حزم البطاريات

قيود السفر الجوي

إضافةً إلى ذلك، تحظر قوانين بعض الدول وجود مخزنات الطاقة على متن الطائرات، ففي الولايات المتحدة الأمريكية مثلًا، لا يُسمح بوجود مخزنات الطاقة ضمن الأمتعة المسجلة بحسب الوائح إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية، فقط يُسمح بمخزنات الطاقة التي تصل سعتها إلى 100 واط/ساعة كأمتعة محمولة، أما تلك التي تتراوح سعتها بين 101 و160 واط/ساعة فيُسمح بها فقط في حال موافقة شركة الطيران. ظهرت تلك المخاوف بشأن وجود مخزنات الطاقة على متن الطائرات في أعقاب حادثة رحلة الخطوط الجوية الكورية رقم 391 في بوسان، والتي دفعت الكثير من الدول إلى إصدار لوائح جديدة بهذا الشأن، فأصدرت الحكومة الكورية قرارًا بحظر استخدام شواحن الطاقة المحمولة على متن الرحلات الجوية الكورية. وفي مارس (أذار) 2025، أصدرت هيئة الطيران المدني الماليزية توجيهًا ينصح المسافرين بحمل شواحن الطاقة المحمولة معهم شخصيًا، وتجنب وضعها في الخزائن العلوية للطائرة. وفي فبراير (شباط) 2025، أعلنت شركة إيفا للطيران حظرها لاستخدام شواحن الطاقة المحمولة على متن رحلاتها، ثُم أصدرت شركات طيران آسيا، والخطوط الجوية الصينية، وستارلوكس، والخطوط الجوية السنغافورية، والخطوط الجوية التايلاندية قرارات حظر مماثلة لاحقًا. وفي يونيو (حزيران) 2025، حظرت إدارة الطيران المدني الصينية على المسافرين حمل شواحن الطاقة المحمولة التي لا تحمل شهادة الصين الإلزامية على متن الرحلات الداخلية. ثُم نشرت منظمة الطيران المدني الدولي المبادئ التوجيهية الجديدة لشواحن الطاقة المحمولة في 27 مارس (أذار) 2026، والتي حددت عدد الشواحن المسموح بها بشاحنين لكل مسافر، وحظرت إعادة شحنها أثناء الرحلات.

حافظات الشحن

إضافةً إلى ذلك، تُعتبر حافظات الشحن نوعًا من أنواع مخزنات الطاقة، حيث تكون حافظة الشحن عبارة عن مخزن طاقة صغير يُثبت على الجهة الخلفية للهاتف المحمول لتبدو وكأنها غطاء واقٍ للهاتف، ويمكن شحن بطاريات الحافظة إما لاسلكيًا، أو عبر منافذ المسرى التسلسلي العام. كما تتوفر حافظات البطاريات في بعض الأحيان على شكل ملحقات لحمل الكاميرا، كما هو الحال في هاتف نوكيا لوميا 1020. أما بالنسبة للهواتف المحمولة ذات الغطاء الخلفي القابل للإزالة، فتتوفر بطاريات إضافية. وهي عبارة عن بطاريات داخلية أكبر حجمًا تُثبت بغطاء خلفي مخصص وأكثر اتساعًا يحل محل الغطاء الأصلي، ولكن من عيوب هذا النوع من البطاريات عدم توافقها مع أغطية الهواتف الأخرى عند تركيبها. وللتغلب على هذه المشكلة، توفر شركة برونغ أغطية تحتوي على مشابك قابلة للطي مدمجة في الغطاء نفسه.

العيوب

في هذا الإطار، غالبًا ما تكون حزم البطاريات أسهل في الإصلاح أو العبث بها من البطاريات أو الخلايا المغلقة غير القابلة للصيانة. وعلى الرغم من أن البعض قد يعتبر هذا ميزة، فإنه من المهم اتخاذ احتياطات السلامة عند صيانة حزم البطاريات حيث يُمكن أن تشكل خطرًا محتملاً بسبب احتوائها على مواد كيميائية وأقطاب كهربائية قابلة للاشتعال والانفجار والحريق في ظروف معينة.

مخزنات الطاقة

من جانب آخر، ازدادت سعة مخزنات الطاقة وقدرتها على نقل طاقتها المختزنة على مر السنوات، ففي سنة 2023 بلغ متوسط قدرة مخزنات الطاقة على نقل طاقة بطاريتها نحو ثلثي طاقة البطارية، أي ما يُعادل 67% من سعة بطارية الجهاز المراد شحنه. تميزت بعض مخزنات الطاقة كذلك بقدرتها على شحن الأجهزة لاسلكيًا، كما يأتي بعضها الآخر مزودًا بمشعل كهربائي يستعمل ثنائي باعث للضوء لتوفير الإضاءة عند الحاجة. تتميز بعض مخزنات الطاقة كذلك بخاصية الشحن المتزامن التي تسمح بشحنها عبر منافذ المسرى التسلسلي العام في نفس الوقت أثناء استخدامها لشحن الأجهزة. وتحتوي بعض مخزنات الطاقة الأكبر حجمًا على موصلات للتيار المستمر (أو موصلات محورية) لتلبية متطلبات الطاقة العالية، مثل الحواسب المحمولة.

في هذا الإطار، يكون مخزن الطاقة عبارة عن جهاز محمول يتكون من بطارية، وشاحن لتوصيل البطارية بمصدر الطاقة، ومنفذ إخراج لتوفير جهد الخرج المطلوب. تُصنع مخزنات الطاقة بأحجام مختلفة تُلائم مُختلف الأغراض والأجهزة، وعادةً ما تعتمد على بطاريات أيونات الليثيوم. يحتوي مخزن الطاقة على خلايا بطارية ودائرة لتحويل الجهد الكهربي، حيث يتولى محول التيار المستمر الداخلي إدارة شحن البطارية وتحويل جهد مجموعة البطاريات إلى جهد الخرج المطلوب. تعتمد السعة المعلن عنها لمخزن الطاقة في كثير من الأحيان على سعة الخلايا الداخلية، غير أن السعة النظرية المتاحة (والتي تُقاس بوحدة مللي أمبير/ساعة) للإخراج تعتمد على جهد الخرج. تعاني دائرة التحويل في مخزنات الطاقة من وجود بعض الفقد في الطاقة، لذلك تكون قيمة الخرج الفعلي دائما أقل من قيمة السعة النظرية لمخزن الطاقة. كما نجد أن مخزن الطاقة الذي يحتوي على بطارية بجهد 3.7 فولت وقيمة جهد الخرج له تساوي 5 فولت تُقدر قيمة السعة النظرية له (مقاسة بالمللي أمبير/ساعة) بحوالي 74% من سعة البطارية (مللي أمبير/ساعة). يتمتع مخزن الطاقة RavPower RP-PB41 مثلًا، بسعة معلنة تبلغ قيمتها نحو 26800 مللي أمبير/ساعة، بينما تبلغ سعته النظرية 19832 مللي أمبير/ساعة، وعلى الرغم من ذلك فإن سعته الفعلية المُستعملة لا تتجاوز قيمتها 15682 مللي أمبير/ساعة، أي ما يعادل 78% من القيمة النظرية للسعة. وقد عزا الباحثون هذا التباين إلى المقاومة الداخلية للبطارية ولكمية الطاقة التي يتم فقدها في ملفات وقلب المحول. يُمكن أن تحتوي دوائر بعض مخزنات الطاقة على مكونات إضافية مثل دوائر الحماية من التفريغ الزائد، وإيقاف الشحن التلقائي، وباعثات الضوء الثنائية التي تُستعمل كمؤشرات لمستوى الشحن. وقد يكون مخزن الطاقة قادرًا على اكتشاف التوصيل وتشغيل الطاقة تلقائيًا. وإذا كان الحمل الحالي أقل من عتبة محددة خاصة (قد تختلف باختلاف طراز مخزن الطاقة) لفترة زمنية معينة، فقد يتم إيقاف تشغيل مخزن الطاقة تلقائيًا.

المميزات

وفي هذا السياق، تتميز حزم البطاريات سهولة استبدالها في الجهاز أو إخراجها منه، وهو ما يسمح بتوفير فترات تشغيل أطول باستخدام حزم متعددة، كما يُتيح إمكانية مواصلة استخدام الجهاز مع شحن الحزمة المُزالة بشكل منفصل. وفضلًا عن ذلك، تتميز حزم البطاريات بمرونة تصميمها وتطبيقها، مما يسمح باستخدام خلايا أو بطاريات رخيصة ذات إنتاجية عالية في حزمة واحدة لأي تطبيق على وجه التقريب. كذلك يمكن إزالة البطاريات عند انتهاء عمر الجهاز وإعادة استخدامها بشكل منفصل، مما يقلل من إجمالي حجم النفايات الخطرة الناتجة.

حساب حالة الشحن

وفي السياق ذاته، تُشير حالة شحن البطارية إلى كمية الوقود المتبقية في البطارية. لا يمكن تحديد حالة الشحن بقياس الجهد الكهربائي فقط، لأن جهد طرفي البطارية قد يبقى ثابتًا على وجه التقريب حتى يتم تفريغها بالكامل. قد ترتبط الكثافة النوعية للكهارل في بعض أنواع البطاريات كذلك بحالة الشحن، ولكن لا يمكن قياس الكثافة النوعية للكهرل في خلايا حزمة البطاريات النموذجية، كما أنها لا ترتبط بحالة الشحن في أغلب أنواع البطاريات. تأخذ أغلب طرق حساب حالة الشحن في الاعتبار كلا من الجهد الكهربائي والتيار الكهربائي، إلى جانب درجة الحرارة وجوانب أخرى من عملية الشحن والتفريغ، وذلك لحساب الزيادة أو النقصان ضمن سعة محددة مسبقًا للحزمة.. تأخذ أنظمة تقدير حالة الشحن الأكثر تعقيدًا في الاعتبار تأثير بيوكيرت الذي يربط سعة البطارية بمعدل التفريغ.

التأجير والاستبدال

إضافةً إلى ذلك، تتوفر في بعض أنحاء العال خدمات للتأجير أو الاشتراك في مخزنات الطاقة عبر أكشاك مخصصة، حيث يقوم العملاء بالدفع نظير استخدام مخزن الطاقة لفترة زمنية محددة، ثم يعيدون مخزن الطاقة بعد نفاذ شحنه إلى الكشك. كذلك تُباع مخزنات الطاقة في بعض الحالات، كالتي تبيعها شركة فويل رود في بعض المدن الترفيهية، بأسعار مرتفعة، ولكن مع السماح بميزة بالاستبدال المجاني في المواقع المدرجة ضمن قوائم الشركة. أوقفت شركة فويل رود خدمة الاستبدال المجاني في سنة 2019، وهو ما تسبب في رفع دعوى قضائية جماعية ضد الشركة انتهت بتسوية قضت باحتفاظ المستعملين الأوائل بحق الاستبدال المجاني.