كيفية التمييز بين خلايا البطارية ووحدات البطارية وحزم البطارية؟

مع الطلب المتزايد على حلول تخزين الطاقة، من الضروري فهم المكونات المختلفة التي يتكون منها نظام البطارية.خلايا البطاريةتُستخدم مصطلحات "الوحدات" و"الحزم" بشكل شائع في الصناعة، ولكنها تشير إلى مراحل مختلفة في نظام البطاريات. إن فهم اختلاف هذه المكونات وكيفية استخدامها في تطبيقات متنوعة يُساعدك على اتخاذ القرار الصحيح عند تصميم أو اختيار نظام بطاريات يُلبي احتياجاتك. ستُوضح هذه المقالة الفرق بين خلايا البطاريات ووحداتها وحزمها، مُستكشفةً خصائصها ومكوناتها وتطبيقاتها.

ما هي خلايا البطارية؟

خلايا البطاريةتُعدّ المكونات الأساسية في أي نظام بطارية. وهي الوحدات الكهروكيميائية الفردية التي تخزن الطاقة وتُطلقها. تتكون خلية البطارية الواحدة من قطبين موجب وسالب (الأنود والكاثود)، وإلكتروليت، وفاصل. تعمل هذه العناصر معًا لتمكين التفاعلات الكيميائية التي تُنتج طاقة كهربائية.

• الحجم والشكلتتوفر خلايا البطاريات بأشكال وأحجام متنوعة. وأكثرها شيوعًا هي الخلايا الأسطوانية، والمنشورية، والكيسية.
• الجهد االكهربىيعتمد جهد خلية البطارية على التركيب الكيميائي المستخدم. على سبيل المثال، يبلغ جهد خلية ليثيوم أيون نموذجية 3.7 فولت.
• كيمياء:يتم تصنيف خلايا البطارية عادةً حسب الكيمياء التي تستخدمها، مثل أيون الليثيوم، أو الرصاص الحمضي، أو هيدريد النيكل المعدني (NiMH).

النقاط الرئيسية:

• خلايا البطارية هي الوحدة الأساسية لتخزين الطاقة.
• تعمل هذه العناصر بشكل فردي ولكن غالبًا ما يلزم توصيلها على التوالي أو بالتوازي لتشكيل تكوينات ذات جهد أو سعة أعلى.

ما هي وحدات البطارية؟

وحدات البطاريةهي مجموعات من خلايا بطاريات متعددة متصلة ببعضها لزيادة السعة أو الجهد. تتكون الوحدة من عدة خلايا مرتبة على التوالي و/أو التوازي، بالإضافة إلى نظام إدارة بطاريات (BMS) يُساعد على مراقبة حالة كل خلية على حدة وإدارتها. صُممت وحدات البطاريات للتعامل مع الجهد والتيار العاليين اللازمين للعديد من التطبيقات، مثل المركبات الكهربائية أو أنظمة تخزين الطاقة واسعة النطاق.

• الوظيفة:يضمن نظام إدارة البطارية (BMS) في الوحدة الشحن والتفريغ المناسبين للخلايا، وموازنة الخلايا لمنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد.
• تصميم:تشتمل وحدات البطارية غالبًا على أنظمة إدارة حرارية لمنع ارتفاع درجة الحرارة أثناء الشحن أو التفريغ.

النقاط الرئيسية:

• تتكون وحدات البطارية عادةً من مجموعة من الخلايا المرتبة للحصول على جهد خرج أو سعة أعلى.
• وهي تشمل أنظمة الحماية اللازمة مثل BMS للتشغيل الآمن.

ما هي مجموعات البطاريات؟

مجموعات البطارياتهي أنظمة الطاقة النهائية المتكاملة بالكامل، والمصنوعة من خلال ربط وحدات بطاريات متعددة. صُممت حزمة البطارية لتوفير طاقة عالية، وتُستخدم في الأجهزة والتطبيقات التي تتطلب كميات كبيرة من الطاقة، مثل المركبات الكهربائية، وأنظمة تخزين الطاقة المنزلية، والتطبيقات الصناعية واسعة النطاق.

• عناصر:تشتمل مجموعة البطارية على وحدات بطارية متعددة، والوصلات الكهربائية اللازمة، ونظام إدارة البطارية لإدارة المجموعة بشكل عام، وأحيانًا أنظمة التبريد.
• التطبيقات:غالبًا ما تُستخدم مجموعات البطاريات حيث تكون هناك حاجة إلى سعة وطاقة عالية، كما هو الحال في المركبات الكهربائية وتخزين الشبكة وبنوك الطاقة المحمولة.

النقاط الرئيسية:

• تتكون مجموعات البطاريات من عدة وحدات بطارية متصلة ومُحسّنة للتطبيقات واسعة النطاق.
• وهي تشمل أنظمة حماية وإدارة متقدمة لضمان سلامة وكفاءة نظام البطارية.

مقارنة بين خلايا البطارية ووحدات البطارية ومجموعات البطاريات

خلايا البطارية وحدات البطارية مجموعات البطاريات تحتوي كل منها على

• خلايا البطارية:يتكون من الأقطاب الكهربائية (الأنود والكاثود)، والإلكتروليت، والفاصل، والغلاف. تعمل هذه المكونات معًا لتوليد الطاقة.
• وحدات البطارية:تتضمن خلايا متعددة متصلة على التوالي/بالتوازي، بالإضافة إلى نظام إدارة البطارية (BMS) للتحكم في الشحن/التفريغ، وحماية الخلايا، وإدارة درجة الحرارة.
• مجموعات البطارياتتشمل وحدات متعددة، ونظام إدارة البطاريات (BMS) للإدارة الشاملة، وميزات السلامة، وأنظمة التبريد، والتوصيلات الكهربائية. المجموعة مُجمّعة بالكامل وجاهزة للتركيب في الأجهزة أو الأنظمة.

خلايا البطارية ووحدات البطارية وحزم البطاريات والسيناريوهات التطبيقية ذات الصلة

• خلايا البطاريةتُستخدم في الأجهزة الإلكترونية الصغيرة، مثل الهواتف الذكية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والكاميرات، وأجهزة السمع. كما تُستخدم في مشاريع البطاريات المنزلية.
• وحدات البطارية:تستخدم عادة في التطبيقات التي تتطلب طاقة أكبر مما يمكن أن توفره خلية واحدة، مثل الدراجات الكهربائية، والطائرات بدون طيار، وأنظمة تخزين الطاقة الشمسية.
• مجموعات البطاريات:توجد في أنظمة تخزين الطاقة واسعة النطاق (مثل تلك المستخدمة لتثبيت الشبكة)، والمركبات الكهربائية، وأنظمة الطاقة الاحتياطية للمنازل والشركات.

خاتمة

يُعد فهم الفرق بين خلايا البطاريات والوحدات والحزم أمرًا بالغ الأهمية عند اختيار حل تخزين الطاقة المناسب لتطبيقك. تُعدّ خلايا البطاريات اللبنات الأساسية لأي نظام بطاريات، بينما تُعدّ الوحدات التجميعات الوسيطة التي تجمع الخلايا معًا، وتُعدّ الحزم الأنظمة المتكاملة النهائية المستخدمة في تطبيقات الطاقة العالية. سواءً كنت تُصنّع جهازًا إلكترونيًا صغيرًا أو نظام تخزين طاقة واسع النطاق، فإن معرفة المكونات المُستخدمة - وكيفية عملها معًا - سيضمن لك الحصول على الأداء الأكثر كفاءةً وموثوقيةً لتلبية احتياجاتك.