包围的位置，冰让寒冷的空气下降到坑内。人体内发热在冰屋内，形成内循环随着时间推移，使内部温度将高于外界温度。）但没想到车内真实实验温度也接近-30℃，看得出放了太久真的是冻透了。他们还搞了一个遥控装置让车能自己“开出来”，整个测试条件和视觉效果的逼格拉得满满的！
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车内温度实测约零下30℃+ t0 u5 M# Y9 E3 Z& B8 Y5 C
# W& Z: I. l8 X但是，相信也会有很多朋友一脸问号？低温本就是电动汽车的命门，沃尔沃这是想表达个啥？！+ y% c& ?+ U7 I! i- K9 W
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老王在知乎做电动汽车安全科普多年，对于影响电动汽车安全性的影响因素也分享过很多内容。特别是大家耳熟能详的高温环境，但其实低温对于电动汽车安全性的影响也不容忽视！因为电池的正常工作温度范围一般在-20~55℃之间。温度过高或者过低对电动汽车的电池热管理系统都是个严峻的考验。- j3 e J& w- Q! Z# t+ o# B* }
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/ ], E3 Q9 Q6 b- P2 k* l! Y* Y$ |所以，沃尔沃XC40纯电版-30℃挑战的意义在于解答一个问题：电动汽车低温宿命和原罪，也是有解的！
; g* b3 o. w& z- F F9 f+ f既然有“解”，那沃尔沃又是怎么“解”的？ 3 D3 ^- t$ X+ u& K( R1 [
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: B/ H E9 m. L$ u为了回答这个问题，老王对沃尔沃XC40 纯电版进行了深度拆解。通过拆解，沃尔沃在应对极寒温度场景所采用的整车和电池管理系统设计可大致总结如下三点：
, n& L. I0 O, Z1 I第一、全面高精的电池BMS温度监控系统设计
* s! q( i% R6 G# f通过电池包拆解我们发现，沃尔沃XC40纯电版的电池内部共设计有50个NTC温度监控点。能全面采集和监控所有模组/电芯的温度以及冷却系统进/出水口的温度。BMS电池管理系统单元采用了集中式设计，核心芯片能满足ASIL C/D的功能安全等级要求。并且在BMS软件在温度控制策略上做了分层级处理，可及时响应不同梯度的温度控制和报警。全面高精度的温度监控直接影响了后续热管理系统的工作模式和工作效率！6 m( P$ w+ j/ K3 Y+ @! r# l
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第二、高效的电池换热及保温系统设计9 o! x* ^2 z$ |- T: @- L$ B6 m
沃尔沃XC40纯电版电池热管理系统硬件采用“嵌入式换热片设计”。相当于在电池系统内构建了一套可以与每个电芯充分接触的“毛细血管”，冷却液在遍布系统的“毛细血管”中流淌。这种设计能更充分、更均匀地对电芯进行冷却或加热，提高热传导效率。另外，在液冷板与金属下壳体之间布置有一层约4.5mm厚的泡棉，就像给电芯垫了块毯子，很好的隔绝了电芯与金属托盘之间的热传导，利于电芯保温。通过这套热管理系统硬件，再搭配BMS温度控制系统软件策略，可确保电池换热功能高效执行到位，让电池始终处于可控条件下且相对舒适的工作温度区间，做到“冬暖夏凉”！而良好的保温功能又能最大程度的减少热管理系统的频繁工作时间，降低电量损耗，做到“两全其美”！9 a0 M: y- l9 p! y1 H$ ?
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第三、多种智能电池加热模式设计
2 ~' k2 W' a! e$ ^" Y2 T如果说前面两项是这次沃尔沃挑战成功的基础，那么这个就是成功的“核心要素”了！ }" T, @; U3 X. z! Z
沃尔沃XC40 纯电版搭载了多种智能电池加热模式：
) c- m* D9 E+ R6 L（1）充电时电网预加热模式。如果车辆处于与电网连接充电状态下，可通过手机软件设定出发时间或预先启动空调，即可使用电网的电给电池进行加热，从而减少车辆本身的电量损坏，最大程度保留可用电量。实现羊毛出在猪身上的效果！3 @& P) o% m- A7 m) \' g' l% S5 o- M
（2）电池包自动加热功能。在极寒条件下，整车VCU控制器会自动进入低功耗唤醒状态，BMS管理系统实时监控电池温度，一旦BMS识别到电池温度过低，则自动启动电池包加热功能。并且，根据外界环境温度，系统自动选择是使用同时搭载的热泵系统还是PTC制热系统对电池包进行加热。如果温度过低，则启动制热效率更高的PTC加热；如果温度尚可，则启动功耗更低的热泵系统加热。始终让电池处于相对安全、舒适的温度状态，确保启动无忧！2 R; C3 N$ y Z% r( k
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（3）智能热泵管理系统。沃尔沃搭载的热泵系统可以从环境、电机和电池吸收采集热量。并将所有热量进行统一智能管理，实现按需分配。既可以单独给乘员舱制热，也可以单独给电池制热，或者两边同时制热。提高热量使用效率，最大程度保证续航能力。
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（4）充电前电池预加热功能。从沃尔沃官方获悉，沃尔沃已经通过OTA上线了行驶导航路线规划信息与VCU整车控制系统和BMS电池管理系统进行了系统交互设计融合。在低温环境下，可根据用户的使用习惯和导航信息提前给电池进行加热，让电池达到最理想的充电温度。最大程度上提升低温电池充电效率，解决电池低温充电慢的难题！ ; o; |7 {* y! {
( Y1 y, S7 A9 b& Z- j' g1 p总结
1 E/ q6 L0 H" j. \相信说到这里，大家都能发现：沃尔沃应对电动汽车低温挑战的核心在于其强大的BMS管理系统！不管是温度监控、加热功能执行、电芯一致性管控、能量分配还是与其它控制器的协同等等都尤为关键。而BMS系统自身的复杂性决定了它具有很强的技术壁垒，需要较长的技术研发周期，较高的研发成本投入以及更加充分的可靠性验证。
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5 ]0 z1 D- \6 _! _9 M" r- ~对，BMS就这玩意+ m+ L) w1 g" Z; B" D6 ?+ G
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当然了，沃尔沃这次能挑战成功，除了我们通过拆解能直观看到的这些技术设计方案之外，其背后的研发团队背景基因也很关键。毕竟都是一帮处于瑞典地处北欧寒冷之地的工程师，相信对于冬季电动汽车用车场景肯定是有切身体会的。基本上从开发阶段就已经奠定了沃尔沃的抗寒要求相对大多数其它厂商考虑的会更多一些！历史无数次的告诉我们，爸爸是谁也很重要！
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8 O: u" j9 ~" e0 j% F因篇幅有限，老王只能点到为止！8 Z6 }6 L9 b3 |' N4 Y. s/ e, Z3 N
不过沃尔沃XC40 纯电版通过-30℃挑战给大家对电动汽车低温场景应对技术方案的科普带来了一个很好的认知机会！也成功的展现了沃尔沃BMS系统的技术实力！但技术创新的脚步永不停歇，对用户体验的追求更是如此，希望沃尔沃继续加油，给我们带来更多好产品！ |
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