航运和港口基础设施是温室气体排放的重要来源。根据国际海事组织(International Maritime Organization)的数据，海运产生的一氧化碳超过9亿吨2每年。全球经济依靠航运将其产品达到消费者，最多90％的外国物品流经集装箱船上的港口，但环境上的损失很下载188bet金宝搏大。在港口的商用车上，靠近繁忙海港近繁忙海港的人受到柴油发动机排放引起的空气污染水平。
例如，大型工业车辆叫集装箱处理程序加载和从集装箱船卸下集装箱。每个集装箱搬运发射多达144吨二氧化碳的2每年，和一个大型的端口可以在现场数百个这样的机器。交换的柴油发动机，在短短一个集装箱装卸的绿色替代将有来自我们的道路上减少32天然气为动力的轿车同样的效果。
从乘用车到长途卡车、机车和重型设备，内燃机正在被更环保的替代品所取代。电池驱动的电动汽车吸引了很多关注，消费者在车型和充电场所都有越来越多的选择。但在港口，内燃机是重型工业车辆(如堆场卡车、叉车和集装箱搬运车)的柴油发动机。电池和所需的充电基础设施在这些操作中并不适用。
这就是燃料电池可以提供帮助的地方。
启用电气化
燃料电池是非常适合那些必须长期班次减少停机加油运行重型设备的位置。加一个氢燃料电池需要大约相同量的时间，因为它确实填充类似大小的气体罐，而再充电电池用于重型电子车辆将需要几个小时。燃料电池提供的功率密度和范围所需的车辆通过一个8小时轮班做出来。一个公司，专注于燃料电池技术用于商用车辆的Nuvera．
Nuvera Fuel cells的创始员工兼主管Gus Block说:“燃料电池在需要长距离行驶或电池充电时间过长的情况下比普通电池更适合船只、飞机、卡车、公交车和应急车辆。”
“他们还需要当电池电量太大，无法在车辆上或太重，他们会妥协的有效载荷，”块说。“例如，用于电动集装箱装卸所需要的电池将是一个小象的大小。”
一个Nuvera的E系列燃料电池发动机。图片来源：Nuvera燃料电池。
电动的替代方案，并不需要再充电
燃料电池不会产生除热量和水以外的排气。没有移动部件，其设计原则上简单：膜在两个电极之间夹在两个电极之间。当氢燃料符合阳极时，它被分成质子和电子。质子通过膜到阴极，在那里达到氧气。电子在电极之间采用更长的路线，通过电路行进。电子流动为电机产生电力。在阴极，质子，电子和氧气结合形成水。
使用建模和实时仿真使Nuvera的工程师能够快速迭代其设计，并允许实验，而无需将现实发动机置于风险。
科学是简单的，但完善高性能电源的配方是困难的。许多因素决定燃料电池内部的多重反应，一个软件控制系统必须考虑到所有这些因素，才能从设备中获得最大的能量和效率。控制系统根据反馈不断修正。
Nuvera的总工程师Pierre-François Quet说:“最大的设计挑战之一是保持细胞的适当补水。”“没有足够的水和质子通过;太多的话，细胞就会泛滥。”
他们的系统通过改变冷却剂温度和通过操纵气流以增加或减少蒸发管理水合。为了设计在控制其燃料电池发动机，其通常包括数百个燃料电池，在它们之间的冷却剂流动的堆叠在一起的软件，以及一个冷却剂泵和空气压缩机-Nuvera使用MATLAB® and Simulink®．Quet表示，燃料电池发动机的植物模型 - 包括控制电气和化学反应的方程以及水和气体和冷却剂的温度和压力 - 也在Simulink中实施。金宝app通过此模拟，Nuvera写入算法以优化冷却液流动的东西，以便为最佳性能进行效果。一旦算法最终确定，Simulink将其转换为将在嵌入在实际燃料电池金宝app引擎中的处理器上运行的代码。
困扰®仅需容器处理程序。图片来源:歇斯底里-耶鲁集团。
控制算法还考虑了许多运行条件。在模拟中，Nuvera在低和高环境温度以及低和高湿度环境中测试系统。
为了进行实验，他们的算法以更加逼真的设置，Nuvera确实硬件在环测试：他们加载其发动机模型到由的Speedgoat制成的定制计算机被定制为具有相同的输入和输出的物理引擎，并能模拟其在实时操作。在运行燃料电池发动机同一嵌入式计算机连接到的Speedgoat盒和是从Simulink中生成的C代码进行编程。金宝app
这种设置增加了严格性，同时使Nuvera的工程师能够快速迭代他们的设计。它还允许在不危及真正引擎的情况下进行试验。
混合的别样
几乎所有的燃料电池汽车电杂交，搭载两个燃料电池和电池组。在一些情况下，燃料电池提供一个涓流充电，以保持充电的电池，而在其它配置两个燃料电池和电池电源通过电总线电机。电池也用来接受车辆的再生电力时，例如当叉车制动器或降低负载。
根据制造商提供的数据和公司内部收集的数据，Quet的团队首先在Simulink中建立了锂离子电池的模型。金宝app他们还编写了算法，可以根据他们可以测量的东西(电压和电流)来估计电池的电荷状态。然后他们使用Simulink编金宝app程控制算法。该系统需要保持一个理想的电池充电水平，这样总有足够的能量来应对峰值负载，并有足够的容量来重新吸收能量。Nuvera团队还通过在一系列模拟叉车和负载场景中测试算法，为各种系统组件设计了最佳尺寸。
两全其美
燃料电池分享两个电池和ICE的优势。如电池，他们是可扩展性和安静，不产生有害气体的排放。但是，燃料电池汽车还提供了长距离和快速加油时间在汽油和柴油为动力的内燃机汽车中。氢气可以存储，这样，而不是停下来充电或换出的电池在燃料罐，使其能够容纳更多的能量比同尺寸的电池压力，你可以比对运营车辆为长或更长电池供电的等效和花几分钟填充燃料箱。
Nuvera的燃料电池引擎的一个用途是由其母公司歇斯底里耶鲁集团制造的叉车。Nuvera还将两个E-45燃料电池发动机集成到海斯特发动机中®将在洛杉矶港口使用集装箱装卸机，类似于模型中的照片所示。通过在该车辆用燃料电池为动力的电动传动系统更换柴油机单独，128公吨的CO的2每年可以被避免。在商业和工业车辆柴油发动机是碳排放和标准污染物那些降低空气质量的源。Nuvera工作与其他厂商采用燃料电池通电公共汽车，火车，并帮助特种车辆减少排放显著。
困扰®燃料电池供电的叉车。图片来源:歇斯底里-耶鲁集团。
燃料电池具有可扩展性和安静性，不会产生有害排放，并提供汽油和柴油动力内燃机汽车的长距离和短停机时间。
