Xuồng cứu sinh là loại máy móc chịu quy định chặt chẽ nhất trên một con tàu buôn, bởi trong những phút tồi tệ nhất của cuộc đời thủy thủ, nó có thể là thứ duy nhất ngăn cách con người với biển cả. Bài viết này giải thích nguyên lý hoạt động và chế độ tải điện của các hệ thống điện dùng để hạ và duy trì hoạt động của xuồng cứu sinh, xuồng cứu nạn (rescue boat) cùng các trang bị cứu sinh của chúng theo Chương III Công ước SOLAS và Bộ quy tắc quốc tế về trang bị cứu sinh (Bộ quy tắc LSA). Trọng tâm là yêu cầu khởi động động cơ: động cơ của xuồng cứu sinh hoặc xuồng cứu nạn phải được trang bị hệ thống khởi động bằng tay, hoặc hệ thống khởi động bằng động lực với hai nguồn năng lượng có thể sạc lại độc lập, cùng với mọi phương tiện hỗ trợ khởi động cần thiết; các hệ thống và phương tiện hỗ trợ khởi động phải có khả năng nổ máy ở nhiệt độ môi trường -15 °C trong vòng hai phút kể từ khi bắt đầu quy trình khởi động, trừ khi chính quyền hàng hải chấp nhận một nhiệt độ khác phù hợp với khu vực hành hải của tàu. Quy tắc hai nguồn mang tính dự phòng có chủ đích — một viên pin hỏng tuyệt đối không được khiến xuồng cứu sinh không thể hạ xuống — và tạo ra vai trò tự nhiên cho các loại pin sạc được bền bỉ, kín và chịu lạnh. Xung quanh hệ thống khởi động là đèn pha của xuồng, đèn hàng hải và đèn trong khoang, các bộ điều khiển và cảnh báo, chỉ báo của cơ cấu nhả có tải/không tải (on-load/off-load release), cùng các đèn chỉ vị trí trên phao tròn và áo phao cứu sinh; những thiết bị này do Bộ quy tắc LSA quy định và được thử nghiệm theo khuyến nghị sửa đổi về thử nghiệm trang bị cứu sinh, Nghị quyết IMO MSC.81(70), với phê duyệt kiểu của Liên minh châu Âu theo Chỉ thị Thiết bị Hàng hải. SOLAS cũng yêu cầu hàng tuần cho động cơ xuồng chạy không dưới ba phút và khi có thể thì hạ xuồng xuống. Bài viết triển khai chế độ đặc trưng của pin — cất giữ rất dài trên giá hạ xuồng, phơi mình trước sức nóng, giá lạnh và muối, sau đó là yêu cầu tuyệt đối phải khởi động tức thì bằng dòng lớn — và phân biệt cẩn thận các hệ thống khởi động và hệ thống trên xuồng sạc lại được với pin sơ cấp bắt buộc trong đèn của người sống sót và máy vô tuyến của phương tiện cứu sinh, chỉ ra nơi nào pin nickel-kim loại hydrua kín có thể phục vụ và nơi nào thì không.
Chương III SOLAS và Bộ quy tắc LSA bắt buộc quy định những gì mà xuồng cứu sinh, xuồng cứu nạn và trang bị cứu sinh cá nhân phải làm được, còn Nghị quyết IMO MSC.81(70) (khuyến nghị sửa đổi về thử nghiệm trang bị cứu sinh, được sửa đổi định kỳ) xác định, qua các biểu mẫu đánh giá và báo cáo thử nghiệm chuẩn hóa, cách chúng được thử nghiệm. Tại EU, trang bị cứu sinh được phê duyệt kiểu theo Chỉ thị Thiết bị Hàng hải và mang dấu bánh lái (wheel mark) theo các tiêu chuẩn MED áp dụng.
Về điện năng, các điều khoản then chốt liên quan đến khởi động động cơ, đèn trên xuồng và đèn pha, cũng như đèn chỉ vị trí trên phao tròn và áo phao. Hình ảnh động đầu tiên lập bản đồ họ nguồn điện của trang bị cứu sinh và yếu tố nào sạc lại được so với yếu tố dùng pin sơ cấp. Hiểu được bản đồ này giúp tránh lỗi phổ biến là coi mọi loại pin cứu sinh là có thể thay thế cho nhau.
Các yêu cầu của Bộ quy tắc LSA đối với động cơ xuồng cứu sinh và xuồng cứu nạn cho phép khởi động bằng tay, hoặc khởi động bằng động lực với hai nguồn năng lượng sạc lại độc lập và các phương tiện hỗ trợ cần thiết. Mục đích là dự phòng: mỗi nguồn phải có khả năng nổ máy, và các hệ thống không được bị che khuất bởi nắp động cơ, ghế ngồi hoặc các vật cản khác. Trên thực tế, điều này có nghĩa là hai bộ pin (hoặc một bộ pin cộng với một nguồn sạc lại thủy lực/khí nén/loại khác riêng biệt), với kiến trúc điện được bố trí sao cho hỏng hóc ở một bộ không làm bộ kia mất tác dụng.
Đây là vai trò hợp pháp chính của các tế bào sạc lại hiệu năng cao trong trang bị cứu sinh: các bộ pin khởi động kín, theo cặp và độc lập, được giữ ở trạng thái đầy điện từ tàu qua các tiếp điểm sạc lắp trên giá hạ xuồng, mỗi bộ đều có khả năng quay động cơ diesel. Pin nickel-kim loại hydrua kín phù hợp vì nó cung cấp dòng đỉnh cao, chịu được chế độ dự phòng nông (pin hầu như không bao giờ bị xả sâu), giữ được điện khi cất giữ lâu dài ở phiên bản tự xả thấp, không chứa axit có thể đổ ra trong xuồng kín và chịu lạnh tốt hơn axit-chì.
Yêu cầu định lượng khắt khe nhất là về môi trường: các hệ thống và phương tiện hỗ trợ khởi động phải nổ máy ở -15 °C trong vòng hai phút kể từ khi bắt đầu quy trình (một số triển khai quốc gia, như quy chế lịch sử của Vương quốc Anh, nêu rõ nguyên văn; Hoa Kỳ yêu cầu khởi động không cần phương tiện hỗ trợ ở một nhiệt độ thấp quy định và nhiên liệu cho 24 giờ ở tốc độ sáu hải lý). Giá lạnh làm suy yếu pin rõ rệt — các tài liệu bảo trì ngành ghi nhận khả năng khởi động bị mất đáng kể trong điều kiện băng giá, và đó chính là lý do pin axit-chì của xuồng là nguyên nhân định kỳ khiến các buổi thử hàng tuần thất bại.
Hình ảnh động thứ hai so sánh định tính khả năng khởi động lạnh giữa các hệ hóa học khác nhau. Việc định cỡ bộ pin khởi động NiMH kín dựa trên dòng khởi động lạnh của động cơ và thời gian quay máy cho quy trình hai phút (bao gồm bugi sấy nóng hoặc phương tiện hỗ trợ giảm nén nếu có), với hệ số suy giảm ở -15 °C và sau chu kỳ phục vụ, cùng điện áp đủ để giữ cho bộ điều khiển động cơ và máy khởi động luôn ăn khớp. Hai bộ pin độc lập, mỗi bộ đều đáp ứng yêu cầu này, sẽ thỏa mãn quy tắc dự phòng với biên độ an toàn.
Xuồng cứu sinh mang các tải điện ngoài máy khởi động: đèn pha dùng để vớt người và phát tín hiệu (với tầm chiếu sáng và thời gian hoạt động theo quy định), đèn hàng hải và đèn trong khoang, dụng cụ và cảnh báo động cơ, chỉ báo của hệ thống hạ xuồng an toàn và nhả móc, và thường là giám sát hệ thống phun nước hoặc không khí trên các xuồng chuyên dụng. Chúng tiêu thụ một tải phục vụ vừa phải trong khi hạ xuồng và trong giai đoạn sống sót, về mặt lịch sử được cấp điện từ chính bộ pin axit-chì dùng để khởi động động cơ.
Việc tách hoặc bổ sung tải phục vụ bằng một bộ pin dịch vụ NiMH kín sẽ bảo vệ khả năng khởi động — một kiến trúc theo thông lệ tốt, bảo đảm rằng chiếu sáng và điều khiển không thể làm cạn pin khởi động — còn hệ hóa học kín thì phù hợp với không gian kín có người, nơi mà axit đổ ra và khí thoát ra đều không mong muốn. Pin được sạc từ máy phát của động cơ trong lần chạy hàng tuần và từ sạc bờ/giá hạ xuồng khi cất giữ.
Đèn tự bật của phao tròn, đèn áo phao và các đèn chỉ vị trí khác do các điều khoản cụ thể của Bộ quy tắc LSA quy định (ví dụ cường độ và thời gian cháy của đèn áo phao) và được thử theo khoản 10.4 của MSC.81(70); tại EU, phê duyệt kiểu MED/1.2b của chúng áp dụng rõ ràng các thử nghiệm MSC.81(70) thay vì trọn bộ EMC của EN/IEC 60945. Vì các thiết bị này phải tồn tại qua nhiều năm cất giữ và hoạt động tức thì mà không cần hạ tầng sạc, chúng dùng pin sơ cấp tuổi thọ cao (thường là lithium), cũng như EPIRB và máy vô tuyến VHF hai chiều của phương tiện cứu sinh đã đề cập trong bài về nguồn dự phòng trên tàu.
Do đó, NiMH sạc lại kín không thay thế các tế bào sơ cấp bắt buộc trong đèn dùng một lần của người sống sót hay trong EPIRB — chế độ chờ nhiều năm không bảo trì của chúng là chức năng của pin sơ cấp. Thay vào đó, nó phục vụ các hệ thống được sạc lại thường xuyên như trang bị của xuồng: hai nguồn độc lập khởi động động cơ và các tải trên xuồng, được duy trì và thử nghiệm hàng tuần. Giữ ranh giới này rõ ràng là điều thiết yếu cho phê duyệt kiểu và sự tuân thủ trong các đợt kiểm tra.
Các xuồng cứu sinh được cất trên giá hạ hoặc trong nang thả rơi tự do, trong nhiều năm phơi ra nắng, băng giá, sương muối, rung động của tàu mẹ và ẩm ướt, và phải hoạt động ngay trong lần thử đầu tiên. SOLAS III/20 và Bộ quy tắc LSA yêu cầu kiểm tra trực quan và vận hành hàng tuần, bao gồm cho động cơ chạy ít nhất ba phút (cân nhắc đúng mức việc làm mát và khí thải), kiểm tra hàng tháng và bảo dưỡng định kỳ bởi nhân viên được chứng nhận; tình trạng pin và các tiếp điểm sạc nằm trong số những phát hiện phổ biến nhất, vì pin axit-chì hở bị ăn mòn, mất điện và chịu thiệt hại ở nhiệt độ khắc nghiệt.
Các bộ pin khởi động và dịch vụ NiMH kín tự xả thấp trực tiếp khắc phục dạng hỏng hóc này: không có chất điện giải cần bay hơi hay châm thêm, ăn mòn và khí ở mức tối thiểu, khả năng giữ điện cao giữa các lần chạy hàng tuần và khả năng khởi động lạnh vượt qua mùa đông. Bài tiếp theo định cỡ kiến trúc hai nguồn và so sánh các hệ hóa học; bài thứ ba lập bản đồ việc đủ điều kiện theo MSC.81(70), MED và các tiêu chuẩn pin, cùng chế độ thử nghiệm trong toàn bộ vòng đời.
Weijiang Power thiết kế và sản xuất các tế bào nickel-kim loại hydrua kín và các bộ pin công nghiệp được phối ghép cho thiết bị ở xa, ngoài lưới điện và gắn với an toàn, đồng thời hỗ trợ các đối tác OEM bằng hồ sơ hiệu năng IEC 61951-2, bằng chứng an toàn IEC 62133-1, đặc tính hóa tải xung, thử nghiệm trên dải nhiệt độ rộng và đồng kiểm định bộ sạc/pin. Hãy cho chúng tôi biết chu trình làm việc, dòng đỉnh, dải nhiệt độ, mục tiêu thời gian hoạt động và các tiêu chuẩn sản phẩm của bạn phải đáp ứng; các kỹ sư của chúng tôi sẽ chỉ định tổ hợp tế bào và pin bảo vệ thời gian hoạt động, độ tin cậy và tuổi thọ. Hãy xem dải sản phẩm tại trang sản phẩm.
