本系列 A 篇描繪了船用 AIS 與 GMDSS 手持終端內部電池的負載剖面：長時間待機、短暫的高電流發射脈衝，以及必須在櫃中擱置多年後仍可即用的法規一次電池。本篇 B 篇由原理進入選配與設計，對象是 OEM 工程師與海事設備採購人員——他們需要為日常、船上或訓練用手持 VHF 電台、或可攜式 AIS 裝置規格化一組可充電電池組與充電介面，同時不可把這項產品與全球海上遇險與安全系統（GMDSS）真正要求的密封、註明日期的備用電池混為一談。本文的工作循環算術、容量數字與電壓曲線均為已解算的工程範例，並清楚標註為示意（illustrative）；標準與續航引用則取自原始文件，任何實際機型的認證值一律以其型式認可證書為準。
關鍵事實 1. IMO 決議 MSC.149(77) 與 IEC 61097-12 將救生艇筏雙向 VHF 電台的一次電池，按 1:9 的占空比（六秒發射、六秒高於靜噪開啟門檻接收、48 秒低於門檻接收）在最高額定功率下續航八小時進行選配。英國 MSIS 指引建議至少八小時、最好 24 小時。
關鍵事實 2. AIS-SART 由 IEC 61097-14 規範，並與 IMO MSC.246(83) 對齊，在 AIS 頻道 161.975 MHz 與 162.025 MHz 採用 ITU-R M.1371 建議；具代表性的市售 AIS-SART 樣本以密封一次鋰電池續航約 96 小時，個人用 AIS-MOB 樣本則在 1 W 下運作約 48 小時。
關鍵事實 3. 單顆密封鎳氫電芯標稱電壓 1.2 V，因此六串為 7.2 V、八串為 9.6 V；電池組容量應依工作循環的平均電流以及冷態、壽命末期電壓來選配，而非只看發射峰值電流。
關鍵事實 4. 攜帶式密封鎳氫電芯依 IEC 61951-2 規範性能、依 IEC 62133-1 規範鎳系安全、依 UN 3496 規範運輸；IATA A199 特別條款確認鎳氫不受鋰電池危險品限制；船用手持電台通常依 IEC 60529 達 IPX7 防護（1 公尺浸水）。
關鍵事實 5. 法規規定、註明日期的一次鋰電備用電池，不能以可充電鎳氫電池組取代。例如 Icom BP-234 為 9.0 V／3300 mAh 一次鋰電池組，裝機後達 IPX7，且必須與 IC-GM1600E 配套才符合 GMDSS。密封鎳氫電池適用於常駐充電底座的日常、船上與訓練用電台。
最重要的選配決策發生在任何容量計算之前：判定這組電池究竟是什麼角色。密封的應急裝置——帶上救生艇筏的救生艇筏雙向 VHF、固定在支架上的 AIS-SART、救生衣上的 AIS-MOB 標位器——受性能法規標準管轄，並隨附密封、註明日期的一次鋰電池，帶防拆封條或不可更換密封。該電池必須在 VHF 擱置兩年以上、代表性 AIS 標位器典型擱置六至八年後仍可即用，並在到期日更換。它不可充電，可充電鎳氫電池組不得作為其替代品銷售。
正當的可充電應用，是圍繞這台密封裝置的一切：橋樓、甲板與工作艇上使用的日常手持 VHF，引水接送與靠泊攜帶的可攜式 AIS，訓練機隊，以及廠商以「全套配備」交付、在密封一次電池之外另附可充電電池組與底座的 GMDSS 手持電台。這類電台每天都在充電、操練、輪換與重複使用，而 GMDSS 協調指引也積極鼓勵頻繁的實際使用。密封鎳氫電池適合此角色，因為它耐粗暴使用與淺放電、脈衝響應平坦可預期、運輸上不含鋰，且能在冷態暴露後恢復——這對高阻抗化學體系會造成嚴重干擾。下表在設計開始前先固定這條界線。
| 裝置與角色 | 電池化學體系與設計基礎 |
|---|---|
| 救生艇筏雙向 VHF（密封應急機型） | 密封一次鋰電；防拆封條與日期；按 MSC.149(77)/IEC 61097-12 達 1:9 續航 8 小時；多年儲存；例 Icom BP-234 9.0 V／3300 mAh，IPX7 |
| 法規 AIS-SART 與 AIS-MOB 標位器 | 密封一次鋰電；樣本約 96 小時 SART、48 小時 MOB；依 IEC 61097-14、MSC.246(83)、ITU-R M.1371；多年儲存 |
| 日常／船上／訓練用手持 VHF | 密封鎳氫或可充電鋰電；在底座充電、循環與操練；依當值續航選配，而非多年儲存 |
| 橋樓與工作艇用可攜式／手持 AIS | 密封鎳氫或可充電鋰電；執勤時由船舶或底座供電；與救生電台相同的待機到發射脈衝剖面 |
| 鹼性／乾電池備用方案 | 許多電台可使用密封 AA 電池盒（例 LR6 × 5）；為實用應急備用，但非註明日期法規一次電池的替代品 |
手持 VHF 有三種差異很大的耗電電流。發射時必須提供射频輸出背後的電流——代表性 2 W 手持機約 1 A——再加上邏輯與音訊負載。高於靜噪開啟門檻接收時約耗 120 至 200 mA，而在靜噪以下、安靜或待機狀態可能僅耗 20 至 50 mA。IEC 61097-12 的救生艇筏負載框，對日常電台也是方便而保守的模型：六秒發射、六秒高於靜噪接收、48 秒低於門檻，每 60 秒重複。工作循環的平均電流，即為這三種狀態在一個框內的加權和：
I_avg = (6 s × I_tx + 6 s × I_rx + 48 s × I_stdby) / 60 s
以發射 1.0 A、主動接收 0.15 A、待機 0.03 A 的示意值計算，平均為 (6 × 1.0 + 6 × 0.15 + 48 × 0.03) / 60 = 8.34 / 60 = 0.139 A，即約 139 mA。電池組必須提供的毛容量，則為平均電流乘以續航目標。VHF 的法規目標是八小時，而英國 MSIS 對執勤用救生電台建議至少八小時、最好 24 小時；明智的日常電池組設計者會以 24 小時為首選目標，因為未必每次都放回底座的日常電台，仍需撐過一個長當值。在 139 mA 下，八小時約需 1.11 Ah 毛容量，24 小時約需 3.34 Ah。這些都是折減前的數值；第三步選用的電芯容量會更大。
圖 1。船用手持電台可充電電池組的六步選配與選型流程（示意設計順序，非廠商程序）。
在選擇容量之前，串聯長度必須對應電台的電壓窗口與低電壓截止點。單顆密封鎳氫電芯標稱 1.2 V，滿充後可達約 1.42 V，接近 1.0 V 視為放電完畢。多數市售船用手持電台圍繞兩種電壓等級之一構建。7.2 V 等級電台（與兩串鋰電池組同標稱電壓，Icom BP-265 即為 7.2 V 鋰電例子）對應六串鎳氫；六串電池組從滿充約 8.5 V 走到放電約 6.0 V。9 V 等級電台（含法規一次電池為 Icom BP-234 9.0 V 的機型）對應八串鎳氫，從滿充約 11.4 V 走到放電約 8.0 V。並聯支路之後只為容量與分攤電流而增加，不為電壓。
| 鎳氫配置 | 電壓 標稱／滿充／放電 | 典型電台等級 |
|---|---|---|
| 6S（六串） | 7.2 V／8.5 V／6.0 V | 7.2 V 等級手持 VHF（常見鋰電 2S 等效）；截止點須低於 6S 冷態脈衝電壓 |
| 8S（八串） | 9.6 V／11.4 V／8.0 V | 9 V 等級電台與 9 V 一次電池替換（例 BP-234 9.0 V 等級） |
| 增加並聯支路（nP） | 電壓不變；容量與脈衝電流分攤 | 2P、3P 用於達成當值容量，並把單顆電芯脈衝電流減半 |
電池組設計者必須查證電台實際截止點，而非假設。截止點過高會在仍有可用容量時宣告電池耗盡；過低則可能在冷態長發射時造成電芯深度放電。同串電芯應以同一生產批次配對，電池組結構應確保弱電芯或反轉電芯不會在長當值中被推入深度反極。
第一步的毛容量並非電芯標稱容量，因為電池組必須在壽命末期、寒冷甲板上、在拉低電壓的發射脈衝下，並保留設計裕量後交出該容量。套用示意係數——-20 °C 可用容量約 0.85、壽命末期額定點約 0.85、設計裕量 1.15——合併可用比例約 0.63。因此八小時目標 1.11 Ah 需要約 1.8 Ah 的標稱電池組，首選 24 小時目標 3.34 Ah 需要約 5.3 Ah。實務上，設計者以標準高倍率 AA 電芯或較大的 sub-C、SC 電芯達成：單串六顆高倍率 AA（約 2.0 Ah）在冷態與壽命折減後僅勉強滿足八小時值，故 6S2P AA（約 4.0 Ah）為舒適的八小時設計，6S3P AA（約 6.0 Ah）或 6S2P 高容量 sub-C/SC 則滿足首選 24 小時值。
| 續航目標（示意） | 139 mA 下毛容量 | 除以約 0.63 後標稱 | 代表性電池組 |
|---|---|---|---|
| 8 小時（VHF 法規下限） | 約 1.11 Ah | 約 1.8 Ah | 6S1P 高倍率 AA 勉強；6S2P AA（約 4.0 Ah）舒適 |
| 24 小時（執勤首選） | 約 3.34 Ah | 約 5.3 Ah | 6S3P AA（約 6.0 Ah）或 6S2P 高容量 sub-C/SC |
發射脈衝是放大選配的第二個理由。在 1 A、7.2 V 串路上，單顆 2.0 Ah AA 在發射叢發中被要求約 0.5 C；這在高倍率電芯能力範圍內，但在低溫下會造成可見的電壓壓降，且在當值末期、電量已低時壓降更深。因此設計者指定高倍率、低內阻電芯，增加並聯支路以把單顆電芯脈衝電流減半，並查證在最冷、壽命末期脈衝結束時，電池組電壓仍高於電台截止點。下方示意電壓曲線顯示電池組在 24 小時當值中隨週期性發射下沉而緩慢下降，並保持在截止點之上；實際曲線因電台與電芯而異，必須實測而非假設。
圖 2。24 小時當值中電池組電壓，含週期性發射脈衝；電池組選配為在最冷、壽命末期脈衝下仍高於截止點（示意，非實測）。
充電策略是電池產品的一部分，而非事後補丁。鎳氫充飽判定依靠特徵性的 -delta V 電壓跌落與 dT/dt 溫升，並以安全計時器備援；對可靠性重於速度的船用底座，穩健做法是受控的 0.1 C 夜間充電（約 14 至 16 小時），其後以 C/20 至 C/40 涓流維持，溫和到可讓電台常駐底座而不使電芯過熱。在約 0 至 45 °C 之外應禁止充電，使從冰凍甲板或溫熱筏箱歸來的電池組能先回到室溫再充；電池組通常帶熱敏電阻，供底座強制執行。底座透過充電模組接收船舶 12 V 或 24 V 直流，使用抗腐蝕或鍍金觸點（在鹽霧空氣中不卡住），並在電台插入時維持 IPX7 密封。
電池組內部，電芯採用焊接極耳而非彈簧夾、配對電芯、熱縮膜與緩衝防震，使 IEC 60945 與 IEC 61097-12 的跌落與振動測試不會斷開連接；熱熔斷器或自恢復保護元件防範外部短路與過流，外殼採用墊圈、洩壓通道與牢固的電芯固定。外殼與救生電台相同：工作溫度 -20 至 +55 °C、浸水達 IEC 60529 的 IPX7 要求（1 公尺 30 分鐘；應急裝置本身依 IEC 61097-12 達 1 公尺至少 5 分鐘）、耐鹽霧，並可供穿戴浸水服手套的人員操作。每一項特性都被明確規範，使日常電台表現得如同它所支援的安全裝置。
日常船用電台的可充電鎳氫電池組，遵循一條清晰但刻意受限的合規路徑。電芯本身依 IEC 61951-2 規範攜帶式密封鎳氫電芯的性能與尺寸，依 IEC 62133-1 規範含鎳密封電芯與電池的安全；設備外殼依 IEC 60945 規範環境與 EMC、依 IEC 60529 規範 IP 代碼。運輸很簡單：鎳氫電池以 UN 3496 託運，IATA A199 特別條款將其視為不受鋰電危險品規則限制，前提是端子做好防短路——對空運電台與備件的 OEM 而言，這是相對於鋰電的顯著實務優勢。然而，法規應急裝置本身依歐盟船用設備指令 2014/90/EU 帶 MED 舵輪標誌，且該認可繫於完整密封裝置及其註明日期的一次電池。可充電鎳氫電池組既不擴展也不取代該帶舵輪標誌的應急電源，兩者不得在圖紙、規格書或行銷聲明中混用。
| 面向 | 日常可充電鎳氫電池組的引用依據 |
|---|---|
| 電芯性能與尺寸 | IEC 61951-2（攜帶式密封鎳氫電芯，圓柱、方型與鈕釦） |
| 電芯與電池安全 | IEC 62133-1 鎳系安全；運輸測試與 IEC 62281 實務對齊 |
| 環境與防護 | IEC 60945 船用環境／EMC；IEC 60529 IPX7（1 公尺／30 分鐘）；鹽霧，-20 至 +55 °C |
| 運輸 | UN 3496；IATA A199 特別條款——不受鋰電限制；端子需防護 |
| 法規應急邊界 | 依 2014/90/EU 指令的 MED 舵輪標誌保留在密封裝置及其註明日期的一次鋰電池上；不由鎳氫取代 |
不能。密封救生艇筏雙向 VHF 依 IMO MSC.149(77) 與 IEC 61097-12，必須配備在擱置多年後仍能以 1:9 續航八小時的註明日期一次電池，通常是密封一次鋰電池組，如 Icom BP-234（9.0 V／3300 mAh，裝機後 IPX7）。密封鎳氫適用於在底座充電、定期操練的日常、船上、訓練與全套配備電台，而非法規規定的密封應急電源。
由 60 秒框內工作循環的平均電流：I_avg = (6 × I_tx + 6 × I_rx + 48 × I_standby) / 60。以 1.0 A、0.15 A、0.03 A 的示意電流計，約為 139 mA。乘以續航目標（8 小時，或依英國 MSIS 指引首選 24 小時），再除以冷態、壽命末期與設計裕量的合併係數（本解算範例約 0.63）。在選用標準電芯配置前，得到八小時約需標稱 1.8 Ah、24 小時約需 5.3 Ah。
每顆密封鎳氫電芯標稱 1.2 V。六串給 7.2 V（滿充約 8.5 V、放電約 6.0 V），適用 7.2 V 等級手持電台，與鋰電 2S 電池組同標稱等級。八串給 9.6 V（滿充約 11.4 V、放電約 8.0 V），適用 9 V 等級電台，如 BP-234 9.0 V 一次電池等級。並聯支路只為容量與分攤脈衝電流而增加，電台低電壓截止點須對照冷態、壽命末期電池組電壓查證。
可以，但要有意識地折減。低溫會提高內阻、降低可用容量與脈衝末端電壓，因此設計者使用高倍率、低內阻電芯，放大電池組，增加並聯支路以降低單顆電芯脈衝電流，並確認電台在最冷、壽命末期發射時永不觸及截止點。電池組應在回到約 0 至 45 °C 後才充電，不可在結凍狀態下充。
法規功能不可。依 IEC 61097-14 與 MSC.246(83)，AIS-SART 設計為約 96 小時發射、個人 AIS-MOB 約 48 小時，且在未操練下擱置多年，故市售樣本使用密封一次鋰電（如 McMurdo SmartFind S5A、AMEC PLOMO-500、SAILOR 5052）。可充電化學體系無法保證此種就緒度；可充電 AIS 僅限由船舶或底座供電與充電的可攜式應答器。
攜帶式密封鎳氫電芯性能用 IEC 61951-2，鎳系安全用 IEC 62133-1，船用環境與 EMC 用 IEC 60945，IPX7 防護用 IEC 60529，空運用 UN 3496 與 IATA A199 特別條款（不課以鋰電危險品限制）。完整應急裝置本身依 2014/90/EU 指令帶 MED 舵輪標誌；該認可不轉移至可充電電池組。
性能標準與引用：IMO 決議 MSC.149(77) 與 IEC 61097-12（救生艇筏雙向 VHF；1:9 續航 8 小時；一次電池貨架壽命）；IMO 決議 MSC.246(83) 與 IEC 61097-14（AIS-SART）；ITU-R M.1371 建議（AIS 技術特性，161.975／162.025 MHz）；IEC 61108（GNSS）；IEC 62287（船載 AIS A/B 級）；IEC 60945（船用導航與無線電設備環境與 EMC）；IEC 60529（IP 代碼，IPX7）；IEC 61951-2（攜帶式密封鎳氫電芯）；IEC 62133-1（鎳系電芯安全）；UN 3496 與 IATA A199 特別條款（鎳氫運輸）；歐盟 2014/90/EU 指令（船用設備，MED 標誌）；UK MSIS 第 12 章（指引：至少 8 小時、最好 24 小時）。
用於錨定化學體系邊界的代表性產品資料：Icom BP-234（9.0 V、3300 mAh、一次鋰電、IPX7，與 IC-GM1600E 配套）、Icom BP-265（7.2 V 鋰電）、Icom BP-291（LR6 AA × 5 電池盒）、McMurdo SmartFind S5A AIS-SART（約 96 小時、多年儲存）、AMEC PLOMO-500 AIS-SART、SAILOR 5052 AIS-SART。本文所有容量、電流與電壓計算皆為已解算工程範例，標註為示意；任何裝置的實際認證值以其型式認可證書與規格書為準。
Weijiang Power 為船用與工業 OEM 手持裝置生產密封鎳氫與鋰電池組及充電底座，包括日常與訓練用 VHF 電台、可攜式 AIS 電台的可充電電池組。我們依工作循環平均電流選配每組電池，讓 6S 或 8S 串路匹配電台電壓窗口，指定高倍率電芯應對冷態發射脈衝，並圍繞 -delta V/dT 或 0.1 C 充電、IPX7 密封與耐鹽霧設計底座，遵循 IEC 61951-2、IEC 62133-1 與 UN 3496（IATA A199）路徑。我們不取代 GMDSS 要求的密封、註明日期的一次鋰電應急電池；我們打造的是讓船員持續操練、讓日常電台機隊保持運作的可充電硬體。請提供電台頻段、發射功率、工作循環、電壓窗口、溫度範圍與續航目標，我們將一起選配電池組與充電介面。C 篇將進入成品電池組與其裝置必須通過的型式試驗、認證與運輸 regime。
