1.本发明涉及一种多燃料模块组合式固体氧化物燃料电池移动电源装置，根据用户需要，可对已有的烃类燃料实施重整装置类型和固体氧化物燃料电池的功率模块选择、以及固体氧化物燃料电池移动电源的控制和交直流电压输出的装置，属于新能源燃料电池移动电源技术领域。
背景技术：2.目前便携式移动电源方面有巨大便利性，通常采用锂电池和铅酸电池等能源作为后备，在市场的催生下快速成长。但是，随着市场需求的不断提高，由于锂电池和铅酸电池等能量密度低，不能满足大能量市场需求，特别是长时间野外作业的要求。然而，燃料电池的高能量密度正好弥补了锂电池和铅酸电池等能量不足的短板，为大能量市场需求提供了合适的产品，在现场充电、远程电源和辅助电源等便携式移动电源领域具有广阔的应用前景。
3.固体氧化物燃料电池（以下简称sofc）属于第三代新型燃料电池，是一种在中高温下（600℃-1000℃）直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化为电能的全固态化学发电装置。它具有以下特点：（1）陶瓷材料电池结构，热电联产，燃料能量转换率高，利用率超过80%；（2）燃料适应性强，液体、气体燃料包括天然气、丙烷等碳氢化合物均可作为sofc 燃料，燃料生产、运输、携带不存在瓶颈；（3）sofc不会产生氮氧化物（nox）或细颗粒物质；（4）由于sofc的高效率，更少的二氧化碳排放到大气中；（5）不需要使用贵金属催化剂；（6）无机械运动，无噪音。
4.目前可使用烃类燃料甚至氨气作为燃料的sofc燃料电池的燃料，主要有氢气、甲烷、丙烷、丁烷、氨气、天然气、液化石油气、煤气、高炉煤气、焦炉煤气、生物气体、一氧化氮等各种气体，以及甲醇、乙醇、汽油等液体。
5.sofc移动电源系统和控制装置采用各种燃料气体和液体，通过重整脱硫模块和改化处理模块的选择，得到混合氢气供燃料电池电堆使用。同时，用户根据功率的需求选择sofc电堆模块，实现野外移动电源各种用途的需求，如功率需求，直流电压需求，以及交流电压需求等。因此，针对便携式 sofc移动电源系统的生产和研究，对其实物搭建及产品化运行具有重要意义。
6.但是，现实中，国内外生产的燃料电池移动电源，几乎是为现代工业生产提供的测量与控制一体化产品，每个产品只限于某种气体的发电与控制，燃料的通用性和适应性较差。因此，本发明涉及一种多燃料气体和液体模块组合式燃料电池发电系统和装置，即是一个电源产品，又是一个多用途移动电源系统和控制装置。通过采用柔性模块组合方式，用户根据需要，可对已有的燃料气体和液体实施发电、控制和各种各样重整技术与sofc控制方法的研发、生产和科学研究。
7.本发明专利还具有各种电压和功率等级的交直流电源输出功能，将sofc发电装置
输出的直流电压12v或24v转换为各种等级的直流电压和交流电压，如110vdc，220vac/50hz、36vac/115vac/400hz，为各种移动用电设备提供直流和交流供电。
8.总之，本发明专利涉及的技术领域中，严格按照国标或军标相关标准设计、生产和制造，全密闭设计，拥有良好的电磁兼容性、中高温控制、及抗震动冲击等性能，可广泛应用于民用设备，以及各类装甲车、军舰船舶、武装直升机、军用运输机和战斗机等军事装备。根据这些技术，能够根据用户的需要选择各种燃料气体或液体、还考虑相关的各种组合方式，以智能化工业产品的形式，更准确地应用各种燃料气体和液体的sofc移动电源系统。
技术实现要素：9.本发明的目的是克服现有技术的不足而提供多燃料模块组合式固体氧化物燃料电池移动电源装置，以智能化工业产品的形式，可以同时应用各种烃类的燃料气体和液体，以具备一个装置实现多种燃料的通用型sofc发电功能；提供一种固体氧化物燃料电池移动电源系统和控制装置，以智能化工业产品的形式，根据用户和生产需要，可以实现各种模块、部件和单元的柔性组合式应用，并采用先进sofc发电控制技术，同时能够实现移动电源各种功率、直流电压或交流电压的智能检测与控制等功能；提供一种固体氧化物燃料电池移动电源系统和控制装置，以智能化工业产品的形式，根据用户和生产需要，针对各种种类燃料下，按重整装置反应的氧化剂不同，重整装置模块应用蒸汽重整（sr）、催化部分氧化重整（cpox）和自热重整（atr）模式，采用先进的生产工艺和控制技术，同时进行选择是否采用水供应；然而，现有的sofc移动电源系统和控制装置，在研发、生产和研究方面还需要进一步改进这些技术。首先，目前国内外生产的燃料电池移动电源系统和装置，几乎为某种燃料固定的一体化产品，产品对各种燃料的适应性较差。而且，这些燃料电池移动电源系统和控制装置往往不能根据生产和用户需求改变其功率和输出电压，这些系统和装置难以达到智能化工业产品的要求。因此，在本技术领域中，寻求一种不仅能够应用各种燃料的智能模块组合式结构的sofc移动电源产品，而且用户根据各种燃料使用的需要，能够准确且简便地改变功率、控制和各种电压类型的sofc移动电源系统和控制装置。关于目前的专利文献所记载的发明，需要针对需要某种燃料供应和固定功率来预先决定sofc移动电源用途和功率的选择。也就是说，设计的sofc燃料电池移动电源只能针对某种种类的气体燃料，而且没有气体使用方面的通用性和适应性。因此，在本技术领域中，针对想要使用气体和液体的各种种类燃料，可以预先设定各种燃料参数，如燃料种类、输出电压等级、功率大小等参数，并存入设计的sofc移动电源智能检测与控制处理器的数据存储单元中，以实现本发明的目的；所以，本发明的目的就是在于提供一种多燃料气体和液体，而且能够方便组合的燃sofc移动电源系统和控制装置，以满足生产和用户的需求，如研发、生产、安装、维修和调试等，以及用户的需求，如容量、电压等级和类型的需要。
10.为了达到上述目的，本发明的第一种技术方案是这样实现的，其是一种多燃料模块组合式固体氧化物燃料电池移动电源装置，其特征在于包括:燃料模块；所述燃料膜块包括氢气罐及一个或一个以上的燃料罐；重整模块；所述重整模块包括一个或一个以上的重整装置、进水口、第一气体驱动件、第一加热件及第一进水口，每个所述重整装置的进口与对应的燃料罐出口连通；气路通道；所述氢气罐的出口及每个重整装置的出口与气路通道的进口连通；
sofc电堆模块；所述sofc电堆模块包括一个或一个以上的sofc电堆、气体驱动件、第二加热件、第一输出器及第二进水口，每个所述sofc电堆的进气口与气路通道的出气口连通；直流排；所述直流排的输入端与每个sofc电堆的输出端电连接；变换器模块及逆变器模块；所述变换器模块包括一个或一个以上的dc/dc变换器，每个所述dc/dc变换器的输入端与直流排的输出端电连接，每个dc/dc变换器的输出端输出直流电，所述逆变器模块包括一个或一个以上的dc/ac变换器、调节器及第二输出器，每个所述dc/ac变换器的输入端与直流排的输出端电连接，每个dc/ac变换器的输出端输出交流电；控制器；在所述控制器上设有水泵控制端口、空压机控制端口、重整控制端口、第一温度控制端口、气体控制端口、第二温度控制端口、第一输出控制端口、功率调节端口及第二输出控制端口，所述重整控制端与重整模块的第一气体驱动件电连接从而控制重整装置的进气量，所述第一温度控制端口与第一加热件电连接从而驱动第一加热件工作，所述气体控制端口与第二气体驱动件电连接从而控制sofc电堆的进气量，所述第二温度控制端口与第二加热件电连接从而驱动第二加热件工作，所述第一输出控制端口与第一输出件电连接从而控制sofc电堆的输出功率，所述功率调节端口与调节器电连接从而调整dc/ac逆变器的输出功率，所以第二输出控制端口与第二输出件电连接从而驱动dc/ac逆变器的输出功率；以及空压机及水泵；所述空压机的进气口与外界空气或氧气连通，空压机的出气口分别与每个重整装置及每个sofc电堆的空气或氧气进气口连通，所述空压机控制端口与空压机的控制端电连接，所述水泵的进水口与外界水连通，水泵的出水口与重整模块的进水口连通，所述水泵控制端口与水泵的控制端电连接。
11.为了达到上述目的，本发明的第二种技术方案是这样实现的，其是一种多燃料模块组合式固体氧化物燃料电池移动电源装置的控制方法；其特征在于包括如下步骤：根据用户需要和选择的燃料，按重整反应的氧化剂不同，如果选择重整模块的重整方式为蒸汽重整及自热重整时，所述控制器通过水泵控制端口开启水泵使水泵向每个重整装置的进水口通水，控制器驱动空压机使空压机的向与每个重整装置及气路通道通气，控制器驱动第一气体驱动件、第一加热件，第一气体驱动件使每个重整装置开始进燃料，第一加热件对每个重整装置进行加热，控制器驱动第二气体驱动件及第二加热件，第二气体驱动件使每个sofc电堆开始从气路通道进气，第二加热件对每个sofc电堆进行加热，sofc电堆开始产生电量，控制器驱动第一输出器将sofc电堆产生的电量通过直流排进入dc/dc变换器及dc/ac逆变器中，控制器驱动第二输出器使dc/ac逆变器输出电量，且控制器驱动调节器调整dc/ac逆变器输出的电量；如果选择sofc 发电系统的重整方式为催化部分氧化重整时，所述控制器通过水泵控制端口关闭水泵使水泵不向每个重整装置的进水口通水，控制器驱动空压机使空压机的向与每个重整装置及气路通道通气，控制器驱动第一气体驱动件、第一加热件，第一气体驱动件使每个重整装置开始进燃料，第一加热件对每个重整装置进行加热，控制器驱动第二气体驱动件及第二加热件，第二气体驱动件使每个sofc电堆开始从气路通道进气，第二加热件对每个sofc电堆进行加热，sofc电堆开始产生电量，控制器驱动第一输出器将sofc
电堆产生的电量通过直流排进入dc/dc变换器及dc/ac逆变器中，控制器驱动第二输出器使dc/ac逆变器输出电量，且控制器驱动调节器调整dc/ac逆变器输出的电量。
12.本发明与现有技术相比的优点为：各个模块、部件和单元，结构紧凑，体积小，重量轻，组合方便，生产和使用灵活，工作性能良好，具有控制精度高、输出性能好等优点。
附图说明
13.图1是本发明装置示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
15.实施例一如图1所示，本发明所述的一种多燃料模块组合式固体氧化物燃料电池移动电源与控制装置实施方案，如果用户只是选择氢气气体作为燃料进行相关的产品和实验研究时，如图1所示的氢气罐1的输出端直接通过气路通道4与每个sofc电堆模块51实施管路连接，且不与重整装置31连通；其中，公共的气路通道4与每个sofc电堆51实现管路连接，空气通过空压机2的输出端与每个sofc电堆51的输入端实现管路连接；其中，在电气特性上，每个sofc电堆51的输出端通过直流排6分别与每个dc/dc变换器71及每个dc/ac逆变器81的输入端电连接；控制器9驱动第一气体驱动件33、第一加热件34，第一气体驱动件33使每个重整装置31开始进燃料，第一加热件34对每个重整装置31进行加热，控制器9继续驱动第二气体驱动件52及第二加热件53，第二气体驱动件52使每个sofc电堆51开始从气路通道4进气，第二加热件53对每个sofc电堆51进行加热，sofc电堆51开始产生电量，控制器9驱动第一输出器54将sofc电堆51产生的电量通过直流排6进入dc/dc变换器71及dc/ac逆变器81中，控制器9驱动第二输出器83使dc/ac逆变器81输出电量，且控制器9驱动调节器82调整dc/ac逆变器81输出的电量。
16.实施例二如图1所示，本发明所述的一种多燃料模块组合式固体氧化物燃料电池移动电源系统与控制装置进一步实施方案，如果用户需要对多种燃料进行重整才能用于sofc移动电源系统和控制装置时，本发明的第二实施方式在本发明的第一实施方式的基础上，所述每个燃料罐12分别与其对应的重整装置31实现管路连接，任何一个重整装置31通过公共的气路通道4与用户需要功率相匹配的sofc电堆51实现管路连接，空气通过空压机2的输出端分别与每个重整装置31的输入端和每个sofc电堆51的输入端实现管路连接，水通过水泵10的输出端与每个重整装置31的输入端实现管路连接；其中，在电气特性上，每个sofc电堆51的输出端通过直流排6分别与每个dc/dc变换器71及每个dc/ac逆变器模块81的输入端连接，控制器9驱动第一气体驱动件33、第一加热件34，第一气体驱动件33使每个重整装置31开始进燃料，第一加热件34对每个重整装置31进行加热，控制器9继续驱动第二气体驱动件52及第二加热件53，第二气体驱动件52使每个sofc电堆51开始从气路通道4进气，第二加热件53对每个sofc电堆51进行加热，sofc电堆51开始产生电量，控制器9驱动第一输出器54将sofc
电堆51产生的电量通过直流排6进入dc/dc变换器71及dc/ac逆变器81中，控制器9驱动第二输出器83使dc/ac逆变器81输出电量，且控制器9驱动调节器82调整dc/ac逆变器81输出的电量，控制器9驱动空压机2及水泵10工作。
17.实施例三如图1所示，本发明所述的一种多燃料模块组合式固体氧化物燃料电池移动电源系统与控制装置进一步实施方案，作为本发明所述的一种多燃料模块组合式固体氧化物燃料电池移动电源系统与控制装置进一步具体实施方案，用户根据需要，提出sofc移动电源系统和装置产品采用丙烷、天然气气体燃料，以及甲醇液体燃料，额定输出功率1000w，直流输出电压200w/24v，交流输出电压300w/220v/50hz和500w/115v/400hz时，如图1所示的sofc移动电源系统和控制装置中，本发明的第三实施方式在本发明的第二实施方式的基础上，燃料罐12包含丙烷罐、天然气罐及甲醇罐，水泵10的输出端分别与用于丙烷重整装置31、天然气重整装置31和甲醇重整装置31的输入端实现管路连接，空压机2的进气分别进入丙烷重整装置31、天然气重整装置31和甲醇重整装置31中，丙烷重整装置31、天然气重整装置31和甲醇重整装置31的输出端通过气路通道4与4个250w/12vdc的sofc电堆51的输入端实现管路连接；其中，在电气特性上，4个sofc电堆51的输出端通过12vdc的直流排6分别与1个200w/24vdc的dc/dc变换器71的输入端、1个300w/220v/50hz的dc/ac逆变器81的输入端和1个500w/115v/400hz的dc/ac逆变器81的输入端实现电气连接；其中，控制器9驱动第一气体驱动件33、第一加热件34，第一气体驱动件33使每个重整装置31开始进燃料，第一加热件34对每个重整装置31进行加热，控制器9继续驱动第二气体驱动件52及第二加热件53，第二气体驱动件52使每个sofc电堆51开始从气路通道4进气，第二加热件53对每个sofc电堆51进行加热，sofc电堆51开始产生电量，控制器9驱动第一输出器54将sofc电堆51产生的电量通过直流排6进入dc/dc变换器71及dc/ac逆变器81中，控制器9驱动第二输出器83使dc/ac逆变器81输出电量，且控制器9驱动调节器82调整dc/ac逆变器81输出的电量，控制器9驱动空压机2及水泵10工作。
18.在本实施例中，综合多燃料模块组合式固体氧化物燃料电池移动电源系统与控制装置的主要模块部件和单元采用本公司自主设计和生产的600系列产品，其中，重整装置31采用的型号为蒸汽重整装置isofc-600-sr-xxx、自热重整装置isofc-600-atr-xxx和催化部分氧化重整isofc-600-cpox-xxx；sofc电堆51采用的型号为isofc-600-sofc-xxx；dc/dc变换器71采用的型号isofc-600-dc-xxx；dc/ac逆变器81采用的型号isofc-600-ac-xxx；控制器9采用的型号isofc-600-con-xxx。
19.以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。