Thiết kế nguồn dự phòng trên tàu bị chi phối bởi thời gian hoạt động dự phòng được ghi vào luật quốc tế và bởi một môi trường trừng phạt sự sơ suất. Bài viết này phát triển các mô-đun dự phòng nickel-kim loại hydrua kín cho các ứng dụng hợp pháp trên tàu đã xác định ở bài đầu tiên — nguồn dự phòng vô tuyến GMDSS theo Chương IV/13 của SOLAS, các nguồn chuyển tiếp và chiếu sáng sự cố dùng pin cùng các tải cầu tàu/báo động — và thực hiện việc tính toán theo trình tự mà một kỹ sư điện hàng hải và một giám định viên đăng kiểm mong đợi. Bắt đầu bằng bảng tải và thời gian dự phòng theo quy định: nguồn dự phòng vô tuyến phải cấp điện đồng thời cho tổ hợp VHF và MF/MF-HF/vệ tinh xác định theo khu vực hàng hải trong suốt giờ phát nạn theo yêu cầu ở mức điện áp danh định 24 V, với các đỉnh bấm phát chồng lên dòng trực canh; các tải chiếu sáng sự cố và chuyển tiếp được cộng dồn theo thời gian riêng của chúng. Bài viết quy đổi các năng lượng này thành dung lượng khả dụng sau khi chiết giảm theo nhiệt độ phòng pin hoặc vị trí lắp, suy giảm cuối tuổi thọ và cửa sổ điện áp của máy vô tuyến hoặc bộ nghịch lưu, đồng thời kiểm tra riêng dòng đỉnh phát để việc bấm phát không làm reset máy vô tuyến. Sau đó đề cập đến lắp đặt: đấu nối tự động khi mất điện, phân tách và bảo vệ để nguồn dự phòng chỉ cấp cho các tải dự định, chế độ sạc giữ cho các cell kín khỏe mạnh qua nhiều năm sạc nổi trong một thân tàu lắc lư, rung động và mặn muối, cùng giám sát và báo động chứng minh sự sẵn sàng. Bài viết so sánh thẳng thắn NiMH kín với axít-chì hở, axít-chì van điều tiết (VRLA) và nickel-cadmium theo quy tắc lắp đặt IEC 60092, tương thích điện từ IEC 60533 và môi trường thiết bị IEC 60945, chỉ ra nơi mà hóa chất kín, ít bảo trì, không cadmium đơn giản hóa thông gió và bảo dưỡng phòng pin — và nơi các dải pin truyền thống lớn hoặc pin sơ cấp bắt buộc của phương tiện cứu sinh vẫn là lựa chọn pháp quy đúng đắn.
Phép tính nguồn dự phòng vô tuyến dựa trên tải và mang tính đồng thời: liệt kê mọi máy vô tuyến mà tàu phải vận hành cho lưu lượng cấp cứu theo khu vực hàng hải (VHF luôn có; MF cho A2; MF/HF và/hoặc Inmarsat/vệ tinh cho A3/A4), lấy dòng thu/trực canh và dòng phát ở chu kỳ làm việc danh định, rồi cộng chúng đúng như cách vận hành thực tế trong thời gian dự phòng theo quy định, mà quy tắc quốc gia treo cờ và hướng dẫn IMO biểu thị bằng giờ (mức quen thuộc là tối thiểu một giờ cho tổ hợp đồng thời đã xác định; giá trị cụ thể do quy định áp dụng và việc có lắp nguồn sự cố hay không quyết định).
Hình động đầu tiên xây dựng ngân sách năng lượng vô tuyến. Pin cũng phải cấp cho việc sạc các pin nội bộ của máy vô tuyến và tải điều khiển/chỉ thị, và phải giao đỉnh phát — gấp nhiều lần dòng thu — mà không để thanh cái 24 V tụt dưới ngưỡng cắt của máy vô tuyến. Dung lượng sau đó được chiết giảm theo nhiệt độ và cuối tuổi thọ. Nguồn dự phòng được bố trí để đấu nối tự động, độc lập với nguồn chính và nguồn sự cố, và được bảo vệ khỏi bị các tải không phải vô tuyến xả điện.
Năng lượng chiếu sáng sự cố là tích phân của các đèn sự cố được đấu nối trong suốt thời gian yêu cầu — 18 giờ với tàu hàng, 36 giờ với tàu khách đối với nguồn sự cố —, trong đó pin chuyển tiếp phủ những phút trước khi máy phát sự cố đóng điện. Việc chuyển sang đèn LED cắt giảm mạnh watt trên lux, nên các bộ NiMH kín phân tán trong các đèn sự cố độc lập hoặc hộp dự phòng cục bộ giờ đây có thể phủ chiếu sáng đáng kể cho lộ trình thoát hiểm và trạm tập kết mà không cần dải pin hở trung tâm.
Các nguồn chuyển tiếp bị chi phối bởi công suất hơn là năng lượng: chúng phải tức thì cấp cho chiếu sáng và điều khiển tới hạn, và đôi khi khởi động hoặc hỗ trợ máy phát sự cố trong vài phút sau thời gian đứng yên lâu. Việc tính toán phân biệt nhiệm vụ sẵn sàng cao, ngắn này với đêm chiếu sáng dài, phẳng và với giờ vô tuyến, đồng thời áp dụng cùng các chiết giảm lạnh/nóng, cuối tuổi thọ và cửa sổ điện áp với biên độ phù hợp cho đợt giám định.
Nguồn dự phòng đấu với tải qua một phân phối dành riêng, được bảo vệ, với chuyển mạch tự động khi mất nguồn bình thường/sự cố, cách ly rõ ràng và bảo vệ quá dòng cùng đảo cực; nguồn dự phòng GMDSS được giữ độc lập về điện theo yêu cầu pháp quy. Việc sạc từ một bộ sạc hàng hải dành riêng với giới hạn dòng, bù nhiệt và chế độ sạc nổi/bù phù hợp với NiMH kín, bởi nhiều năm sạc liên tục trên biển nếu không sẽ làm quá nhiệt hoặc khô các cell kín.
Các cell tự xả thấp và một bộ sạc được quản lý đúng cách giữ nguồn dự phòng thực sự đầy qua các chuyến đi dài và giai đoạn nằm bến, trong khi báo động dòng sạc và hỏng hóc tại cầu tàu hoặc phòng điều khiển máy thỏa mãn các yêu cầu sẵn sàng của SOLAS. Kiến trúc danh định 24 V phù hợp với thực tiễn vô tuyến và điều khiển hàng hải; cầu chì và chọn tiết diện cáp tuân theo loạt quy tắc lắp đặt IEC 60092.
Các mô-đun dự phòng hàng hải phải sống sót qua các điều kiện môi trường IEC 60092/60945: rung động và va đập kéo dài, hoạt động ở các góc nghiêng ngang và chúi dọc xác định, nhiệt ẩm, nhiệt khô và lạnh, cùng ăn mòn sương muối. Kết cấu dùng cell được giữ chặt, gá chống rung, các liên kết hàn hoặc khóa, phần cứng chống ăn mòn và vỏ bọc conforman hoặc kín phù hợp với không gian, với các đầu nối được bảo vệ khỏi tràn và nối tắt.
Việc NiMH kín không có điện giải tự do loại bỏ rủi ro tràn axít khi lắc mạnh và nhu cầu kiểm tra mức điện giải cùng châm thêm trên một con tàu đang chuyển động — một lợi ích thực sự về bảo trì và an toàn so với axít-chì hở và NiCd. Vị trí nhiệt vẫn quan trọng: các bộ dự phòng được đặt tránh nhiệt máy trực tiếp và trong dải nhiệt độ dùng cho phép tính dung lượng, với cả hai cực điểm khởi động lạnh và sạc nổi nóng đều được kiểm chứng.
Axít-chì hở từ lâu đã cấp cho các dải sự cố và vô tuyến lớn với chi phí ban đầu thấp, nhưng đòi phòng hoặc tủ pin thông gió dành riêng, bảo dưỡng điện giải và ngăn chứa tràn, kém khi lạnh và bị phân lớp/sunfat hóa, lại nặng. VRLA giảm bảo trì nhưng vẫn yếu khi lạnh, có thể bị khô khi sạc nổi lâu và nóng, và vẫn chứa axít sulfuric. Nickel-cadmium hở là lựa chọn cao cấp bền bỉ — chịu nhiệt độ khắc nghiệt và lạm dụng tuyệt vời cùng tuổi thọ dài — nhưng cần châm nước, thoát khí và chứa cadmium dưới các quy tắc môi trường ngày càng chặt.
Hình động thứ hai chấm điểm các hóa chất trên các trục quan trọng cho dự phòng phân tán trên tàu: kín/không bảo dưỡng, giữ điện để sẵn sàng tức thì, giao điện khi lạnh, gánh nặng thông gió và tuân thủ môi trường. NiMH kín bắt kịp phần lớn khả năng chịu nhiệm vụ dự phòng của NiCd trong khi vẫn kín và không cadmium, đồng thời tránh các điểm yếu bảo trì và lạnh của axít-chì — khiến nó phù hợp nhất với các mô-đun dự phòng nhỏ gọn, phân tán, ít bảo trì, thay vì thay thế các dải trung tâm lớn nhất.
Một pin dự phòng là bộ phận của một hệ thống an toàn được pháp quy quản lý, nên hồ sơ thiết kế ghi lại phép tính tải và thời gian dự phòng, các giả định chiết giảm, bố trí đấu nối tự động và sạc, kết cấu môi trường và các tiêu chuẩn cell, đồng thời xác định chính xác phạm vi pháp quy — phân biệt nguồn dự phòng GMDSS lắp trên tàu và chiếu sáng sự cố (mà pin có thể phục vụ tùy thuộc phê duyệt của quốc gia treo cờ/đăng kiểm) với pin sơ cấp của VHF hai chiều và EPIRB trên phương tiện cứu sinh (mà nó không thể phục vụ).
Bài cuối cùng lập bản đồ chiến dịch phê duyệt kiểu và giám định: quy định SOLAS và tiêu chuẩn hoạt động IMO, IEC 60945 cho thiết bị cận vô tuyến, IEC 60092 và IEC 60533 cho lắp đặt và tương thích điện từ, dấu bánh xe (wheel mark) MED khi áp dụng, các bằng chứng pin IEC 61951-2 / IEC 62133-2 / UN 38.3, cùng các kiểm tra và diễn tập định kỳ giữ cho nguồn dự phòng đáng tin trong suốt vòng đời con tàu.
Weijiang Power thiết kế và sản xuất các cell nickel-kim loại hydrua kín và các bộ công nghiệp tương hợp cho thiết bị ở xa, ngoài lưới và liên quan an toàn, đồng thời hỗ trợ các đối tác OEM bằng hồ sơ hiệu năng IEC 61951-2, bằng chứng an toàn IEC 62133-2, đặc tính tải xung, thử nghiệm dải nhiệt rộng và đồng kiểm chứng bộ sạc/bộ pin. Hãy cho chúng tôi biết chu kỳ làm việc, dòng đỉnh, dải nhiệt độ, mục tiêu tự chủ và các tiêu chuẩn sản phẩm của bạn phải đáp ứng; các kỹ sư của chúng tôi sẽ chỉ định một tổ hợp cell-và-bộ bảo vệ thời gian chạy, độ tin cậy và tuổi thọ. Xem toàn bộ danh mục trên trang sản phẩm.
