[公眾號：動力電瓶網]本文在簡介了動力電瓶單體內各組件的邏輯關系的基礎上，重點論述了動力電瓶單體的可靠性模型、動力電瓶組的結構及其聯接的可靠性。
1.動力電瓶單體內各組件的邏輯關系
動力電瓶單體是由負極群、負極群、多孔性隔膜、外殼、電解液、排氣閥6個主要組件組成的，其中任何一個組件出了故障就會給動力電瓶單體的可靠性帶來損害，即增加了整只動力電瓶單體的可靠度R（t）。因此從邏輯關系上來剖析，動力電瓶單體的這6個主要組件的關系應該是串聯的，這么整個動力電瓶單體的可靠度R（t）將由各個組件的可靠度Ri（t）(1·2……i)來決定。
動力電瓶單體的負極群和正極群又都是分別由許多片負極板和正極板組成的，從電氣聯接上來看，各片正（或負）極板都是并聯在一起的；從邏輯功能方面看，任何一片極板的失效并不會造成整只動力電瓶單體失效，必須全部極板同時失效就會造成極群失效，因此它們也可視為并聯的。
2.動力電瓶單體的可靠性模型
動力電瓶單體的可靠性模型，大體上有以下三種方式：（1）首先是串聯系統的可靠性模型：串聯系統模型如圖1所示。串聯系統是指它的每一個器件對于系統的正常工作都是必須的，不可或缺的；任何一個器件的失效，將造成系統工作不正常。這是一種較常見和簡單的系統。
若果系統有N種器件，每種器件的失效率為λi(i=1～N)，則串聯系統的總失效率：λΣ=n1λ1＋n2λ2＋……nNλN；總的無故障工作時間：MTBFΣ=1/λΣ=1/[n1λ1＋n2λ2＋……nNλN]；年可靠度：P=1/e8760·λΣ=1/e8760/MTBFN(由于每年時間共8760h)。
（2）并聯系統的可靠性模型：并聯系統模型如圖2所示。圖2中U1，U2均可單獨地實現系統的功能，但是U1，U2任何一個單元出現故障，將手動（或自動）和輸入、輸出端斷掉，同時接入另一個互為備份的單元。其實并聯系統的任何一個單元的失效，均不會影響系統的功能，只有在二個單元均失效時，系統才不能正常工作。同理也可以N個單元并聯構成一個系統。
其物理關系為：故障機率：F（t）=F1（t）·F2（t）…FN（t）；若F1（t）=F2（t）…=FN（t）則可靠度：R（t）=1－F（t）=1－[F1（t）]n。
推論很明晰，在每位單元的可靠性受各類限制不可能太高，而又要求系統具有很高的可靠度的情況下，采用并聯系統取代串聯系統是提升電子系統可靠性的根本技巧。并聯系統的成本將低于串聯系統，但為了保證必要的可靠性，花些代價是必須的也是值得的。
（3）混和系統可靠性模型
實際工程中，為了在成本和可靠性方面求得平衡，經常使用串聯和并聯混和系統。也就是對可靠度較低的單元采用并聯系統，可靠度高的單元保持串聯系統。模型如圖3所示。混和系統的可靠度：R（t）=R1（t）·R2（t）·R3－2（t）·R4（t）；假如R1=R2=R4=0.99，R3=0.9，則R3－2=1－[1－R3]2，R3－2=0.99，R=R1·R2·R3－2·R4=0.96=96％（F=4％）。
即便，U3不用并聯系統，則R=0.87=87％，（F=13％）。可見，二者可靠度的差異還是很顯著的，故障率增加了3倍多。總的來說，混和系統比串聯系統可靠性高，比并聯系統簡單。
3.動力電瓶組
動力電瓶組是指動力電瓶單體經由串并聯形式組合并加保護線路板及殼體后，才能直接提供電能的組合體，動力電瓶組是組成動力電瓶系統的次級結構之一。動力電瓶模組是由多個單體電芯串并聯組裝而成，單體電芯之間聯接與緊固，要求聯接片與電瓶的極柱接觸內阻小、抗震動、牢靠程度高。
無論是用激光焊釬焊、電阻焊釬焊還是螺絲機械鎖緊，都必須保證成組后的電瓶系統在電動汽車實際行駛過程中的可靠性和耐久度。在不同的動力電瓶系統設計需求里，其容積能量密度、質量比能量密度以及容積功率密度等就會與動力電瓶系統中單體電瓶之間聯接結構與工藝相關。
按動力電瓶組電芯的結構形狀來分，主要分為圓錐電芯和圓形電芯，各自的異同點也非常顯著，從機殼材質上可分為金屬殼（鋼殼或鋁殼）和鋁塑膜封裝（聚合物鋰電池）。從極柱類型上又可以分為外螺紋極柱、內螺紋型極柱、平臺型極柱以及鋁鎳長條型極耳（聚合物鋰電池類型的極耳）。
不同極柱類型的電瓶，在電瓶成組形式、連接工藝也會有很大不同，同時有各自的異同點。動力電瓶模組是由多個單體電瓶聯接組成，而單體電瓶之間聯接的方式和工藝的選擇需依照電瓶類型及其極柱（極耳）的類型來定。在一定程度上，電芯的性能決定了電瓶組的性能以致影響整個動力電瓶系統的性能。
因而在進行動力電瓶系統設計，一定要按照整車的設計要求去選擇電芯的材料及形狀。
4.動力電瓶組聯接與可靠性在采用動力電瓶單體構成動力電瓶組時電池串聯和并聯的區別動畫，常采用以下兩種聯接形式：①將動力電瓶單體先串聯后在并聯的組合形式；①將動力電瓶單體先并聯后在串聯的組合形式。
（1）先串聯后在并聯組合形式的可靠性將動力電瓶單體先串聯后在并聯的組合形式可拿來增強供電系統的可靠性，是當動力電瓶單體先串聯后已不能保證用戶提出的可靠性要求時，就可以再并聯一組同尺寸的動力電瓶單體來提升可靠性。為了有一個量的概念，圖4給出了先串聯后在并聯的組合形式的可靠性模型圖：
假設各動力電瓶單體的可靠度相同Pi=0.99，則圖4中PU是動力電瓶單體的可靠性電池串聯和并聯的區別動畫，這兩部份是串并聯冗余的關系。這么按照可靠性并聯的估算公式，動力電瓶單體的可靠性PU是：PU＝Pi/n（n為動力電瓶單體的個數）。動力電瓶單體串聯后在并聯的組合形式的系統可靠性Pa是：Pa＝1-（1-PU）（1-PU）×……×（1-PU）。
由前面的結果可以看出，兩個可靠性都為0.99的單元并聯后，其可靠性降低到100倍，不可靠性由百分之一增長到萬分之一。
（2）先并聯后在串聯組合形式的可靠性
將動力電瓶單體先并聯后在串聯的組合形式可拿來增強供電系統的可靠性，是當動力電瓶單體先串聯后已不能保證用戶提出的可靠性要求時，就可以再將同尺寸的單動力電瓶單體并聯后在串聯來提升可靠性。為了有一個量的概念，圖5給出了先并聯后在串聯的組合形式的可靠性模型圖。
假如假設動力電瓶單體的可靠度為Pi=0.99，則圖5中Pe是動力電瓶單體的可靠性，這兩部份是并聯冗余的關系。這么按照可靠性并聯的估算公式，動力電瓶單體的可靠性PU就是：Pe＝nPi，動力電瓶單體串聯后在并聯的組合形式的系統可靠性Pp是：Pp＝1-（1-Pe）（1-Pe）×……×（1-Pe）。
由前面的估算公式可以從理論上定性和定量地看出可靠性的趨勢是：PP＞Pi。其實，采用先并聯后串聯的形式組成的動力電瓶組，其可靠度將比先串聯后并聯的形式要高。假如考慮到動力電瓶單體的不均勻性，這么這些先并聯后在串聯的聯接方法對避免出現兩組動力電瓶組偏流有利。