[公众号：动力电瓶网]本文在简介了动力电瓶单体内各组件的逻辑关系的基础上，重点论述了动力电瓶单体的可靠性模型、动力电瓶组的结构及其联接的可靠性。
1.动力电瓶单体内各组件的逻辑关系
动力电瓶单体是由负极群、负极群、多孔性隔膜、外壳、电解液、排气阀6个主要组件组成的，其中任何一个组件出了故障就会给动力电瓶单体的可靠性带来损害，即增加了整只动力电瓶单体的可靠度R（t）。因此从逻辑关系上来剖析，动力电瓶单体的这6个主要组件的关系应该是串联的，这么整个动力电瓶单体的可靠度R（t）将由各个组件的可靠度Ri（t）(1·2……i)来决定。
动力电瓶单体的负极群和正极群又都是分别由许多片负极板和正极板组成的，从电气联接上来看，各片正（或负）极板都是并联在一起的；从逻辑功能方面看，任何一片极板的失效并不会造成整只动力电瓶单体失效，必须全部极板同时失效就会造成极群失效，因此它们也可视为并联的。
2.动力电瓶单体的可靠性模型
动力电瓶单体的可靠性模型，大体上有以下三种方式：（1）首先是串联系统的可靠性模型：串联系统模型如图1所示。串联系统是指它的每一个器件对于系统的正常工作都是必须的，不可或缺的；任何一个器件的失效，将造成系统工作不正常。这是一种较常见和简单的系统。
若果系统有N种器件，每种器件的失效率为λi(i=1～N)，则串联系统的总失效率：λΣ=n1λ1＋n2λ2＋……nNλN；总的无故障工作时间：MTBFΣ=1/λΣ=1/[n1λ1＋n2λ2＋……nNλN]；年可靠度：P=1/e8760·λΣ=1/e8760/MTBFN(由于每年时间共8760h)。
（2）并联系统的可靠性模型：并联系统模型如图2所示。图2中U1，U2均可单独地实现系统的功能，但是U1，U2任何一个单元出现故障，将手动（或自动）和输入、输出端断掉，同时接入另一个互为备份的单元。其实并联系统的任何一个单元的失效，均不会影响系统的功能，只有在二个单元均失效时，系统才不能正常工作。同理也可以N个单元并联构成一个系统。
其物理关系为：故障机率：F（t）=F1（t）·F2（t）…FN（t）；若F1（t）=F2（t）…=FN（t）则可靠度：R（t）=1－F（t）=1－[F1（t）]n。
推论很明晰，在每位单元的可靠性受各类限制不可能太高，而又要求系统具有很高的可靠度的情况下，采用并联系统取代串联系统是提升电子系统可靠性的根本技巧。并联系统的成本将低于串联系统，但为了保证必要的可靠性，花些代价是必须的也是值得的。
（3）混和系统可靠性模型
实际工程中，为了在成本和可靠性方面求得平衡，经常使用串联和并联混和系统。也就是对可靠度较低的单元采用并联系统，可靠度高的单元保持串联系统。模型如图3所示。混和系统的可靠度：R（t）=R1（t）·R2（t）·R3－2（t）·R4（t）；假如R1=R2=R4=0.99，R3=0.9，则R3－2=1－[1－R3]2，R3－2=0.99，R=R1·R2·R3－2·R4=0.96=96％（F=4％）。
即便，U3不用并联系统，则R=0.87=87％，（F=13％）。可见，二者可靠度的差异还是很显著的，故障率增加了3倍多。总的来说，混和系统比串联系统可靠性高，比并联系统简单。
3.动力电瓶组
动力电瓶组是指动力电瓶单体经由串并联形式组合并加保护线路板及壳体后，才能直接提供电能的组合体，动力电瓶组是组成动力电瓶系统的次级结构之一。动力电瓶模组是由多个单体电芯串并联组装而成，单体电芯之间联接与紧固，要求联接片与电瓶的极柱接触内阻小、抗震动、牢靠程度高。
无论是用激光焊钎焊、电阻焊钎焊还是螺丝机械锁紧，都必须保证成组后的电瓶系统在电动汽车实际行驶过程中的可靠性和耐久度。在不同的动力电瓶系统设计需求里，其容积能量密度、质量比能量密度以及容积功率密度等就会与动力电瓶系统中单体电瓶之间联接结构与工艺相关。
按动力电瓶组电芯的结构形状来分，主要分为圆锥电芯和圆形电芯，各自的异同点也非常显著，从机壳材质上可分为金属壳（钢壳或铝壳）和铝塑膜封装（聚合物锂电池）。从极柱类型上又可以分为外螺纹极柱、内螺纹型极柱、平台型极柱以及铝镍长条型极耳（聚合物锂电池类型的极耳）。
不同极柱类型的电瓶，在电瓶成组形式、连接工艺也会有很大不同，同时有各自的异同点。动力电瓶模组是由多个单体电瓶联接组成，而单体电瓶之间联接的方式和工艺的选择需依照电瓶类型及其极柱（极耳）的类型来定。在一定程度上，电芯的性能决定了电瓶组的性能以致影响整个动力电瓶系统的性能。
因而在进行动力电瓶系统设计，一定要按照整车的设计要求去选择电芯的材料及形状。
4.动力电瓶组联接与可靠性在采用动力电瓶单体构成动力电瓶组时电池串联和并联的区别动画，常采用以下两种联接形式：①将动力电瓶单体先串联后在并联的组合形式；①将动力电瓶单体先并联后在串联的组合形式。
（1）先串联后在并联组合形式的可靠性将动力电瓶单体先串联后在并联的组合形式可拿来增强供电系统的可靠性，是当动力电瓶单体先串联后已不能保证用户提出的可靠性要求时，就可以再并联一组同尺寸的动力电瓶单体来提升可靠性。为了有一个量的概念，图4给出了先串联后在并联的组合形式的可靠性模型图：
假设各动力电瓶单体的可靠度相同Pi=0.99，则图4中PU是动力电瓶单体的可靠性电池串联和并联的区别动画，这两部份是串并联冗余的关系。这么按照可靠性并联的估算公式，动力电瓶单体的可靠性PU是：PU＝Pi/n（n为动力电瓶单体的个数）。动力电瓶单体串联后在并联的组合形式的系统可靠性Pa是：Pa＝1-（1-PU）（1-PU）×……×（1-PU）。
由前面的结果可以看出，两个可靠性都为0.99的单元并联后，其可靠性降低到100倍，不可靠性由百分之一增长到万分之一。
（2）先并联后在串联组合形式的可靠性
将动力电瓶单体先并联后在串联的组合形式可拿来增强供电系统的可靠性，是当动力电瓶单体先串联后已不能保证用户提出的可靠性要求时，就可以再将同尺寸的单动力电瓶单体并联后在串联来提升可靠性。为了有一个量的概念，图5给出了先并联后在串联的组合形式的可靠性模型图。
假如假设动力电瓶单体的可靠度为Pi=0.99，则图5中Pe是动力电瓶单体的可靠性，这两部份是并联冗余的关系。这么按照可靠性并联的估算公式，动力电瓶单体的可靠性PU就是：Pe＝nPi，动力电瓶单体串联后在并联的组合形式的系统可靠性Pp是：Pp＝1-（1-Pe）（1-Pe）×……×（1-Pe）。
由前面的估算公式可以从理论上定性和定量地看出可靠性的趋势是：PP＞Pi。其实，采用先并联后串联的形式组成的动力电瓶组，其可靠度将比先串联后并联的形式要高。假如考虑到动力电瓶单体的不均匀性，这么这些先并联后在串联的联接方法对避免出现两组动力电瓶组偏流有利。