حزمة البطارية

حزمة البطاريات هي مجموعة من أي عدد من البطاريات (ويُفضل أن تكون متطابقة) أو خلايا بطاريات فردية . ^{[ 1 ] [ 2 ]} يمكن توصيلها على التوالي أو التوازي أو مزيج منهما لتوفير الجهد والتيار المطلوبين. يُستخدم مصطلح حزمة البطاريات غالبًا للإشارة إلى الأدوات اللاسلكية، وألعاب الهوايات التي تعمل بالتحكم عن بُعد ، والمركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات .

تتضمن مكونات حزم البطاريات البطاريات أو الخلايا الفردية، والوصلات التي توفر التوصيل الكهربائي بينها. ^{[ 3 ]} غالبًا ما تحتوي حزم البطاريات القابلة لإعادة الشحن على مستشعرات للجهد ودرجة الحرارة، والتي يستخدمها شاحن البطارية للكشف عن اكتمال الشحن. ^{[ 4 ]} توجد الوصلات أيضًا في البطاريات لأنها الجزء الذي يربط كل خلية، على الرغم من أن البطاريات غالبًا ما تكون مرتبة على التوالي.

عندما تحتوي حزمة البطاريات على مجموعات من الخلايا الموصولة على التوازي، توجد تكوينات توصيل مختلفة تراعي التوازن الكهربائي للدائرة. تُستخدم أنظمة إدارة البطاريات أحيانًا لموازنة الخلايا للحفاظ على جهدها أقل من قيمة قصوى أثناء الشحن، مما يسمح للبطاريات الأضعف بالشحن الكامل، وبالتالي إعادة توازن الحزمة بأكملها. ^{[ 5 ]} يمكن أيضًا إجراء الموازنة النشطة بواسطة أجهزة موازنة البطاريات التي تنقل الطاقة من الخلايا القوية إلى الأضعف في الوقت الفعلي لتحقيق توازن أفضل. ^{[ 5 ]} تدوم حزمة البطاريات المتوازنة جيدًا لفترة أطول وتوفر أداءً أفضل. ^{[ 1 ] [ 6 ]}

في حالة التغليف المضمن، يتم اختيار الخلايا وتكديسها مع وضع اللحام بينها. تُضغط الخلايا معًا، وتولد نبضة تيار حرارةً للحامها معًا ولحام جميع الوصلات الداخلية للخلية.

حالة الشحن (SOC) هي كمية الوقود المتبقية. لا يمكن تحديد حالة الشحن بقياس الجهد الكهربائي فقط، لأن جهد طرفي البطارية قد يبقى ثابتًا تقريبًا حتى يتم تفريغها بالكامل. في بعض أنواع البطاريات، قد ترتبط الكثافة النوعية للإلكتروليت بحالة الشحن، لكن هذا غير قابل للقياس في خلايا حزمة البطاريات النموذجية، ولا يرتبط بحالة الشحن في معظم أنواع البطاريات. تأخذ معظم طرق حساب حالة الشحن في الاعتبار الجهد والتيار، بالإضافة إلى درجة الحرارة وجوانب أخرى من عملية الشحن والتفريغ، وذلك لحساب الزيادة أو النقصان ضمن سعة محددة مسبقًا للحزمة. ^{[ 7 ] [ 8 ]} وتأخذ أنظمة تقدير حالة الشحن الأكثر تعقيدًا في الاعتبار تأثير بيوكيرت الذي يربط سعة البطارية بمعدل التفريغ. ^{[ 9 ]}

من مزايا حزمة البطاريات سهولة استبدالها في الجهاز أو إخراجها منه. وهذا يسمح باستخدام عدة حزم لتوفير فترات تشغيل أطول، مما يتيح استخدام الجهاز بشكل متواصل مع شحن الحزمة التي تم إزالتها بشكل منفصل.

ومن المزايا الأخرى مرونة تصميمها وتنفيذها، مما يسمح باستخدام خلايا أو بطاريات رخيصة ذات إنتاجية عالية يتم دمجها في حزمة لأي تطبيق تقريبًا.

في نهاية عمر المنتج، يمكن إزالة البطاريات وإعادة تدويرها بشكل منفصل، مما يقلل من الحجم الإجمالي للنفايات الخطرة.

غالباً ما تكون حزم البطاريات أسهل في الإصلاح أو العبث بها بالنسبة للمستخدمين النهائيين مقارنةً بالبطاريات أو الخلايا المغلقة غير القابلة للصيانة. ورغم أن البعض قد يعتبر ذلك ميزة، إلا أنه من المهم اتخاذ احتياطات السلامة عند صيانة حزمة البطاريات لأنها تشكل خطراً محتملاً يتمثل في مخاطر كيميائية وكهربائية وحريق.

بنك الطاقة هو جهاز محمول يتكون من بطارية، وشاحن لتوصيل البطارية بمصدر الطاقة، ومنفذ إخراج لتوفير جهد الخرج المطلوب. ^{[ 10 ]} تُصنع بنوك الطاقة بأحجام مختلفة، وتعتمد عادةً على بطاريات الليثيوم أيون. يحتوي بنك الطاقة على خلايا بطارية ودائرة تحويل جهد. يتولى محول التيار المستمر الداخلي إدارة شحن البطارية وتحويل جهد مجموعة البطاريات إلى جهد الخرج المطلوب. تعتمد السعة المعلن عنها للمنتج في كثير من الأحيان على سعة الخلايا الداخلية، إلا أن السعة النظرية المتاحة (مللي أمبير/ساعة) للإخراج تعتمد على جهد الخرج. ^{[ 11 ]} تعاني دائرة التحويل من بعض فقد الطاقة، لذا يكون الخرج الفعلي أقل من السعة النظرية. ^{[ 12 ] [ 13 ]} تبلغ السعة النظرية ( مللي أمبير/ساعة) لبنك طاقة ببطارية 3.7  فولت مع خرج 5  فولت 74% من سعة البطارية (مللي أمبير/ساعة). يتمتع بنك الطاقة RavPower RP-PB41،  الذي تم تقييمه في إحدى المجلات، بسعة معلنة تبلغ 26800 مللي أمبير/ساعة، بينما تبلغ سعته النظرية 19832  مللي أمبير/ساعة، إلا أن السعة الفعلية المُستخدمة كانت 15682  مللي أمبير/ساعة، أي ما يعادل 78% من القيمة النظرية. وقد عزا الباحثون هذا الفرق إلى المقاومة الداخلية في البطارية وفقدان الطاقة في المحول. ^{[ 13 ]} يمكن أن تحتوي لوحة الدائرة على ميزات إضافية مثل الحماية من التفريغ الزائد، والإيقاف التلقائي، ومؤشرات LED لمستوى الشحن. ^{[ 14 ] [ 15 ]} قد تتمكن بنوك الطاقة من اكتشاف التوصيل وتشغيلها تلقائيًا. وفي حال كان الحمل الحالي أقل من عتبة محددة خاصة بالطراز لفترة زمنية معينة، فقد يتم إيقاف تشغيل بنك الطاقة تلقائيًا. ^{[ 16 ]}

في عام 2023، كان متوسط ​​قدرة بنك الطاقة على نقل حوالي ثلثي طاقة بطاريته، أو 67% منها، إلى بطارية الجهاز الذي يتم شحنه. ^{[ 17 ]}

تتميز بعض بنوك الطاقة بقدرتها على توصيل الطاقة لاسلكيًا ، وبعضها الآخر مزود بمصباح LED للإضاءة القريبة عند الحاجة، بينما تتمتع بعضها بخاصية الشحن المتزامن التي تسمح بتوصيل الطاقة عبر منافذ USB الخاصة بها مع شحنها في الوقت نفسه . ^{[ 18 ]} كما تحتوي بعض بنوك الطاقة الأكبر حجمًا على موصلات تيار مستمر (أو موصلات أسطوانية ) لتلبية متطلبات الطاقة العالية، مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة .

تأجير/تبادل

في بعض أنحاء العالم، تتوفر خدمات تأجير أو اشتراك في بنوك الطاقة عبر أكشاك مخصصة. يدفع العملاء مقابل استخدام بنك الطاقة لفترة زمنية محددة، ثم يعيدونه بعد نفاذ شحنه إلى الكشك. ^{[ 24 ]} في إحدى الحالات، مع علامة تجارية تُدعى FuelRod، بيع بنك الطاقة بسعر مرتفع في العديد من مدن الملاهي، مع اشتراط حصول المستخدمين على ميزة الاستبدال المجاني في المواقع المشاركة. ^{[ 25 ]} في عام 2019، أوقفت FuelRod خدمة الاستبدال المجاني، ما أدى إلى رفع دعوى قضائية جماعية انتهت بتسوية تقضي باحتفاظ المستخدمين الأوائل بحق الاستبدال المجاني. ^{[ 26 ]}

• موازن البطارية
• شاحن بطارية
• أنظمة إدارة البطاريات
• مراقبة البطارية
• منظم البطارية
• قائمة أنواع البطاريات
• بطارية ذكية